01-静校正基础知识
- 格式:ppt
- 大小:8.10 MB
- 文档页数:41
第一章基本理论与方法1静校正基础知识1.1静校正概念及特点对于表层而言,常规叠加必须满足两个基本条件,即地表水平和均匀水平层状介质,只有这样在地表接收到的反射波时距曲线才是双曲线,才能在应用常规动校正后,保证同相叠加。
但当存在地表起伏或近地表地层厚度和速度横向变化时,就会引起反射波双曲线畸变,进而影响叠加效果,降低资料品质;为了减少近地表介质的影响,需要对数据进行相应的校正,这种校正我们称之为静校正。
为了实现这个校正,通常需要定义一个参考面,我们称之为基准面。
因此,静校正的作用是消除地表高程、风化层厚度以及风化层速度变化对地震资料的影响,把资料校到一个指定的基准面上。
其目的就是要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。
我们之所以将消除表层因素的校正称为静校正,直传播的,应用时是对整个地震道进行简单时移,并且对于不同炮检距的炮点或检波点其校正量是唯一的。
也就是说,静校正量不随着反射层埋深和炮检距的变化而变化。
但我们知道,地震波在近地表介质中传播的射线路径是随着地层埋深和炮检距变化而变化的,因此,上面假设严格讲是不正确的。
通过图1-1的模型可进一步说明这个问题,静校正将炮点S和检波点R分别校正到S'和R',而使反射波的射线路径发生了变化,改变了反射波时距曲线形态。
当射线在风化层中的射线路径越接近垂直(风化层与高速层速度差异越大时),并且基准面越接近风化层的底界面时,这种路径的差异就越小,对反射波时距曲线地影响也越小。
1.2风化层和高速层注:实线为实际反射波传播路径,虚线上面谈到静校正有消除风化层厚度和速度变化的作用,在地质学中经常谈到风化层的概念,但对于地质学家和地球物理学家来讲,风化层的概念是不同的,应区分为地震风化层或地质风化层。
地质风化层表现为岩石的原地剥蚀与分解;地震风化层通常是指由空气而不是水充填岩石或非固化土层孔隙的区域,术语LVL (低速层)通常用于地震风化层。
第六章 动、静校正第一节 静校时差对高频信号的破坏这里说的静校时差主要指野外组合中的时差,同时也指室内处理中静校正的误差。
野外组合方面既包括各检波器间的时差,也包括可控震源各震点所在位置的静校时差。
很早以前R.E.Sheriff 就指出过:“相对高程微小的变化、埋置条件或表层速度差异都极易产生2ms 的时差,这就构成了一个62Hz 的高截滤波起。
”见图54。
我们可以从静校正误差对高频损失的影响来作如下讨论:设静校正误差大致为一个服从正态分布概率的情况:即误差小的居多,大到一定范围就不大可能。
如图55(a ),其中σ是误差(σ2称方差),μ为大大小小误差的平均值。
这种正态分布的概率函数有如下公式误差几率 ]2)(exp[21)(22σμσπ--⋅⋅=x x P N (51) 当均值μ为零,且方差为1时,称为标准正态分布,有公式]2exp[21)(2x x P N -⋅=π(52) 其形态如图55(b ),我们来分析这种情况。
此时,当x =0时,概率的峰值为π2/1,即0.3989,而1±=x 之处,概率下降到2121-⋅e π,即下降到峰值的60.65%,这个横坐标1±=x 就是代表典型均方根误差大小的地方。
现在让我们来想一下:如果静校正均方根误差趋近于零,其正态分布曲线将压缩成一个尖锐的冲激函数δ(t ),那么,对接收反射波形就没有滤波作用了。
而现在图55(a )或(b )就是相当于时间域的一种滤波算子,它具有对高频的压制作用。
正态分布的公式(51)的振幅谱可表达为下式2)(2)(σπf e f A -= (53)我们将静校正误差为1±=x ms 的情况作频谱分析,其结果如图55(c )。
此图横坐标是频率。
显然,高频受到了压制,即142Hz 振幅下降到-3dB ,而186Hz 下降到-6dB (即一半)。
我们将振幅降一倍(-6dB )之处定为截频点。
于是将不同静校误差的高截频值列表如表6。
