地震勘探原理06第五章多次覆盖法

1、主讲：彭晓波主讲：彭晓波地球物理与石油资源学院地球物理与石油资源学院 212# 2*地震勘探原理绪论绪论第二章第二章 几何地震学几何地震学第三章第三章 地震数据采集地震数据采集第四章第四章 地震勘探组合法地震勘探组合法第五章第五章 多次覆盖方法多次覆盖方法第六章第六章 地震波速度地震波速度第七章第七章 地震勘探资料解释地震勘探资料解释第八章第八章 几种专门的地震方法几种专门的地震方法3*本章要点本章要点l1、共中心点叠加（道集）、共反射点叠加共中心点叠加（道集）、共反射点叠加（道集）概念（道集）概念 。l2、多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理。l3、多次覆盖特性曲线及其性质多次覆

2、盖特性曲线及其性质l4、多次覆盖压制随机干扰的原理。多次覆盖压制随机干扰的原理。l5、影响多次覆盖效果的因素及特征影响多次覆盖效果的因素及特征 。第五章 多次覆盖方法4*第五章 多次覆盖方法 在前面我们介绍了共炮点观测系统，它是对地下在前面我们介绍了共炮点观测系统，它是对地下反射界面只进行一次观测反射界面只进行一次观测( (连续观测连续观测) )，这样得到的剖，这样得到的剖面叫面叫单次覆盖的时间剖面单次覆盖的时间剖面。由于这种剖面信噪比低，。由于这种剖面信噪比低，往往不能满足解决地质问题的需要，很难准确提供钻往往不能满足解决地质问题的需要，很难准确提供钻井的位置。为了提高资料的精度，人们就设想

3、既然对井的位置。为了提高资料的精度，人们就设想既然对界面观测一次信噪比不高，能量不强。那我们是否可界面观测一次信噪比不高，能量不强。那我们是否可以对界面多观测几次，把它们进行某种处理后，再相以对界面多观测几次，把它们进行某种处理后，再相加，这样不就提高了反射波的能量？因此，加，这样不就提高了反射波的能量？因此，6060年代在年代在地震勘探中出现了地震勘探中出现了共反射点多次叠加法共反射点多次叠加法，又称，又称多次覆多次覆盖盖，它是对反射界面上的各个反射点进行多次观测，它是对反射界面上的各个反射点进行多次观测，然后进行动校正，再把校正后的波动信号相加，这样然后进行动校正，再把校正后的波动信号相加

4、，这样得到的剖面叫得到的剖面叫多次覆盖的时间剖面多次覆盖的时间剖面。多次覆盖方法的提出？多次覆盖方法的提出？5*第五章 多次覆盖方法l多次覆盖（共反射点法多次覆盖（共反射点法/共深度点法）共深度点法）Common Reflection Point Techniques/ Common Depth Point Techniquesl多次覆盖技术的提出主要是为了消除多次波。多次覆盖技术的提出主要是为了消除多次波。l野外采用多次覆盖的观测方法，在室内处理中采用水平叠野外采用多次覆盖的观测方法，在室内处理中采用水平叠加技术，最终得到水平叠加剖面。加技术，最终得到水平叠加剖面。6*第五章 多次覆盖方法5

5、.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.1 共中心点叠加和共反射点叠加共中心点叠加和共反射点叠加 Common Midpoint Stack /Common Reflection Point Stack l多次覆盖方法多次覆盖方法是在地面布置一系列具有共同中心点的震源是在地面布置一系列具有共同中心点的震源与接收点，震源和接收点各在中心点一侧。各接收点上的与接收点，震源和接收点各在中心点一侧。各接收点上的纪录道称为纪录道称为共中心点叠加道共中心点叠加道。l当反射界面水平时，是共反射点叠加；倾斜是，是共中心当反射界面水平时，是共反射点叠加；倾斜是，是共中心点叠加。点叠加。

6、l若叠加道共有若叠加道共有n道，叫做道，叫做n次覆盖，次覆盖，n称为覆盖次数。称为覆盖次数。7*第五章 多次覆盖方法共反射点道集中炮点和接收点共反射点道集中炮点和接收点倾斜界面时共中心点道集中炮点和接收点倾斜界面时共中心点道集中炮点和接收点8*第五章 多次覆盖方法5.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.2 共中心点道集和共反射点道集共中心点道集和共反射点道集 Common Midpoint Gather /Common Reflection Point Gather l将共中心点道按炮检距大小排列起来，就是将共中心点道按炮检距大小排列起来，就是共中心点道集共中心点道

