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地震数据处理第七章：偏移(课堂PPT)

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地震第7章 偏移

地震第7章 偏移

i
2
v2
2 k x z
(7 15)
§7.3 波动方程偏移的成像原理
和下行波场的反向外推公式
u ( z ) u ( z z )e
i
2
v2
2 k x z
(7 16)
正向外推公式用于模拟下行波场的地震记录，反向外推公式用于反向 求源问题的计算。
二、成像条件
波场延拓是偏移处理的必要步骤，但是要将所有的反射界面和绕 射点自动找到并显示出来，还需要进行成像处理。 1.爆炸反射界面成像条件 爆炸反射界面成像原理由D. Leowenthal首先提出，它是最常用、 最简单的一种成像原理。该原理把地下反射界面想像成具有爆炸性的 物质或者爆炸源，爆炸源的形状、位置与反射界面的形状和位置一致， 它所产生的波为脉冲波，其强度、极性与界面反射系数的大小和正负 一致。并且假设在t=0时刻，所有的爆炸反射界面同时起爆，发射上 行波到达地面各观测点。
§7.3 波动方程偏移的成像原理
(1)反射点和记录点的偏移量越来越小； (2)记录时间越来越小。这意味着当波场继续下移时，总可以将偏移量 减小到零，从而实现偏移归位的目的，偏移量AB和波的旅行路径AS，地 层倾角 的关系为
AB 2 AS (sin

2
)
(7 4)
图7-7
延拓和偏移的关系示意图
§7.2 射线理论偏移
图7-6 由成像点的位置和速度决定了叠加剖面上绕射双曲线的 轨迹，沿双曲线轨迹求和的振幅作为成像点的振幅 (a)D点在叠加剖面上的绕射双曲线 (b)偏移剖面上绕源自点D；§7.2 射线理论偏移
沿双曲线轨迹取地震波的振幅并进行叠加，将叠加振幅置于偏移剖 面上的绕射点 D ( xd , zd ) 上。当绕射点不存在时，绕射双曲线同相轴也 不存在，沿双曲线叠加的振幅为零，如果地下确实存在一个绕射点，沿 双曲线叠加的能量应该有较大的幅值，将每个网格点上的叠加振幅都显 示出来，就得到了偏移后的剖面。绕射扫描叠加方法既能使绕射波能量 收敛，同时也能使反射波同相轴偏移归位，因为反射同相轴可以看成许 多绕射同相轴的渐近线，沿渐近线的振幅能量是相干的，可以得到同相 叠加的效果，这些相干能量应放置在各绕射双曲线的顶点，各顶点的连 线就是反射界面的真实位置。

地震偏移成像基本原理ppt课件(共114张PPT)

地震偏移成像基本原理ppt课件(共114张PPT)
Correction
三大处理技术:
反褶积、叠加、和偏移成像
反褶积和叠加引自其它相关学科 偏移成像基于古典技术
偏移成像: 1.具有地震勘探本身的特征。
过渡到地震波动力学特 征
§1.1 偏移成像的基本原理
一．偏移成像的概念
偏移
反偏移
反射地震方法:
1.激发弹性波，2.记录反射波, 3.研究地质岩层结构和物 性特征。是一种反散射问题。
（1.1.24）
此时反向外推遇到倏逝波，正向外推发生耗损波。分别表示为：
考虑到我们的边界条件是线性的，可以求出反射系数：
40a〕式可改写为：
38〕公式组可以看出，后两种展开是等价的。
9〕式得出F-k域的向下外推公式
20〕式完全相同，因此〔1.
z方向上差分网格向下外推时不重叠，速度变化可稍大些。
根据这个公式可以进行地震记录的向下半空间延拓，求出地下任何一点的波场，实现地震波偏移的目的。
这个方程可用来模拟下行波的地震记录。
（2〕下行波反向外推公式 下行波的反向外推是指沿负z方向的外 推。其外推式为：
（1.1.20）
上式可用来从下行波场进行反向求源的计算工作。
下面分析波场本身的条件对外推结果的影响
（1.1.21）
当
时， 为正或负的实数，这时所有外推公式中存在虚指
数。说明在外推过程中波场发生相位变化。一般都能得出正确的结
2). Kirchhoff积分法波动方程法偏移：70年代中期，French和 Schneider等在绕射偏移法的基础上使用了波动方程解的Kirchhoff积 分公式，发展为地震偏移的波动方程积分法。使绕射偏移建立在可 靠的波的基本原理上。因而改善了偏移剖面，取得了良好的效果。

