地震勘探原理---地震预处理

目录

一. 地震资料数字处理

        1.1. 地震勘探主要包括:

        1.2. 一般的处理过程

二. 地震预处理

        2.1. 一些基本概念

        2.2. 数据加载和数据解编

        2.3 观测系统: 

        2. 4 数据编辑:

        2.5 数据补偿:

三. 总结与思考:

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一. 地震资料数字处理

        1.1. 地震勘探主要包括:

        地震资料野外采集, 地震资料数字处理, 地震资料地质解释这三个过程. 

        地震资料处理流程是需要利用高性能的的计算机, 计算机处理软件对得到的地震资料一手资料进行处理, 地震野外采集的数据是以炮集的形式记录, 而处理的目的是提高信噪比, 提高分辨率, 提高保真度, 获得更精确的地下地质信息.

        经过地震资料数字处理, 利用处理后的地震数据, 可以方便的解释地下地址构造和地层特征, 为发现油气圈闭和确定钻探井位服务. 地震资料处理的质量和成像精度直接决定了油气勘探的成功率.

        共炮点的记录很不直观, 与地下地质构造形态的关系不明显, 不能方便的反应地质构造形态和特征, 更不能反应岩性储层等方面的变化. 在炮集记录上, 除了一次反射波以外, 一般还同时记录下了面波, 声波, 多次反射波, 折射波等多种干扰波, 需要通过不同的处理方法来进行有效的压制. 综上: 油气勘探开发需要更多的地下地质细节, 地震资料数字处理, 可以得到高信噪比, 高分辨率, 高保真度的资料.

        1.2. 一般的处理过程

        将野外采集到的炮集记录处理成为地震成果数据一般需要经过三个步骤: 预处理, 叠前处理, 叠后处理. 每一部份又可以细分为以下的流程. 流程与流程之间有评价标准, 用来评价上一部分的处理结果的好坏. 

        注意: 地震处理过程中, 有些事必须要做的, 有些则根据地震资料的特点和勘探开发要求有选择地进行. 

二. 地震预处理

        2.1. 一些基本概念

        预处理: 在地震数据做实质性处理之前, 为满足计算机软件系统及处理方法的要求, 对野外采集的地震数据所必须的完成的一些准备工作.

        预处理主要包括: 数据加载, 数据解编, 观测系统定义, 数据编辑, 振幅补偿等工作.

        2.2. 数据加载和数据解编

        数据加载: 要把野外采集的数据加载到地震资料处理系统中, 

        数据解编: 野外磁带记录数据是按时序排列的, 也就是依次记下每一道的第一个采样值, 隔道记录之后再依次记下隔道的第二个采样值, 依次类推. 在数据处理中, 将按时序排列的形式转换为按道序排列的顺序, 也就是第一道的所有数据排列在第二道之前, 使同一道的数据都排放在一起, 这个数据被称为数据解编. 

        野外编排的按时分道格式为: SEG-D, SEG-2, 解编之后的按道分时的格式: SEG-Y. 由于各个地震处理系统都使用各自内部的处理格式, 不同系统间的数据交换需要搭建一个"桥梁", 这个SEG-Y就是这个数据交换的"桥梁", 用于不同处理解释系统间数据交换的标准通用格式. 

        2.3 观测系统: 

        观测系统定义: 野外数据采集都是按照设计好的观测系统来进行的, 由于受到野外客观条件的限制, 设计好的方案在实施中一般都会有所调整, 还有一些参数是事先设计时不可能准确获知的, 他们都要在实际施工时, 实时测量. 根据实际的施工情况, 确定像激发点, 接收点的坐标, 高程等数据. 