7、集。l共中心点道集中炮检距最短叠加道的炮检距叫做共中心点道集中炮检距最短叠加道的炮检距叫做偏移距偏移距。9*第五章 多次覆盖方法单边激发、单边激发、4 4次覆盖、次覆盖、2424个接收道个接收道10*第五章 多次覆盖方法5.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.3 水平叠加剖面水平叠加剖面水平叠加剖面的用途水平叠加剖面的用途 构造解释构造解释 地震偏移地震偏移 求取各种地震参数求取各种地震参数11*第五章 多次覆盖方法5.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.3 水平叠加剖面水平叠加剖面水平叠加剖面的优点水平叠加剖面的优点 提高信噪比提高信噪

8、比 压制多次波压制多次波 压制随机干扰压制随机干扰12*第五章 多次覆盖方法5.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.4 共反射点时距曲线方程共反射点时距曲线方程 野外：一次激发，多道接收野外：一次激发，多道接收13*第五章 多次覆盖方法5.15.1 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.4 共反射点时距曲线方程共反射点时距曲线方程M:M:共中心点共中心点 R R：共发射点：共发射点共反射点道集共反射点道集D1,D2,D3,D1,D2,D3,道道一点一点O1O1激发，多道接收激发，多道接收- -可找到可找到D1D114*第五章 多次覆盖方法5.15.1

9、 多次覆盖的一些基本概念多次覆盖的一些基本概念l5.1.4 共反射点时距曲线方程共反射点时距曲线方程15* 共反射点时距曲线共反射点时距曲线 共炮点时距曲线共炮点时距曲线 只反映界面上一个点只反映界面上一个点 t0是共中心点的垂直时间是共中心点的垂直时间反映的是一段反射界面反映的是一段反射界面 t0是激发点的垂直时间是激发点的垂直时间16*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l叠加原理叠加原理(Stack Principle)：它是利用有效波：它是利用有效波(Signal)(一次一次反射波反射波)和干扰波和干扰波(Noise)(多次反射波多次反射波

10、)经正常时差校正经正常时差校正(Normal Moveout Correction)后，存在着剩余时差后，存在着剩余时差(Residual Moveout)的差异，来突出的差异，来突出(Strengthen)有效波有效波(一次反射波一次反射波)，压制干扰波，压制干扰波(Suppress Noise)(多次波多次波)，提，提高资料信噪比的高资料信噪比的(Raise Data Ratio Signal to Noise (S/N)17*第五章 多次覆盖方法18*19*第五章 多次覆盖方法海底面海底面多次波多次波20* 全程多次波时距曲线方程及其主要特点全程多次波时距曲线方程及其主要特点 全程二次多

11、次波全程二次多次波21*22* 全程二次反射波时距曲线主要特点全程二次反射波时距曲线主要特点22222sin2sinsin2sin4hhxxt 1 双曲线双曲线 2 t0=2h/v=2h.sin2/(v.sin ) =t0.2sin cos /(sin )=2t0cos 2t0 3 =2 23* 全程全程m次反射波时距曲线主要特点次反射波时距曲线主要特点 1 t0m mt0 2 m=m 22222sinsinsinsin4hmhxmxt24* 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 水平叠加方法主要是利用有效波和规则干扰波水平叠加方法主要是利用有效波和规则干扰波之间的剩余时差来压制干扰波。之间的剩余

12、时差来压制干扰波。 凡是不符合上述形式的波，都按上式进行动校正，凡是不符合上述形式的波，都按上式进行动校正，都不一定校到都不一定校到toto，而存在时差，而存在时差00202t)(共中心点道集校正到ttVxt25*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 26*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 27*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 多次波剩

13、余时差概念示意图多次波剩余时差概念示意图28*第五章 多次覆盖方法29*第五章 多次覆盖方法30*第五章 多次覆盖方法31*第五章 多次覆盖方法共中心点不是共反射点共中心点不是共反射点32*第五章 多次覆盖方法33*第五章 多次覆盖方法34*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 共反射点时距曲线共反射点时距曲线(Common (Common R e f l e c t P o i n t T i m e R e f l e c t P o i n t T i m e Distance Curve)Distanc

