速度分析方法

Ⅰ 海相碳酸鹽岩成像道集層析速度分析

秦 寧 李振春 楊曉東 張 凱

（中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東青島 266555）

基金項目：國家863課題（2009AA06Z206）、中國石油大學（華東）研究生創新工程重點項目資助

作者簡介：秦寧，女，在讀博士研究生，主要從事偏移速度分析、層析反演和波形反演方面的研究。Email：geoqin＠163.com。

摘 要：隨著世界經濟對油氣資源需求的日益增加，碳酸鹽岩油氣藏的勘探開發逐漸被提上研究日程。地表復雜、地下復雜及陡傾構造、極深層目標反射體、復雜儲層是碳酸鹽岩地震勘探面對的主要地震地質問 題。這些特點使得基於水平層狀介質假設、適合於碎屑岩的常規處理方法精度有限。疊前深度偏移成像技術 是改善海相碳酸鹽岩地區地震資料質量和提高深層復雜構造與岩性成像精度的有效技術。為了對碳酸鹽岩探 區實現准確的疊前深度偏移成像，必須研究與之對應的速度分析方法。本文提出的成像道集層析速度分析方 法，利用波動方程雙平方根運算元疊前深度偏移提取的角度域共成像點道集（ADCIGs）作為速度分析道集，基 於自動擬合方法拾取深度殘差轉換為走時差。一方面，角道集能夠更為准確地反映速度和深度的耦合關系，並且減少了假像等的干擾，由此得到的走時差精度較高；另一方面，與該方法對應的射線追蹤正演恰好可以 將層析中復雜的反射分解為上行和下行的兩個透射，簡化了問題，提高了靈敏度矩陣的計算效率和計算精度，使得速度分析結果精度更高。地震地質模型和海相碳酸鹽岩實際數據的試算結果表明，該方法反演得到的深 度域層速度場的速度較為准確，層位界面深度誤差較小，並且得到了質量較好的疊前偏移結果，能夠較好地 解決海相碳酸鹽岩探區的速度分析問題，但低信噪比的疊前偏移資料會對層析反演精度產生較大影響。

關鍵詞：海相碳酸鹽岩；走時層析；速度分析；角道集；靈敏度矩陣

Tomography Velocity Analysis Based on Image Gathers in Marine Carbonate Exploration Areas

Qin Ning，Li Zhenchun，Yang Xiaodong，Zhang Kai

（School of Geosciences，China University of Petroleum，Qing 266555，China）

Abstract：With the increasing demand of oil and gas resources caused by world economic development，the exploration and development of carbonate reservoir turn to hot research topics.The main seismic-geologic problems in marine carbonate exploration areas are rugged near surface，complex steep subsurface structure，deep target reflective layers，complex reservoir and so on，which make the conventional processing methods under the assumption of horizontal layered medium applied in clastic-rock areas helpless.Pre-stack depth migration is effective technique to improve the seismic data quality and image precision of complex structure in marine carbonate areas.In order to realize the accurate pre-stack depth migration in carbonate areas，the corresponding velocity analysis method must be researched first.This paper has proposed a tomography velocity analysis method based on image gathers，which use the angle domain common imaging gathers（ADCIGs）by pre-stck depth migration with wave equation double square root operator as the gathers of velocity analysis，and get the travel-time resial from depth resial by automatic fitting method.On one hand，ADCIGs can reflect the coupling relation of velocity and depth accurately and nearly have no artifact，making high precision of travel-time resial.On the other hand，the complex reflection can decompose into upward and downward transmission fortunately in the corresponding ray tracing method，which may simplify forward problem and increase the efficiency and accuracy of sensitivity matrix calculation，leading to higher precision result in velocity analysis.Examples of the synthetic seismic-geologic dataset and real dataset in marine carbonate areas show that the velocity field inverted by this method has accurate velocity value and interface depth，generating a high quality result of pre-stack depth migration.So this method can solve thevelocity problem of marine carbonate exploration areas，however，low S/N pre-stack seismic data can impact the precision of tomography velocity analysis.

Key words：marine carbonate；travel-time tomography；velocity analysis；angle domain common image gathers； sensitivity matrix

引言

在世界經濟迅速發展的今天，常規的勘探開發已經不能滿足日益增長的油氣需求，人們紛紛將視線 轉向非常規油氣藏。近年來，海相碳酸鹽岩油氣勘探逐漸被提上研究日程。一般來說，地表復雜、地下 復雜及陡傾構造、極深層目標反射體、復雜儲層是碳酸鹽岩地震勘探面對的主要地震地質問題。這些特 點使得基於水平層狀假設、適合於碎屑岩的常規處理方法精度有限。地震疊前成像技術是改善海相碳酸 鹽岩地區地震資料質量和提高深層復雜構造與岩性成像精度的有效技術。疊前偏移方法對速度場非常敏 感，要獲得比較理想的反映地下真實構造的成像結果，需要比較精確的速度信息。因此，如何合理有效 地獲取高精度的偏移速度場就成為解決海相碳酸鹽岩地區地震勘探的關鍵問題。

目前，基於射線理論的走時層析是工業界應用最為廣泛的速度精細化建模工具。常規的走時層析主 要是基於炮集或者CMP道集拾取走時獲得走時差來更新速度場的，在資料品質不好的情況下根本無法 辨別反射同相軸，這就帶來了很大的誤差，導致反演結果不準確。而基於CRP道集或者CIP道集的走 時層析需要在射線追蹤正演時考慮復雜的反射問題，當初始模型嚴重偏離真實模型的時候，需要較多的 迭代次數。本文提出了一種角度域共成像點道集（ADCIGS，簡稱角道集）層析速度分析方法，恰好可 以將層析中復雜的反射分解為上行和下行的兩個透射，並且角道集是深度偏移以後得到的，能夠較為准 確地反映速度與深度的耦合關系，並且減少了假像等的干擾，由此得到的走時差更為精確可靠，反演結 果精度更高，能夠較好地解決海相碳酸鹽岩地區的速度分析問題。

1 方法原理

1.1 走時層析成像

地震走時層析線性方程可以表達為如下形式：

國際非常規油氣勘探開發（青島）大會論文集

式中：L是靈敏度矩陣，其中的元素對應於射線在網格內的射線路徑長度；Δt是走時差向量；Δs是待 反演的慢度更新量，用於更新速度場。

由公式（1）可以看出，利用走時層析更新速度場，關鍵在於靈敏度矩陣的確定和走時差的求取。靈敏度矩陣的確定，是通過高效的射線追蹤正演模擬獲得的，其矩陣元素a_ij代表第i條射線在第j個網 格內的射線路徑長度。而走時差的確定，有直接法和間接法兩種。直接法就是在炮集或者CMP道集上 拾取的走時同對應射線追蹤的走時進行對比得到走時差；間接法是利用深度殘差轉換獲得走時差。然後 將走時差沿著射線路徑反投影得到慢度更新量，以此來更新速度。

1.2 走時差的計算

本文採用自動擬合拾取和人工控制相結合的方式拾取角道集中的深度殘差。由於篇幅所限，這里不 做詳細介紹。在角度域共成像點道集上，拾取每一個 共成像點的深度殘差，然後轉換為走時差。其中，深 度殘差和走時差的轉換關系如圖1所示。

圖1 走時差Δt與深度殘差Δz轉化關系示意圖

如圖1所示，由於界面位置發生改變引入深度殘 差Δz，使射線發生改變（即由圖示真實射線變為新射 線），這個過程中射線經過的額外路徑長度Δl＝a₁＋ a₂，由此產生的走時差Δt＝Δl·s。根據圖1所示幾何 關系，不難得到

國際非常規油氣勘探開發（青島）大會論文集

將（3）式代入（2）式，可以得到

國際非常規油氣勘探開發（青島）大會論文集

則走時差和深度殘差轉換關系式為：

國際非常規油氣勘探開發（青島）大會論文集

式中：Δt是走時差；Δz是深度殘差；s是成像點處的慢度值；α是反射層傾角；β是射線入射角，對應 角度域共成像點道集的角度。

1.3 射線追蹤及靈敏度矩陣的求取

走時層析一般採用簡單、高效的射線追蹤方法計算靈敏度矩陣。本文提出的層析速度分析方 法要求射線追蹤的每條射線方向必須同角度域共成像點道集的角度對應，不必考慮復雜的反射問 題，即可以將反射分解為上行和下行的兩個透射，這在一定程度上減小了射線追蹤的難度，提高 了靈敏度矩陣的計算精度。因此，這是基於角度域共成像點道集實現速度層析優於基於其他道集 速度層析的一個重要方面。

本文採用了一種准確並且高效的射線追蹤方法——常速度梯度法（Langan，1985）實現靈敏 度矩陣的求取，模型參數化過程中，採用矩形網格來剖分速度場。然後根據角道集的局部角度與 反射層傾角確定射線追蹤的角度。從與角道集對應的成像點出發，按照射線入射角度，按照固定 步長進行射線追蹤。最後將第i條射線在第j個網格內的步長累加起來得到其矩陣元素lij。射線追 蹤步長可以根據靈敏度矩陣的精度要求人為選擇，具有很大的靈活性，並且能夠提高計算效率。

