《4-CGG处理系统_反褶积-guo》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4-CGG处理系统_反褶积-guo（105页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、反 褶 积 及 其 应 用,郭 维 婷,2 0 0 7 年 元 月,反褶积的基本概念 反褶积效果判定标准 常用反褶积方法简介 影响反褶积效果的因素 CGG系统反褶积程序简介,检波器把振动转换成电信号,人工激发地震波,经地层反射回来后,由检波器将震动信号转成电信号被仪器记录下来.,反褶积的基本概念,检波器把振动转换成电信号,从震源发出的原始地震脉冲在介质中传播时，由于介质对地震脉冲有滤波作用，并且地层界面使波产生反射和折射，因此，自距震源一定距离起，脉冲波形便发生变化而与原始波形不同，但在一定传播范围内其形状甚本保持不变，这时的地震脉冲便称为子波。子波的形状决定于震源和介质的滤波性质，其频率随传
2、播距离的增大而有所降低，振幅也逐渐减小。不同的界面各自的子波不同，每一道的地震记录可以认为是由一系列的子波构成的。子波不仅用于制作理论地震记录，而且在断层对比和反褶积处理等方面都需要它。,反褶积的基本概念,波阻抗 Z=.V,Z1= 1.V1,Z2= 2.V2,反射系数=,(Z2-Z1)(Z2+Z1),地震记录的组成,地震记录 = 反射系数 子波 + 噪音,x(t) = e (t) b(t) + n(t)-去噪音,地震数据采样是由一个子波和反射系数序列褶积再加上一些随机噪音而构成.,反褶积的基本概念,反射系数时间序列,理想情况下 ，地震记录应该是如上图所示的一系列尖 脉冲。一个尖脉冲代表一个反射
3、界面.即 x(t) = e (t),t,e（t）= x(t),反褶积的基本概念,砂（15m）,砂（15m）,砂（15m）,泥（10m）,泥（10m）,隐 含,深度/时间,速度,波阻抗,反射系数,子波,地震记录,六个反射系数与子波褶积,但是,地层,震源脉冲,大地滤波,地震子波b(t),b(t)已变成具有一定时间延迟的波形不能反映地下某一界面,t,t,a,a,反褶积的基本概念,在普通的地震记录上,一个界面的反射波一般是一个延续时间为几十毫秒的波形.由于地下反射界面是相距为几米到几十米的密集层,它们到达的时间差仅为几毫秒到几十毫秒,因此,在反射地震记录上它们彼此干扰,难于区分开来.,反褶积的基本概念
4、,反褶积的基本概念,反褶积就是将地震波形消除以得到反射系数的过程。也就是说通过压缩地震记录中的基本子波、压制交混回响和短周期多次波给出地下地层反射系数序列，从而提高时间分辨率 。目的是将震源波形压缩为一个零延迟脉冲，以便能分辨可靠的很近的反射同相轴。,反褶积的关键作用是提高分辨率.激发接收条件不同及近地表结构的变化会引起子波的空间变化,反褶积的另一个重要作用是将子波统一.海上勘探震源的混响和检波器的鸣震要通过反褶积来压制,这是反褶积的第三个作用.由于受各种各样条件的影响,反褶积不可能达到求取反射系数的目的,只能一定程度上压缩子波,从而达到提高分辨率的目的.,不同带通相位子波对下伏 砂泥岩互层的
5、反射波型,原始剖面,反褶积后剖面,x(t) = e (t) b(t)设计一个算子c(t),使c(t) b(t) =1,那麽x(t) c(t) = e (t) c(t) b(t) = e (t) c(t)叫反褶积因子,它是b(t)的逆.求出c(t) ,把它与地震记录x(t) 褶积,就可求出反射系数.,怎样实现,将 x(t) = e (t) b(t) 转换到频率域 X(F)=E(F) X B(F)-傅立叶变换 找一个C(F)使 C(F) X B(F) = 1 X(F) X C(F) = E(F) X B(F) X C(F) = E(F) C(F)则为频率域反褶积算子 C(F)-反傅立叶变换c(t)
