地震数据处理第五章:静校正
地震勘探原理-第5章地震波处理

2021/3/16
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• 通常地震波振幅随时间呈指数衰减。 高频衰减比低频快。
• 与震源强度和震源耦合有关的影响, 检波器灵敏度和检波器耦合及偏移距 的影响。对这类影响主要通过地表一 致性振幅校正程序,类似于自动剩余 静校正来完成。
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参数提取与分析的目的是为寻找在常规处 理或其他处理中常用的最佳处理参数,以 及有用的地震信息,如频谱分析、速度分 析、相关分析等。这类数字处理还可为校 正与偏移及各种滤波等处理提供速度和频 率信息,并可以自成系统处理出相应的成 果图件,如频谱、速度谱,通过相关分析 进行相关滤波等。
• 在数据处理中,将按时序排列的形 式转换为按道序排列(即第一道的所 有数据都排在第二道之前,使同一道 数据都排放在一起)这种预处理称为 数据解编或重排。
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• 二、编辑
• 在地震数据采集中,由于施工 现场复杂,外界干扰大,难免出 现一些不正常道和共炮点记录, 这些记录信噪比低,如果参与叠 加处理会严重影响处理效果。
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数字仪对信号进行增益控制时的增益指 数己记录在记录格式的阶码上,因此增 益恢复的公式为
A= A0 /2n 其中A0为记录到的采样值,A为地面检 波器接收到的增益控制前的振幅值,n 为阶码 (即增益指数)。
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球面扩散是当波离开震源时由于波 前扩散造成的振幅衰减,能量发生扩散, 波的强度减小,而波场的总能量不变。 如果介质是各向同性的,则能量衰减与 传播距离的平方成反比。通常速度都是 随深度的增加而增加.非弹性衰减是弹性 能量由于摩擦而耗散为热的吸收的结果, 波动能量消失。
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第三节动校正与静校正

未动校正 动校正后
界面倾斜情况下的动校正: 从理论上讲,水平界面情况下,已知一个界面的
反射波同相轴的t0,用某种方法得到介质的波速资料, 根据各道的炮检距,利用水平界面计算正常时差的公 式,就可以进行动校正,把共炮点记录变换成自激自 收的记录,得到形象反映界面形态的同相轴。
基准面静校正也称野外静校正,基本思想是人为 选定一个静校正基准面,一般在地表与低速带底 界面的中部。将所有炮点和检波点都校正到该基 准面上,用低速带层以下的速度代替低速带的速 度,其目的是将由于地形、低速带和爆炸深度等 因素对地震波传播时间的影响加以消除,校正到 一个统一的基准面上,从而去掉表层因素的影响, 以满足地表水平、表层介质均匀的假设条件。
实际情况:地形起伏不平、地表介质不均,速度 变化大,震源深度不一。
地震资料处理技术要求:地形水平,炮点、接收 点在同一水平面上,低速带均匀。
随着勘探工作的深入和勘探地区的复杂化,静校 正问题越来越突出,甚至严重困扰着地震勘探工 作的开展。
尤其我国西北地区,地表条件比较复杂,静校正 问题更为严重。目前地震勘探的重点主要在我国的 西部,在这些地区,静校正问题严重制约着地震勘 探的效果,解决好静校正问题具有重要的理论意义 和实际意义。
在推导反射波时距曲线方程时,假设观测面是一个 水平面,地下传播介质是均匀的。但实际情况并非 如此,观测面不是一个水平面,通常是起伏不平的, 地下传播介质通常也不是均匀的,其表层还存在着 低降速带的横向变化。因此野外观测得到的反射波 到达时间,不满足双曲线方程,而是一条畸变了的 双曲线。