1.4 走時層析反演實現方法

本文研究的海相碳酸鹽岩成像道集層析速度分析實現過程包括以下幾個步驟：

（1）初始速度模型的建立。利用疊加速度轉化得到的層速度進行疊前深度偏移，在偏移剖面上獲 取層位界面，加入海相碳酸鹽岩探區實際地震地質特點的約束，生成層析初始速度場。

（2）靈敏度矩陣和走時差的獲取。基於層析初始速度場，利用射線追蹤正演得到與角度域共成像 點道集對應的靈敏度矩陣；根據資料的實際情況，按照一定的角度范圍抽取成像道集（ADCIGs），拾取 各個層位的深度殘差轉化為走時差。

（3）加入正則化和先驗信息的層析反演。利用得到的走時差和靈敏度矩陣，根據公式（1）建立反 演方程組，加入正則化和先驗信息反演慢度更新量，以此來更新速度。

（4）利用速度分析判別准則確定迭代與否。根據角度域共成像點道集上同相軸的拉平程度（即走 時差是否接近於零）以及速度的精度要求，確定是否進行下一步迭代。如果需要繼續迭代，則返回第 一步重復這一過程，如果已經滿足精度要求，則退出該循環。速度迭代更新完成以後，進行誤差分析和 靈敏度分析。實現步驟如圖2所示。

圖2 海相碳酸鹽岩成像道集層析速度分析流程圖

2 模型與實際資料試算

2.1 地震地質模型試算

以下是典型地震地質模型的層析反演處理結果。該模型涵蓋了較多的復雜地質體，包括高陡逆沖斷 裂、各種高速體（如火山岩體）以及許多小斷塊的連體等。該模型採用常規速度分析得到的層速度場 作為偏移的初始速度場，層析速度分析時採用了80個共成像點，角度域共成像點道集採用了36個角度（角度范圍0°～35°，角度間隔1°）。圖3所示為初始疊前深度偏移剖面以及建立的層析初始速度場。圖4為初始角道集和層析後角道集的對比，可以看到層析後的角道集拉平度較好。圖5為層析更新後的 速度場及其對應的疊前深度偏移剖面。圖6為x ＝6010m處的層析初始速度、層析反演速度與真實速度 的比較。由圖5（a）可以看到，除了左邊界逆沖斷裂的較薄層以及上覆各層中的極薄層以外，其他位 置處的構造都能夠清晰地反演出來；圖5（b）可以看到反射界面基本歸位到了准確的位置，成像效果 較好，由此得到的層析速度場同該地區的地質情況基本吻合，精度較高，為後續的各項處理和解釋提供 了良好的先決條件。

2.2 海相碳酸鹽岩探區實際資料試處理

以下是海相碳酸鹽岩某探區實際資料的層析反演處理結果。該資料速度變化范圍較大（3000～ 6500m/s），目的層埋藏較深，資料信噪比較低。層析速度分析時採用了80個共成像點，角度域共成像 點道集採用了39個角度（角度范圍0°～38°，角度間隔1°）。圖7所示為初始疊前深度偏移剖面以及建 立的層析初始速度場。圖8為初始角道集和層析後的角道集的對比，可以看到層析後的角道集連續性更 好，界面位置更精確。圖9為層析後的速度場及其疊前深度偏移剖面。可以看到更新後的速度場中速度 值與速度界面都更加符合實際，由此得到的疊前深度偏移剖面中界面得到了較好的歸位。但是由於該方 法受資料信噪比影響較大，故反演結果的精度比理論模型低，今後將在該方面進行改進和完善。

圖3 疊前深度偏移剖面（a）及由此建立的層析初始速度場（b）

圖4 初始角道集（a）及層析更新後的角道集（b）

圖5 層析更新後的速度場（a）及疊前深度偏移剖面（b）

圖6 x＝6010m處初始速度、層析更新速度與真實速度的對比

圖7 疊前深度偏移剖面（a）及由此建立的層析初始速度場（b）

圖8 初始角道集（a）及層析更新後的角道集（b）

圖9 層析更新後的速度場（a）及疊前深度偏移剖面（b）

3 結論

海相碳酸鹽岩成像道集層析速度分析，能夠較為准確地反映速度與深度的耦合關系，並且減少了假 像等的干擾。與其他道集層析反演方法相比，該方法得到的走時差更為精確，使得速度反演精度更高。另一個優勢表現在射線追蹤過程中，不必考慮復雜的反射問題，因此可以使用快速精確的射線追蹤方 法。模型試算和實際資料結果表明，該方法具有較高的速度反演精度，較快的計算效率，並且得到了質 量較好的疊前偏移結果，能夠較好地解決海相碳酸鹽岩探區的速度分析問題，但低信噪比的疊前偏移資 料會對層析反演精度產生較大影響。

參考文獻

［1］李振春，張軍華.地震數據處理方法.東營：中國石油大學出版社，2004

［2］張凱.疊前偏移速度分析方法研究.同濟大學博士論文，2008

［3］Aster，R.C.，C.Borchers，and C.H.Thurber.Parameter estimation and inverse problems.Elsevier Science and Technology Books，2005

［4］Biondi，Symes.Angle-domain common-imaging gathers for migration velocity analysis by wavefield continuation imaging.Geophysics，2004，69（5）：1283-1289

［5］C.Stork，R.W.Clayton.Linear aspects of tomographic velocity analysis.Geophysics，1991，56（4）：483-495

［6］Christof Stork.Reflection tomography in the postmigrated domain.Geophysics，1992，57（5）：680-692

［7］Dan KosIoff，John Sherwood.Velocity and interface depth determination by tomography of depth migrated gathers.Geophysics，1996，61（5）：1511-1523

［8］Donghong Pei.Three-dimensional traveltime tomography via LSQR with regularization.79th Annual International Meeting，SEG，Expanded Abstracts，2009，4004-4008

［9］Fan Xia，Yiqing Ren，and Shengwen Jin.Tomographic migration＿velocity analysis using common angle image gathers.78th Annual International Meeting，SEG，Expanded Abstracts，2008，3103-3106

［10］Jinjun Liu，Weishan Han.Automatic event picking and tomography on 3D RTM angle gathers.80th Annual International Meeting，SEG，Expanded abstracts，2010，4263-4268

［11］Langan，Lerehe，Cutler.Tracing of rays through heterogeneous media：An accurate and efficient procere.Geophysies，1985，50（9）：1456-1465

［12］Mosher，C.C.，Jin，S.，Foste，D.J.Migration velocity analysis using common angle image gathers.71th Annual International Meeting，SEG，Expanded abstracts，2001，889-892

［13］Sava，P.，and，Fomel，S.Angle-domain common-imaging gathers by wavefield continuation methods.Geophysics，2003，68（3）：1065-1074

［14］Snieder，R.，and J.Trampert.Inverse Problems in Geophysics.Samizdat Press，1999

［15］Tongning Yang，Paul Sava.Wave-equation migration velocity analysis with extended common-image-point gathers.80th Annual International Meeting，SEG，Expanded abstracts，2010，4369-4374

［16］Xiaobi Xie and Hui Yang.The fnite-frequency sensitivity kernel for migration resial moveout and its applications in migration velocity analysis.Geophysics，2008，73（6）：S241-S249

［17］Xu，S.，Chauris，H.Common-angle migration：A strategy for imaging complex media.Geophysics，2001，66（6）：1877-1894

［18］Zhang kai，Li Zhenchun，Zeng Tongsheng.The Resial Curvature Migration Velocity Analysis on Angle Domain Common Imaging Gathers.Applied Geophysics，2010，7（1）：49-56

Ⅱ 討論平面圖形上一點速度分析的方法有哪些

基點法，速度投影法，速度瞬心法

Ⅲ 地震速度參數提取方法

地震波速度是地震資料處理和解釋中非常重要的參數。前述的各種處理方法均是在已知正確的速度（或其他）參數的條件下，才能獲得好的處理結果。例如，動校正需要均方根速度，靜校正需要表層模型速度等。另外，速度是代表岩性特徵的重要標志，在岩性解釋、油氣預測中以及時深轉換方面，速度也起著非常重要的作用。由此可見，地震波速度提取又是地震資料處理中最為重要的一個環節。

由於地下岩性的復雜性，地震波速度是一個很復雜的問題，隨之而來的地震速度參數提取就是一個十分復雜而艱巨的任務。一般獲取地震的速度有三大途徑：岩石標本測定、測井以及從地震記錄中直接提取速度。前兩種方法有較大的局限性，對於處理中速度參數提取主要是通過第三條途徑實現。

從地震記錄中求取速度統稱為速度分析，針對不同速度求取有不同的速度分析，即是相同類型的速度求取也有多種不同的分析方法。因此，速度分析方法又具有一定的復雜性和多樣性。具有代表性的速度分析有：疊加速度分析，偏移速度分析，層速度分析，二維速度分析，三維三參量速度分析，τ-p域速度分析等。本節僅對最常用、最基本，也是最重要的疊加速度分析速度參數分析方法作一介紹。

