(完整版)地震数据处理第一章：地震数据处理基础

安徽理工大学一、名词解释（20分）1、、地震资料数字处理:就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改进，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息。

2、数字滤波:用电子计算机整理地震勘探资料时，通过褶积的数学处理过程，在时间域内实现对地震信号的滤波作用，称为数字滤波。

（对离散化后的信号进行的滤波，输入输出都是离散信号）3、模拟信号：随时间连续变化的信号。

4、数字信号：模拟数据经量化后得到的离散的值。

5、尼奎斯特频率：使离散时间序列x(nΔt)能够确定时间函数x(t)所对应的两倍采样间隔的倒数，即f=1/2Δt.6、采样定理：7、吉卜斯现象：由于频率响应不连续，而时域滤波因子取有限长，造成频率特性曲线倾斜和波动的现象。

8、假频:抽样数据产生的频率上的混淆。

某一频率的输入信号每个周期的抽样数少于两个时，在系统的的输出端就会被看作是另一频率信号的抽样。

抽样频率的一半叫作褶叠频率或尼奎斯特频率fN；大于尼奎斯特频率的频率fN+Y，会被看作小于它的频率fN-Y。

这两个频率fN+Y和fN-Y相互成为假频。

9、伪门：对连续的滤波因子h(t)用时间采样间隔Δt离散采样后得到h (nΔt)。

如果再按h (nΔt)计算出与它相应的滤波器的频率特性，这时在频率特性图形上，除了有同原来的H (ω)对应的'门'外，还会周期性地重复出现许多门，这些门称为伪门。

产生伪门的原因就是由于对h(t)离散采样造成的。

10、地震子波：由于大地滤波作用，使震源发出的尖脉冲经过地层后，变成一个具有一定时间延续的波形w（t）。

11、道平衡：指在不同的地震记录道间和同一地震记录道德不同层位中建立振幅平衡，前者称为道间均衡，后者称为道内均衡。

12、几何扩散校正：球面波在传播过程中，由于波前面不断扩大，使振幅随距离呈反比衰减，即Ar=A0/r，是一种几何原因造成的某处能量的减小，与介质无关，叫几何扩散，又叫球面扩散。

《地震勘探资料处理》第一章～第六章复习要点总结第一章 地震数据处理基础一维谱分析数字地震记录中，每个地震道是一个按一定时间采样间隔排列的时间序列，每一个地震道都可以用一系列具有不同频率、不同振幅、相位的简谐曲线叠加而成。

应用一维傅里叶变换可以得到地震道的各个简谐成分；应用一维傅里叶反变换可以将各个简谐成分合并为原来的地震道序列。

连续函数正反变换公式：dt et x X t i ωω-∞∞-⎰=)()(~ 正变换 ωωπωd e X t x t i ⎰∞∞-=)(~21)( 反变换 通常由傅里叶变换得到的频谱为一个复函数，称为复数谱。

它可以写成指数形式 )()()(|)(~|)(~ωφωφωωωi i e A e X X ==式中)(ωA 为复数的模，称为振幅谱；)(ωϕ为复数的幅角，称为相位谱。

)()()(22ωωωi r X X A +=，)()(tan )(1ωωωφr i X X -=（弧度也可换算为角度）离散情况下和这个差不多（看PPT 和书P2-3）一维傅里叶变换频谱特征：1、一维傅里叶变换的几个基本性质（推导）线性 翻转 共轭 时移 褶积 相关（功率谱），P3-72、Z 变换（推导）3、采样定理 假频 尼奎斯特频率，tf N ∆=21二维谱分析二维傅里叶变换),(k X ω称为二维函数),(t x X 的频——波谱。

其模量|),(|k X ω称为函数),(t x X 的振幅谱。

由),(k X ω这些频率f 与波数k 的简谐成分叠加即可恢复原来的波场函数),(t x X （二维傅里叶反变换）。

如果有效波和干扰波的在f-k 平面上有差异，就可以利用二维频率一波数域滤波将它们分开，达到压制干扰波，提高性噪比的目的。

二维频谱产生空间假频的原因数字滤波在地震勘探中，用数字仪器记录地震波时，为了保持更多的波的特征，通常利用宽频带进行记录，因此在宽频带范围内记录了各种反射波的同时，也记录了各种干扰波。

