Procesamiento de señales sísmicas

Los registros sísmicos de campo contienen información sobre la estructura subterránea y la litología, pero esta información se superpone al fondo de interferencia y está distorsionada por algunos factores externos. La información a menudo está entrelazada entre sí. El procesamiento de señales sísmicas consiste en realizar algunas operaciones en registros de terremotos de campo para extraer información geológica relevante y proporcionar datos confiables para la interpretación geológica. El procesamiento de señales sísmicas comenzó a mediados de la década de 1960, en ese momento era solo una simple transformación de datos de campo. Sus contenidos principales incluyen filtrado digital, deconvolución, corrección dinámica y superposición de puntos centrales. En la década de 1990, el procesamiento de datos sísmicos tridimensionales se había desarrollado aún más. En el siglo XXI, con la mejora de la potencia informática de las computadoras, la tecnología de migración se ha mejorado enormemente. La migración en tiempo previo al apilamiento y la migración en profundidad previa al apilamiento se han convertido en una realidad, lo que mejora en gran medida la precisión de las imágenes de los datos sísmicos. También se ha seguido desarrollando la tecnología de corrección estática tomográfica, mejorando la precisión de la corrección estática en áreas complejas. Los principales vínculos en el procesamiento de datos sísmicos del carbón incluyen los siguientes.

1. Sistema de observación

Una traza sísmica consta de dos partes: encabezado de traza y datos. El encabezado de traza se utiliza para almacenar datos que describen las características de la traza sísmica, como el campo. número de archivo, número de seguimiento de registro, número de CMP, coordenadas de punto CMP, desplazamiento, coordenadas y elevación del punto de disparo y del geófono, etc. La definición del sistema de observación es proporcionar a cada canal sísmico las coordenadas correctas del punto de disparo, las coordenadas del punto geófono y las coordenadas del punto central calculado y el número de contenedor, y registrar esta información en el encabezado de la traza sísmica para facilitar el procesamiento posterior. Hoy en día, el método aceptado internacionalmente es utilizar los archivos SPS proporcionados en el campo, y el software de procesamiento agrega directamente los archivos SPS al encabezado de traza de los datos sísmicos para su posterior procesamiento.

2. Preprocesamiento

El preprocesamiento se refiere al trabajo de preparación antes del procesamiento de datos sísmicos. Es un trabajo básico importante en el procesamiento de datos sísmicos, que incluye principalmente la decodificación de datos y la edición de trazas. La decodificación de datos consiste en convertir los registros de series de tiempo en el campo en registros de secuencia utilizados en el procesamiento. Diferentes software de procesamiento tienen programas de decodificación correspondientes para convertir los datos de campo a su propio formato interno. Debido a la influencia de varios factores durante la recolección de campo, puede haber una gran cantidad de valores atípicos de amplitud fuertes, canales de trabajo anormales, pistolas de trabajo anormales, canales de polaridad invertida, etc., que tendrán un gran impacto en el procesamiento posterior, por lo que son necesarios. para editarlo. Este proceso se llama edición. La edición de trazas es una parte importante de la supresión del ruido de los datos sísmicos.