10.5.1 疊加速度分析原理

對於多次覆蓋地震記錄，已知CMP（共中心點）道集反射波時距方程為

勘查技術工程學

式中：t_i 為反射波到達時間；t₀ 為界面垂直反射時間；x_i 為炮檢距；v 為地震波速度。可見反射波時間 t_i 中包含有速度。疊加速度分析的基本思想是，給定一系列速度值，分別對 CMP道集動校疊加。疊加道能量為速度的函數，當試驗速度與時距曲線中含有的速度相同時，動校正後剩餘時差為零，疊加能量最強，檢測疊加能量最強時對應的動校正速度稱為最佳疊加速度，即該速度分析為疊加速度分析。疊加速度分析是建立在雙曲線時距方程的基礎之上的，因此有以下結論：對單層模型反射波，求取的疊加速度為層速度 v_i；對水平多層介質模型，求取的疊加速度為均方根速度 v_σ；對傾斜多層介質模型，求取的疊加速度為等效速度v。_φ

作為疊加速度分析基礎的（10.5-1）式中的t_i為反射波到達接收點時間，即有反射波存在，疊加能量也是以反射波為依據。因此從原理上講，疊加速度分析存在一個多道信號的最佳估計問題。

設反射信號用s（t）表示，則第i道的反射信號為s（t-t_xi），若用n（t）表隨機干擾，第i道的地震記錄f_i（t）為

勘查技術工程學

用離散形式可表示為

勘查技術工程學

式中：k=r_i=；t_x為反射波到達時間；Δ為采樣率。若把（10.5-3）式中時間變數作一坐標平移，即將反射波到達時間統移至零點，可令 j=k-r_i ，於是地震記錄可表示為

勘查技術工程學

設地震反射波 s_j 的估計值為，利用最小平方原理，求估計值與多道地震記錄的誤差平方和Q為

勘查技術工程學

並令=0，解得

勘查技術工程學

為反射信號的最佳估計值。當雜訊 n_i 的平均值為零時，估計值為實際反射信號，即=s_j。將最佳估計值代入（10.5-5）式，得誤差能量最小的能量表達式

以上式中：N為疊加道數；M為反射波時窗長度（點數）。

在信號最佳估計中，（10.5-7）式表示疊加能量的基本方程，由r_iΔ=t_xi=t_xi（v），即有Q=Q（r_i）=Q（v）。當反射波初至r_i正確時，或動校速度正確，能量達到極小。因此，該式也為疊加速度分析中判別最佳疊加速度的基本准則。實際應用中，可將求極小轉變為求極大，通過對（10.5-7）變形，可得到以下三個實用的判別准則：

勘查技術工程學

（1）平均振幅能量准則

勘查技術工程學

式中：E（t₀，v）為總能量；為平均振幅能量。當 Q→Q _min時_x。

（2）相似系數准則

勘查技術工程學

S_c稱為相似系數。

（3）互相關准則

勘查技術工程學

K（t₀，v）為互相關系數。

三種判別准則分別利用了地震波的不同特徵，實際應用中各有優缺點。若將三者組合應用效果最佳。

10.5.2 速度譜

速度譜的概念是仿照頻譜的概念而來的。頻譜表示波的能量相對頻率的變化規律，將地震波的疊加能量相對速度的變化規律稱為速度譜。速度譜是速度分析中最常用的一種表示速度分析結果的形式。根據三種不同的判別准則而製作的速度譜，又可分別稱為疊加速度譜、相似系數速度譜和相關速度譜。

10.5.2.1 疊加速度譜的基本原理和製作方法

由前述可見，疊加能量是t ₀ 和 v 的函數，這是一個二維變數的最優化問題。對於速度分析中的這類二維優化問題求解，通常採用最原始、最簡單且最可靠的方法———掃描試驗法進行工作。對某一反射波 t₀，用各種速度值 v_j 逐一計算-A 的大小，當 v_j=v（t₀）時，-A 達到極大。v_j 稱為掃描速度。實際工作中，反射波的 t₀ 也是未知的，但可將每個采樣點（或隔一定間隔）的 t₀ 時間均看作存在反射波進行 t₀ 掃描。例如對某一給定的 t_ok時間，按一定速度步長（或間隔）的掃描速度 v_j 計算其共中心點道集反射波時距曲線

勘查技術工程學

據此曲線在共中心點道集各道上取值並疊加，計算疊加振幅能量。改變t₀重復以上幾步，可得一個二維疊加能量矩陣。

勘查技術工程學

其中 k 為計算的t ₀ 總個數；J 為掃描速度個數。_，j也稱為疊加速度譜能量矩陣。

在能量矩陣中，如果某個t₀是某反射界面的回聲時間t_OR，則該t₀必存在反射波。當掃描速度中某一速度值與該層速度v（t_OR）一致，則用（t_OR，v（t_OR））計算的時距曲線與實際反射波同相軸一致，疊加後其能量必為極大。對於速度參數與實際不一致或者不存在反射波的t₀時間，疊加能量變小或趨於零，如圖10-18（b）、（c）。我們將同一t₀不同速度計算的能量曲線稱為速度譜的譜線，即速度譜由多條譜線組成。根據以上原理檢測能量矩陣中能量團的極值點所對應的t₀和v（t₀），即為該t₀對應的最佳疊加速度。各能量團極值的連線即為速度隨深度的變化曲線，稱為v（t₀）曲線，如圖10-18（d）所示。

圖10-18 用多次覆蓋資料計算速度譜原理圖

由此可見，疊加速度譜的製作過程主要由三大步組成，即t₀掃描、速度掃描和計算疊加能量。對於相關速度譜，只需將計算疊加能量改為計算相關系數即可。

10.5.2.2 速度譜的顯示

將速度譜能量矩陣如何用圖形表示稱為速度譜的顯示問題。二維能量矩陣若用圖形表示就是一個三維問題，一般用二維平面坐標分別表示掃描速度v_j和t_Ok，將疊加能量以不同的形式顯示就形成了不同形式的速度譜。如圖10-19所示的為三維形式的速度譜，其中顯示的「小山頭」為能量團。每個能量團對應著一個反射信息。

圖10-19 三維顯示形式的速度譜

更為常用的顯示方式為等值線平面圖形式的速度譜。如圖10-20，該圖是將三維的能量團以一定的等值線間隔投影到平面上的結果，封閉的多條等值線為能量團。另外速度譜還可以用並列譜線的形式顯示或譜線變面積顯示，如圖10-21、圖10-22所示。可見速度譜顯示可有多種不同的形式。

10.5.3 速度掃描

以動校疊加為基礎的另一種速度分析方法就是速度掃描。速度掃描是最簡單、最直觀的速度分析方法。

其方法是用一組試驗速度分別對某一CMP道集作恆速動校正。即一次用一個試驗速度對道集記錄上所有t₀時間計算動校正量，進行動校正，得到一個校正後記錄道集。將使用一組連續遞增的試驗速度進行恆速動校正後的記錄排成一排（圖10-23）。研究這一排記錄就能得到速度隨t₀變化的曲線。因為當所用的某一試驗速度正好與某一t₀時間所對應的真實速度一致時，此t₀時刻的同相軸會校正得平直或比較平直，其他同相軸或者上彎（速度過高，校正不足），或者下凹（速度過低，校正過量）。尋找各試驗速度校正記錄上的平直同相軸就可以得到速度曲線。

圖10-20 等值線平面圖形式的速度譜

圖10-21 波形並列曲線形式的速度譜

圖10-22 變面積並列曲線形式的速度譜

圖10-23 恆速動校正掃描結果

Ⅳ 時間序列的水平分析指標和速度分析指標各有哪些

一、發展速度：發展速度是以相對數形式表示的兩個不同時期發展水平的比值,表明報告期水平已發展到基期水平的幾分之幾或若干倍.計算公式為：發展速度= 報告期水平基期水平 由於基期選擇的不同,發展速度有定基與環比之分. 1、定基發展速度：定基發展速度是報告期水平與某一固定時期水平（通常是最初水平）的比值. 定基發展速度= 最末水平最初水平它說明社會經濟現象相對於某個基期水平,在一定時期內總的發展速度. 2、環比發展速度：環比發展速度是報告期水平與其前一期水平的比值.它說明所研究現象相鄰兩個時期（逐期）發展變化的程度. 兩者存在一定數量依存關系：第一,定基發展速度等於相應時期內各環比發展速度的連乘積.第二,兩個相鄰時期定基發展速度的比率等於相應時期的環比發展速度. 3、年距發展速度：年距發展速度= 本期發展水平上年同期發展水平 它消除了季節變動的影響,表明本期水平相對於上年同期水平發展變化的方向和程度,是實際統計分析中經常應用的指標. 二、增長速度：增長速度是報告期增長量與基期水平的比值,表明報告期水平比基期增長（或降低）了百分之幾或若干倍. 增長速度= 報告增長量基期水平 增長速度=發展速度-1. 三、增長1%的絕對值：增長1%絕對值= 逐期增長量環比增長速度 「環比增長速度」是相對數,一般用百分數表示.公式中分母指標乘以100,就將它還原為絕對數,才能與分子指標對比計算. 四、平均發展速度和平均增長速度：這是兩個非常重要的平均速度指標.前者反映現象在一定時期內逐期發展變化的一般程度；後者則反映現象在一定時期內逐期增長（降低）變化的一般程度.平均增長速度=平均發展速度-1.目前計算平均發展速度主要有兩種方法：1、幾何平均（水平）法：平均發展速度= n 最末水平 最初水平 n表示時期數,即幾年則開幾次方 2、高次方程（累計）法：採用這一方法的原理是：各期發展水平等於序列初始水平與各期環比發展速度的連乘積. 因求解高次方程比較復雜,實際應用中一般查找《平均增長速度查對表》(水平法查對表).查表舉例：如我省機械工業2005年完成工業增加值1403億元,2000年完成487億元,求得總發展速度為288.1%.在《查對表》中找到5年所在欄的288.1（或接近數值）,與288.1相對應的左邊欄內的23.6%,即為所求的年平均增長速度.

