叠后修饰性处理
出于提高分辨率、提高信噪比、增强连续性或者单纯的显示等目的,叠加数据和偏移数据一般都需要做叠后修饰性处理。所以,叠后修饰处理可包含的内容非常丰富,其中最常用的是增益和带通滤波,其他常用的处理方法还有:谱白化、反Q滤波、反褶积、随机噪声衰减(RNA)、多项式拟合、径向预测滤波(RPF)、频率-波数域(F-K)滤波等等。如果使用不当,这些修饰性处理同样会产生假象。从某种意义上讲,叠后处理对最终处理成果的作用比叠前的更为明显;所以,无论是处理人员,还是解释人员都需要对叠后修饰性处理予以足够的重视。
2.几个与资料解释关系较密切的概念 基准面
基准面包括“统一基准面”和“浮动基准面”两种。
常规处理以“反射时距曲线为双曲线”为基础,而“反射时距曲线为双曲线”的前提之一是“激发-接收面为平面”。当激发-接收面不是平面时,需要将地震记录校正到某一平面上,以适应常规处理中“反射时距曲线为双曲线”的基本假设。这一人为选定的平面称为基准面。...若整个工区的基准面是同一海拔面,该基准面又称为统一基准面。 .....
将地表激发-接收的地震数据校正到基准面,首先要将风化层(或低速层)剥去(剥到高速层顶面),之后再将高于基准面的高速层顶面剥到基准面,将低于基准面的高速层顶面填充到基准面。实现这种“剥离”和“填充”需要速度:风化层的速度可通过小折射或微测井方法获得,而对高速层“剥离”或“填充”的速度一般靠人主观选定,该速度就是替换速度。....由地表高程、高速顶面高程、基准面高程、风化层速度和替换速度就可以计算出每个物理点的时间延迟量,并对地震数据做静校正。当计算当高速层顶面为一平面,且速度为常数时,替换速度与实际高速层速度的不同不会造成静校正误差;当高速层顶面起伏变化时,若替换速度与实际高速层速度完全相同也不会造成静校正误差。而实际静校正量计算中,整个工区用一个替换速度;一方面,所取的替换速度不一定就是高速层的速度;另一方面,高速层的速度可能有纵横向变化。这样,校正误差是可想而知的。成果剖面中的长波长静校正问题大多原于此类误差。这种误差随激发-接收面和基准面间高程差的增加而增大;当工区内地形起伏较大时(如山区),为了减小这种误差,同时又尽可能满足同一排列范围内基准面为一平面的要求,人们改用跟踪工区基本地形的光滑曲面做基准面,这种基准面称为浮动基准面。 .....
若最终处理成果剖面的零时间不是在某一固定海拔面上(如,统一基准面),则解释中应当考虑浮动基准面所造成的构造畸变。
CMP参考面
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野外提供的静校正量的零点在基准面上,对同一CMP中各道炮、检点的静校正量求均值,该均值称为CMP,所有不同CMP的基准面校正量构成一个光滑的曲面,俗称为...基准面校正量......CMP参考面,该面通常表现为时间域的面。将CMP内各道的炮、检点校正量分别与CMP基准面......校正量的一半相减,得到同一CMP内各炮、检点从激发-接收面到CMP参考面的静校正量;尽管不十分严格,但人们习惯上称这一运算为“静校正量的高、低频分离”,并且将同一CMP内各炮、检点从激发-接收面到CMP参考面的静校正量和CMP基准面静校正量分别称为静校正量的高、低频分量。
资料处理中,速度分析、动校正和叠加一般情况下都是在CMP参考面上进行的。
几种常用速度的定义和相互关系
地层中的(地震)波传播速度称为层速度,所以层速度具有明确的物理意义。Dix(1955)...在研究利用地面反射地震波旅行时计算层速度时给出了均方根速度的表达式,均方根速度是.....将水平层状介质中的反射旅行时近似为均匀介质中的(双曲线)反射波旅行时时引入的一种视速度,它在数值上等于各层的层间法向传播时间对层速度平方的加权均方根。
Taner和Koehler(1969)对各向同性水平层状介质的反射波时-距方程在t-x域做Taylor展开,发现x项的系数就是均方根速度平方的倒数;并且,在x不大时,x之后的各项的总合很小,也就是说短排列各向同性水平层状介质的反射波旅行时曲线近似为一双曲线(略去x之后各项的Taylor展开式),该双曲线对应的速度就是时差速度(Moveout Velocity),它....在数值上与均方根速度相等。
这样,在应用中对反射波旅行时曲线(在近排列范围内)做双曲线拟合所得的速度称为叠加速度,它是利用地面地震数据实测的时差速度,它在数值上与均方根速度近似相等,因....
