戈壁地區(qū)高效采集資料諧波噪音壓制方法

王廣勇

摘 要：可控震源高效采集技術(shù)的應(yīng)用提高了野外地震資料采集的效率，然而高效采集地震資料特征噪音明顯，如何在室內(nèi)處理中壓制高效采集資料諧波噪音，提高高效資料室內(nèi)處理的效率與質(zhì)量成為地震資料處理的一個課題。本文分析了西部戈壁地區(qū)高效采集地震資料諧波噪音產(chǎn)生的原因，闡明了該區(qū)資料諧波噪音的特點與去除方法，運用CMP域分頻處理諧波壓制技術(shù)諧波得到了很好的壓制，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：高效采集；地震；諧波；噪音壓制

1、 引言

HSD三維地震勘探項目是中石化首次在國內(nèi)采用可控震源高效采集技術(shù)部署實施的一塊重點三維。該技術(shù)主要是通過縮短相鄰震次的時間間隔來提高采集效率，降低采集成本【1】。因高效采集方法的特殊性，滑動掃描一段連續(xù)的記錄包含若干個掃描，不同炮記錄在時間上部分疊加在一起，對后一炮進(jìn)行相關(guān)時，諧波干擾產(chǎn)生的噪聲就會污染前一炮甚至前幾炮的數(shù)據(jù)【2】，使得地震資料含有大量諧波噪音，掩蓋了有效信號，如何高質(zhì)量高效率的去除諧波噪音成為高效采集地震資料處理的難題。在野外采集現(xiàn)場可以通過延長滑動時間、組合掃描等方法來壓制諧波噪音，在室內(nèi)處理也有純相位濾波法、基于反射系數(shù)的諧波壓制方法、基于預(yù)測濾波的諧波壓制方法等等，然而，在哈山東高效采集地震資料處理中，采用CMP域分頻處理的諧波壓制技術(shù)，取得了良好的效果，這種方法計算效率高，地震資料保幅性強，為高效采集海量地震數(shù)據(jù)諧波噪音的去除開辟了新道路。

2、 HSD地震資料諧波噪音分析及去除方法

需要室內(nèi)處理的高效采集資料是野外高效采集母記錄與掃描信號相關(guān)之后的地震資料，與常規(guī)采集資料的不同點是高效采集的資料除了具有常規(guī)采集地震資料含有的噪音之外，還具有一些高效采集特征噪音，如諧波、交涉干擾等。由于高效采集前一次掃描還沒有結(jié)束，后一次掃描就已經(jīng)開始，這樣后續(xù)掃描所激發(fā)的諧波很可能會污染前面幾次掃描記錄，從而形成臨炮諧波干擾【1】。采集完成后進(jìn)行逐炮分離時要將母記錄與升頻掃描信號進(jìn)行相關(guān)計算，相關(guān)后產(chǎn)生的諧波干擾在當(dāng)前炮的正上方，即負(fù)時間軸上，污染了前一炮的記錄。通過原始資料分析可知，該工區(qū)高效采集資料的諧波干擾在炮域連成片，集中分布在近偏移距附近，而且能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于正常信號，大約是其它相同時間記錄處的一千多倍。諧波的能量強度由諧波段記錄長度決定，即某次諧波所在的有效頻段在相關(guān)后諧波其實只是該段能量的一部分【3】，要壓制某次的諧波可以在該次的諧波頻帶內(nèi)壓制其能量，達(dá)到壓制諧波的目的。由上述分析可知，HSD高效采集地震資料的諧波噪音在炮域分布近偏移距的中深層，由于地表復(fù)雜，畸變的諧波嚴(yán)重，然而該工區(qū)的諧波能量較強，在CMP域，諧波噪音表現(xiàn)的較為分散，經(jīng)過分頻后，在某一固定頻段可以將諧波噪音的強能量當(dāng)作異常振幅，通過計算特定窗口某一頻帶內(nèi)各道數(shù)據(jù)的平均振幅，應(yīng)用空間中值濾波識別該異常振幅，然后通過插值替換或者剔除該異常振幅達(dá)到去除諧波的目的。根據(jù)掃描頻率（fa-fb HZ）把諧波頻帶分成多個小頻帶，在某一小頻帶內(nèi)異常振幅的表現(xiàn)是不同的，如圖1所示在0-fb HZ內(nèi)幾乎為0，因為該頻帶內(nèi)沒有諧波干擾，進(jìn)入諧波干擾頻帶后，在不同的小頻帶內(nèi)，諧波能量不同，因為在2fa-3fa HZ小頻帶內(nèi)只有二次諧波，在3fa-4fa HZ小頻帶內(nèi)既有二次諧波又有三次諧波，在給定窗口內(nèi)分別計算小頻段內(nèi)的平均振幅，根據(jù)資料分析結(jié)果在不同小頻帶內(nèi)給定不同的閥值，應(yīng)用空間濾波識別異常振幅，如圖3所示將異常振幅進(jìn)行插值替換，去除諧波噪音，這種方法不僅易于程序?qū)崿F(xiàn)，而且計算效率高。

3、 應(yīng)用效果

首先把地震資料分選到CMP域，根據(jù)諧波出現(xiàn)的位置選定時窗，把時窗內(nèi)的資料轉(zhuǎn)換到頻率域，并根據(jù)掃描頻率進(jìn)行頻帶劃分，哈山東高效采集掃描頻率是6-72HZ，其二次諧波頻段為12-72HZ，三次諧波頻段為18-72HZ·，為去除諧波干擾，把6-72HZ頻帶劃分成12-18HZ、18-24HZ、··、66-72HZ小頻帶，在每個小頻帶內(nèi)計算平均振幅，并把大于平均振幅10倍的視為異常振幅剔除掉，用相鄰道的資料進(jìn)行插值補充，壓制諧波干擾。如圖2、圖3諧波去除前后的單炮，與圖4、圖5諧波去除前后的疊加剖面所示，通過CMP域分頻處理諧波壓制技術(shù)，諧波得到了很好的壓制，效果良好。

圖 2 諧波去除前的單炮

圖 3諧波去除后的單炮

圖 4 諧波去除前的疊加剖面

圖5 諧波去除后的疊加剖面

4、認(rèn)識與結(jié)論

諧波干擾處理一直是高效采集地震處理的一個難點，通過諧波產(chǎn)生的原因及對帶有諧波干擾的單炮分析，可以把諧波干擾看作是CMP域特定時間窗口某一頻帶內(nèi)的異常振幅進(jìn)行處理。CMP域分頻處理諧波壓制技術(shù)在HSD高效采集地震資料的處理中計算效率高，效果明顯，為以后高效采集海量地震數(shù)據(jù)的諧波干擾處理提供了方法與例證。

參考文獻(xiàn)：

【1】王寶彬，李合群等。滑動掃描地震數(shù)據(jù)的諧波干擾壓制，石油地球物理勘探，2013，48（1）：37～41

【2】黃建平，周學(xué)鋒等?；瑒訏呙栌涗浿袎褐浦C波干擾方法，中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）2012，36（2）：81～85