Ⅳ 高精度地震成像技術

地震採集、近地表校正、干擾波的去除、高精度速度分析等技術研究，為地震成像奠定了資料基礎。疊前地震數據的規則化技術、疊前成像速度分析與約束建模技術研究及應用（永新、五號樁等多塊實際資料）取得了很好效果。

（一）疊前數據規則化技術

在實際資料的野外採集中，由於受施工地表條件以及成本效益等多方面因素的限制，常採用不同的觀測系統或變觀方式進行採集，這樣會造成採集資料在覆蓋次數、面元大小等方面的不規則。而疊前偏移成像方法對地震觀測數據的規則化要求很高，要想得到理想的疊前偏移成像效果，對野外採集的不規則數據進行一定的規則化處理是非常必要的。

1.基於反假頻的DMO與反DMO疊前數據規則化技術

DMO實際上可以抽象為一種坐標變換，它將DMO前NMO後的波場P_n(t_n,y_n)變換到了DMO後的P₀(t_n,y_n)。DMO也可以被看作一個部分偏移運算元，它以波的傳播為基礎，其運算是可逆的，做過三維DMO後的地震數據已經位於規則的共中心點上，具有規則的炮檢距，然後再進行DMO逆變化，可以實現地震數據的規則化。

2.不同網格資料的疊前道內插處理技術

渤海灣地區很多地震資料受施工條件和成本效益等多因素限制，採集網格大小不統一，在方向上，有南北方向、東西方向，還有斜向的。這些網格大小和方向的不一致，對f－k濾波和偏移成像等會產生不利影響。尤其是當要求有效波頻率滿足分辨薄層的能力時，過大的空間采樣常會導致空間假頻出現。因此，為了削弱這些影響，在地震資料處理中常常使用疊前道內插處理技術來解決。

（二）疊前深度偏移速度建模技術

濟陽坳陷斷裂發育、橫向速度變化異常劇烈，利用常規的處理技術很難得到好的成像結果，而疊前偏移技術的應用，使地震資料准確成像和歸位成為可能。但疊前偏移的效果取決於偏移速度模型建立的精度。在地質情況復雜的地區，速度模型的建立是非常困難的，成為疊前深度偏移技術應用的瓶頸。

1.井約束的疊前偏移速度建模技術

目前常用的疊前深度偏移速度建模技術很少考慮測井信息，如果在建模過程中充分考慮已有井的信息資料（如聲波測井、VSP測井和鑽井資料），可以提高速度模型精度，從而提高疊前深度偏移成像質量。技術思路如圖4-55所示。

圖4-55 高精度速度模型建立思路

2.角度域共成像點疊前深度偏移速度分析

角度域共成像點道集（ADCIGs）反映的是成像點局部入射角與偏移深度、偏移速度之間關系的成像道集。ADCIGs是成像空間的一種道集，道集不受地表和地下波傳播多路徑問題的影響，盡可能減少假象干擾。研究採用基於角度域共成像點道集、精細速度掃描疊前深度偏移速度分析方法作為速度場精細化方法，以CSP道集速度分析方法為起點，利用角度域共成像點道集速度分析方法對偏移速度場進行精細化校正，最終得到滿足疊前深度偏移需要的高精度精細速度場。

1）水平層狀情況下深度剩餘量公式推導

速度分析採用速度掃描法，偏移提取的角度域共成像道集與深度剩餘量公式正演的結果求取相關來更新速度。ADCIGs是在成像之後提取的成像道集，因此可以由傾斜疊加將波動方程偏移距域共成像點道集（ODCIGs）轉換為ADCIGs而不必重新偏移。局部偏移距是波場逐層向下延拓時描述成像信息的量，這個過程從地表開始。基於這樣的思路，可以從地表觀測系統出發，按照波場向下延拓思路得到ODCIGs深度剩餘量公式，傾斜疊加後即可導出ADCIGs深度剩餘量公式。

考慮單個反射層模型，深度z₀、橫向均勻、層速度c，h₀是地面偏移距，h是波場向下延拓的局部偏移距（圖4-56）。速度正確時，通過方程（4-16）可以描述波動方程偏移距域共成像點道集（ODCIGs）

圖4-56 速度正確（實線）和不正確（虛線）情況下的射線路徑（a）；水平層情況下局部偏移距道集的觀測系統（b）

成熟探區油氣精細勘探理論與實踐

這個方程把偏移深度、局部偏移距和偏移速度聯系起來。速度正確時波動方程局部偏移距共成像點道集在成像點深度成為一點。Sava和Fomel提出將局部偏移距道集進行傾斜疊加得到反射角共成像點道集。為把方程（4-16）變換到角度域，有下面的關系式：

z_m(h)=z_a(β)+h tanβ（4-17）

式中，β是反（入）射角。與常規傾斜疊加相同形式的映射關系，時間變成深度，時間傾角變成深度傾角。在局部偏移距道集上，對於每一個偏移距，沿切線進行疊加，z_m是局部偏移距道集偏移深度，z_a對應於角度域道集的偏移深度。結合式（4-16）、（4-17），公式兩邊對h求導數整理可得：

成熟探區油氣精細勘探理論與實踐

令γ=v/c，

成熟探區油氣精細勘探理論與實踐

令剩餘深度差為:Δz=z_a－z₀

成熟探區油氣精細勘探理論與實踐

方程（4-20）給出了描述ADCIGs同相軸剩餘曲率的公式。通過分析該方程，可以看到，當速度存在偏差時，深度剩餘量公式是收斂的。利用該深度剩餘量公式可以進行速度更新。

2）速度分析實現

速度分析採用沿層分析的策略，每次只偏移到當前分析層，速度更新只需要更新上一層底到當前層之間的速度即可，不受上覆地層影響，也不必考慮其他層影響。本書以疊前時間偏移速度分析求得均方根速度場為基礎，通過DIX公式將時間域速度轉化為深度域速度作為深度偏移速度分析基礎。

以勝利模型為例說明疊前偏移速度分析的實現過程。速度分析方法從初始速度場開始，在此基礎上進行速度更新。根據前面介紹的速度分析策略，初始速度場由基於CSP道集疊前時間偏移得到均方根速度場轉化而來。通過沿層分析逐層迭代更新速度場。

將前部分得到的疊前時間偏移剖面和均方根速度場做為基礎。根據初始層速度場可以得到初始偏移結果（圖4-57）。初始偏移結果繞射波沒完全收斂，同相軸沒完全歸位。通過對勝利模型逐層進行速度更新，分析每層更新後的成像道集、速度掃描，在速度分析過程中，每一層進行兩到三次迭代過程就可以得到比較准確的速度。從基於更新後速度場的偏移剖面和基於正確速度場的偏移剖面比較來看(圖4-58)，偏移結果的形態與位置是正確的，速度更新完畢。

圖4-57 初始偏移速度場和初始偏移結果

圖4-58 正確速度場偏移剖面（左）與速度場更新後偏移剖面（右）比較

3）實際資料處理

實際數據是勝利探區史南郝家地區3D數據。根據整個多道集偏移速度分析思路，採用與前面模型試算相同流程，以疊前時間偏移速度分析速度場為基礎，疊前深度偏移速度分析提高速度場精度。與速度更新後的偏移剖面相比，初始偏移結果斷點不清晰、同相軸的連續性較差、解析度低，而速度更新後的偏移結果改善明顯（圖4-59）。

圖4-59 速度場更新前（左）、後（右）偏移剖面比較

（三）疊前偏移成像方法

疊前偏移方法是基於雙平方根方程的非零炮檢距成像理論，它建立在對點散射的非零炮檢距方程基礎上，從理論上取消了輸入數據為零炮檢距數據的假設，避免了NMO校正所產生的畸變和疊加處理水平層狀介質的假設，比疊後時間偏移保存了更多的疊前地震信息，空間成像效果更准確，因此是深層復雜構造區地震數據成像處理較理想的方法。

1.疊前偏移成像分析

疊前時間偏移是成像和速度分析的重要手段，它能對陡傾角反射進行成像、提高橫向解析度、消除速度分析過程中不同傾角和位置的反射帶來的影響、提高速度分析結果精度和成像剖面質量。從經濟角度考慮，在橫向速度變化不顯著的地區可用疊前時間偏移取代疊前深度偏移。

1）疊前深度偏移

在地層傾角較大或上覆地層橫向速度變化劇烈的情況下，成像點與地下真正繞射點在水平方向有一個偏離。當速度存在劇烈橫向變化時，只有疊前深度偏移能夠同時實現共反射點的疊加和繞射點的歸位。其技術優勢主要體現為以下幾個方面：①克服了時間域水平層狀介質模型假設的局限，實現了真正的共反射點疊加和保真處理；②其成像速度的分析方法不僅減少了疊加速度分析的多解性，而且提供了綜合應用多種速度信息的條件，共反射點道集的產生，使成像速度定量分析成為現實；③基於模型的處理方法和地震資料深度成像，處理人員可以綜合利用地質、鑽井及測井等信息來指導資料處理，深度域成果剖面更加方便地質解釋，地質解釋不僅實現了在深度域的直接成圖，而且避開了時深轉換及其過程中的不合理性。