6、则为时间域反褶积因子,怎样实现,怎样求反褶积因子c(t)呢? 我们知道, c(t)是地震子波b(t) 的逆,知道了b(t) ,那c(t)也就知道了.大多数情况下, b(t) 并不知道,(海上资料可知,这时的反褶积我叫确定性反褶积)通常我们通过计算子波的自相关来推导b(t),这种方法也叫统计性反褶积.通常认为子波的自相关与地震记录的自相关一致.这是反褶积运算的假设条件之一.,怎样实现,反褶积的基本概念 反褶积效果判定标准 常用反褶积方法简介 影响反褶积效果的因素 CGG系统反褶积程序简介,反褶积效果判定标准,定量分析1.地震记录的自相关2.地震记录的频谱定性分析1.炮集记录分析2.叠加剖面分析,
7、图1-1 我们分析图1-1中的a,b两组波形。很容易看出 a 组中的两个波形不相似, b组中的两个波形 很相似。,自相关函数,图1-21)、一个任意波形X(t)，它的自相关函数xx() 的图形xx()这里是移动时间，在=0时，有正的最大值。因为自己最相似所以 xx()最大值。2）、自相关函数的图形是以xx() 轴为对称的。即xx()= xx(-) 。3）、当趋于+时候， xx()趋于0。因为波形长度是有限 的，它们相对时移越大，重叠部分越少。当它们没有重叠 部分的时候xx()就等于0。,自相关函数,不同波形的自相关函数是不同的：有些波形相互稍微移动就不相似了；有些波形随着相互移动的增大相似性慢
8、慢减小；有些波形的相似性随着相互移动的增大而周期性的出现，而这种周期性和波形本身的周期性是相同的，这样，就说明X（t）的自相关函数中包含着关于X（t）的频率成份的信息。这是自相关函数非常重要的性质。 地震波的频率高-自相关函数极值部就窄 地震波的频率低-自相关函数极值部就宽。 *,图1-3,自相关函数,存在虚反射时地震记录的自相关特性当地震记录内包含虚反射时，记录上一次反射与虚反射相隔时间是有规律的而不是随机的。图1-4a所示，记录道上有四个一次反射。在每个一次反射后面相隔tg时间就跟着一个虚反射。这样一个包含虚反射的自相关函数的图形如1-4b所示。分析这个图形可以看出：,图1-4b,图1-4
9、a,图1-4虚反射的产生,自相关函数,1）、自相关函数中心极大值两侧还有由虚反射形成的次极值xx(-tg)和xx(+tg)。这点可以定性的说明：在每个一次反射后面相隔tg时间都跟着一个虚反射。这样在计算自相关函数过程中，当相对时移 = tg时，固定波形中的每一个虚反射的波形正好同移动波形中的一次波波形重合。这样就会在自相关函数曲线上出现次极大值。当我们在一个地震记录道的自相关函数曲线上发现这种对称的次极值，就可以断定有虚反射存在。虚反射是多次波的一种。2）、中心极大值到两侧次极值的时间间隔，代表虚反射相对于一次反射波的延迟时间tg。根据上面的分析，通过一个地震记录道的自相关函数曲线就能够帮助我
10、们判断记录中是否含有虚反射和多次波。这样，就可以为我们消除虚反射提供了虚反射与一次反射波的时间差tg。 tg是值为消除虚反射提供了依据。,图1-4b,自相关函数,单炮反褶积自相关,单炮没有反褶积自相关,单炮没有反褶积自相关,单炮反褶积自相关,不同预测间距自相关,频谱分析,反褶积后的结果是拓宽频带，而不只只是提高高频,频谱分析,叠前反褶积前后深层频谱分析对比,频谱分析,不同预测间距频谱分析,gap=0,gap=8,gap=16,gap=12,不同预测间距频谱分析,gap=20,gap=16,gap=28,gap=24,反褶积前单炮,反褶积后单炮,反褶积前道集,反褶积后道集,单炮分析,单炮分析,G