第七章--偏移

第七章--偏移
2）上行波场外推
~ u 2 2 ~ i 2 kx u 上行波场： z v
~ du 2 2 ~ i v 2 k x dz u
~ 2 2 z z z z du z ~ i v 2 k x dz u z
~ u z z i e ~ u z
菲涅耳 （ Fresnel 1788-1827）
法国物理学家、法国科学院院士， 科学成就主要是衍射。以惠更斯原理 和干涉原理为基础完善了光的衍射理 论。被誉为“物理光学的缔造者”。
传播过程中相遇于空间某点时，也可
互相叠加而产生干涉现象
r
ds
f ( p, t )
惠更斯-菲涅耳原理的数学表达式
n
r : P点到曲面上各点的距离 n : 曲面法线方向单位矢量
v : 介质速度
[]: 延迟位
t t r
v
第七章 偏 移
7.4 叠后地震数据波动方程偏移
二、克希霍夫积分法偏移
n
r

P
克希霍夫积分解
P
克希霍夫积分公式：
1 r 1 1 x p , y p , z p , t 41 ds r n n r vr n t s
~ u 2 2~ i 2 k x u 下行波场： z v
下行波场的正向外推公式：
~ ~ u z z u z e
下行波场的反向外推公式：
i
2
v
2
2 k x z
~ ~ u z u z z e
i
2
v
2
2 k x z
第七章 偏 移
7.3 波动方程偏移的成像原理 二、成像条件

