海洋勘探大船噪音衰減研究

姜 丹，麻志國(guó)，李君君

（中海油服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部，天津塘沽300450）

DOI：10.3969／J.ISSN.1004－602X.2014.02.067

海洋勘探大船噪音衰減研究

姜 丹，麻志國(guó)，李君君

（中海油服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部，天津塘沽300450）

大船噪音是海洋地震資料采集中常見(jiàn)的噪音之一，能夠最大限度地剔除該類(lèi)噪音是海洋勘探中的難題之一。分析共炮點(diǎn)道集中大船噪音的特點(diǎn)，將大船噪音分為反向干擾、橫向干擾和正向干擾三類(lèi)，依據(jù)正、反向干擾與有效波入射角度的不同，利用傾角掃描相干方法進(jìn)行噪音衰減，依據(jù)橫向干擾與有效波能量差異，利用空間域轉(zhuǎn)化和高能壓噪的方法進(jìn)行噪音衰減。實(shí)例研究表明運(yùn)用該分段降噪方法，能有效壓制大船噪音，提高資料信噪比。本研究可提高海洋地震資料處理的工作效率、降低成本，具有一定借鑒意義和經(jīng)濟(jì)效益。

大船噪音衰減；傾角掃描；空間域轉(zhuǎn)化；高能壓噪

0 前言

大船噪音是海洋地震資料中常見(jiàn)的噪音之一，特別是勘探區(qū)塊靠近港口航道時(shí)，大船噪音時(shí)常出現(xiàn)。當(dāng)大船噪音能量較大時(shí)，會(huì)干擾有效波的識(shí)別，影響速度拾取，降低資料的分辨率，進(jìn)而使地震成像可靠性降低，影響地震資料的應(yīng)用效果［1，2］。針對(duì)這種情況，需要重新補(bǔ)線采集，增加工作量。本文分析了共炮點(diǎn)道集上的大船噪音特征，并將其劃分為三類(lèi)，針對(duì)不同類(lèi)型的大船噪音選取不同處理方法，對(duì)大船噪音影響作出快速有效的衰減，為是否需重新采集提供技術(shù)支持，提高采集效率，降低采集成本。

1 大船噪音的類(lèi)型

大船噪音的能量受干擾船自身屬性及距離勘探船電纜的遠(yuǎn)近影響，在共炮點(diǎn)道集上，大船噪音的波形受控于干擾船和勘探船電纜的相對(duì)位置。依據(jù)大船噪音在共炮點(diǎn)道集上的特點(diǎn)，作者把大船噪音分為三類(lèi)：第一類(lèi)為反向干擾（圖1a），大船噪音波形與有效波呈反向的線性關(guān)系，干擾船位于勘探船電纜的后方或側(cè)后方，兩者距離越近，大船噪音能量越強(qiáng)，波形與水平方向夾角角度越小；距離越遠(yuǎn)，能量越小，夾角角度越大。第二類(lèi)為橫向干擾（圖1b），大船噪音波形呈雙曲線型，干擾船在勘探船電纜的兩側(cè)，雙曲線的頂點(diǎn)位置即是干擾船相對(duì)勘探船電纜的水平位置，干擾能量最大。第三類(lèi)為正向干擾（圖1c），大船噪音波形與有效波呈正向的線性關(guān)系，干擾船位于勘探船震源的前方或側(cè)前方，干擾船距離震源位置越近，大船噪音能量越強(qiáng)，波形與水平方向夾角角度越小，越接近反射波；距離越大，能量越小，夾角角度越大，波形越接近直達(dá)波。

圖1 大船噪音在共炮點(diǎn)道集顯示

2 大船噪音的衰減

2.1 反向干擾

在共炮點(diǎn)道集上，反向干擾大船噪音呈線性，其入射角與有效波入射角相反（圖2a），根據(jù)這一特征，采用傾角掃描相干方法壓制此類(lèi)大船噪音［3］，壓制效果較為理想（圖2b－2c）。