11、ap=12,Gap=16,单炮分析,Gap=20,Gap=24,单炮分析,单炮分析,叠加分析,反褶积前叠加剖面,反褶积后叠加剖面,反褶积前叠加剖面,反褶积后叠加剖面,叠加分析,Gap=0,Gap=8,叠加分析,叠加分析,Gap=16,Gap=12,Gap=24,Gap=20,叠加分析,Gap=28,叠加分析,Gap=24,反褶积的基本概念 反褶积效果判定标准 常用反褶积方法简介 影响反褶积效果的因素 CGG系统反褶积程序简介,脉冲反褶积 预测反褶积 地表一致性反褶积+预测反褶积,常用反褶积方法简介,目前大港地区最常用的反褶积是预测反褶积,和地表一致性反褶积加预测反褶积,其目的是压缩子波,从而提
12、高时间分辨率。前者对压制长短周期多次波效果较好,后者先调整子波一致性,然后再提高分辨率.从理论上讲,当预测反褶积的预测间隙等于采样率时,就等价于脉冲反褶积。这类处理的目的是提高资料的分辨率和信噪比。,常用反褶积方法简介,脉冲反褶积将地震子波压缩为零延迟脉冲的过程成为脉冲反褶积。主要功能是提高分辨率。 脉冲反褶积它的希望输出d（t）是一个尖脉冲，即 b是地震记录 a是反褶积结果,脉冲反褶积,预测反褶积是为了消除长短周期的多次波及混响对一次波的影响。做法上是根据一次波去预测多次波及混响，然后从地震数据中消除掉。,预测反褶积,也就是说： 给定一个n+个样点的输入子波，用长度为n、预测步长为的预测滤波
13、器作预测反褶积能将此子波转换为另一个长度为的子波。 这里 n 就是算子长度， 为预测步长。,预测反褶积,具体做法是：,第一步：预测时间以后的波形信号。第二步：从信号中减去预测的信号。,积预测反褶,消除长周期的多次波,预测步长不易准确地确定,使用效果往往不好,要采用其他方法.对于薄互层混响及层间多次,预测步长一般较短,用预测反褶积的方法来消除它们的影响,其效果是明显的.,积预测反褶,地表条件的变化，对地震波的影响不仅仅是造成到达时间的延迟，它对波的振幅特性和相位特性均有改变，地表一致性反褶积是按地表一致性原理从地震资料中统计求取反褶积因子的一种方法.它分别从炮点,检波点,共中心点和共偏移距点几个
14、域中统计并计算反褶积因子,消除了地表的影响，使子波形态及能量分布更趋于一致，同时可以使深层资料的信噪比有所改善；然后再应用对子波压缩作用较好的预测反褶积，进一步提高纵向分辨率。,地表一致性反褶积,x(t) = e (t) b(t) + n(t) x(t)=e（t）s（t） r（t） d（t） m（t）s（t）， r（t）， d（t）, m（t）分别是与炮点、检波点、炮检距、共中心点有关的子波分量。,地表一致性反褶积,第一步:谱分析阶段 从地震数据道中得到一个合适的功率谱(子波的振幅谱).单道计算.第二步:谱分解阶段 对每一道都求得振幅谱分量.第三步: 谱平滑阶段第四步: 应用阶段,地表一致性反
15、褶积,地表一致性反褶积前后自相关图,地表一致性反褶积前后频谱,前,后,串联反褶积,地表一致性反褶积后,消除了地表的影响，使子波形态及能量分布更趋于一致.但这种方法压缩子波,消除虚反射和层间多次方面均不如预测反褶积效果明显.因此 地表一致性反褶积 + 预测反褶积,目的层,串联反褶积前自相关,串联反褶积后自相关,浅层,浅层,深层,深层,串联反褶积,预测反褶积,地表一致性+预测反褶积,串联反褶积,T800ms-1200ms,预测反褶积,串联反褶积后,串联反褶积,反褶积主要参数说明,主要参数包括:1、自相关及反褶积应用时窗的选择2、 算子设计-算子长度、预测距离、白噪系数,1、计算时窗与应用时窗一一对应，按地层沉积年代、地震波特征来选取，但计算时窗应用时窗，2、选多个时窗，计算时窗不重叠；应用时窗要重叠，且覆盖整个数据。3、计算时窗避开记录的强直达波和折射波，也要避开信噪比低的区。,计算时窗和应用时窗,