14、e Curve)：( (双曲线双曲线hyperbola)hyperbola)由于各接收点炮由于各接收点炮检距不同检距不同-即各道之间存在即各道之间存在着 正 常 时 差着 正 常 时 差 ( E x i s t i n ( E x i s t i n Normal Moveout)Normal Moveout)。35*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 由于各接收点旅行时不同，由于各接收点旅行时不同，所以叠加前必须进行动校正所以叠加前必须进行动校正( (校正到共中心点校正到共中心点M M处的反射处的反射时间时

15、间) )，这样才可达到同相叠，这样才可达到同相叠加，否则，叠加后能量将变加，否则，叠加后能量将变弱弱( (非同相叠加非同相叠加) )。36*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l1 多次波的剩余时差多次波的剩余时差 动校正时将产生两种情况动校正时将产生两种情况( (结果结果) )：Two ResultsTwo Results(1)(1)正常时差正好被校正掉，双曲线变成直线正常时差正好被校正掉，双曲线变成直线(t=t0(t=t0直线直线) )，不存在相位差不存在相位差( (剩余时差剩余时差) )，叠加为同相叠加，结果振幅增强，叠加为同相叠加，结果振幅

16、增强( (一次反射波一次反射波) )。(2)(2)正常时差校正不完全，双曲线变成曲线正常时差校正不完全，双曲线变成曲线( (不是直线不是直线) )，各，各道间仍有相位差道间仍有相位差( (存在剩余时差存在剩余时差Exist in Residual Exist in Residual Moveout)Moveout)，叠加为不同相叠加，结果振幅变小，叠加为不同相叠加，结果振幅变小( (多次波，随多次波，随机干扰机干扰) )。注意注意：共反射点叠加法就是利用了这个特点：共反射点叠加法就是利用了这个特点37*第五章 多次覆盖方法5.25.2 多次覆盖压制多次波的原理多次覆盖压制多次波的原理l2 多次

17、波的剩余时差特点多次波的剩余时差特点(Character)l1 1、剩余时差是二次曲线、剩余时差是二次曲线( (抛物线抛物线) )； l2 2、剩余时差与、剩余时差与X X2 2成正比，即各叠加道剩余时差是不同的，成正比，即各叠加道剩余时差是不同的，叠加时为不同相叠加，总有一部分能量抵消，所以，叠加叠加时为不同相叠加，总有一部分能量抵消，所以，叠加后能量总振幅小于单个能量振幅，从而压制了多次波。后能量总振幅小于单个能量振幅，从而压制了多次波。38*第五章 多次覆盖方法5.35.3 多次叠加的特性多次叠加的特性l5.3.1 多次叠加的特性：多次叠加的特性：39*第五章 多次覆盖方法40*第五章

18、多次覆盖方法41*第五章 多次覆盖方法42*第五章 多次覆盖方法43*第五章 多次覆盖方法1. 通放带：通放带：a1=0.707，aa12. 压制带：低值区，平均值压制带：低值区，平均值为为1/n，acaac，即波落入即波落入压制带就能得到最好的压制。压制带就能得到最好的压制。在压制带内的极值成为三次在压制带内的极值成为三次极值极值P3， P3越大，压制效果越大，压制效果越差。越差。3. 二次极值带：在压制带二次极值带：在压制带之后有一个二次极值带，当干扰波落入二次极值带，压制效果就之后有一个二次极值带，当干扰波落入二次极值带，压制效果就会不好。因此选择参数时就使干扰波不落入二次极值带。也就是

19、会不好。因此选择参数时就使干扰波不落入二次极值带。也就是说道间距不能过大，在必须使用大道间距时，应增加覆盖次数，说道间距不能过大，在必须使用大道间距时，应增加覆盖次数，以降低二次极值。以降低二次极值。44*第五章 多次覆盖方法45*第五章 多次覆盖方法5.45.4 多次叠加的相位特性多次叠加的相位特性l在地震勘探中讨论各种系统的特性时，主要讨论系统的振在地震勘探中讨论各种系统的特性时，主要讨论系统的振幅特性，因为它关系到对有效波加强程度和对干扰波压制幅特性，因为它关系到对有效波加强程度和对干扰波压制的程度。而相位特性的重要性小些。的程度。而相位特性的重要性小些。l在地震勘探中，对有效波，振幅特