2）基於單平方根運算元的疊前保幅深度偏移

目前普遍使用的波動方程疊前深度偏移方法，主要是針對相位進行波場延拓，只具有相對振幅保持功能，沒有在振幅恢復方面做任何處理，成像後的振幅值具有一定的隨機性。地震勘探的不斷深入使得僅僅得到相位信息的波動方程偏移方法已不能完全滿足實際需要，人們希望地震偏移成像方法在提供准確構造成像的同時，還可提供與地下反射系數成比例的振幅信息。

基於單平方根運算元的波動方程疊前保幅深度偏移以擬微分運算元理論為基礎，基於波場分裂思想，經過一系列變換和公式推導，得到基於單程波方程的保幅波場延拓運算元。

3）勝利深層典型復雜模型資料的疊前偏移理論試算

為了進一步驗證各種保幅疊前深度偏移成像方法的可行性和實用性，用建立的勝利典型深層復雜模型對各種疊前偏移成像方法進行了一定的理論試算。

（1）脈沖響應測試。對基於單平方根運算元的疊前保幅深度偏移，可首先通過脈沖響應來驗證其保幅運算元的正確性。介質速度都是v=2000m/s。圖4-60兩圖分別為常規運算元和單程波真振幅波場延拓運算元的脈沖響應，可以看出，常規的波場延拓運算元和邊界條件下的下行波，波前振幅在各個方向上並不均衡，傳播角度越大振幅越小；而基於真振幅的波場延拓運算元和邊界條件下的脈沖響應，波前振幅比較均勻，這與點脈沖在均勻介質中的波前能量擴散的實際情況一致。歸一化波前峰值振幅曲線也進一步表明真振幅波場延拓運算元的合理性。

圖4-60 脈沖響應測試(p=c/v=1.0)

（2）勝利典型深層復雜模型資料的保幅偏移測試。對建立的勝利典型深層復雜模型資料，分別用常規疊前深度偏移和基於單平方根運算元的疊前保幅深度偏移進行了模型試算。其試算結果見圖4-61，可以看出：疊前保幅深度偏移從淺到深振幅能量保持上顯示了一定的技術優勢。

圖4-61 常規疊前深度偏移（左）與保幅疊前深度偏移（右）效果對比

2.實際資料的疊前偏移成像應用效果

1）復雜斷塊成像（以盤河資料為例）

盤河工區構造上位於臨邑斷裂帶的西端，南臨臨南窪陷，該區斷層多、斷塊復雜、油源條件好、儲層發育。特別是在臨邑大斷層的上升盤發育的眾多小斷層，常規的疊後偏移已很難使復雜的斷裂系統准確成像，經過疊前時間偏移處理，復雜斷塊的成像質量得到了明顯改善（圖4-62）。

圖4-62 盤河地區疊前時間偏移前(左)、後(右)復雜斷塊成像效果對比

2）火成岩下成像（以尚店北資料為例）

尚店北三維南部位於東營凹陷林樊家披覆構造上，中部為濱縣凸起西端，北部跨越流鍾窪陷，該區沙三、沙四、孔店及中生界廣泛發育火成岩。圍繞火成岩及火成岩下地層成像這一處理重點，針對低信噪比資料實體建模、基於層位和速度模型約束的速度場建立以及弱反射信號的加強等問題，進行了一系列攻關試驗，取得了較好效果。從圖4-63可以看出，通過疊前深度偏移成像技術的應用，火成岩下地層構造成像得到了一定改善，高陡斷面的成像質量也得到了一定提高。

圖4-63 疊前時間偏移（左）與疊前深度偏移（右）成像效果對比

3）實際資料的疊前保幅深度偏移應用效果

在模型試算基礎上，應用疊前保幅深度偏移成像方法對東營深層二維測線進行了實際資料的成像應用處理。從成像後的純波剖面來看，相比於常規的疊前深度偏移，該方法對振幅能量的保持明顯（圖4-64）。

圖4-64 常規疊前深度偏移（左）與保幅疊前深度偏移（右）純波剖面對比

Ⅵ 速度分析

速度是地震勘探的關鍵參數，地震勘探工作者一直十分重視對速度參數的研究。速度分析的主要目的是為水平疊加、偏移等處理提供處理參數，所用的方法以在共反射點道集上進行多道信號最佳估計為基礎。

1.速度分析原理

地震記錄是多道記錄，多道信號的正常時差中隱含著地震波傳播速度這一參數的信息。從前面的分析可以知道，當地下介質為水平層狀時，反射波正常時差Δt_i 是炮檢距x_i、回聲時間t₀ 和均方根速度v_σ的函數。

地震波場與地震勘探

因此，如果能從記錄中准確地拾取反射信號，得到正常時差，則可以利用它來求取速度參數，這就是速度分析的基礎。當然，若地下介質非水平層狀，則正常時差公式較為復雜，但總可以用雙曲線來逼近時距曲線，按上式求出一個速度，此時所求出的速度已不再是均方根速度，而是一個在最佳意義上的擬合速度。

拾取（或估求）反射信號是一件十分困難的工作，只能由計算機利用多道記錄按多道平均的思想進行。如果有一個估計信號與多道記錄上的反射信號之間的誤差平方和Q為最小，這樣的估計信號就稱為多道記錄的最佳估計信號

。

可以證明，假設各道真實地震反射信號的形狀和振幅相同，只是到達時間不同，且記錄上的雜訊是均值為零的白噪，則根據多道平均思想所得到的最佳估計信號

正好是多道記錄上按精確正常時差曲線取值後各道的平均值，也正好等於各道上的真實反射信號s（t）。由此可知，能否得到多道記錄的最佳估計信號

，也即能否使誤差平方和Q達到極小不僅與反射信號本身有關，也與各道的正常時差有關。因此，利用Q與正常時差的關系，不斷地調整各道正常時差以達到Q值為最小，這時所對應的各道正常時差就是准確的正常時差值。這是一個N維變數最優化問題，即

地震波場與地震勘探

此類問題十分復雜。但這N個Δt_i並不互相獨立，它們是t₀、x_i 和v_σ的函數，見（4-5-1）式。因為各道x_i是已知的，故求各道Δt_i 的N維最優化問題就變為求t₀ 和v_σ 的二維最優化問題：

地震波場與地震勘探

Q與t₀ 和v_σ 的關系十分復雜，這個二維最優化問題無法用一般的最優化方法求解，因此採用一種最原始、最簡單且最可靠的方法——掃描試驗法進行工作。對某一反射波的t₀，用各種速度值v_j逐一計算Q值大小，當v_j＝v_σ（t₀）時，Q達到最小。根據Q的極小值位置就可以求出v_σ（t₀），v_j稱為掃描速度。實際工作中，真實反射波的t₀ 時間無法知道，仍然只能採用動校正中的方法將所有t₀ 道樣值均認為是反射波，從淺到深按一定間隔逐一試驗。

由於t₀、v_σ與正常時差Δt_i 之間的關系是由雙曲線聯系起來的，故掃描試驗法實際上是在某一固定的t₀ 處，通過改變v得到不同的雙曲線，並按雙曲線取值計算Q，求得最小Q所對應的v（t₀）。

實際工作中往往不是求Q本身，而是求與其等效且用極大判別的能量、相關函數等。

2.速度譜

速度譜的概念是仿照頻譜概念而來的。頻譜表示波的能量相對頻率的變化規律。仿此，將地震波的能量相對速度的變化規律稱為速度譜。

1）疊加速度譜的基本原理和製作方法

對某一給定的回聲時間t₀，按一定的速度步長計算反射波時距曲線（雙曲線），據此曲線在共炮點道集或共中心點道集各道上取值並疊加，計算疊加振幅。若某個速度所對應的曲線正好與該t₀ 時刻的反射波同相軸一致，則疊加時會同相疊加，疊加振幅值為極大。因此，通過檢索所有計算出的疊加振幅值，找出最大值所對應的速度即為此t₀ 時刻的速度，這就是疊加速度譜的計算原理。

以共中心點道集反射波為例。設有N個記錄道，炮檢距分別為x₁、x₂……x_N （圖4-5-1 a），與反射界面R所對應回聲時間t_0R，速度為v_st＝v （t_0R），各道反射波到達時為

圖4-5-1 用多次覆蓋資料計算速度譜原理圖

地震波場與地震勘探

計算速度譜時，若正好計算到t_0R處，此時選擇一系列試驗速度v₁、v₂……v_M。根據雙曲線公式

地震波場與地震勘探

對於一個試驗速度值，計算出各道的到達時間，按此到達時間在道集記錄上取值疊加，可以得到一個疊加振幅值；一系列速度就對應著一系列振幅值，組成一條疊加振幅隨速度變化的曲線。該曲線稱之為速度譜線（圖4-5-1 c）。疊加所用公式為

地震波場與地震勘探

式中：g_i（t）為第i道t時刻的樣值；k為時窗大小。A₁ 和A₂ 都是與Q等效的量，稱為平均振幅和平均振幅能量，它們取極大等效於Q取極小。

此時，若在試驗速度中有一個速度值恰好等於真實速度v （t_0R），則由它確定的各道到達時間t₁、t₂……t_N所連成的曲線與實際反射波雙曲線同相軸一致，疊加時能保證同相疊加，疊加值A₁ 或A₂ 為最大值；用其他試驗速度算出的疊加值都較小。這種改變試驗速度、計算到達時間、取值疊加的過程相當於改變雙曲線形狀、按不同雙曲線拾取信號疊加（圖4-5-1 b）的過程。只要在速度譜線上找出最大值，即可確定t_0R時刻的速度。