第四章动静校正在地震记录上,反射波的到达时间中包含了炮检距引起的正常时差和表层不均匀性引起的时差,为了使反射波到达时间尽可能直观、精确地反映地下构造形态,必须将这些时差从观测时间中去掉,这个过程,称为反射时间的校正。
由于这两种时差的性质不同,故校正的方法也不同,对正常时差校正称为“动”校正,对由表层不均匀性引起时差的校正称为“静”校正。
动静校正是地震资料数字处理中不可缺少的基本内容之一,其方法较多,本章在讲清概念的基础上,以两种方法为例,重点阐述方法的原理、思路,简单介绍实现步骤和参数选择,本章包括动校正、野外一次静校正、自动统计剩余静校正、折射波静校正以及剩余静校正技术的新发展等内容。
第一节动校正基本概念动校正方法是以动校正量(即正常时差)的计算原理、动校正量的计算与存储以及动校正的实现过程为主要内容的。
就其方法原理而言,并不复杂,然而动校正量的计算与存储却是该方法中的技术关健,由于地震记录上每一个采样值的动校正量都要计算与存储,因此将占用大量的计算机时间与空间,为了提高经济效益和便于在大、中、小计算机上推广使用,因此各种动校正方法为攻克上述两个技术难关,做了各种努力。
下面将以快速查表法为例,介绍该方法是如何以查B(K)表的方式提高计算速度和如何用制动校正量表的方法减少占用计算机内存的。
本节还将介绍用成组搬家和插值补空法实现动校正的过程,动校后波形拉伸畸变及克服的方法以及高保真动校正的基本原理等。
由几何地震学可知:当地面水平,反射界面为平面,界面以上的介质均匀的情况下,单次反射时距曲线是一条双曲线(图4-1(a))。
它不能直接反映地下反射界面的起伏情况,尽管当界面为水平时,法线深度和真深度一致,也只有在激发点处接收的t0时间,方能直观地反映界面的真深度,其它各点接收到的反射波旅行时间,除了与界面真深度有关外,还包括由炮检距不同而引起的正常时差,如果能从每个观测时间中去掉正常时差,则剩下的只是与界面的真深度有关的t0部分了。
3.4 折射静校正通常,野外静校正和折射静校正法用于校正长波长分量。
静校正需要近地表模型。
近地表常常由一个低速的风化层组成。
但是,除了这个近地表的简化模型外还有例外的情况。
例如被冰碛物、火山带和沙丘覆盖的地区常常有不同速度的多套地层组成。
地层边界从一个平界面到一个任意不规则的形态变化明显。
当由于出露、尖灭或沿着测向方向的河漫滩引起的岩性横向组成成分变化时,近地表的单层假设就被破坏了。
在永久冻土层覆盖的地区,它有比下伏层明显高的速度,用于近地表校正的地表一致性假设就不再适用。
此外,永久冻土层底不形成首波,所以是探测不到的。
在实际应用中,单层近地表模型解决长波长静态异常一般是足够的。
单层近地表模型的复杂性可归结为以下一条或多条:(a)接收点和炮点位置高程的快速变化;(b)风化层速度的横向变化;(c)折射层几何形态的横向变化,对折射静校正来说,它被定义为基岩以上与风化层之间的分界面。
近地表速度与深度模型常常用折射初至计算。
折射能量与沿着风化层和下伏的基岩之间的分界面滑行的首波有关。
如果折射初至在共炮点道集上是可观测到的,一般就可以说明近地表模型有简单的几何形态。
然而,没有射线理论方法可以确切的在远小于一个排列长度的风化层基底上计算短波长变化,这些变化留给后续的剩余静校正处理,其剩余静态时差是在时差校正CMP道集上的反射旅行时畸变引起的(Taner 等,1974)。
首波由于沿着风化层基底的不规则性被扭曲,在风化层和下部地层之间没有大的速度差别时,它转化为潜水波(Hill 和Wuenechel,1985)。
这样的情况,如果是完全可能的,它就可以用波动理论模拟和反演(Hill,1987),或回转波层析成像来处理(9.5节)。
初至波风化层底的折射能量经常包含共炮点道集最先到达波,这些初至波的波前叫做初至。
初至的不同质量一定程度上依赖于震源类型和近地表情况。
图3.4-3中的共炮点道集的初至有明显的起跳。
线性初至时间的偏离大多是由沿着测线高程变化引起的。
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。