圖2 反向干擾在共炮點(diǎn)道集中衰減效果圖

2.2 正向干擾

在共炮點(diǎn)道集上，正向干擾大船噪音呈線性，其入射角與有效波入射角方向相同，角度不同，但與直達(dá)波入射角方向相同，角度相近（圖3a）。直接利用傾角掃描相干方法提取正向干擾相干分量會(huì)造成部分角度相近的直達(dá)波損失。作者采取先將直達(dá)波提取出來(lái)，然后對(duì)不含直達(dá)波的數(shù)據(jù)進(jìn)行傾角相干掃描，提取正向干擾的大船噪音，最后將此類(lèi)大船噪音從原始數(shù)據(jù)中剔除（圖3b－3c）。在構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單地區(qū)，此方法壓噪效果較好，在構(gòu)造復(fù)雜、反射界面多變的地區(qū)，此方法具有一定局限性，選取的掃描角度范圍會(huì)包含部分有效波，此時(shí)采取降低壓噪程度，靈活選取角度范圍，盡量保留有效波。

圖3 正向干擾在共炮點(diǎn)道集中衰減效果圖

2.3 橫向干擾

在共炮點(diǎn)道集上，橫向干擾大船噪音呈拋物線型，其入射角度與有效波入射角度部分相近，波形隨電纜與大船的相對(duì)位置變化而變化，入射角變化范圍較大，實(shí)際工作中很難在共炮點(diǎn)道集中將其有效衰減。

信號(hào)在不同域中表現(xiàn)出不同的特性。利用空間域轉(zhuǎn)換［4］，在共偏移距域上分析有效波和大船噪音的特征：有效波同層反射的振幅空變很小，能量均勻，同相軸的波形一致性好，大船噪音隨機(jī)性強(qiáng)，可視其為隨機(jī)高能噪音，利用高能壓噪［5］的方法可以將其與有效波分離。具體做法為：①將共炮點(diǎn)道集的記錄轉(zhuǎn)換為共偏移距域記錄；②在共偏移距域內(nèi)利用高能壓噪技術(shù)壓制噪音（圖4）；③利用空間域逆轉(zhuǎn)化［6］，從偏移距域轉(zhuǎn)化成共炮點(diǎn)道集，完成對(duì)大船噪音的衰減（圖5）。

圖4 橫向干擾在共偏移距域中衰減效果圖

圖5 橫向干擾在共炮點(diǎn)道集衰減效果圖

2.4 成果分析

根據(jù)大船噪音波形形態(tài)，在炮集上對(duì)大船噪音分類(lèi)，原則上盡量保證正向干擾段和反向干擾段都為線性干擾，把弧形大船噪音都?xì)w結(jié)為橫向干擾。據(jù)前文所述，利用不同的壓噪方法壓制三種類(lèi)型的大船噪音。在噪音壓制過(guò)程中，調(diào)整參數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)比噪音衰減前后效果，選擇最佳處理效果。衰減后疊加剖面有效波突出，同相軸連續(xù)，波組特征清楚，表明噪音衰減效果較好（圖6）。如果大船噪音能量非常大，壓制效果欠佳，則需重新采集。

圖6 某海區(qū)二維疊加圖大船衰減對(duì)比圖

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）根據(jù)大船噪音在共炮點(diǎn)道集中波形特征，將其分為反向干擾、正向干擾及橫向干擾三種類(lèi)型。針對(duì)其不同類(lèi)型進(jìn)行分段降噪，結(jié)果表明該方法快速有效。

（2）利用傾角掃描相干方法對(duì)反、正向干擾進(jìn)行衰減，利用空間域轉(zhuǎn)化和高能壓噪的方法對(duì)橫向干擾進(jìn)行衰減，衰減效果較好。

（3）針對(duì)橫向干擾的大船噪音，高能壓噪方法壓制效果欠佳時(shí)，應(yīng)盡量保護(hù)有效波，控制噪音壓制程度，不可為去噪而傷害有效波。如果這些方法都不能有效壓制大船噪音時(shí)，則需要船隊(duì)重新采集。

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［責(zé)任編輯 李曉霞］

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A

1004－602X（2014）02－0067－03

2014 01 25

姜 丹（1982—），男，山東海陽(yáng)人，中海油田服務(wù)股份有限公司現(xiàn)場(chǎng)處理工程師。