静校正处理-地球物理学习基础

3、以上两种校正留下的残余和其它因素引起的剩余时差校正。
目前我们常用的静校正方法
高程静校正 折射静校正 层析静校正 剩余静校正
高程静校正
高程静校正
解决地形起伏、爆炸井深不一引起的静校正问 题可用高程校正方法解决。该方法利用野外测量成 果和预定的基准面高程以及基准面和地面之间的速 度来计算校正量。
地震波反射波的旅行时间反映地下反射点的位置,多个反 射点的位置勾画出反射界面的几何分布即地下构造形态。但由 于野外地形的起伏变化,采集时激发和接收点不在一个水平面 上,反射波旅行时间受地形变化的影响,它所反映的地下构造 形态包含有地表起伏的因素。通过静校正处理,将激发和接收 点的位置校正到一个水平面上以去掉地表起伏的影响。
初至时间差随炮检距差的变化如下图。图中星形的位置由该 接收点的初至时间差和炮检距差确定。根据这些星形的位置拟 合成直线(红色虚线),直线的斜率除以2就是V2。
+ 初至时差
_
G4
G2 G1
G3 _
G5 +
偏移距差
2、计算时间延迟项
时间延迟项的计算既可用互换法也可用迭代法
(1)互换法
一个站点的时间延迟需用两个炮点的三个折射波旅行时计算,如图:
3、后续处理的需要
地震资料处理的一些重要步骤是在反射波时距曲线为双曲线 的前提下进行的(速度分析、动校正等),但反射波时距曲线 为双曲线的条件是:地表水平、上覆介质速度为常数。为了后 处理的需要,应把反射时间校正到炮点、检波点均在一个水平 面上一样的情况。
地表水平、上覆介质速度为常数时,地震波传播路径如下图:
通过以上方法,把折射波旅行时方程的未知量都求出来了,但这不是目的。我们要
01-静校正基础知识

静 校 正
静校正基础知识
静校正基本概念 长短波长静校正 基准面选取问题
静校正本概念
常规叠加假设:
1、地表水平;2、均匀水平层状介质。
静校正: 对地震资料所作的校正,用来
消除高程、风化层厚度以及风化层速度变 化的影响,把资料校到一个指定的基准面 上。其目的就是获得在一个平面上进行采 集,且没有风化层或低速介质存在时的反 射波到达时间。
静校正有关基础知识
静校正基础知识
基的 准选 面择 基 准 面 静 校 正 水平基准面 浮动基准面 利用小折射、微测井等资料 地的 表建 模立 型 静计 校算 正及 量应 用 剩 余 静 校 正 利用初至波 利用反射波 利用初至波反演地表模型 (层状介质、连续介质、层 析方法等) 不同方法建立的模型连接 在高速层下选取圆滑的“中间参考面” 计算时先校正到中间参考面,然后 用中间参考面处的速度平均值作为统一 校正速度充填到一个水平基准面 资料处理时先在 CMP 参考面上进行速 度分析和叠加,然后再校正到统一基准 面
算高速层顶界面到中间参考面之间校正量所用的速度是 中间参
考面校正速度;计算高速层顶界面(中间参考面)到统一基准 面之间校正量的速度叫统一基准面校正速度。
静校正基础知识
静校正基本概念 基 准 面 问 题 长短波长静校正
基准面选取问题
参考面:
1、统一基准面
统一基准面
2、CMP参考面
3、中间参考面
高速层顶界面
O
Z
地表
基准面
H
计算的基准 面静校正量
Z t1 V
实际基准 t 2 1 2V 面校正量
误差: t t1 t 2
2 X H2 4
反射面
分析各类静校正方法的适用条件

分析各类静校正方法的适用条件地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上,并且地层速度是均匀的。
但实际上地面常常不平坦,各个激发点深度也可能不同,低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊,所以必将影响实测的时距曲线形状。
为了消除这些影响,对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等,这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的,因此统称静校正。