以上是對一個固定的t₀ 而言。改變t₀ 值，重復上述計算，就可以把整張記錄上所有實際存在的同相軸所對應的速度全部找出來，從而確定出速度隨t₀ 時間的變化規律（圖4-5-1 d）。

速度譜的製作要經過二次掃描，即t₀ 時間掃描和速度掃描，實際上相當於計算所有網路點（圖4-5-2）上的A值（A₁ 或A₂）。

圖4-5-2 計算疊加速度譜的網路

2）速度譜的顯示

如果以橫軸表示速度v，水平軸表示雙程運行時t₀，垂直軸表示疊加振幅A₁ 或能量A₂，則速度譜成果可以顯示為如圖4-5-3那樣的三維圖形。其中的峰值稱為能量團，每一個能量團均對應著一個強的反射信息。

圖4-5-3 三維顯示形式的速度譜

速度譜更經常的顯示方式為等值線平面圖形式（圖4-5-4）或將不同時間的速度譜線並列的並列曲線形式（圖4-5-5）。等值線平面圖是取三維速度譜圖形的等值線畫在平面上的顯示方式。由等值線的數值和變化可以看出A （代表A₁ 或A₂）的變化和峰值位置。並列曲線顯示時，對於整張圖而言，其縱、橫軸分別為t₀ 時間和速度v；但對每根曲線而言，局部縱軸又表示幅值A，在其相應的t₀ 時間處各條譜線的幅值坐標零點均相同。右邊的一條曲線為能量曲線，它由各條譜線上的極大值所構成，能量曲線上的相對極值（有時也稱為能量團）常與強反射對應，對速度譜的合理解釋很有參考價值。當沿時間坐標追蹤解釋速度隨t₀ 的變化曲線時，若不夠光滑需捨去某些譜線極值點，應優先保留能量團所對應的速度值。

圖4-5-4 等值線圖形式的速度譜

圖4-5-5 並列曲線形式的速度譜

應該指出，除了以上所述利用求取疊加振幅的方法獲取速度譜外，尚可以利用計算多道相關系數以及多道相似系數等方法求得速度譜。這些速度譜的計算原理與製作方法與疊加速度譜相同，僅計算公式不同而已，在此不再贅述。

另外，根據求取速度譜時拾取信號的規律不同又可將速度譜分為水平疊加速度譜和偏移疊加速度譜。按反射波雙曲線規律拾取信號的得到前者；按繞射波雙曲線規律拾取信號的得到後者。前者主要為水平疊加提供參數，後者主要為偏移疊加提供參數。二者的最大區別在於偏移速度譜受界面傾角的影響很小，但工作量要增加得相當多。目前計算偏移速度譜常採用一種替代的方法：首先對資料進行疊前部分偏移，把傾角的影響去掉，然後重新組成真正的共反射點道集，再作一般的疊加速度譜，這樣可使計算工作量大為減少。

3.速度掃描

速度掃描是最簡單、最直觀的速度分析方法。其基本思想仍為掃描試驗，一般有兩種方法。

方法之一是用一組試驗速度分別對單張記錄（多次覆蓋共中心點記錄或單次覆蓋共炮點記錄）作速度掃描動校正。即一次用一個試驗速度對整張記錄上所有t₀ 時間計算校正量，進行動校正（恆速動校正），得到一張校正後的記錄，將使用一組連續遞增的試驗速度進行恆速動校正後的記錄排成一排（圖4-5-6）。研究這一排記錄就能得到速度隨t₀ 變化的曲線，因為當所用的某一試驗速度正好與某一t₀ 時間所對應的真實速度一致時，此t₀ 時刻的同相軸會校正得平直或比較平直，其他同相軸或者上彎（速度過高，校正不足），或者下凹（速度過低，過校正）。尋找各試驗速度校正記錄上的平直同相軸就可以得到速度曲線。

圖4-5-6 恆速動校正掃描結果

另一種方法與此類似，唯一的不同之處在於一次用一個試驗速度對整張記錄上所有同相軸進行動校正（恆速動校正）之後還要進行疊加。當速度合適時，會疊加出能量較強、連續性較好的反射同相軸，否則疊加後能量較弱。尋找各試驗速度校正、疊加後記錄上能量強、連續性好的反射同相軸就可以得到速度變化曲線（圖4-5-7）。

速度掃描法由於直接從動校正記錄或疊加道上提取速度，得到的速度比較可靠，一定是疊加效果最好的速度。此方法適用於地震地質條件復雜、得不到高質量速度譜的地區。但是，此處理方法很費時間，成本高，限制了它的廣泛應用。

圖4-5-7 恆速動校、疊加結果

製作疊加速度譜或速度掃描等速度分析方法都是用不同的試驗速度去進行校正、疊加，疊加效果最好（即平均振幅或平均振幅能量為最大）的速度就是求出的速度。因為這個速度反映了疊加效果的好壞，一般稱之為疊加速度v_st。從數學上說它表示用雙曲線擬合反射波時距曲線時擬合效果最好的速度，故也稱之為雙曲線擬合速度。

4.層速度的計算

層速度是與地層岩性密切相關的速度。除了利用後面將要介紹的地震測井方法、層析反演方法求取層速度外，實際工作中更多的是利用常規速度分析方法求取它，雖然精度不高但計算方便。下面介紹兩種計算層速度的方法。

1）迪克斯（Dix）公式

求取層速度使用最多的方法是利用迪克斯公式（一個由均方根速度計算層速度的公式）。

疊加速度是由多次覆蓋地震記錄用常規速度分析方法所得到的速度，在水平層狀介質情況下疊加速度就是均方根速度，因此可以使用迪克斯公式由疊加速度求取層速度。

由第二章均方根速度的定義（2-1-40）可以得到：

地震波場與地震勘探

式中

故

地震波場與地震勘探

代入前式即得迪克斯公式

地震波場與地震勘探

利用迪克斯式不但可以由均方根速度（或疊加速度）求層速度v_n，也可以求平均速度。

因為第n層底界面以上的平均速度為

地震波場與地震勘探

將（4-5-6）式代入（4-5-7）式中，有

地震波場與地震勘探

對於傾斜地層，疊加速度就是等效速度v_e，迪克斯公式寫為

地震波場與地震勘探

2）利用線性時移求層速度

由第二章的討論可知，在水平層狀介質中，嚴格的時距關系只能以參數形式寫出，它們是：

地震波場與地震勘探

式中：h_i、v_i 分別為第i層厚度和層速度，p為射線參數。若波在每一層中的入射角為α_i，則有

地震波場與地震勘探

考慮同一射線參數的射線在第n層頂、底界面的反射，設其到達時分別為t_n-1和t_n，出露距離分別為x_n-1和x_n，則由（2-1-34）式和（2-1-36）式可得：

地震波場與地震勘探

因此，第n層的層速度為

地震波場與地震勘探

射線參數p正是時距曲線的斜率，即視速度的倒數

，故第n層的層速度為

地震波場與地震勘探

由此，得到另外一個由反射波時距曲線計算層速度的方法：選擇目的層頂、底反射波同相軸，作一斜線使之與頂界面反射波同相軸相切，平行移動此斜線又與底界面反射波同相軸相切（圖4-5-8a），測量這條線的斜率

，然後連接兩個切點並測量該連線的斜率

，兩個斜率值乘積的平方根就等於該層的層速度。

圖4-5-8 線性時移求層速度示意圖

這是一種方便的直接由地震記錄提取層速度的方法。但是，它的最大困難在於要構組出二條平行的、與二反射波同相軸相切的直線，計算機無法自動地實現。利用線性時移可以克服這一困難。線性時移的實質是作坐標變換t′＝t-px （圖4-5-8 b）。在新坐標系（t′，x）下，二條平行的斜線變成二條水平線，切點變成曲線的頂點。因此，作切線、求切點的過程就變成了求曲線頂點的過程。用計算機可以方便地完成這一任務，具體過程就不詳加說明了。

Ⅶ 財報分析:報表分析方法與步驟是什麼

(1)定性、量分析方法：現在流行定量分析方法，因為用數據說話有說服力，另外定性分析的方法也要使用，當你不能使用定量，用定性。

(2)絕對數、相對數比較，絕對數就是當期與比較期的數差額，相對數百分比。橫向比較：和本地區同行業(情況類似)比較；縱向比較，不同年度比較，注意口徑應一致。

(3)財務比率分析方法：反映經濟效益情況：如凈資產收益率、總資產報酬率、主營業務利潤率、成本費用利潤率等。反映資金周轉情況：總資產周轉率、流動資產周轉率、存貨周轉率、應收賬款周轉率；反映嘗債能力：資產負債率、流動比率、速動比率、獲利倍數等。