3. Corrección estática

La diferencia de tiempo de corrección estática de la traza sísmica no tiene nada que ver con el tiempo de la traza sísmica. Un canal sísmico corresponde a un punto de disparo y un punto de geófono, por lo que la cantidad de corrección estática de un determinado canal sísmico debe ser la suma de la cantidad de corrección del punto de disparo y la cantidad de corrección estática del punto de geófono. La cantidad de corrección estática del punto de disparo y del punto de geófono es función de la posición espacial del punto de disparo y del punto de geófono, y se puede dividir en componentes de baja frecuencia y componentes de alta frecuencia. La cantidad de corrección estática del componente de alta frecuencia se denomina cantidad de corrección estática de longitud de onda corta; la cantidad de corrección estática del componente de baja frecuencia se denomina cantidad de corrección estática de longitud de onda larga. La corrección estática de longitud de onda corta permite que los ejes de eventos del punto central se reúnan para lograr una superposición en fase, lo que afecta el efecto de superposición. La corrección estática de longitud de onda larga no tiene un efecto muy obvio sobre el efecto de superposición, pero es fácil; para producir artefactos estructurales y afectar la exploración de estructuras de baja amplitud. En términos generales, la corrección estática residual de la consistencia de la superficie resuelve principalmente los problemas de corrección estática de longitud de onda corta, mientras que los problemas de corrección estática de longitud de onda larga se resuelven principalmente mediante la corrección estática de campo y la corrección estática de onda de refracción. Los problemas de corrección estática de longitud de onda larga son más dañinos y más difíciles de solucionar. resolver.

La corrección estática de ondas de refracción se utiliza habitualmente en el procesamiento de datos. Dado que la velocidad de la capa de baja velocidad es menor que la velocidad de los estratos subyacentes, las ondas refractadas de la capa de alta velocidad se pueden registrar en registros sísmicos. Generalmente, la onda refractada llega a la superficie antes de la reflexión subterránea. Al conocer el primer tiempo de llegada de la onda refractada, se extrae de ella información como la velocidad y el espesor de la capa de baja velocidad y se realiza la corrección estática utilizando esta información. Generalmente se llama corrección estática de la primera llegada de la onda refractada.

En los últimos años, la tecnología de corrección estática de inversión tomográfica ha logrado un gran desarrollo. La corrección estática de inversión tomográfica es una tecnología de corrección estática que capta la primera llegada de ondas sísmicas, utiliza el método de tomografía de velocidad de tiempo de viaje de ondas sísmicas para invertir el modelo de velocidad cerca de la superficie y luego calcula la cantidad de corrección estática según el modelo. El objeto de investigación de la corrección estática por inversión tomográfica es la primera onda de llegada que está estrechamente relacionada con la estructura de la superficie. La primera onda de llegada aquí es en un sentido amplio, incluyendo ondas directas, ondas de retorno, ondas de refracción y la primera llegada de varias ondas. combinaciones en la superficie. Dado que la onda directa representa principalmente el modelo de medio uniforme, la onda refractada representa principalmente el modelo de medio continuo y la onda refractada representa principalmente el modelo de medio en capas, la primera onda de llegada contiene información rica durante su propagación en los estratos cercanos a la superficie.

Mediante la combinación de los tres y la adaptabilidad de la tomografía a los cambios laterales, este método se puede adaptar al problema inverso de cualquier modelo de superficie.

4. Deconvolución

En la exploración sísmica por el método de la onda de reflexión, el pulso agudo generado por la fuente del terremoto se convertirá en una ondícula sísmica con una cierta duración después de ser filtrada por la tierra. La resolución de los datos sísmicos se reduce. En el procesamiento de datos sísmicos, las ondas sísmicas deben comprimirse en un pulso estrecho que refleje el coeficiente de reflexión. Este proceso se llama deconvolución. La deconvolución puede ampliar eficazmente la banda de frecuencia de las señales sísmicas y mejorar la resolución de los registros sísmicos.

5. Análisis de velocidad

La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en medios rocosos subterráneos es un parámetro muy importante en el procesamiento e interpretación de datos sísmicos. Mediante el análisis de velocidad, se pueden obtener parámetros de velocidad precisos para mejorar la precisión de la corrección dinámica, el apilamiento horizontal y la compensación de imágenes. En el proceso de procesamiento de datos sísmicos, para obtener la velocidad con mayor precisión, primero debemos realizar un escaneo de velocidad para obtener la velocidad inicial, en segundo lugar, usar la velocidad obtenida como velocidad de iteración inicial y obtener una velocidad más precisa a través de la velocidad; análisis de espectro; finalmente, la velocidad obtenida se utiliza para la corrección estática residual, el espectro de velocidad se utiliza para el análisis de velocidad y la velocidad de superposición precisa se obtiene mediante múltiples iteraciones.