广义的静校正还包括相位校正及对仪器因素影响的校正。
静校正是陆地地震资料常规处理流程中必不可少的一个环节。
在我国西北地区,地表条件比较复杂,静校正问题尤为严重。
目前地震勘探的重点主要在我国的西部,在这些地区静校正问题严重制约着地震勘探的效果,解决好静校正问题具有重要的理论意义和实际意义。
随着数字处理技术的发展,已有多种自动静校正的方法和程序。
本文简单地讨论各种静校正方法的分类以及适用条件。
静校正方法很多,归纳起来主要有以下三大类:第一类是基于模型和高程为基础的静校正计算方法。
(1)基准面校正;CMP叠加参考面校正;低降速带底面校正。
(2)控制点数据线性内插法(微测井、小折射方法等建立控制点数据)。
(3)沙丘曲线法(根据沙丘厚度在延迟时曲线上找到对应的延迟时,计算静校正量)。
(4)相似系数法。
(5)数据库法(建立导线成果、浮动基准面高程、地表高程、小折射成果、高速层顶深度、潜水面深度等数据库)。
第二类是基于生产炮初至信息为基础。
(1)基于折射原理的方法:①斜率、截距时间法,包括单倾斜和多倾斜折射面;②合成延迟时法,包括ABC方法、FARR显示方法、相对延迟时法、绝对折射静校正、合成延迟时法(DRS);③时间深度项法或称为互换法,包括GRM、EGRM、ABCD法、相对折射静校正(RRS)、相遇时间法等;④回折波和折射波连续速度模型反演静校正方法;⑤迭代反演低降速带厚度法静校正(假设V0已知情况下);⑥折射分析射线反演静校正方法。
(2)基于其它原理的方法:①走时层析反演,包括近地表速度模型约束反演、广义线性反演(GLI)、模型反演、数值等效法等;②初至曲线拟合,包括指数曲线拟合法、光滑曲线拟合法、模型曲线拟合法等;③多域正交迭代;⑤回折波层析成像法静校正;③全差分法。
《静校正方法》课件

PART THREE
地震数据采集:通过地震仪等设备采集地 震数据
数据预处理:对采集到的数据进行预处理, 包括滤波、去噪、归一化等
特征提取:从预处理后的数据中提取地震 特征,如频率、振幅、相位等
模型训练:利用提取的特征训练地震预测 模型,如神经网络、支持向量机等
模型评估:对训练好的模型进行评估,如 准确率、召回率、F1值等
静校正方法的适用性:评估静校正方法的适用性,包括适用的数据类型、适用的领域等
PART FOUR
静校正前:地震数据 存在噪声和干扰
静校正后:地震数据更 加清晰,噪声和干扰得 到有效抑制
静校正前:地震数据 的分辨率较低
静校正后:地震数据的 分辨率得到显著提高
静校正前:地震数据 的准确性较低
静校正后:地震数据的 准确性得到显著提高
挑战:数据量庞大,处理速度慢
机遇:大数据技术的发展,为静校 正方法提供了更多的数据支持
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
挑战:算法复杂,需要高计算能力
机遇:人工智能技术的发展,为静 校正方法提供了更先进的算法和计 算能力
汇报人:Байду номын сангаасPT
提高测量精度: 静校正方法可以 进一步提高测量 精度,满足高精 度测量需求。
拓展应用领域: 静校正方法可以 应用于更多领域, 如航空航天、生 物医学、环境监 测等。
提高数据处理效 率:静校正方法 可以大大提高数 据处理效率,降 低数据处理成本。
促进技术创新: 静校正方法的发 展可以促进相关 技术的创新,推 动相关产业的发 展。
实施过程:通过数据采集、 处理和分析,实现静校正
效果评估:提高了气田的产量 和开采效率,降低了开采成本
地震第5章-静校正

§5.2 基准面静校正
基准面静校正也称为野外静校正,顾名思义,就是将在地表采集的地 震记录校正到基准面上,消除地表高程和风化层对地震记录旅行时的影响。