(4)結構分析法：投資率：(資本形成總額/支出法GDP)×100%；

消費率：(最終消費/支出法GDP)×100%

(5)速度分析法：

比上年同期、比基期、環比發展速度=(報告期水平/基期水平)×100%。

增長速度=(報告期水平-基期水平)/基期水平×100%=發展速度-1。

平均增長速度=報告期水平/基期水平開n次根號減1=平均發展速度-1。

(6)邊際分析法：在教科書有介紹，下面介紹一個比率：國有企業上交稅金對當其財政收入增長的貢獻率=當期國有企業上交稅金增加額/當期財政收入增加額×100%。

(7)模型分析法：利用數學模型對經濟運行的內在規律、發展趨勢進行分析和預測。

(8)進入分析起草階段：分析結束開始起草報告。

(7)速度分析方法擴展閱讀

存貨周轉天數

公式： 存貨周轉天數=360/存貨周轉率=[360*（期初存貨+期末存貨）/2]/ 產品銷售成本

企業設置的標准值：120

意義：企業購入存貨、投入生產到銷售出去所需要的天數。提高存貨周轉率，縮短營業周期，可以提高企業的變現能力。

分析提示：存貨周轉速度反映存貨管理水平，存貨周轉速度越快，存貨的佔用水平越低，流動性越強，存貨轉換為現金或應收賬款的速度越快。它不僅影響企業的短期償債能力，也是整個企業管理的重要內容。

Ⅷ 各種速度的獲取和用途

不同種類速度的求取方法不同，用途也各不相同。對於成功的地震勘探而言，需要正確地測定和使用各種速度參數。

1.地震波速度的獲取

獲得地震波速度可以有兩種途徑，一種是直接測量；一種是間接確定，即根據地面觀測得到的反射波時距曲線計算得到。

1）地震波速度的直接測量

地震波速度的直接測量是指在井中、露頭上、坑道中或標本上直接測量地震波穿過岩石的傳播速度。它包括如下幾種方法。

A.地震速度測井。在井中利用地震波直接測量平均速度和層速度的方法稱為地震速度測井。

在近井口的地表激發，將耐高溫、高壓且絕緣程度很好的測井檢波器放在井中不同深度處進行接收，利用地震記錄儀器記錄下所觀測到的直達波，讀取直達波的初至時間及相應的觀測深度，可以組成透射波時距曲線，稱為垂直時距曲線。將檢波器放置深度以上的介質認為是均勻介質，就可以根據下列公式計算平均速度

地震波場與地震勘探

式中：z為檢波器的沉放深度；t為直達波的垂直時間。根據不同深度處檢波器接收到的直達波求出的平均速度，可以組成與深度的關系曲線

、與傳播時間的關系曲線

，還要繪制

與反射波時間t的關系曲線（見圖5-1-3）。

利用層狀介質模型，根據所測得的直達波垂直時距曲線，把剖面剖分成許多相對均勻的層，用折線去逼近測得的實際垂直時距曲線，它的每一段有一個不變的層速度（見圖5-1-3），層速度計算公式為

地震波場與地震勘探

式中：Δz_k和Δt_k為各分層的地層厚度和波的傳播時間。

由於不允許在井口處放炮，一般實際測量時，將震源布置在距井口幾十米乃至幾百米處，這段距離叫井源距，用d表示，如圖5-1-2所示。

按圖所示情況，井中檢波器觀測的直達波傳播時間並非垂直時間，需將觀測時間t_g轉換為垂直時間t，即

地震波場與地震勘探

地震測井只利用觀測到的直達波的初至時間，後面將要介紹的垂直地震剖面法是常規地震測井的發展，它不僅利用直達波的初至時間，還利用所有初至波、續至波的波形和達到時間。

B.聲波速度測井（連續速度測井）。地震速度測井因激發的地震波波長較長及測點間距較大（幾十米到幾百米）而不能細致地劃分岩層獲得詳細層速度信息。為了較詳細地劃分岩層獲得連續變化的速度剖面，可以採取連續測井方法，亦稱作聲波速度測井方法。

圖5-1-2 地震測井示意圖

圖5-1-3 地震測井垂直時距曲線及解釋結果圖

如圖5-1-4所示，井中測井儀包含有超聲波脈沖發生器和一對接收器，兩個接收器相距0.5 m或1 m。發生器發射的超聲波經過泥漿以臨界角入射到井壁，並沿井壁地層滑行，再以臨界角穿過泥漿傳到接收器，其傳播時間分別是：

地震波場與地震勘探

式中：v₁ 為泥漿中波傳播的速度；v₂ 為在地層中波傳播的速度，a為臨界角入射時波在泥漿部分傳播的路徑。t₂ 與t₁ 之差是波在兩個接收器之間地層段傳播的時間差，當兩個接收器之間的距離為1m時，即

地震波場與地震勘探

其單位是（μs/m）。

圖5-1-4 聲波測井儀示意圖

圖5-1-5 聲波測井時差曲線圖

地面地震儀器記錄下連續變化的時差曲線Δt （H）如圖5-1-5所示。

根據聲波測井時差曲線，由1/Δt×10⁶＝v便可獲得層速度，單位為（m·s^-1）。

如果將聲波測井時差曲線按每米的微秒時間累計起來，也就是數學上進行積分運算，即可求得深度H上的垂直傳播時間：

地震波場與地震勘探

進而可得到平均速度，即

地震波場與地震勘探

C.在露頭或標本上測定地震波速度。在地表或坑道的露頭中測量岩石的速度廣泛採用動態脈沖法，即用敲擊或小炸葯包爆炸（也可以用聲波發生器）激發地震波（或聲波），在小的測線上進行觀測，測定地震波的傳播時間，根據時距曲線計算相應波的速度。

用超聲波測速儀直接測量地震波經過任意形狀標本的傳播時間也可以測定地震波速度。如果標本足夠長，則可以在標本的平坦表面布置測線，對比、追蹤接收到的地震波，精確地測定它的速度。如果標本較小，則在標本的兩端面上分別安置發射器和接收器測量初至波到達時間，根據該時間測定地震波速度。

在露頭或標本上測定地震波速度的一個缺點是難以保證測得的地震波速度與在原始地下高溫高壓條件下的地震波速度一樣。

2）地震波速度的間接確定

直接在岩石自然埋藏條件下測量得到的地震波速度結果最為精確，但是這種觀測的數量極其有限，無法滿足地震勘探的要求。大量對地震波速度的測定是對反射波觀測資料通過計算得到的。所使用的方法大多在前面資料處理中做了介紹，這里簡單地將它們小結一下。

速度分析可以得到疊加速度，它是地震資料數字處理中利用地震波時距關系所能得到的唯一一種速度。在水平層狀介質假設下，疊加速度就是均方根速度。在傾斜界面情況下，疊加速度是等效速度，等效速度經過傾角校正也可以得到均方根速度。進一步利用上一章介紹的迪克斯公式（4-5-7）式可以由均方根速度求取層速度和平均速度。這是地震波速度間接確定的最常用方法。

波阻抗反演能夠得到波阻抗的地下分布，波阻抗是地層速度與密度的乘積，如果能用其他方法（如密度測井或重力資料反演等）得到密度的地下分布，則可以求出層速度的地下分布。

層析速度反演是最精細的求取速度方法，利用這一方法可以得到真速度的地下分布。

2.地震波速度的用途和圖示

疊加速度和均方根速度主要用於資料處理中的水平疊加處理，其誤差應達到10%以下。均方根速度也可以用於偏移處理，要求的精度更高，最大允許誤差是5%。疊前深度偏移使用的速度參數一般是層速度。

平均速度由於是在小炮檢距下最為精確的綜合速度，所以主要用於作時深轉換，其誤差范圍也要求較高，達5%。

層速度和真速度主要用於岩性解釋，包括識別岩性，如測定地層中砂岩和頁岩的比例，確定孔隙度、流體成分等地層的物性甚至直接找油氣。這時候，要求的精度非常高，誤差不能大於2%。

為了更好地利用速度資料，需要將一條測線上測定的速度資料綜合起來。為此要進行統計處理，主要的措施是對資料作平滑處理，一般分為總體平滑和局部平滑。前者用最小平方法以冪函數逼近全部原始資料，後者只用觀測點附近的資料以低冪的代數多項式逼近速度值。

速度資料的研究結果可以表示為下列圖件：

A.平均速度的

曲線（圖5-1-6a）和層速度曲線。

曲線反映了地層速度橫向變化不大時在一定區域內在垂直方向上平均速度的分布。繪制這些圖件時，要把工區內用各種手段（地震測井、由時距曲線計算的、由數據處理求得的速度譜等）得到的全部資料綜合在一起，綜合時要根據結果的可靠程度進行加權平均，加權平均的結果就是平均速度的

曲線。然後由平均速度曲線求得層速度曲線，其過程與地震測井結果的作圖相類似。

B.速度水平曲線圖。這是對一定層位的平均速度、疊加速度或層速度沿測線平滑後得到的

，v_α（x），v_i（x）曲線圖。根據這樣的資料可以研究由構造和岩性因素產生的速度水平梯度。

C.速度展開圖

，v_α（x，t₀），v_i（x，t₀）。這些圖件是在時間剖面或深度剖面的平面上對經過平滑的速度計算的，結果用相同速度的等值線表示，這種圖明顯地表示出速度的水平梯度和垂直梯度，見圖5-1-6b。

圖5-1-6 速度結果顯示圖

a.某些測線段上的

曲線：1—樁號0～26；2—樁號26～50；

3—樁號50～67；4—樁號67～95。b.速度展開圖

D.速度平面圖

，v_α（x，y），v_i（x，y）。它們表示平均速度、疊加速度、層速度在面積上的分布，當然只代表一定的地震層位或某個深度或t₀ 截面，圖上的數據是從各個測線的速度水平曲線圖讀取來的。