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：该课程授课对象是勘查技术专业的本科生。

课程主要包括地震资料数据处理基础，常规处理的方法原理：地震资料数据处理基本流程、信号处理基础、反褶积、动校正、静校正、速度分析、水平叠加、偏移归位，并包括目标处理：高分辨率地震资料处理、三维地震资料处理、叠前深度偏移处理、井孔地震资料处理、多波多分量地震资料处理、时间推移地震资料处理和特殊处理：亮点及AVO分析、高精度反演、地震属性分析、相干体数据处理、可视化数据处理等内容。

2.设计思路：地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

地震勘探数据处理具有鲜明的跨学科特点且发展迅猛。

因此，该课程除了介绍地震勘探数据常规处理技术外，还会将当前该领域的最新的研究成果分专题进行介绍，每种处理方法都结合大量地震勘探处理实例加以说明，力争深入浅出、通俗易懂，让学生掌握现代地震勘探数据处理的基本理论和方法。

3. 课程与其他课程的关系：地震勘探数据处理为专业知识教育层面课程，是勘查技术与工程专业最基础的专业课程群组成部分，选修学生应具备的扎实数理基础和高水平计算机应用能力及掌握现代地球物理勘探、地球物理数据处理基础等的基本理论、方法和基本技能。

先修课程为：地震勘探原理或勘探地震学。

- 1 -二、课程目标课程主要包括地震资料数据处理基础，常规处理的方法原理：地震资料数据处理基本流程、信号处理基础、反褶积、动校正、静校正、速度分析、水平叠加、偏移归位，并包括目标处理：高分辨率地震资料处理、三维地震资料处理、叠前深度偏移处理、井孔地震资料处理、多波多分量地震资料处理、时间推移地震资料处理和特殊处理：亮点及AVO分析、高精度反演、地震属性分析、相干体数据处理、可视化数据处理等内容。

使学生初步掌握地震资料数据处理的基本原理及相关处理软件等方面的知识；达到基础研究、应用基础研究科学思维和科学实践训练目标；了解该课程以及相关课程的研究现状和发展动态；具有一定的地震资料数据处理研究与开发的能力。

地震数据整体流程不同软件的地震数据处理方式不同，但是所有软件的处理流程基本是固定不变的,最多也是在处理过程中处理顺序的不同。

整体流程如下：1 数据输入（又称为数据IO）数据输入是将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上，主要指解编或格式转换。

解编：将多路编排方式记录的数据（时序)变为道序记录方式，并对数据进行增益恢复等处理的过程.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.注:早期的时序数据格式为记录时先记录第一道第一个采样点、第二道第一个采样点、……、第一道第二个采样点、第二道第二个采样点、……直至结束。

现在的道序记录格式为记录时直接记录第一道所有数据、第二道所有数据、……直至结束,只是在每一道数据前加上道头数据.将时序数据变为道序数据只需要对矩阵进行转置即可。

2 置道头2.1 观测系统定义目的为模拟野外，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。

即将SPS文件转换为GE-Lib文件，包括1)物理点间距2）总共有多少个物理点3)炮点位置4）每炮第一道位置5）排列图形.2.2 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？炮间距是多少?炮点静校正量、检波点静校正量是多少？等等.后续处理的各个模块都是从道头中获取信息,进行相应的处理,如抽CMP道集，只要将数据道头中CMP号相同的道排在一起就可以了。

因此道头如果有错误，后续工作也是错误的。

GOEAST软件有128个道头，1个道头占4个字节，关键的为2(炮号）、4(CMP号)、17（道号)、18（物理点号）、19（线号)、20（炮检距）等。

2。

3 观测系统检查利用置完道头的数据,绘制炮、检波点位置图、线性动校正图.3 静校正（野外静校正）静校正为利用测得的表层参数或利用地震数据计算静校正量，对地震道进行时间校正，以消除地形、风化层等表层因素变化时对地震波旅行时的影响.静校正是实现共中心点叠加的一项最主要的基础工作。

