地震数据采集与处理：第二部分 第六章速度分析

1、第二部分 第六章速度分析第一节 速度信息和判别准则第二节 速度谱第三节 辅助速度分析第四节 交互速度分析第五节 三维速度分析第六节 层速度的计算小结 作业水平界面的反射波走时曲线表示为其正常时差为反射波到达时间t(x)和正常时差t(x)是炮检距x、零炮检距反射时间t0和动校正速度vnmo的函数。地震波的反射时间和正常时差中包含有均方根速度影响，这是速度分析的理论基础。基本概念6.1速度信息和判别准则固定t0的情况下，任意选择一个速度唯一地确定了一条双曲线轨迹，我们沿该双曲线对各个炮检距上的反射振幅进行叠加，当速度为正确速度时，不同炮检距地震道上的振幅同相叠加，叠加振幅达到最大。沿不同速度定义的

2、双曲线轨迹计算叠加振幅是对双曲线轨迹上的地震道相关性度量。 可以通过测量不同速度对应的叠加振幅，对速度参数进行分析和提取。基本概念6.1速度信息和判别准则 半炮检距(km) 速度(km/s)原始道集常速叠加设共中心点道集中有N道地震记录，地震记录中只包含一个双曲线反射同相轴，每道信号的形状和振幅相同，只是到达时不同，信号用s(t)表示，延续时间为T。另外地震记录中存在随机噪声n(t)，即地震道包含信号和噪声两部分，表示为 基本概念6.1速度信息和判别准则1.平均振幅能量准则2.平均振幅准则3.非归一化互相关准则4.归一化互相关准则常用判别准则6.1速度信息和判别准则5.相似系数准则相关类准则较

3、叠加类准则具有更高的灵敏度，采用相关准则求速度谱，谱峰值明显，但抗干扰能力差些，大幅值干扰会使速度谱上出现假峰值。非归一化互相关在速度谱上起到突出强反射的作用，归一化互相关则加强速度谱的弱反射。 基本概念6.1速度信息和判别准则固定t0值，沿不同速度定义的双曲线轨迹对共中心点道集进行叠加(或相关)，得到这个速度对应的叠加(或相关)能量。速度谱的概念是仿照频率谱的概念得到的，频率谱表示不同频率地震波的能量，将（反射）地震波沿不同速度的叠加(或相关)能量相对扫描速度的变化称为速度谱。 基本概念6.2速度谱假设共中心点道集中有N个地震道，炮检距分别为 炮检距最大的第N道的正常时差为由此,可得到动校正

4、速度即对于给定的 值和最大炮检距 ，动校正速度 是以正常时差 为变量的，如果对最大炮检距处的正常时差值预设一个范围，取其最小值为 ，最大值为 ，则对应这个范围内的每一个 值，都有一个相应的双曲线校正规则和动校正速度，时差越大，相应的速度越小。速度谱制作6.2速度谱对每个 值或相应的动校正速度，沿着相应的双曲线对各个地震道的离散振幅值进行代数求和，得到相应的平均振幅这个振幅是 及相应速度的函数，沿图中的双曲线H对各记录道求和时，由于各记录道是同相的，因此其平均振幅达到最大，与双曲线H或其 相应的速度就是所要求的均方根速度。 速度谱制作6.2速度谱在具体制作速度谱时，首先选定一系列双程垂直反射时间

5、对于每一个双程反射时间，再选定一系列的动校正速度反射时间和动校正速度可以是等间隔的，也可以是不等间隔的， 扫描时间和动校正扫描速度应该包括所有反射时间和可能的均方根速度，以等间隔为例，利用(6-11)式计算每个网格点 上的平均振幅，将平均振幅以某种便于速度分析的形式显示出来，就得到了用于速度分析的速度谱。为了使速度谱中的平均振幅更加稳定、突出，实际应用时一般选择以 所定义的反射双曲线为中心，宽度为M+1个采样点的时窗，利用(6-4)式或(6-5)式计算这个时窗内的平均能量或平均振幅，据此计算和绘制速度谱。速度谱制作6.2速度谱时窗排列图速度谱速度谱的显示6.2速度谱等值线速度谱(1)炮检距分布

6、反射双曲线在小炮检距处变化相对平缓，对速度变化不敏感。相同的炮检距，深层反射时差对速度的敏感性要弱于浅层反射。当速度分析的共中心点道集中缺乏远炮检距地震道时，速度谱能量的聚焦性变差，速度分辨率降低。当速度分析道中缺乏小炮检距地震道时，远炮检距处动校正拉伸降低了速度分析信号的相关性。拉伸切除降低了速度分析的有效道数，尤其对于浅层，这种影响更大。速度分析道集中缺乏小炮检距的另外一个影响是 漂移。在构造复杂地区，大炮检距的时距曲线偏离双曲线形态。仅由大炮检距拟合得到的双曲线 时间可能严重偏离正确的零炮检距反射时间，造成 漂移。为了获得满意的速度谱，炮检距应该远近兼顾，均匀分布。6.2速度谱影响速度分