Cuando el desplazamiento de los datos sísmicos es pequeño y la profundidad de entierro de la onda reflejada es grande, el análisis de velocidad convencional puede garantizar la precisión de la corrección dinámica. Sin embargo, cuando el desplazamiento es lo suficientemente grande, A. Se produce un error no despreciable, que se manifiesta como una corrección dinámica excesiva o una flexión intermedia. En este caso, en los últimos años se ha desarrollado una tecnología de análisis de velocidad de alto orden, que consiste en mejorar la fórmula de corrección dinámica del segundo orden convencional al cuarto orden, lo que puede resolver bien los problemas de flexión y distorsión de grandes compensaciones y mejorar mejora la precisión del análisis de velocidad.

6. Superposición

La superposición consiste en superponer las trazas sísmicas procedentes de diferentes puntos de excitación de un mismo punto de reflexión subterráneo recibidas por diferentes puntos receptores mediante corrección dinámica. Este método puede aumentar la relación señal-ruido y mejorar la calidad de los registros sísmicos. Los métodos principales incluyen la superposición horizontal, la superposición mantenida en amplitud y la superposición DMO. El apilamiento horizontal se basa en el modelo de medio en capas horizontales. Cuando la formación tiene un ángulo de inclinación, los datos recopilados por CMP no corresponden a la información en el mismo punto de reflexión en la interfaz subterránea y no se puede formar un verdadero registro de compensación cero después. apilamiento de corrección dinámica Por otro lado, cuando un registro sísmico recibe información de reflexión de dos interfaces con diferentes ángulos de buzamiento al mismo tiempo, ya que la velocidad de corrección dinámica está relacionada con el ángulo de buzamiento, y solo podemos elegir una velocidad, la de reflexión; Se debe suprimir la información en un cierto ángulo de inclinación. Para superar los problemas de la superposición horizontal y mejorar el efecto de la superposición horizontal, se desarrolló la tecnología de corrección de movimiento de inclinación (DMO). La tecnología DMO consiste en desplazar los datos después de la corrección del movimiento a la posición de compensación cero y luego superponerlos. Ahora utilizamos comúnmente la superposición DMO en el procesamiento de datos.

7. Migración

La migración sísmica es un proceso de inversión que devuelve las ondas de reflexión y difracción sísmicas a la verdadera ubicación subterránea donde se generaron y restaura sus características de forma y amplitud. Antes de principios de la década de 1980, las imágenes de migración sísmica se completaban básicamente después de la pila. Cuando la estructura subterránea es compleja y la velocidad lateral cambia drásticamente, la migración post-apilamiento ya no puede obtener imágenes de la estructura subterránea correctamente. Incluso si se utiliza la corrección de movimiento por inmersión (DMO, también llamada migración de tiempo parcial previa al apilamiento), es difícil. obtener un verdadero perfil sin compensación. La migración previa a la pila no está restringida por suposiciones como medios en capas horizontales y perfiles de compensación cero autoexcitados y autocontraídos. Es más adaptable a la complejidad de los datos reales que la tecnología de migración posterior a la pila. La tecnología de migración puede ser mejor. Adaptarse a la obtención de imágenes de estructuras complejas.

La tecnología de procesamiento de migración previa a la pila utiliza recopilaciones previas a la pila y utiliza el campo de velocidad cuadrática media para migrar cada rastro de datos sísmicos a la posición real del punto de reflexión, formando una recopilación de puntos de reflexión final y superponiéndola. mejorando la precisión de la imagen offset. El proceso iterativo del método de migración de tiempo previo al apilamiento también hace que el campo de velocidad final sea más preciso que el método de migración de tiempo posterior al apilamiento, lo que es beneficioso para mejorar la precisión de la interpretación y el mapeo estructural.