1：我们要新建一个Project，然后点左上角的加号加载数据进来。

选择加载数据的数据类型为“segy”，对加载的数据进行重命名。

如下图：3：选择数据名前边的曲线图标，展现出原始的曲线,该曲线为由模型得到的,模型由七层构成。

第一层的倾角为0，以后每层的倾角逐渐增大，深度也逐渐增大，第四层的深度和第五层的深度相差很小。

4：进行观测系统的建立，选择左上角的“interactive”下的“geometry widow display”，自己重新建立一个观测系统，注意不要load观测系统，得到如下图：5：进行观测系统的参数的设置，增量参数设置好了以后，点击软件上的加号，添加第一个炮点的参数信息，如下图所示6：加好第一行的信息以后，按住加号不放，选择添加多行的炮点信息，参数如下表所示：7:最后得到了，炮点的观测系统的信息，如下图：8：点击左上角的小旗子进行接收点的观测系统的设置，和炮点的设置方法类似也是先设置增量，然后设置第一行的参数，参数设置情况见下面两图：9：然后点击计算CMP和检波器叠加次数和炮检距离，以便写入道头和相应的位置，完成后续的处理，可以点击查看检波器的叠加次数，并可根据这个判断建立的观测系统是否正确。

\可以看出，CMP的最大覆盖次数为六次，根据已知的模型参数信息，由公式可以计算出理论上的最大覆盖次数为六次，因此可以说明上图建立的观测系统是正确的，可以按住保存钮不放，在出现的按钮组合中选择，将相关的信息写入道头，点击这个按钮还可以选择将炮检关系及他们的坐标写入文本文件以便以后查看，。

加入观测系统后(主要是将相关的信息写入道头)，便可对数据的输入按所要的处理模块选择不同排列方式。

10：至此，观测系统已经建立完成，下面进行速度分析，选择菜单栏的“Job Flow”下的“Open flow file+command window”，把模块拖拽进来如下图所示：设置为5，即抽取以选择的CMP为中心，左右各5道共十一个cmp道集如下图所示进行连线进行设置，先建立可选的CMP道集，设置参数如下图5000，50，速度谱法的速度扫描范围为500，5000，50，如下面图所示：对输出的文件名进行设置，文件名可以任意设置点击左上角菜单栏的最后一个图标运行上面的工作流，执行完后得到三个输出的数据集分别是速度谱，最佳炮检距道集，常速度叠加数据集。

地震资料数字处理复习题一、名词解释〔20分〕1、速度谱把地震波的能量相对于波速的变化关系的曲线称为速度谱。

在地震勘探中，速度谱通常指屡次覆盖技术中的叠加速度谱。

2、反滤波又称反褶积，是指为提高纵向分辨率，去掉大地滤波器的作用，把延续几十至100ms的地震子波b〔t〕压缩成原来的震源脉冲形式，地震记录变成反映反射系数序列的窄脉冲组合。

3、地震资料数字处理就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改良，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息。

4、数字滤波数字滤波就是指用数学运算的方式用数字电子计算机来实现滤波。

对离散化后的信号进行滤波，输入、输出都是离散数据。

5、水平叠加将不同接收点受到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号，经动校正叠加起来。

6、叠加速度在一般情况下，都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个同样的式子来表示：t2=t2+x2/V2，其中，V 就是叠加速度。

0 αα7、静校正把由于激发和接收时地表条件变化所引起的时差找出来，再对其进行校正，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，以便能够正确地解释地下的构造情况，这个过程叫做静校正。

8、动校正消除由于接受点偏离炮点所引起的时差的过程，又叫正常时差校正。

9、假频一个连续信号用过大的采样得到的离散序列实际上含有连续信号中高频成分的奉献。

这些高频成分折叠到离散时间序列中较低的频率。

这种现象是由连续信号采样缺乏引起的，称作假频。

10、亮点技术所谓“亮点〞狭义地说是指地震反射剖面上由于地下油气藏存在所引起的地震反射波振幅相对增强的“点〞。

利用地震反射波的振幅异常，同时也利用反射波的极性反转、水平反射的出现、速度的降低及吸收系数的增大等一系列亮点标识综合指示地下油、气藏的存在，进而直接寻找油、气藏的技术。