而可被当作均方根速度用Dix公式计算层速度;这样,叠加速度(通过均方根速度)间接地具有了物理意义,但前提是:对水平层状介质(包括均匀介质)。随着地层与“水平层状”假设偏差的加大,叠加速度的物理意义逐渐减弱,直至消失。最典型的例子是,倾斜反射面使相应的叠加速度中掺入了与地层速度毫无关系的界面倾角的影响,并可进而使相交测线在交点上具有不同的叠加速度。事实上,对西部复杂山地的资料,很难根据叠加速度求出具有实际意义的层速度。
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速度分析的基本原理
因为水平层状介质情况下,共CMP道集上的反射波旅行时非常接近双曲线;所以,在CMP道集上对反射波同相轴做双曲线拟合可以获得叠加速度。
具体做法是:对给定的t0时间沿不同的双曲线(对应于不同的速度值)对地震数据进行叠加(或其他的运算,如相关等),叠加值最大的那个双曲线为最佳拟合的双曲线,它所对应
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t0时间的叠加速度。改变t0时间,做同样的运算,又可获得该改变后的t0时
间的叠加速度。对同一CMP点的所有t0时间重复这一处理,便可获得该CMP所在空间位置的
的速度就是该叠加速度函数。
显然,无论反射同相轴是否为双曲线,总能得到一个对应于“最佳拟合”的叠加速度;只是(如上文所述)随反射同相轴与双曲线偏差的加大,实质上是实际地层与“水平层状”假设偏差的加大,叠加速度的物理意义逐渐减弱。
叠加速度是一项很特殊的处理成果,它既直接关系到处理中的叠加成像质量和构造形态,又间接关系到叠后偏移的构造形态,还关系到解释中的构造成图。而叠加速度的复杂多变性是客观存在的,在目前技术条件下难以避免;并且,最终用于处理和解释的叠加速度都需经过人工解释,这又给“速度成果”加上了一定的人为因素。所以,对解释人员来讲,清楚地认识叠加速度,对避免落入与速度有关的“解释陷阱”是很有必要的。
速度各向异性
各向异性是指介质的某种属性在介质内同一点随方向而变的性质,若属性不随方向改变则称为各向同性。速度各向异性是指地层的速度在同一点随方向改变的性质。前文有关速度......的讨论都仅限于各向同性速度。
若对存在速度各向异性地区的资料用各向同性方法进行处理,则会直接影响叠加速度场、叠加成像质量、偏移成像和归位质量,还会间接影响解释成图。所以,速度各向异性也是导致处理成果中“解释陷阱”的潜在因素。
第二节 常见假象及其成因
上节简要介绍了常规处理的基本流程,并指出了可能出现假象的处理内容。本节大致沿处理流程的顺序展示不同成因的假象在成果剖面上的表现形式,同时对假象的识别方法和可能的消除方法也做简要的介绍。
1、 静校正
地震成果剖面中的诸多假象中,人们最熟悉的当属长波长静校正量引起的构造形态畸变。图2.1是一个实际资料中长波长静校正量引起构造形态畸变的例子。图中A、B两处地层的“构造”深浅层几乎完全相同,且与地形有很好的相关性,这是典型的静校正量引起的构造畸变。这两处假构造的成因可能源于替换速度与近地表地层速度的差异;并且,A点的近地表速度低于替换速度,B点的近地表速度高于替换速度。但C点是地下构造的反映。
一般而言,改变替换速度的使用方式或使用初至波静校正,可部分消除此类假象。若成
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果剖面的时间零点是在浮动基准面上,则构造形态显然要被浮动基准面所畸变。
2、 提高分辨率处理
提高分辨率处理的目的在于消除子波的影响,从而使地震剖面尽可能代表反射系数(地下阻抗界面)。最常用的处理手段是反褶积,而实际应用中又有许多名目不同的反褶积。但无论哪种反褶积,其目的都在于消除或减小子波对地震剖面的影响,同时尽可能不损害反射系数。在实际处理中,由于种种原因,一方面不能完全消除子波,剩余的子波会掩盖真实的地下情况;另一方面,处理过程中还可能产生假象。
图2.2是一时间域地质模型,左端共12层,右端10层。左端从上到下各层的T0时间和反射系数分别为:500毫秒/1.0,700毫秒/1.0,730毫秒/0.5,900毫秒/1.0,930毫秒/-0.5,1200毫秒/1.0,1210毫秒/1.0,1220毫秒/1.0,1500毫秒/1.0,1600毫秒/1.0,1800毫秒/1.0,1900毫秒/1.0;其中,第七层的形态为余弦曲线,其他层均为水平直线或单斜线,第十二层的反射系数由最左端的1.0递减到尖灭点处的0.1。
图2.3是对应于图2.2的地震剖面,其子波是中心频率为30赫兹的雷克子波;图2.4是对图2.3做子波最小相位化后的结果。与图2.2比较可知:由于子波的作用,图2.3和图2.4的分辨率明显降低,而图2.3的分辨率又高于图2.4的。这直观地说明了,子波影响剖面的分辨率,并且零相位子波的分辨率高于最小相位子波的。
图2.5是对图2.4做脉冲反褶积的结果,图2.6是对图2.3做脉冲反褶积的结果。比较这四张剖面,可以看出,反褶积确实使剖面的分辨率得到了提高;但是同样的处理(反褶积),图2.5的效果明显优于图2.6,原因仅仅是输入数据子波相位特性上的差异,脉冲反褶积对输入数据的子波做最小相位假设。
图2.7是对图2.4做时变谱白化的结果。虽然剖面的分辨率总体上得到了一定程度的提高,但第七层并没有实质性的提高,而且剖面上还出现了许多新的“弱层”。
所以,无论是反褶积,还是时变谱白化或其他提高分辨率的方法,使用得当,可以提高剖面的分辨率,但也有可能产生假象。
有人认为,“滤掉低频可以提高剖面的分辨率。”若滤掉的只是干扰能量,这种想法尚且合理,若滤掉的是信号,则是一种误解。图2.8是对图2.3做(30赫兹)低截滤波的结果。滤波后,视觉上,剖面的分辨率似乎提高了,还出现了不少新的同相轴,但与图2.2比较可知,不但剖面的分辨率并未得到任何实质性提高,还出现了许多假同相轴。
上面通过理论数据展示了反褶积、谱白化以及低截滤波可能产生的假象,下面看一些实际数据的例子。
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