7、析的因素炮检距分布影响 速度谱制作6.2速度谱图6-6随着排列长度的减小，速度分辨率逐渐降低，当速度分析的最大炮检距减小到350m时，由于最深地层的反射在350m炮检距范围内已经相当平缓，速度谱的分辨率变得很低。(2)叠加次数覆盖次数对速度谱的质量有重要的影响，过低的覆盖次数无法保证速度谱的质量，针对这种情况，一般采用利用相邻几个面元组成“宏”面元进行速度分析（变面元组合与超道集）。(3)信噪比过低的信噪比会降低速度分析的质量，因此速度分析的道集应该尽量选择信噪比较高的道集，必要时应该首先对速度分析的地震道进行噪声压制处理。(4)切除(5)速度采样密度速度扫描范围应该包括所有的一次反射波速度，

8、速度采样过稀会降低速度分辨率，影响速度分析的精度。6.2速度谱影响速度分析的因素(6)时窗宽度用于地震道相关分析的时窗对速度谱质量也有一定的影响，时窗太大，速度谱的分辨率降低;时窗太小，容易将一个完整的地震反射分裂开来。因此，时窗长度应等于或大于反射信号的延续长度，因为反射信号的延续长度是时变的，时窗也据此而定。(7)相干属性的选择；(8)近地表异常；近地表异常产生的静校正问题对速度分析影响较大，短波长剩余静校正严重影响叠加效果，降低了利用叠加能量(或相关性分析)进行速度估计的有效性，长波长静校正可能不影响共中心点叠加的效果，但容易产生速度异常。6.2速度谱影响速度分析的因素(9)数据的频谱宽

9、度频带宽度也影响着速度谱的精度，频带越宽，响应越尖锐，速度分辨率越好，为此当对用于速度分析的地震数据进行滤波处理时，应该注意滤波参数的选择。(10)其他 为改善速度分析的质量，一般要对速度分析的道集进行一些必要的处理。滤波、增益、相邻共中心点道集叠加是常用的处理方法，滤波处理突出了有效信号，增益处理改善了地震道浅层和深层之间以及不同地震道之间的能量关系，相邻共中心点道集叠加提高了速度分析道集的覆盖次数和参与速度分析地震道的信噪比，但是当速度分析点附近的构造变化较大时，相邻道集不要太多，或者考虑进行倾角补偿。6.2速度谱影响速度分析的因素基于速度谱的速度分析是主要的速度分析手段，但有些情况下，这

10、种方法的有效性受到限制。在实际地震资料速度分析时，还需要有一些辅助分析手段，对速度进行分析、提取和调整。一、道集监控二、常速扫描叠加三、变速扫描叠加四、速度剖面显示和调整五、速度平面显示和调整六、沿层速度分析6.3 辅助速度分析 共中心点道集中的反射同相轴是否拉平是选择叠加速度的重要标准，交互速度分析具有实时动校正功能。在速度谱面板中选择某一时间的速度，共中心点道集面板中会立即显示该时刻动校正之后的结果，根据该时刻同相轴的拉平情况，对速度作出相应的修改。解释速度谱时，可以参照反射同相轴的品质对所选定速度的可靠性进行评价。当鼠标指定在速度谱上某个位置时，在速度分析道集上即时显示出该时间速度所对应

11、的双曲线轨迹，可以根据双曲线轨迹与反射同相轴的吻合度对速度进行判断和调整，同时也可以考察反射同相轴偏离正常双曲线的程度。6.4 交互速度分析 二维情况下倾斜界面的时距关系 三维情况下，地层的视倾角与炮点和检波点连线的方向有关。视倾角与炮检方向、真倾角和走向的关系为在三维情况下，式中的炮检距r为则三维情况下，反射波旅行时及动校正速度为6.5 三维速度分析 在三维倾斜界面情况下，动校正速度不仅与地层的真倾角有关，而且还与炮点到检波点的方位角有关。在构造复杂的条件下，如果用二维速度分析的方法对三维共中心点道集进行速度分析，不可能得到满意的结果。倾角时差校正(DMO)是一种消除由于地层倾角引起的旅行时差的方法，在常速介质中，DMO处理之后的地震道消除了倾角时差，DMO处理之后的道集相当于是水平层状介质反射的道集，因此在常规速度分析的基础上，对地震数据进行DMO处理，消除倾角时差的影响，将共中心点面元近似转换为共反射点面元，然后在经过DMO处理的道集上再进行速度分析，这样获得的速度