Ⅸ 機械原理速度分析力分析與理論力學分析方法的區別

原理是一樣的，只是機械原理上的速度分析和力學分析題目比較簡單，偏向實用。而理論力學的各種分析比較專業。換句話說，只要理論力學的速度、力分析學會了，機械原理的分析就更不在話下了，其實機械原理只用到了牽連點的概念及使用，慣性力的概念及使用，這兩點理論力學都講到了

Ⅹ 疊加速度分析

3.5.1.1 疊加速度分析原理

對於多次覆蓋地震記錄，已知CMP(共中心點)道集反射波時距方程為

地震勘探原理、方法及解釋

式中：t_i為反射波到達時間，t₀為界面垂直反射時間，x_i為炮檢距，V為地震波速度。可見反射波時間t_i中包含有速度。疊加速度分析的基本思想是，給定一系列速度值，分別對CMP道集動校疊加，疊加道能量為速度的函數，當試驗速度與時距曲線中含有的速度相同時，動校正後剩餘時差為零，疊加能量最強，檢測疊加能量最強時對應的動校正速度稱為最佳疊加速度，即該速度分析為疊加速度分析。疊加速度分析是建立在雙曲線時距方程的基礎之上的，因此有以下結論：對單層模型反射波，求取的疊加速度為層速度V_i；對水平多層介質模型，求取的疊加速度為均方根速度V_σ；對傾斜多層介質模型，求取的疊加速度為等效速度V_φ。

作為疊加速度分析基礎的(3.5-1)式中的t_i為反射波到達接收點時間，即有反射波存在，疊加能量也是以反射波為依據，因此從原理上講，疊加速度分析存在一個多道信號的最佳估計問題。

設反射信號用s(t)表示，則第i道的反射信號為s(t-t_xi)，若用n(t)表隨機干擾，第i道的地震記錄ƒ_i(t)為

ƒ_i(t)=s(t-t_xi)+n_i(t) (3.5-2)

用離散形式可表示為

ƒ_i，k=s_k-ri+n_i，k (3.5-3)

式中：k=

，r_i=

，t_xi為反射波到達時間，Δ為采樣率。若把(3.5-3)式中時間變數作一坐標平移，即將反射波到達時間統移至零點，可令j=k-r_i，於是地震記錄可表示為

ƒ_i，j+ri=s_j+n_i，j+ri (3.5-4)

設地震反射波s_j的估計值為

；利用最小平方原理，求估計值與多道地震記錄的誤差平方和Q為

地震勘探原理、方法及解釋

並令

=0，解得

地震勘探原理、方法及解釋

為反射信號的最佳估計值，當雜訊n_i的平均值為零時，估計值為實際反射信號，即

。將最佳估計值

代入(3.5-5)式，得誤差能量最小的能量表達式

地震勘探原理、方法及解釋

以上式中：N為疊加道數，M為反射波時窗長度(點數)。

在信號最佳估計中，(3.5-7)式表示疊加能量的基本方程，由r_iΔ=t_xi=t_xi(V)，即有Q=Q(r_i)=Q(V)，當反射波初至r_i正確時，或動校速度正確，能量達到極小。因此，該式也為疊加速度分析中判別最佳疊加速度的基本准則。實際應用中，可將求極小轉變為求極大，通過對(3.5-7)變形，可得到以下三個實用的判別准則：

3.5.1.1.1 平均振幅能量准則

地震勘探原理、方法及解釋

地震勘探原理、方法及解釋

式中：E(t₀，υ)為總能量；

為平均振幅能量，當Q→Q_min時，

。

3.5.1.1.2 相似系數准則

地震勘探原理、方法及解釋

地震勘探原理、方法及解釋

S_c稱為相似系數。

3.5.1.1.3 互相關准則

地震勘探原理、方法及解釋

地震勘探原理、方法及解釋

K(t₀，V)為互相關系數。

三種判別准則分別利用了地震波的不同特徵，實際應用中各有優缺點。若將三者組合應用效果最佳。

3.5.1.2 速度譜

速度譜的概念是仿照頻譜的概念而來的。頻譜表示波的能量相對頻率的變化規律，而將地震波的疊加能量相對速度的變化規律稱為速度譜。速度譜是速度分析中最常用的一種表示速度分析結果的形式。根據三種不同的判別准則而製作的速度譜，又可分別稱為疊加速度譜、相似系數速度譜和相關速度譜。

3.5.1.2.1 疊加速度譜的基本原理和製作方法

由前述可見，疊加能量

是t₀和V的函數，這是一個二維變數的最優化問題。對於速度分析中的這類二維優化問題求解，通常採用最原始、最簡單且最可靠的方法——掃描試驗法進行工作。對某一反射波t₀，用各種速度值V_j逐一計算

的大小，當V_j=V(t₀)時，

達到極大。V_j稱為掃描速度。實際工作中，反射波的t₀也是未知的，但可將每個采樣點(或隔一定間隔)的t₀時間均看作存在反射波進行t₀掃描。例如對某一給定的t_ok時間，按一定速度步長(或間隔)的掃描速度V_j計算其共中心點道集反射波時距曲線

地震勘探原理、方法及解釋

(i=1，2，…，N；j=1，2，…，J)

據此曲線在共中心點道集各道上取值並疊加，計算疊加振幅能量。改變t₀重復以上幾步，可得一個二維疊加能量矩陣。

地震勘探原理、方法及解釋

其中k為計算的t₀總個數，J為掃描速度個數。

也稱為疊加速度譜能量矩陣。

當掃描速度中某一速度值與該層速度V(t_OR)一致，則用(t_OR，V(t_OR))計算的時距曲線與實際反射波同相軸一致，疊加後其能量必為極大。而對於速度參數與實際不一致或者不存在反射波的t₀時間，疊加能量變小或趨於零，如圖3-27(b)、(c)。我們將同一t₀不同速度計算的能量曲線稱為速度譜的譜線，即速度譜由多條譜線組成。根據以上原理檢測能量矩陣中能量團的極值點所對應的t₀和V(t₀)，即為該t₀對應的最佳疊加速度。各能量團極值的連線即為速度隨深度的變化曲線，稱為V(t₀)曲線，如圖3-27(d)所示。

圖3-27 用多次覆蓋資料計算速度譜原理圖

由此可見，疊加速度譜的製作過程主要由三大步組成，即t₀掃描、速度掃描和計算疊加能量。對於相關速度譜，只需將計算疊加能量改為計算相關系數即可。

3.5.1.2.2 速度譜的顯示

將速度譜能量矩陣如何用圖形表示稱為速度譜的顯示問題。二維能量矩陣若用圖形表示就是一個三維問題。一般用二維平面坐標分別表示掃描速度V_j和t_Ok，將疊加能量以不同的形式顯示就形成了不同形式的速度譜。如圖3-28所示的為三維形式的速度譜，其中顯示的「小山頭」為能量團。每個能量團對應著一個反射信息。

圖3-28 三維顯示形式的速度譜

更為常用的顯示方式為等值線平面圖形式的速度譜。如圖3-29，該圖是將三維的能量團以一定的等值線間隔投影到平面上的結果，封閉的多條等值線為能量團。另外速度譜還可以用並列譜線的形式顯示或譜線變面積顯示，如圖3-30、圖3-31所示。可見速度譜顯示可有多種不同的形式。

圖3-29 等值線平面圖形式的速度譜

(註：1ft=0.305m)

圖3-30 波形並列曲線形式的速度譜

3.5.1.2.3 速度掃描

以動校疊加為基礎的另一種速度分析方法就是速度掃描。速度掃描是最簡單、最直觀的速度分析方法。一般有兩種方法。

方法之一，是用一組試驗速度分別對某一CMP道集作恆速動校正。即一次用一個試驗速度對道集記錄上所有t₀時間計算動校正量，進行動校正，得到一個校正後記錄道集。將使用一組連續遞增的試驗速度進行恆速動校正後的記錄排成一排(圖3-32)。研究這一排記錄就能得到速度隨t₀變化的曲線。因為當所用的某一試驗速度正好與某一t₀時間所對應的真實速度一致時，此t₀時刻的同相軸會校正得平直或比較平直，其他同相軸或者上彎(速度過高，校正不足)，或者下凹(速度過低，校正過量)。尋找各試驗速度校正記錄上的平直同相軸就可以得到速度曲線。

圖3-31 變面積並列曲線形式的速度譜

另一種方法是用一組試驗速度對一組CMP道集進行恆速動校疊加，對每個試驗速度可得一組疊加道集。當速度合適時，會疊加出能量較強、連續性較好的反射同相軸。尋找各試驗速度校正疊加後記錄上能量強、連續性好的反射同相軸就可以得到速度變化曲線(圖3-33)。

速度掃描法由於直接從動校正記錄或疊加道上提取速度，得到的速度比較可靠，一定是疊加效果最好的速度。此方法適用於地震地質條件復雜，得不到好速度譜的地區。但是，此處理方法很費時間，成本高，限制了它在批量處理中的廣泛應用。目前利用圖形圖像技術將速度譜和速度掃描相結合的交互速度分析方法具有更好的效果和優越性。