地震偏移的分类

地震偏移的分类

地震偏移的分类地震偏移是指地震发生时地表上的物体相对于地壳发生的位移现象。

根据地震偏移的性质和产生原因，可以将地震偏移分为弹性偏移、塑性偏移和断层偏移三类。

一、弹性偏移弹性偏移是指地震产生的位移是由于地壳弹性变形引起的。

当地震波传播到地表时，地壳会发生弹性变形，导致地表上的物体发生相应的位移。

弹性偏移的特点是位移大小与地震波的传播速度和地壳的弹性性质有关，通常随着距离震中的增加而逐渐减小。

弹性偏移是地震波传播的一种重要表现形式，对地震的研究具有重要的意义。

二、塑性偏移塑性偏移是指地震产生的位移是由于地壳塑性变形引起的。

当地震波传播到地表时，地壳会发生塑性变形，导致地表上的物体发生相应的位移。

与弹性偏移不同，塑性偏移是一种持久的位移，位移大小与地震波的传播速度和地壳的塑性性质有关。

塑性偏移的特点是位移不随距离震中的增加而减小，一直保持在一个较稳定的数值。

塑性偏移对地震的研究有助于了解地壳的变形特征和应力释放过程。

三、断层偏移断层偏移是指地震产生的位移是由于断层滑动引起的。

断层是地壳中的裂缝，当地震波传播到断层带时，断层会发生滑动，导致地表上的物体发生相应的位移。

断层偏移的特点是位移大小与断层滑动的距离和滑动方式有关，通常呈现出不连续性的特征。

断层偏移是地震研究中的重要现象，通过对断层偏移的观测和分析，可以了解地震的震源特征、断层的活动性以及地震的规模和强度。

地震偏移可以根据其性质和产生原因分为弹性偏移、塑性偏移和断层偏移三类。

弹性偏移是由地壳的弹性变形引起的，塑性偏移是由地壳的塑性变形引起的，而断层偏移是由断层滑动引起的。

这些偏移现象对地震的研究具有重要的意义，可以帮助我们了解地震的震源特征、断层的活动性以及地震的规模和强度，对于地震的预测和防灾减灾具有重要的指导意义。

地震资料处理PPT课件

地震资料处理PPT课件
工作方法： 从剩余静校正的求取过程
可以看到，求取剩余静校正量 首先用叠加道作为模型道。但 是，由于剩余静校正的存在， 速度分析的精度受到影响，导 致动校正精度降低，并且，模 型道的形成也受剩余静校正量 的影响，因此，第一次求取的 剩余静校正量不一定十分准确。 目前剩余静校正常规做法是一 个从速度分析到
CMP分选一般按CMP号从小到大，使用两级分选或三级分选： CMP、炮检距（站号） CMP、线号、炮检距（站号）
CMP道集经过动校正后，就可以将道集内各道求和，形成叠 加道。每个CMP都进行求和，就形成了叠加剖面。
O2 O1 O0 D1 D2
地面
界面
共中心点道集（CMP）示意图（3次覆盖）
八、速度分析
静校正是实现共中心点叠加的一项最主要的基础工作。它直接影响叠 加效果，决定叠加剖面的信噪比和垂向分辨率，同时又影响叠加速度分 析的质量。
静校正方法：
（1）高程静校正； （2）微测井静校正——利用 微测井得到的表层厚度、速度信 息，计算静校正量；
Es h
Es-h-D Ts=-(Es-h-D)/v
Er
Er- h0、t0
如果野外采集
数据是道序数据， 则只需进行格式转 换，即转成处理系 统可接受的格式。
一、数据输入
二、置道头
1、观测系统定义
模拟野外，定义一个相对坐标系，将野外的激发点、接收点的 实际位置放到这个相对的坐标系中。
2、置道头
观测系统定义完成后，处理软件中置道头模块，可以根据定义的 观测系统，计算出各个需要的道头字的值并放入地震数据的道头中。 当道头置入了内容后，我们任取一道都可以从道头中了解到这一道属 于哪一炮、哪一道？CMP号是多少？炮检距是多少？炮点静校正量、 检波点静校正量是多少？等等。

处理三大基本手段之一偏移

处理三大基本手段之一偏移

处理三大基本手段之一偏移论文摘要地震偏移技术是现代地震勘探数据处理的三大技术之一，它是在过去古典技术上发展起来的，其它两大技术都是从其它相关学科引进地震中来的。

所以偏移技术具有地震勘探本身的特征。

但是地震偏移方法本身由于使用计算机而引起了许多革命性的变化。

这就使得它从研究简单的探测目标的几何图形进而发展成研究反射界面空间的波场特征，振幅变化和反射率等。

实践证明对于解释工作者，正确理解时间剖面的偏移现象和有关的偏移归位的一些原理、概念等问题对地震资料的解释是十分重要的。

下面简要介绍有关时间剖面的偏移现象，偏移迭加原理，偏移叠加、叠加偏移、叠前偏移、二维偏移和三维偏移基本概念论。

正文第一层、时间剖面的偏移现象一、经过动校正的时间剖面虽然能直观地反映地下界面，但不能完全真实地反映地下的构造形态。

由于时间剖面得到的是来自三维空间地震反射层的法线反射时间，而不是一个射线平面上来的。

反射波到达每个测点的时间减一个相应的时差△t（正常时差），变为该点的垂直时间t，这个、这个时间位于测点的正下方；因而记录点的位置与界面反射点的真实位置是有差别的。

二、当界面水平时，对水平界面的原始记录经过动校正后，把波形画在爆炸点与接受点之间的一半位置，即共中心点位置的正下方，反射同相轴所反映的界面段位置与真实界面的空间位置是基本相符的。

三、当界面倾斜时，实际上反射点并不在接收点的正下方。

如图1--1所示，仍然按水平界面时的情况进行动校正和共中心点显示，水平位置在BE的倾斜界面段（图1-1 a），在对应的水平迭加剖面上，同相轴水平位置却在AD处（图1-1 b）,向下倾方向偏移。

反射界面倾角越大，这种偏移现象越严重。

(a) (b)图1—1 倾斜界面同相轴向下倾方向偏移（a）界面段的水平位置是BE (b)水平叠加剖面上同相轴的水平位置是AD图1-2 水平迭加剖面与时间偏移剖面的比较（a）深度剖面;（b）水平迭加剖面四、图1-2说明了偏移现象的严重性。

