2外界干扰波.PPT

如图示，在水平界面R1上产生二次全程反射，在R2界面上产生一次反射，假设一次波的t0时间等于二次波的t0时间t0D。用视速度定理易证：具有相同t0时间的二次波曲线比一次波弯曲。 图5.22 剩余时差曲线 对时距曲线t及tD按一次波的速度进行动校正： 一次波：t被拉平到t0； 多次波：tD不能拉平(为δtD)，校正量不足，校正后仍上弯，叫剩余时差曲线。 剩余时差：多次波时距曲线按一次波校正后与t0的时差，用δtD表示。 2.共反射点多次波的叠加效应 △t－动校正量，q－多次波剩余时差系数 由上可见，多次波剩余时差δtD与炮检距x2成正比。 各叠加道δtD不同，叠加时非同相叠加, 叠加后多次波被削弱，从而达到压制多次波的目的，如图5.23示。 图5.23 多次波的叠加效应 对其它干扰波，只要δtD较大，就起压制作用。 第1炮第21道， 第2炮第17道， 第3炮第13道， 第4炮第9道， 第5炮第5道， 第6炮第1道。 3.多次覆盖观测系统 定义：对整条反射界面进行多次覆盖的系观。主要有两种形式：端点(单边)，中间放炮。 下面以简单常用的单边放炮六次覆盖观测系统为例讨论。如图5.24示：每放一炮可得地下24个反射点，放完六炮，可得相应六个反射界面段。其中ABCD界面段，每次放炮都进行了观测，观测了六次。叫六次覆盖。 图5.24 单边放炮六次覆盖观测系统平面图 其中 都是来自A点的反射，都是A的叠加道集。 对其它反射点，也可找到相应的共反射点道集。 在放完6炮后，继续放第7炮、第8炮、第9炮、……，可得一条连续的六次覆盖剖面。为了设计多次覆盖观测系统，引入一些术语： n－覆盖次数；ν－炮点移动道数；N－仪器道数；S－系数 （单边S=1，双边S=2）。则有关系： 如采用单边放炮，且接收道为24道，上式变为 当n＝6，ν=2，即每移动两道放一炮；当n=12,则ν=1。 为施工方便及便于资料处理，ν应取正整数。显然，对于单边放炮 的24道地震仪，覆盖次数n只能取12、6、4、3、2等5种形式。 三、垂直叠加 垂直叠加：把同一点上重复激发、同一排列上重复接收到的信号依次叠加在一起，达到增强有效波的目的。 浅震中，经ｍ次激发后，接收到的归一化振幅为 式中：S－有效波振幅；n－干扰波振幅 对有效波：经ｍ次叠加后，由于是同相叠加，振幅增加ｍ倍； 对随机干扰：经ｍ次叠加后，由概率统计规律，振幅增强 因此，有效波相对干扰波增加了： 倍。 四、频率滤波 定义：在信号采集时，在频率上选用合适的检波器和设置仪器滤波参数，达到压制干扰波的目的。 检波器：高频； 仪器：低切、高切、陷波。 此外，数据处理时还可采用频率滤波。 五、抗干扰与分辨率 1. 抗干扰与分辨率的关系 前面讨论可知，抗干扰浅层地震勘探技术提高了记录的信噪比，压制了干扰波。另一方面，采用的组合检波、水平多次叠加和垂直叠加等抗干扰技术都具有低通滤波特性，采用的频率滤波（包括高切、低切、陷切滤波）和高频检波器接收，缩小了地震信号的频带宽度，所有这些方法都降低了地震勘探的分辨率。因此可以说，在强干扰背景条件下，提高地震记录的信噪比是以降低记录的分辨率为代价的，分辨率和信噪比似乎是“矛盾”的。 经研究可知，地震记录的信噪比与分辨率之间有如下的关系 : (5.24) 式中：r为信噪比；Pn为噪声干扰时的分辨率；Pa为无噪声时的分辨率；ｑ＝1/(1+1/r2)为信号纯洁度，反映噪声对信号的破坏程度。 当信噪比 r→0时，即无信号时，信号纯洁度为0，Pn→0；当无噪声时，r→∞，信号纯洁度为1，就是无噪声时的分辨率。显然，地震记录的分辨率随着信噪比的降低而降低。根据信号纯洁度ｑ和当信噪比ｒ之间的关系，可得出不同当信噪比ｒ对应的ｑ值，见表5.2。 r 0 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16 ∞ q 0 0.0154 0.0588 0.2 0.5 0.8 0.9412 0.9846 0.9961 1 表5.2 信噪比ｒ与信号纯洁度ｑ的关系 以上讨论可知，在较强干扰背景条件下，如果不采取相应的技术措施，压制地震噪声和背景噪声，获取较高信噪比的地震记录，而只注重强调获取高、宽频反射波，其结果是获取的反射波频率最高，频带最宽也是没有用的，因为我们不能在强干扰背景中提取很弱幅度的有效信息，因此也就不能利用地震资料解决地质问题。 分析表5.2和式(5.24)可知，实际地震记录的分辨率随着信噪比的提高而得到改善，随着记录信噪比的降低