地震勘探原理---地震预处理
目录
一. 地震资料数字处理
? ? ? ? 1.1. 地震勘探主要包括:
? ? ? ? 地震资料野外采集, 地震资料数字处理, 地震资料地质解释这三个过程.?
? ? ? ? 地震资料处理流程是需要利用高性能的的计算机, 计算机处理软件对得到的地震资料一手资料进行处理, 地震野外采集的数据是以炮集的形式记录, 而处理的目的是提高信噪比, 提高分辨率, 提高保真度, 获得更精确的地下地质信息.
????????地震资料数字处理是在---地震多次覆盖, 信号数字处理, 波动理论, 数字计算机计算等技术基础上逐渐发展起来的综合应用技术. 利用处理后的地震数据, 可以方便的解释地下地址构造和地层特征, 为发现油气圈闭和确定钻探井位服务.?地震资料处理的质量和成像精度直接决定了油气勘探的成功率.
? ? ? ? 共炮点的记录很不直观, 与地下地质构造形态的关系不明显, 不能方便的反应地质构造形态和特征, 更不能反应岩性储层等方面的变化.?在炮集记录上, 除了一次反射波以外, 一般还同时记录下了面波, 声波, 多次反射波, 折射波等多种干扰波, 需要通过不同的处理方法来进行有效的压制. 综上: 油气勘探开发需要更多的地下地质细节, 地震资料数字处理, 可以得到高信噪比, 高分辨率, 高保真度的资料.
? ? ? ? 1.2. 一般的处理过程
? ? ? ? 将野外采集到的炮集记录处理成为地震成果数据一般需要经过三个步骤: 预处理, 叠前处理, 叠后处理. 每一部份又可以细分为以下的流程. 流程与流程之间有评价标准, 用来评价上一部分的处理结果的好坏.?
? ? ? ? 注意: 地震处理过程中, 有些事必须要做的, 有些则根据地震资料的特点和勘探开发要求有选择地进行.?
二. 地震预处理
? ? ? ? 2.1. 一些基本概念
? ? ? ? 预处理: 在地震数据做实质性处理之前, 为满足计算机软件系统及处理方法的要求, 对野外采集的地震数据所必须的完成的一些准备工作.
? ? ? ? 预处理主要包括: 数据加载, 数据解编, 观测系统定义, 数据编辑, 振幅补偿等工作.
? ? ? ? 2.2. 数据加载和数据解编
? ? ? ? 数据加载: 要把野外采集的数据加载到地震资料处理系统中,?
? ? ? ? 数据解编: 野外磁带记录数据是按时序排列的, 也就是依次记下每一道的第一个采样值, 隔道记录之后再依次记下隔道的第二个采样值, 依次类推. 在数据处理中, 将按时序排列的形式转换为按道序排列的顺序, 也就是第一道的所有数据排列在第二道之前, 使同一道的数据都排放在一起, 这个数据被称为数据解编.?
????????野外编排的按时分道格式为: SEG-D, SEG-2, 解编之后的按道分时的格式: SEG-Y. 由于各个地震处理系统都使用各自内部的处理格式, 不同系统间的数据交换需要搭建一个"桥梁", 这个SEG-Y就是这个数据交换的"桥梁", 用于不同处理解释系统间数据交换的标准通用格式.?
? ? ? ? 2.3 观测系统:?
? ? ? ? 观测系统定义: 野外数据采集都是按照设计好的观测系统来进行的, 由于受到野外客观条件的限制, 设计好的方案在实施中一般都会有所调整, 还有一些参数是事先设计时不可能准确获知的, 他们都要在实际施工时, 实时测量. 根据实际的施工情况, 确定像激发点, 接收点的坐标, 高程等数据.?
? ? ? ? 抽道集: 通俗的解释是我们可以将地震勘探比喻成利用声纳进行水下探测. 当我们在船上发出声音（炮点), 声波会在水中传播并与水下物体相互作用, 一部分声波会被反射回来, 然后被接收器（水下传感器）接收到, 通过记录不同位置、不同时间的声波数据，我们可以形成一个声纳剖面, 以便了解水下的地形和物体分布. 同样,?在地震勘探中，抽道集实际上是类似的概念. 当我们进行地震勘探时，会在地面上放置多个地震记录仪（地震传感器）, 然后使用震源（炮点）发送地震波. 这些地震波会在地下的不同介质中传播，一部分会被地下的地层反射回来, 并被地震记录仪记录下来. 抽道集就是从这些地震记录仪上选取特定位置（即抽道）的地震波数据. 每个抽道代表了地下某个特定位置处的地震波信息, 包括振幅、到达时间等。
? ? ? ? 简而言之: 抽道集就是选取剖面, 共中心点道集(CMP)是将多个抽道集数据进行处理(如:共中点叠加技术)得到的数据集, 共反射点道集(CRP)是另外一种观测角度, 共炮点道集也是另一个观测角度, 选取震源位置相同的数据处理得到的.