地震数据处理讲课PPT课件


地
30年代
由折射地震法改进为反射法
震
50年代
出现多次覆盖技术
勘
60年代
出现数字地震仪及数字处理技术
探 发
70年代初
偏移归位成像技术
展
70年代中期 三维地震勘探出现
90年代
高分辨率与三维地震结合
一、引言
数据处理的主要机型及软件：
微机 — 简单常规处理，主要用于野外质量监控。 工作站、服务器 — 具有单个或多个CPU，处理能力较强， 能满足常规处理及特殊处理。 微机集群 — 含有多个节点，具有较强处理能力和速度， 主要用于大数据量三维处理、三维连片处理及迭前时间域或深 度域偏移迭加。 兰德马克公司的PROMAX处理系统 帕拉代姆公司的FOCUS处理系统 西方地球物理公司的OMEGA处理系统 法国CGG公司的CGG处理系统 中石油球公司的GRISYS处理系统
瑞利（Rayleigh)准则：一个反射波的分辨率的极限是1/4波长。
横向分辨率不常用，而且在迭偏剖面上很难讨论清楚。
一、引言 处理技术涉及的基本概念
3、“三高”处理 三高是指高保真度，高信噪比，高分辨率。这是我们在数
据处理中应当严格执行的一条准则。 高保真度是指处理的成果剖面主要目的层构造特征清晰、断
三、常规处理流程
二维地震资料处理流程
三维地震资料处理流程
三、常规处理流程
地震数据输入— 解编
由于野外数字地震仪记录的地震数据是按时序排列的，也 就是说在磁带上记录的地震数据是按采样间隔以时间序列排列， 既依此记录每道的第一样值，各道记完后，再依此记录以下各 道的第二个样值，依此类推。目前在地震数据处理中多半是采 用单道或多道处理，因此要求地震数据是按道序排列，这种将 野外磁带上按时序排列的数字样值，转换为适合计算机处理的 按道序排列样值转换过程，称为数据解编或数据重排。

论偏移的方法和作用

论偏移的方法和作用论文提要地震偏移技术是现代地震勘探数据处理的三大技术之一。

它是在过去的古典技术上发展起来的，其它两大技术都是从其它相关学科引进到地震中来的。

所以，偏移技术具有地震勘探本身的特征。

地震偏移可在叠前做也可在叠后做。

叠前偏移是把共炮点道集记录或共偏移距道集记录中的反射波归位到产生它们的反射界面上，并使绕射波收敛到产生它的绕射点上。

在把反射波回投到反射界面上和绕射波收敛到绕射点上时，要去掉传播过程的效应，如扩散与衰减等。

最后得到能够反映界面反射系数特点的并正确归位了的地震波形剖面，即偏移剖面。

叠后偏移是在水平叠加剖面的基础上进行的，针对水平叠加剖面上存在的倾斜反射层不能正确的归位和绕射波不能完全收敛的问题采用了爆炸反射面的概念来实现倾斜反射层的正确归位和绕射波完全收敛。

正文一、地震偏移的类型分类如下表1-1表1-1(一)叠加叠加的要求必须是共反射点（CDP）和共中心点（CMP）才能叠加。

1.共反射点叠加法在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，最终得到的水平叠加剖面，这一整套的工作。

（1）水平界面共反射点时距曲线方程：t=⅟v（4h²+χ²）¹∕² 2-1V—波速；χ—炮检距；h—反射点的法线深度。

图1-1共反射点叠加剖面与偏移剖面当反射界面水平时，共反射点时距曲线与共炮点时距曲线在形式上是一致的，但表示的意义不同。

1）在共炮点时距曲线中t(o)表示激发点的自激自收时间，共中心点时距曲线中，t(o)表示M点垂直反射时间t(om)。

2）共炮点时距曲线方程，反映的是地下反射界面的一段，共反射点时距曲线方程，反映的是地下一个反射点。

（2）倾斜共反射点时距曲线方程：t=⅟v（4h²+χ²cosθ）¹∕²。

水平叠加将不同的接收点受到的来自地下统一反射点的不同激发点的信号，经过动校正后叠加起来。

2.影响叠加效果的因素为了保证多次叠加的质量，取得好的效果，了解影响叠加效果的因素就很有必要的，因为只要分析这些因素的影响，并估计可能造成的后果，就能找出减少或避免这些不利因素影响的办法。

