1、精選優質文檔-傾情為你奉上地震資料數字處理實習報告一、實習內容已知聲波測井數據（聲波時差微秒/每英尺）、密度測井數據（巖層密度克/每立方厘米）、測量點井深(米)和地震子波數據，編程計算：（1）反射系數；（2）合成地震記錄；（3）根據合成地震記錄計算子波與反子波；（4）利用反子波與地震記錄進行褶積（反褶積）。二、基本方法原理1.計算反射系數的原理（1）層速度的計算原理（m/s）, ，為測井數據序號， 代表第層的聲波時差，代表第層的層速度，為測井數據的長度。本次實習中采用的模型Model.txt中聲波及密度數據的深度為600m到2078.1m，間隔0.1m。（2）垂直往返旅行時的計算原理為第層的垂

2、直往返旅行時，初始值取為：（3）反射系數的求取原理首先，根據測井資料直接求取反射系數：將聲波測井數據單位由us/f轉化為m/s，由，為第層的反射系數或者垂直往返旅行時為處的反射系數，此反射系數是直接按測井數據計算未進行稀疏采樣的。根據上述方法計算得出的反射系數為深度域上的，即反射系數是隨線性增加的地層深度而變化，為了進行褶積來合成地震記錄，必須將反射系數轉換到時間域。 根據各層的旅行時和深度與速度的數值，只需計算出時間域上所對應的采樣間隔，即可作出深時轉換。本次報告所采用的方法是三次樣條函數插值的方法。2. 合成地震記錄原理如果已知地震子波和反射系數，則可以通過褶積模型來合成地震記錄，如果考慮

3、噪聲影響，可得合成的人工地震記錄：，本次實習報告中為了簡化運算難度，將忽略噪聲影響。另由所給模型數據可知地震子波為最小相位子波。3. 根據合成地震記錄計算子波和反子波的原理（1）提取子波地震子波提取方法總體上可分為確定性子波提取方法和統計性子波提取方法兩大類。確定性子波提取方法首先利用測井資料計算出反射系數序列,然后結合井旁地震道由褶積模型求出地震子波,不需要對反射系數序列的分布作任何假設,能得到較為準確的子波,但很容易受各種測井誤差的影響,尤其是聲波測井資料不準而引起的速度誤差會導致子波振幅畸變和相位譜扭曲。具有代表性的方法主要有：維納濾波法、譜除法、線性反演方法、貝葉斯法、循環迭代法等。統

4、計性子波提取為通過地震道自身來估計子波,又可分為基于二階統計量和基于高階統計量兩種方法,它不需要測井信息,也可以得到子波的估計,但需要對地震資料和地下反射系數序列的分布進行某種假設,所得到子波精度與假設條件的滿足程度有關。基于二階統計量方法首先由Robinson(1975)提出,該法基于這樣的假設:地震子波是時不變的且是單一相位的(零相位、最小相位或最大相位),地下反射系數是具有白噪譜的隨機序列。因此在上述假設下觀測到的地震道的自相關就給定了地震子波自相關的一個估計(即已知地震子波的振幅譜)。實際上地震子波是一種混合相位的,因此基于二階統計量的自相關統計方法提取的地震子波也是不準確的。具有代表

5、性的方法主要有：自相關法、Z變換法、四階矩法、分形地震子波提取、ARMA最小相位系統辨識等。（2）計算反子波本實驗中，采用零延遲脈沖反褶積來提取子波，假設原始子波為最小相位，則求取反子波的主要數學計算式為：從上述方程組中可以看到，需要知道子波的自相關。由于實際地震勘探過程中，反射系數序列可以近似為白噪聲序列，由信號分析理論知，故子波的自相關可以用地震記錄的自相關來代替。因此，求解上述方程組，即可得到反濾波因子。另外，上述方程組的系數矩陣在數學上稱為托布里茨（Toeplize）矩陣，可以通過快速遞推計算求解此類方程組。本實驗采用了Leivison遞推公式，其數學表達式為 ：其中，4. 利用反子波

6、與地震記錄進行褶積（反褶積）的原理利用脈沖反褶積因子和合成地震記錄褶積，可以得到脈沖反褶積輸出，當原始震源子波為（或近似為）最小相位信號時，脈沖反褶積輸出接近于反射系數序列，提高了記錄的分辨率。當然，原始震源子波是非最小相位信號時，結果可能與反射系數序列差異很大。反褶積的理論關系式為：。5. 預白化原理因為 ，即。故，因此。因為，若在某個處有，則會導致，結果將出現不穩定。此時可以考慮加上一定噪聲，則可避免出現不穩定。三、源程序及注釋見附錄1四、處理結果及分析1. 反射系數：2.合成地震記錄：3.根據合成地震記錄計算的子波與反子波：4.利用反子波與地震記錄進行褶積（反褶積）：5.預白噪處理結果。

7、白噪系數由小到大的曲線顏色順序分別為藍，黑，紅，綠。可以從上圖看出，白噪系數過小時，反褶積算子能量不能集中在前部，不易于收斂；白噪系數適當增加時，反褶積算子趨于最小相位化；白噪系數過大時，能量過于集中在前部，失去了反褶積算子的特點。四、總結 由于地震道是限帶的，而期望輸出反射系數序列是寬帶的，要從限帶輸入中得到寬帶輸出是一個極大的矛盾。實際上的地震記錄中不可能沒有噪音，經反褶積后，只有在靠近反褶積算子振幅譜負峰的很小頻段內，噪音振幅譜才會降低，而在其兩側噪音迅速提高。因此，反褶積的效果表現為提高了分辨率，但降低了信噪比。一個超定的線性矛盾方程組的解有多種形式：直接解 最小二乘解 阻尼最小二乘解 約束阻尼最小二乘解 反褶積恰恰是最落后的直接解