20、性数值大，相位特性最在地震勘探中，对有效波，振幅特性数值大，相位特性最好为好为0或某个已知的定值。对于干扰波，振幅特性数值小或某个已知的定值。对于干扰波，振幅特性数值小（最好为（最好为0），相位特性一般无特殊要求，但最好是无规），相位特性一般无特殊要求，但最好是无规律，使干扰波不以同相轴形式出现。律，使干扰波不以同相轴形式出现。46*第五章 多次覆盖方法l5.4 叠加的相位特性：叠加的相位特性：47*第五章 多次覆盖方法l5.4 叠加的相位特性：叠加的相位特性：48*第五章 多次覆盖方法l5.4 叠加的相位特性：叠加的相位特性：49*第五章 多次覆盖方法50*第五章 多次覆盖方法l5.4 叠加

21、的相位特性：叠加的相位特性：l多次波经过叠加被削弱，但不能被消除，即还会有残余的多次波经过叠加被削弱，但不能被消除，即还会有残余的波形存在，这种残余波形仍会以同相轴的形式出现，但在波形存在，这种残余波形仍会以同相轴的形式出现，但在同一叠加段内分成了几段互相错开。多分开的段数和错开同一叠加段内分成了几段互相错开。多分开的段数和错开的相位差与观测系统及波形的特点有关。的相位差与观测系统及波形的特点有关。51*第五章 多次覆盖方法一般地说，各小段错开的相位差随观测系统及波的特点而一般地说，各小段错开的相位差随观测系统及波的特点而变。叠加次数越少，相位差越大；反之，叠加次数越大，变。叠加次数越少，相位

22、差越大；反之，叠加次数越大，相位差越小。因此应当注意当覆盖次数增加到相位差越小。因此应当注意当覆盖次数增加到12次甚至更次甚至更大时，多次波振幅虽然大大减小了，但同相性却增加了。大时，多次波振幅虽然大大减小了，但同相性却增加了。52*第五章 多次覆盖方法l5.4 叠加的相位特性：叠加的相位特性：l1：一次波，相位为零，与中心点相位一致，对水平层，：一次波，相位为零，与中心点相位一致，对水平层，同相轴变成直线。同相轴变成直线。l2：多次波，需根据观测系统用不同的参数来计算相位特：多次波，需根据观测系统用不同的参数来计算相位特性曲线，定性说明：多次波叠加后，受到压制，但不能消性曲线，定性说明：多次

23、波叠加后，受到压制，但不能消除，有残余波形存在，分成若干段，相互错开。除，有残余波形存在，分成若干段，相互错开。53*第五章 多次覆盖方法5.55.5 多次叠加的频率特和统计效应多次叠加的频率特和统计效应l5.5.1 叠加的频率特性：叠加的频率特性：1 1：多次叠加对多次波起低通滤波作用；：多次叠加对多次波起低通滤波作用；2：q一定时一定时，x减小减小，f1、fm、fc增大增大， x增大增大，f1、fm、fc减小；减小；54*第五章 多次覆盖方法5.5.2 5.5.2 多次覆盖多次覆盖的统计效应的统计效应l共反射点叠加法，另一个重要的作用就是压制随机干扰，且共反射点叠加法，另一个重要的作用就是

24、压制随机干扰，且压制随机干扰的效果优于组合法。压制随机干扰的原理与组压制随机干扰的效果优于组合法。压制随机干扰的原理与组合法相同，利用的是叠加的统计效应。合法相同，利用的是叠加的统计效应。l当覆盖次数当覆盖次数n足够大，对随机干扰只增强足够大，对随机干扰只增强 倍，而有效波倍，而有效波增强增强n倍，因此，多次覆盖后信噪比提高为原来的倍，因此，多次覆盖后信噪比提高为原来的 倍。倍。注意注意：ln次覆盖的统计效应要比次覆盖的统计效应要比n个检波器组合的好。因为多次覆盖个检波器组合的好。因为多次覆盖时共中心点道集中各叠加道的随机干扰独立性更强。时共中心点道集中各叠加道的随机干扰独立性更强。55*第五

25、章 多次覆盖方法5.6 5.6 多次覆盖多次覆盖观测系统参数选择观测系统参数选择l1、X的选择的选择 X X增大，通过带变窄，增大，通过带变窄，压制带左移，有利于与压制带左移，有利于与一次波速度相近的多次一次波速度相近的多次波；波； X X过小，起不到过小，起不到压制多次波的效果。压制多次波的效果。 X X过大，动校正不准时，过大，动校正不准时，使一次波受到压制；同使一次波受到压制；同时，出现空间假频。时，出现空间假频。56*第五章 多次覆盖方法5.6 5.6 多次覆盖多次覆盖观测系统参数选择观测系统参数选择l2、X1X1的选择的选择X1X1增大的优点增大的优点: :通过带变窄通过带变窄, ,