地震数据处理第七章：偏移


（1）简单速度+简单构造=叠后时间偏移； （2）复杂速度+简单构造=叠后深度偏移； （3）简单速度+复杂构造=叠前时间偏移； （4）复杂速度+复杂构造=叠前深度偏移；
（5）简单速度=时间偏移 （6）复杂速度=深度偏移；
（7）简单构造=叠后偏移； （8）复杂构造=叠前偏移。
成像中的偏移
偏移孔径
追踪射线的最大出射角
CRP (common reflection point) MVA (Migration Velocity Analysis)
MVA Xsection Window
Interactive Horizon RMO Analysis
View CRP Gathers
叠后偏移:
将水平叠加剖面用爆炸反射面概念实现倾斜反射层归位和绕射波收敛 偏移原来及效果见下图
偏移原理图
(1)时间反射层比地质界面长; (2)时间反射层向下倾方向移动; (3)时间反射层倾角小
叠加剖面上的B’D’对应于 BD，且AB=AB’
偏移处理（简称偏移）或偏移成像
是通过数值计算把地面记录延拓为地下波场的 过程，在此过程中，绕射波得到收敛，倾斜界面反 射波得到归位，波场干涉得到分解，波前回转现象 得到消除，界面折射得以校正(深度偏移)，从而使 地层构造、断层分布、断点、尖灭点、边缘、异常 体和岩性变化得到清晰成像和准确归位。
简单地下模型
分选叠前数据为共偏移距剖面 使用常用平均法产生初始速度模型 实行共偏移距剖面的叠前偏移 分选偏移道为CRP道集 调整速度使CRP道集上的同相轴变平
速度变异
每个偏移剖面是地 下的冗余成像 无速度变异存在
View Ray Density
Difference Files from MVA Tomography Inversion Small inversion aggressiveness factor