图5-6(a)给出了只有一个风化层的简单近地表模型,地面A、B点对应 风化层底界的 、 点,对应基准面上的 、 点。下面对A、B上的地 震记录进行时间A w 校B正w ,使之转化为在 、 A ,R 点B记R 录所观测到的记录时间, 且在基准面之下无风化层或低速带的存A R 在B。R
(5-7)
sin c
vw vb
(5-8)
将(5-8)式代入(5-7)式,整理后
t 2zw vb2 vw2 x
vbvw
vb
我们知道,折射波时距方程是下面的线性方程
t
tob
x vb
对比(5-9)式和(5-10)式,得到
(5-9) (5-10)
tob
2zw
vb2 vw2 vbvw
(5-11)
因此,由风化层速度 v w ,基岩速度 v b 和折射波的截距 t o b ,可以
(5-23)
—由于D 1 点和 D 2 点不重合而引入的补偿项。
t 的定义与(5-15)式类似
静校正

第四节静校正静校正是消除地震波到达时间误差的办法。
研究由于地形起伏、低降速带厚度和速度的横向变化,引起地震波到达时间的变化规律,并进行校正的技术。
静校正是一项十分复杂的至今仍未彻底解决好的技术。
著名地球物理学家迪克斯教授生前曾说,解决好了静校正问题就等于解决好了地震勘探中几乎一半的问题,静校正的难度可见一斑。
在观测面是水平的,地下传播介质是均匀的假设条件下,推导出了地震反射波的时距曲线方程。
实际上,沿着测线的方向,地表高程、地表低降速带的厚度和速度的变化,也就是介质的不均匀,导致地震波到达时间的误差,所得到地震反射波的时距曲线,是一条畸变了的双曲线。
地表的变化越大,导致地震波到达时间的误差就越大,也就是静校正问题越突出。
地震波的激发、接收、传输系统也能引起少量的到达时间误差。
1.静校正概述静校正是提高叠加剖面信噪比和垂向分辨率的一项关键技术。
静校正方法有野外静校正和室内静校正,或者野外静校正和剩余静校正。
目前,对地表复杂的地震资料,联合应用多种静校正方法,取得了较好的静校正效果。
(1)地表模型的一致性与非一致性对于一致性的地表模型,上地层的速度与下地层的速度差异明显(由低到高),根据斯奈尔定律,同共接收点道集的所有地震波经过低降速带时,几乎沿着同一条路径、同一个方向(近似垂直地面)到达同一个接收点。
在共接收点道集内,接收点引起的各道的静校正量大小基本相同;在共激发点道集内,激发点引起的各道的静校正量大小也基本相同。
一个地震道的静校正与一个激发点和一个接收点有关,它的静校正量是激发点的静校正量和接收点的静校正量的总和。
对于非一致性的地表模型,道集各道的地震波传播路径有差异,接收点或激发点引起的静校正量不相同,引发了静校正不“静”的问题。
(2)野外静校正与剩余静校正野外静校正至关重要,当野外的静校正到位时,叠加剖面不仅信噪比高,构造形态比较真实,而且能提供高质量的模型道,使反射波法静校正(一种剩余静校正)与速度分析相结合的多次迭代过程能够收到真实果。
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(1)基于折射原理的方法:
①斜率、截距时间法,包括单倾斜和多倾斜折射面; ②合成延迟时法,包括ABC方法、FARR显示方法、 相对延迟时法、绝对折射静校正、 合成延迟时法(DRS); ③时间深度项法或称为互换法,包括GRM、EGRM、
ABCD法、相对折射静校正(RRS)、相遇时间 法等; ④回折波和折射波连续速度模型反演静校正方法; ⑤迭代反演低降速带厚度法静校正(假设v0 已知); ⑥折射分析射线反演静校正方法;
静校正采用了地表一致性模型:
速度反差大,低速带不能太厚,地形起伏不能太 大, 高速顶界面起伏不能太大。
实际资料有 ‘静而不静’ 的问题,非地表一致性。
(6)影响静校正量的因素除近地表结构(地形、低、 降速带厚度和速度等)外,还与激发、接收点深度 及基准面高程和替换速度(用于基准面静校正量计算的速度, 叫基准面校正速度或替换速度或填充速度)有关。
第二类:信息源来自于正常生产的初至信息