26、压制区极值变小压制区极值变小, ,压制多次波效果好。压制多次波效果好。缺点缺点: :排列加长排列加长, ,远远道动校正后易产生道动校正后易产生崎变崎变, ,同时得不到同时得不到浅层信息。浅层信息。57*第五章 多次覆盖方法5.6 5.6 多次覆盖多次覆盖观测系统参数选择观测系统参数选择l3 3、n n的选择的选择 优点：压制多次波效果好优点：压制多次波效果好 缺点：对动校正速度精度要求高缺点：对动校正速度精度要求高58*第五章 多次覆盖方法5.6 5.6 多次覆盖多次覆盖观测系统参数选择观测系统参数选择l4、选择观测系统的原则选择观测系统的原则1 1）根据地下地质情况、地质任务和干扰波的特点来

27、选择）根据地下地质情况、地质任务和干扰波的特点来选择观测系统。若工区内断裂发育、多次波的干扰不太严重，观测系统。若工区内断裂发育、多次波的干扰不太严重，则应以中间放跑或较短排列的单边或双边端点放跑的观则应以中间放跑或较短排列的单边或双边端点放跑的观测系统来进行工作。测系统来进行工作。2 2）必须确保有效波处于通放带，干扰波落入压制带，这）必须确保有效波处于通放带，干扰波落入压制带，这是多次覆盖是否有效的必要条件。是多次覆盖是否有效的必要条件。3 3）经济原则。在保证地质任务，保证资料质量的前提下，）经济原则。在保证地质任务，保证资料质量的前提下，应尽可能用低覆盖次数、大道间距、大排列来有效地完

28、应尽可能用低覆盖次数、大道间距、大排列来有效地完成任务。成任务。59*第五章 多次覆盖方法 5. 7 影响叠加效果的一些因素影响叠加效果的一些因素 Factors Analysis Affect Common Reflect Point Stack Effect 共反射点多次覆盖效果的好坏取决于动静校正后一次波共反射点多次覆盖效果的好坏取决于动静校正后一次波是否能同相叠加，多次波等干扰波是否非同相叠加。是否能同相叠加，多次波等干扰波是否非同相叠加。l5.7.1 动校正速度选取不准确的影响动校正速度选取不准确的影响 Error of Normal Moveout Correction to St

29、ack Effect Affect 由前分析可知，叠加效果好坏，关健是动校正量求由前分析可知，叠加效果好坏，关健是动校正量求得是否准确得是否准确(动校正速度是否准确动校正速度是否准确)。tn=x2/(2t0v2)l1.速度准确速度准确求出的动校正量准确求出的动校正量准确动校正后动校正后剩余时剩余时差为差为0叠加为同相叠加叠加为同相叠加叠加后，能量增强。叠加后，能量增强。60*第五章 多次覆盖方法 5. 7 影响多次覆盖效果的一些因素影响多次覆盖效果的一些因素l5.7.1 动校正速度选取不准确的影响动校正速度选取不准确的影响l2.速度偏大速度偏大求出的动校正量偏小求出的动校正量偏小动校正后动校正

30、后(校正不足校正不足) 剩余时差大于剩余时差大于0叠加为不同相叠加叠加为不同相叠加叠加后叠加后能量减能量减弱。弱。l3.速度偏小速度偏小求出的动校正量偏大求出的动校正量偏大动校正后动校正后(校正过量校正过量) 剩余时差小于剩余时差小于0叠加为不同相叠加叠加为不同相叠加叠加后叠加后能量减能量减弱。弱。l如果速度如果速度=多次波多速度，将使多次波不是受到压制而是多次波多速度，将使多次波不是受到压制而是增强了增强了 61*62*第五章 多次覆盖方法 5. 7 影响多次覆盖效果的一些因素影响多次覆盖效果的一些因素l5.7.2 地层倾角的影响地层倾角的影响 Dip Angle of Interface to Stack Effect Affect当界面倾斜时，对水平叠加效果的影响主要在两个方面。当界面倾斜时，对水平叠加效果的影响主要在两个方面。l1共反射点分散共反射点分散 (Common Reflect Point Scatter/Disperse) l2用平界面的动校正量进行动校正，造成校正不准。用平界面的动校正量进行动校正，造成校正不准。63*第五章 多次覆盖方法 5. 7 影响多次覆盖效果的一些因素影响多次覆盖效果的一