第七节---地震偏移成像


向下延拓地震波场实现偏移的原理示意图
随着观测面下移，有两个明显的特征： 1、反射点和记录点的偏移量越来越小； 2、记录时间越来越小。 这意味着当波场继续下移时，总可以将偏移量减 小到零，实现偏移归位的目的。
下面用一个理论模型来说明向下延拓的原理和效果。 模型包括一个平缓向斜、一个陡向斜、一个平缓背 斜、一个陡背斜、地层尖灭、充填盆地的地层、一 些孤立的绕射点和一条断层等各种类型的地质特征， 波速被认为是常数。
为了实现偏移，可以对波场进行向下延拓，当把地
面得到的资料向下延拓到不同的地下反射界面时， 地震剖面就转换成为对应的深度模型，反映出反射 界面的真实形态。 波动方程偏移常用的有三种方法：
• 有限差分法(在时间－空间域处理)
• F－K法(即在频率－波数域进行偏移)
• 积分法
关于这些偏移方法的具体公式和实现过程同学们可 查阅有关资料。
视位置
真实位置
具体讲，就是 将反射同相轴 C′D′校正到界 面实际位置CD 处，这就是地 震数据偏移处 理的主要工作。
应当注意，很多偏移方法是针对第(2)个问题（反射 点显示在共中心点正下方）而进行的，即利用已经 得到的水平叠加剖面资料作为原始资料进行各种偏 移处理。 因为所用资料已进行了共中心点叠加，所以第(1)个 问题（共中心点叠加）已经存在，不能解决共反射 点叠加。 这类办法统称叠加偏移或称先叠后偏，叠后偏移等 等。 另一类办法则是从最原始的野外资料开始，进行真 正的偏移叠加，它有可能解决(1)(2)两种问题，这种 做法称为偏移叠加、叠前偏移、先偏后叠等。 当我们只利用一条二维测线上得到的资料进行偏移 时，叫二维偏移。
偏移方法分类表（引自Oz Yilmaz)
叠加+法向射线深度 解释中常需要的剖面，严格用于没有构造倾角的地层和速度只是随深度变 转换 化的构造情况 时间偏移 深度偏移 叠前部分偏移 适用于叠加剖面上有绕射波或构造有倾角，能用于速度有垂向变化的情况， 速度的变化横向变化不大时也能用 叠加剖面上有构造倾角，速度横向变化剧烈时适用 叠前部分偏移是先进行倾角时差(DMO)校正，再作其中心点叠加最后作 叠后偏移。通过偏移后的叠加得到更好的叠加，只解决具有不同叠加速度 的相冲倾斜地层的问题 输出偏移剖面，不产生未经偏移的中间叠加剖面，所以不太受欢迎，因为 解释人员普遍喜欢既有叠加剖面又有偏移剖面，但无论如何这是解决相冲 倾斜地层问题最严密的方法，叠前部分偏移是这种处理方法的一种简化 用于存在严重横向不均匀的情况，这时已无法作合适的叠加处理 叠加剖面上出现有来自射线平面以外的倾斜同相轴，这是叠后最常用的一 种三维偏移形式 用来解决三维复杂构造面和强烈横向变化问题 在叠前部分偏移不能解决问题时以及在叠加剖面中包含旁侧倾斜地层反射 时 只要计算机允许，并且又能精确知道三维速度模型时候就能应用
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偏移原理图
(1)时间反射层比地质界面长; (2)时间反射层向下倾方向移动; (3)时间反射层倾角小
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叠加剖面上的B’D’对应于 BD，且AB=AB’
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偏移处理（简称偏移）或偏移成像
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将偏移处理用三组单词
（时间、深度）、（叠前、叠后）和（偏移） 进行搭配，可以生成8种名称。
将地下介质用两组单词
（简单、复杂）与（速度、构造）进行搭配， 可以简化为两类速度和两类构造，而得四种地 下模型（适用条件）
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（1）简单速度+简单构造=叠后时间偏移； （2）复杂速度+简单构造=叠后深度偏移； （3）简单速度+复杂构造=叠前时间偏移； （4）复杂速度+复杂构造=叠前深度偏移；
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偏移处理可分为: 叠前偏移和叠后偏移
叠前偏移:
将共炮点道集或共偏移距道集中的反射波归位,绕射波收敛
叠后偏移:
将水平叠加剖面用爆炸反射面概念实现倾斜反射层归位和绕射波收敛 偏移原来及效果见下图
是通过数值计算把地面记录延拓为地下波场的 过程，在此过程中，绕射波得到收敛，倾斜界面反 射波得到归位，波场干涉得到分解，波前回转现象 得到消除，界面折射得以校正(深度偏移)，从而使 地层构造、断层分布、断点、尖灭点、边缘、异常 体和岩性变化得到清晰成像和准确归位。
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偏移方法：
具有算法多、类别多、变种多、杂交多和应用 多的特点。一般而言，有二维/三维、叠前/叠后、 时间/深度偏移。
（5）简单速度=时间偏移； （6）复杂速度=深度偏移；
（7）简单构造=叠后偏移； （8）复杂构造=叠前偏移。
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追踪射线的最大出射角
CRP (common reflection point)
MVA (Migration Velocity Analysis)
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MVA Xsection Window
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速度变异 每个偏移剖面是地 下的冗余成像 无速度变异存在
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Hale Waihona Puke 2020/4/2733
Interactive Horizon RMO Analysis
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View CRP Gathers
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35
View Ray Density
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36
Difference Files from MVA Tomography Inversion
Small inversion aggressiveness factor
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Large inversion aggressiveness factor
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在叠后偏移域的速度分析
简单地下模型
分选叠前数据为共偏移距剖面 使用常用平均法产生初始速度模型 实行共偏移距剖面的叠前偏移 分选偏移道为CRP道集 调整速度使CRP道集上的同相轴变平
第七章 偏移
偏移和偏移处理的定义:
地震记录上的反射同相轴因为受波 的传播特性的影响和记录方式的限制往 往与其相应的反射地质体在形态和位置 上不一致性，这种不一致性称为偏移.
设法消除偏移影响的方法叫偏移处 理或偏移成像，简称偏移.
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2
偏移（处理）的作用
（1）提高横向分辨率，使断点、尖灭点等部 位清晰； （2）使波场正确归位，消除界面弯曲、倾斜 等造成的各种假像； （3）提高地震记录的信噪比，绕射波、倾斜 界面反射波等归位，干涉带分解。