正常生产炮的初至信息一般是直达波和 近地表折射波,进入复杂山地以后,初至波 信息变得十分复杂,除上述两种类型波以外, 可能还有透射波、反射波、反射折射波、折 射反射波,以及多次折射波和多次折射反射 波等。
利用初至信息估算静校正量的方法为数 众多,在生产中应用十分广泛,是一类重要 的静校正量估算方法。
的散射和噪声; 4)射线自下而上穿过LVL界面时,不管层下传播
方向如何,都会产生强烈弯曲; 5)自由表面会产生虚反射,与直接下传信号相叠; 6)强阻抗界面,会产生多次波和波形转换。
静校正量 是炮点和检波点空间位置的函数,是沿空间变化
的曲线(面),可分解为低频分量和高频分量。
(8)低频分量即长波长(波长大于排列长度)静校正 量,对叠加效果影响不十分明显,但影响低幅构造 的勘探。
实际工作中是用τ值检波器,而不用上式计算。
τ值检波器可帮助监督井深。
Oj h0 hj h O
GL
hS
地面
基准面
hL
V0
低速带底面
V
R
3.地形校正
地形校正是将测线上位于不同高程的炮点和接收点校
正到基准面上。
炮点校正量
O
1 V0
h0
检波点校正量
S
1 V0
hS
故第 j 炮第 L 道的地形校正量:
基于反射波信息的静校正方法:
(1)最大叠加能量准则法(二阶差分法等); (2)相关法求静校正量,包括MISER(与模型道相关)
和SATAN等; (3)模型迭代法(求长波长分量静校正等); (4)其它高级算法:包括蒙特卡罗迭代法、遗传算 法、阻尼LSQR算法、高斯赛德尔迭代算法等; (5)波动方程延拓静校正方法。
式中
t
n i 1
h i
vi
e d
e g
vs
Δt为炮点或检波点静校正量(s);
hi为第i层的厚度(m);vi为第i层速度(m/s);
(9)高频分量即短波长(波长小于排列长度)静校正 量,影响同相叠加。
(10)地表一致性剩余静校正主要解决 短波长静校正问题;
(11)野外静校正和折射静校正主要解 决长波长静校正问题。
(12)基准面:可以是
水平面; 倾斜面; 曲面。
可分为 参考基准面或最终基准面; 中间基准面,如浮动基准面。
(13)浮动基准面=CMP叠加基准面,是通过对 CMP平滑而得到的基准面,是时间基准面。
第二节 基准面校正或野外静校正
将地表采集的地震记录校正到基准面上。
一个风化层:
AB Aw Bw AR BR
地表 风化层底 基准面
(1)将A、B 校正到AW和BW;
(2)将AW、BW 校正到AR和BR。
包含着:风化层校正(含地形校正)和 基准面校正。
(1)将A、B 校正到AW和BW
风化层校正(含地形校正)
这类算法是在应用前面第一、第二类算法估 算出的静校正量以后的记录上进行,其目的是 解决剩余静校正量问题。首先,这类方法利用 的是经过常规处理和动校正以后的道集记录, 要求数据有较高的信噪比,因此一般以信噪比 较高的目的层为中心提取一个时窗段内的数据 来运算;其次这类算法主要是解决静校正量中 的高频分量的小校正量部分,其基本原理是叠 加能量最大或者具有较高的相似性度量。
总的低速带校正量为:
' jl
1 (
V0
1 V )(h j
hl )
静校正前
地面 V0
低速带底面 V
反射界面
第一步:井深校正后
V0 V
地面 低速带底面 反射界面
第二步:地形校正后
V0 V
基准面 低速带底面 反射界面
第三步:低速带校正后
基准面
反射界面
小结
1、符号约定:剥去地层时间为负,即减去静校正 量为负号;填充地层时间为正,即加上静校正量为 正号。 2、最终基准面校正量计算公式为
低速层主要是暴露在大地表面不胶结的松散介质, 厚度一般不大;降速层下伏在低速层之下,不胶结或 半胶结。
塔里木河
沙漠区主要是经过地壳运动,使盆地整体抬升而露出水面,后又 在风力的作用下形成目前这种凹凸起伏、形状怪异的沙丘、沙梁 及沙沟等地貌形态。由于年注水量远远小于其蒸发量,因此该区 气候十分干燥,潜水面非常低,部分地区的地表沙在风力作用下, 顺风方向移动,处于半流动状态。
jl
hS )