????????2. 4 数据编辑:
????????对废炮废道的处理: 在地震数据中, 可能有一些废炮废道, 我们需要将这些数据剔除.
? ? ? ? 尖脉冲干扰: 是指在地震勘探中，由于一些原因导致的高能量、高频率的突发信号，它们会对地震数据的质量和解释产生不利影响。当出现尖脉冲干扰时, 就会相当于多道数据叠加后的能量之和, 对后续的数据处理不利, 需要将其剔除.?
????????2.5 数据补偿:
????????地震干扰波能量:?
? ? ? ? 这里我们将一次反射波视为有效波, 那么直达波, 折射波, 多次波, 面波等波就是干扰波, 这些波能量较强, 可能会对有效波产生干扰, 为了消除这些干扰, 采用切除处理. 将地震道上某个时刻以前的数据用零值替代, 从视觉效果上面看会造成视觉空洞. 所以切除操作对于叠加处理是必须的, 但是会对其他处理带来不利影响.?
? ? ? ? 影响地震反射波振幅的因素:
????????有些是地质因素, 需要在采集过程中加以注意, 有些是由于波的传播机理引起的, 如波前扩散, 吸收衰减, 在地震资料处理中需要加以补偿. 还有诸如地质激发与接收, 干扰波等因素造成的干扰.?
? ? ? ? 波前扩散: 如球面扩散: 振动的物体扰动其周围的介质，形成波的传播过程，物体本身成为波源。波向四周传播时，其能量将逐渐扩散开来。根据能量守恒定律，能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小，处于波“辐射范围”的我们所接收到的波相比波源附近处就变得微弱。点波源或球面波的扩散衰减存在这样一个规律：单位面积上的波源能量与波源距离的平方成反比，可用式子表达如下：
????????其中表示点波源的强度;?
表示与波源距离为 r 的单位面积上的能量, 由于地震勘探测量的是波的旅行时间, 故一般用速度, 时间来代替路程(r), 所以球面扩散损失是速度和时间的函数. 对于地震振幅的衰减作用可以用一个权函数对波的初始振幅的乘积来描述, 这个权函数被称为球面扩散因子. 球面扩散因子的导数被称为球面扩散补偿因子, 利用球面扩散补偿因子对地震道加权用以补偿球面扩散作用对地震振幅的衰减损失.
? ? ? ? 吸收衰减作用:
? ? ? ? 地层对地震波振幅的吸收衰减作用, 一般与吸收系数, 品质因子成指数关系. 求得吸收系数就可以对地震波振幅进行吸收衰减补偿. 由于球面扩散, 地层吸收衰减等原因引起的振幅随时间的衰减具有相似的规律, 因此在实际资料处理中, 对振幅衰减的处理进行综合的补偿.?
三. 总结与思考:
? ? ? ? 3.1 为什么说要对数据进行振幅补偿?
????????具体来说，地震波在传播过程中会遇到各种各样的地质条件，例如不同的岩层、土壤、水层等，这些介质的密度、速度等特性不同，因而对地震波的能量消耗也有所不同。在传播距离较远的情况下，能量损失可能会导致接收到的地震信号振幅变小。相反，在传播距离较近的情况下，能量损失可能较小，导致接收到的地震信号振幅变大。如果不对数据进行振幅补偿，这种振幅不均衡会导致地震数据分析和解释的误差和不确定性增加，可能产生错误的结论。因此，需要对数据进行振幅补偿，将接收到的地震信号振幅调整到一个相对均衡的水平，以便后续数据分析和解释。
? ? ? ? 3.2 我们的网络不是可以直接用没有处理过的数据进行学习吗?为什么还要进行数据的处理呢?
? ? ? ? 这个问题我觉得是十分重要的问题, 我的个人理解如下: 如果说我们用的训练的数据为没有处理过的数据, 标签就是正常的结果, 当然也是得到训练的网络. 但是这里出现了一个问题那就是: 假如我们通过训练未处理的数据得到这样一个网络, 这个网络是基于某个大型数据集(能否完全囊括绝大部分地层情况还要考究).?
????????这时我们去预测某个实际地层, 这个实际地层假如被囊括在这个数据集中, 并且输入网络的实际数据也是未处理过的, 于是我们得到了一个预测数据. 可是这里的实际地层数据和数据集中未处理的数据很可能不一样(这个不一样指的是由于野外情况, 地质参数, 偶发性原因, 等等情况), 于是乎我们预测得到的结果还可能是真实的地层信息吗? 所以我感觉所有的数据要经过数据处理(预处理,动校正,静校正,反褶积,地震数据叠加等等流程)再进行训练得到的网络可能更好.
????????以上是我个人的见解, 如有错误, 欢迎讨论.
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