全波形反演的深度学习方法: 第 3 章 常规反演

本章介绍反演的基础知识, 以及工程中的常规处理流程. 仅供内部培训.

3.1 地震数据采集

地震勘探中常使用人工激发的振动进行数据采集. 相应装置包括:

• 激发器是产生震动的装置, 如炸药, 地震车 (撞击地面). 在城市道路等具有车辆会产生振动的地方, 也可以不安装这类装置;
• 地震检波器是传感地震信号的装置;
• 地震勘探 (记录) 仪器是采集和记录地震信号的装置. 它与地震检波器密不可分.

图 3.1 单炮数据 (one shot data)

如图 3.1 所示, 通过一次激发 (星号所示位置), 一系列检波器接收到了信号.

• 左图横坐标表示检波器的编号, 纵坐标表示时间. 这里可以看到, 激发器位置最先接收到信号, 越远的地方接收到信号的时间越长 (废话). 因此单炮数据是一个山峰形状.
• 右图展示了单个检波器采集到的数据, 它为一个时序, 称为一个道 (trace). 在一段时间内会接收到多次脉冲信号, 有些是直达波, 有些是地层界面的反射波. 后者正是支撑地震勘探的基础.
• 下图展示了常用的单道绘图方式, 其中正的振幅用黑色填充.

单炮所能提供的数据有限, 在一个工区会放很多炮, 以获得对地下三维的认知. 因此地震数据采集是很烧钱的. 当然, 比测井 (挖一口井下去, 直接取地层样本) 还是便宜很多.

3.2 反演的分类

• 根据反演所用的地震资料, 地震反演可分为: 叠前反演, 叠后反演;
• 根据反演所利用地震的信息, 地震反演可分为: 波阻抗反演, 地震波旅行时反演, 地震波振幅反演等;
• 根据反演的地质结果, 地震反演可分为: 构造反演、波阻抗反演 (声阻抗/弹性阻抗), 储层参数反演, 地质统计反演等;
• 根据反演所利用的理论基础, 地震反演可分为: 褶积模型 (常规) 反演, 全波形反演.

3.3 地震资料处理流程

图 3.1 地震资料处理流程

具体的解释参见 地震资料处理流程与方法.ppt

这里还有一个步骤: 初至拾取, 即找到各道第一次出现有效信号的位置. 由于环境噪声, 初至之前还可能有信号, 需要将它们去除.

图 3.3 处理结果

图 3.3 展示了一条线上多炮数据获得的处理结果. 它为波形数据, 进一步可以解释到构造, 也可以通过波形强弱反演得到岩性信息.

3.4 小结

地震资料处理流程的各个中间结果都有良好的物理意义, 符合人类的思考习惯. 这种方法在被广泛采用. 但它的处理周期长, 而且每个步骤都有一些 (显式或隐式的) 假设. 这也是我们尝试其它方法的动机.

参考链接

• 百度提供的地震数据采集
• 百度提供的地震反演分类
• 地震反演基本原理.ppt
• 地震资料处理流程与方法.ppt