注:地形校正量有正有负,通过 h0、hS 的正负体现,
一般规定测点高于基准面时为正,低于基准面时
为负。
4.低速带校正
低速带校正是将基准面以下的低速层的速度用基岩速度 代替。
炮点处的低速带校正量为:
' j
hj V0
hj V
检波点处的低速带校正量为:
' l
hl V0
hl V
EGW EGR V
W
R
总的基准面静校正量为:
T T T
D
S
G
1100
1050
186118 V=2118m/s
1000 H=95m
186线
地形高程
950
900
底界高程
850
800
186118
750
V=1818m/s
H=97m
700
105 115 125 135 145 155 165 175
野外静校正 1. 定义
近地表由于高程、厚度、速度的空间变化,当地震 波穿过近地表时,产生不等量的延迟时差,改变了反 射时距曲线所遵循的时距曲线方程,动校正后不能同 相叠加成像,且不能反映真实的构造形态。
表层介质按速度划分为低速层(速度小1000m/s)、 降速层(速度在1000m/s~2000m/s之间),高于 2000m/s的介质归类为高速层(即成岩地层)。
(2)基于其它原理的方法:
①走时层析反演,包括近地表速度模型约束反演、 广义线性反演(GLI)、模型反演、数值等效法等;
②初至曲线拟合,包括指数曲线拟合法、光滑曲 线拟合法、模型曲线拟合法等;
③多域正交迭代; ⑤回折波层析成像法静校正; ③全差分法。
第三类,根据生产记录中的反射波信息估算静 校正量
近地表沉积的介质相对深层而言,沉积年代
相对较短,长年的风化作用使近地表沉积的介质 疏松,无胶结或半胶结,地层中含水与不含水, 含水量的多少都会引起地球物理特征的变化。
近地表厚度和速度的各向异性、地表高程起
伏都会对地震波场造成不等量的延迟,延迟的大 小与近地表地层的物性有关,这种延迟时若不校 正,将会影响到叠加成像和构造形态的可靠性。
据信息来源大致可分为三类:
第一类在野外进行表层结构调查:如小折射、微 测井、地形测量等,获得近地表模型中的控制点上 的数据,并把这些数据外推或内插到各个点上;然 后确定一个基准面,再根据地形线高程数据,计算 出每一个炮点和检波点上的校正量。由此算出的校 正量称为野外静校正量。
基于近地表模型的静校正方法:
(1)基准面校正;CMP叠加参考面校正;低降速 带底面校正;
(2)控制点数据线性内插法(微测井、小折射方 法等建立控制点数据);
(3)沙丘曲线法(根据沙丘厚度在延迟时曲线上 找到对应的延迟时,计算静校正量);
(4)相似系数法; (5)数据库法(建立导线成果、浮动基准面高程、 地表高程、小折射成果、高速层顶深度、潜水面深度 等数据库)。
(2)将AW、BW 校正到AR和BR
基准面校正
用以消除风化 层和地形对反 射时间的影响。
A点的静校正量为: T T T
A
Aw
AR
B点的静校正量为:
T B
T Bw
-
TBR
某一道的基准面校正包括:炮点和检波点基准 面校正(两部分)。
若采用井下激发,还要包括井深校正。
ES—炮点高程 EG—检波点高程
山地和山前带
地表起伏对反射波时 距曲线的影响
STATICS
第一节 与静校正有关的概念
1、静校正的概念
(1) 概念:消除由于地表高程变化、风化层厚 度和速度变化、激发和接收点深度变化等因素 对 反射波传播时间影响的过程称为静校正。
(2)好处:准确的静校正对优化速度分析、改 善叠加成像效果、提高地震记录的信噪比和分辨 率、准确刻画各种地质体的几何形态都具有十分 重要的意义。
直接利用野外实测的表层资料,进行的静校正叫野外 静校正,也叫基准面校正。
包括井深校正,地形校正和低速带校正。
2.井深校正
井深校正是将激发点 O 的位置由井底校正到地面 Oj。
j
1 [
V0
(h0
1 hj) V
h)
注:取“负号”是“减负”等于“加正”,因为静校正
是减去静校正量。
说明:τ值检波器记录到的时间τ与上式计算的相同。
校正量不随时间变化