11、相关定量地表示两个函数之间相似程度的一种数学方法。

12、自相关表示波形本身在不同相对时移值时的相关程度。

第一章概述1.1 地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释。

地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。

地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率；叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比；偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类，主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数，提高地震空间分辨率和地震保真度。

1.2地震数据处理包括预处理、常规处理和特殊处理三个阶段。

常规处理包括反褶积、叠加和偏移三大技术。

预处理是把野外数据格式转换成适合计算机处理的格式并对数据做相应编辑和校正。

它包括数据解编、格式转换、编辑、几何扩散校正、建立野外观测系统和野外静校正等。

数据解编：把按时分道的数据记录方式变换成按道分时的数据记录方式。

道编辑：噪音道、带有瞬变噪音的道或单频信号道都要删除；极性反转的道要改正。

几何扩散校正：通过给数据加一增益恢复函数，以校正波前（球面）扩散对振幅的影响。

野外静校正：对路上资料，把所有炮点和接收点位置均校正到一个公共基准面上，以消除高程、低降速带和井深对旅行时的影响。

反褶积的基础是最佳维纳滤波。

特殊处理主要包括T-P变换、小波变换、三维叠前深度偏移、子波处理、属性分析和反演等。

T-P变换：将偏移距-时间域变换到射线参数-截距时间域，可用来压制面波和多次波。

小波变换：小波变换与多尺度分析可用于去噪、数据压缩、提高分辨率处理、信号增强和解波动方程等。

第二章数字滤波2.1 滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器采样定理时域实参数的滤波器，其频率振幅谱是偶对称的，而相位谱是奇对称的。

一个滤波器如果是稳定的，这是指当输入信号为有限信号时，其输出也是有限信号。

最小相位，在时间域中也称最小能量延迟，在频率域则常称为最小相位滞后。

纯振幅滤波器也称零相位滤波器。

又称为理想滤波器。

2.2 理想滤波器常设计成四种类型：低通滤波器、带通滤波器、带陷滤波器和高通滤波器。

基于小波分析的地震数据处理技术研究第一章引言地震是地球内部能量释放所引起的自然灾害之一，也是一种让人们感受到地球活力和自然力量的重要现象。

随着地震测量技术的发展，人们获得了大量的地震数据，可是如何对这些数据进行分析处理一直是一个难题。

小波分析作为一种新兴的信号处理方法，已被广泛应用于地震数据处理领域，成为一种有力的手段。

本文将就小波分析在地震数据处理中的应用进行探讨，以期为地震数据处理提供一些新思路和新方法。

第二章小波分析原理及方法2.1 小波分析概述小波分析（Wavelet Analysis）是一种非平稳信号分析方法，与傅里叶分析相比，小波分析具有更好的时域局部性和频域紧凑性。

小波分析实质是一种时频变换方法，能够将信号分解成不同频率的成分，以及在不同时间尺度上的成分。

2.2 小波分解小波分解是指将原始信号分解成一组特定的基函数（小波函数），然后根据这组小波函数的系数来重构信号。

小波分解有两种方法，分别是连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT）。

CWT是在连续时间域上对信号进行小波变换，而DWT是在离散时间域上进行小波变换，DWT由于运算速度快，被广泛应用于实际工程中。

2.3 小波重构小波重构是指利用小波分解的系数来重构原始信号。

重构时主要采用级联重构和逐层逆向重构等方法。

第三章小波分析在地震数据处理中的应用3.1 小波包分析小波包分析是指在DWT的基础上对小波系数再进行分解，从而得到能够更好地描述信号局部时序特性的子带。

小波包分析可用于地震数据短时序特征提取、识别和分类等方面。

3.2 小波分析在地震数据压缩中的应用地震数据一般具有高维、高精度、大容量等特点，这要求将地震数据进行压缩处理。

小波分析作为一种有效的压缩方法，已被广泛应用于地震数据处理中。

3.3 小波分析在地震数据去噪中的应用地震数据中常常存在着各种干扰噪声，这会干扰地震数据的分析处理。

小波分析可以通过对地震数据进行小波分解，然后对不同频率小波系数进行滤波，从而实现地震数据的去噪。