        抽道集:

       地震抽道集是地震勘探中的一个重要数据处理技术，在地震勘探中，地震仪器通常通过在地表或水下放置震源，在特定位置上产生人工地震波，然后记录反射回来的地震波信号。这些记录的地震波信号被称为地震道或道集。

        地震抽道集是指在特定位置上进行地震数据采集时，记录到的多个地震道信号的集合。这些地震道信号是在不同接收器位置上记录到的地震波信号，也就是记录到的不同地震接收点上的数据。地震抽道集可以覆盖一个区域，并提供地下结构的信息，用于地质勘探和地震解释。

        地震抽道集经过进一步处理和分析，可以用于生成地震剖面图，以了解地下结构、岩性分布以及可能的油气藏等地质信息。地震抽道集在石油、天然气勘探和地质灾害预测等领域具有重要的应用价值。

        2. 4 数据编辑:

        对废炮废道的处理: 在地震数据中, 可能有一些废炮废道, 我们需要将这些数据剔除.

        尖脉冲干扰: 是指在地震勘探中，由于一些原因导致的高能量、高频率的突发信号，它们会对地震数据的质量和解释产生不利影响。当出现尖脉冲干扰时, 就会相当于多道数据叠加后的能量之和, 对后续的数据处理不利, 需要将其剔除. 

        2.5 数据补偿:

        地震切除处理

        这里我们将一次反射波视为有效波, 那么直达波, 折射波, 多次波, 面波等波就是干扰波, 这些波能量较强, 可能会对有效波产生干扰, 为了消除这些干扰, 采用切除处理. 将地震道上某个时刻以前的数据用零值替代, 从视觉效果上面看会造成视觉空洞. 所以切除操作对于叠加处理是必须的, 但是会对其他处理带来不利影响. 

        地震振幅补偿: 

        影响地震反射波振幅的因素:有些是地质因素, 需要在采集过程中加以注意, 有些是由于波的传播机理引起的, 如波前扩散, 吸收衰减, 在地震资料处理中需要加以补偿. 还有诸如地质激发与接收, 干扰波等因素造成的干扰. 

        波前扩散: 如球面扩散: 振动的物体扰动其周围的介质，形成波的传播过程，物体本身成为波源。波向四周传播时，其能量将逐渐扩散开来。根据能量守恒定律，能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小，处于波“辐射范围”的我们所接收到的波相比波源附近处就变得微弱。点波源或球面波的扩散衰减存在这样一个规律：单位面积上的波源能量与波源距离的平方成反比，可用式子表达如下：

        其中表示点波源的强度; 表示与波源距离为 r 的单位面积上的能量, 由于地震勘探测量的是波的旅行时间, 故一般用速度, 时间来代替路程(r), 所以球面扩散损失是速度和时间的函数. 对于地震振幅的衰减作用可以用一个权函数对波的初始振幅的乘积来描述, 这个权函数被称为球面扩散因子. 球面扩散因子的导数被称为球面扩散补偿因子, 利用球面扩散补偿因子对地震道加权用以补偿球面扩散作用对地震振幅的衰减损失.

波前扩散补偿前

波前扩散补偿后

        吸收衰减作用:

        地层对地震波振幅的吸收衰减作用, 一般与吸收系数, 品质因子成指数关系. 求得吸收系数就可以对地震波振幅进行吸收衰减补偿. 由于球面扩散, 地层吸收衰减等原因引起的振幅随时间的衰减具有相似的规律, 因此在实际资料处理中, 对振幅衰减的处理进行综合的补偿. 

三. 总结与思考:

        1. 为什么说要对数据进行振幅补偿?

        具体来说，地震波在传播过程中会遇到各种各样的地质条件，例如不同的岩层、土壤、水层等，这些介质的密度、速度等特性不同，因而对地震波的能量消耗也有所不同。在传播距离较远的情况下，能量损失可能会导致接收到的地震信号振幅变小。相反，在传播距离较近的情况下，能量损失可能较小，导致接收到的地震信号振幅变大。如果不对数据进行振幅补偿，这种振幅不均衡会导致地震数据分析和解释的误差和不确定性增加，可能产生错误的结论。因此，需要对数据进行振幅补偿，将接收到的地震信号振幅调整到一个相对均衡的水平，以便后续数据分析和解释。