線性噪音壓制方法研究

摘 要：文章總結(jié)了鄂南黃土塬探區(qū)的表層地震地質(zhì)條件和地震資料特點(diǎn)，在對(duì)原始地震資料進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確識(shí)別記錄中線性干擾、多組面波以及有效反射等波場(chǎng)。以往去除線性干擾采用的方法是f-k傾角濾波，由于該方法存在折疊噪聲、混波和掛面條帶異常等負(fù)效應(yīng)，因此，資料處理中該方法的應(yīng)用受到了限制。文章詳細(xì)分析了線性干擾的線性特性、傾角特性、相干性等波場(chǎng)特點(diǎn)，利用線性噪音的相干性，尋找到去除線性干擾的新方法。通過(guò)對(duì)比兩種方法應(yīng)用后的疊前道集和疊加剖面的效果分析，以及道集的信噪比、F-K頻譜的對(duì)比，揭示了新方法去除線性噪音的效果明顯好于F-K傾角濾波，同時(shí)克服了以往方法的折疊噪聲、混波和掛面條等缺點(diǎn)，較好地解決了該區(qū)黃土塬的線性噪音問(wèn)題，為后續(xù)的精細(xì)處理成像奠定了基礎(chǔ)，豐富了研究院的核心處理技術(shù)，它以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用在鄂南多個(gè)工區(qū)黃土塬地震資料處理中。

關(guān)鍵詞：線性干擾；F-K傾角濾波；疊加剖面

1 問(wèn)題的提出

由于地震勘探的精度、探測(cè)深度、方法技術(shù)等優(yōu)勢(shì)，三維地震仍然是油氣勘探所依賴(lài)的主要手段；然而，鄂南溝壑縱橫、黃土覆蓋厚、植被密集等獨(dú)特的地形地貌，給地震勘探的激發(fā)和采集造成很大困難；地形極其復(fù)雜，溝谷交錯(cuò)，地表起伏異常劇烈（見(jiàn)圖1），地表高程在900-1750米之間，局部高差在幾十米到上百米，工區(qū)內(nèi)水系較為發(fā)育，巖石出露，砂泥巖互層（砂厚泥薄），為鄂南工區(qū)地震資料的處理帶來(lái)了靜校正、多次波、線性斜干擾以及振幅一致性等一系列難題，同時(shí)為鄂南黃土塬區(qū)處理技術(shù)的提高帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

由于鄂南天然存在的復(fù)雜地表?xiàng)l件、低降速層的垂向厚度變化、橫向速度變化異常，導(dǎo)致地震波的傳播會(huì)形成一個(gè)復(fù)雜的地震波場(chǎng)；潛水面和高速層形成的速度或波阻抗界面，形成了各種類(lèi)型的地震波，包括直達(dá)波、深淺層一次折射波、深淺層多次折射波、多組面波、反射波等。一般地震資料分為噪聲和有效信號(hào)；噪聲可以歸納為兩類(lèi)：隨機(jī)噪聲和相干噪聲；隨機(jī)噪聲包括時(shí)間域隨機(jī)噪聲和空間域隨機(jī)噪聲；相干噪聲包括線性噪聲、交混回響和多次波。海上地震資料的相干噪聲包括有導(dǎo)波、面波以及側(cè)面散射；陸地地震資料的相干噪聲主要有多次折射、面波等。針對(duì)鄂南黃土塬典型的地震資料，進(jìn)行了地震波類(lèi)型的劃分，參見(jiàn)圖2。文章的研究是針對(duì)線性斜干擾提出的，是目前鄂南黃土塬區(qū)線性斜干擾壓制的行之有效的新方法，以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在鄂爾多斯地震資料處理中得到了廣泛應(yīng)用。

2 壓制原理

本方法是通過(guò)提取地震資料中相干性好的信號(hào)道，將此信號(hào)道從原始資料中做加減，得到對(duì)有效反射無(wú)損、相對(duì)保幅的資料，信噪比大幅度提高，為后期的處理奠定基礎(chǔ)。該方法是分兩步實(shí)現(xiàn)的，具體過(guò)程：

（1）給定道數(shù)寬度和時(shí)間窗口，沿著傾角范圍，依次計(jì)算窗口內(nèi)所有道的平均互相關(guān)，拾取相干值高于門(mén)限值的波形，形成輸出“子波”；垂向移動(dòng)時(shí)間窗口，依次計(jì)算窗口內(nèi)所有道的具有相干性的相關(guān)值，得到整個(gè)輸入道的相干信號(hào)分量；橫向移動(dòng)道數(shù)窗口，依次得到每一道的相干信號(hào)量，調(diào)用錐形化權(quán)系數(shù)，維持振幅的一致性。

（2）從原始數(shù)據(jù)中剔除提取的相干信號(hào)道，計(jì)算公式為：

Ain（x，t）為輸入原始地震信號(hào)道，Bext（x，t）為提取的相干信號(hào)道，fout（x，t）為輸出的地震信號(hào)，wt為權(quán)重系數(shù)。依據(jù)上述公式，得到線性干擾與其他信號(hào)的相對(duì)關(guān)系圖，參見(jiàn)圖3。

由圖3看出，當(dāng)wt=-0.5時(shí)，相干線性噪聲去除的最徹底，因此此時(shí)是最佳參數(shù)。

3 應(yīng)用效果

通過(guò)與F-K濾波方法的道集和疊加剖面效果對(duì)比，驗(yàn)證該方法對(duì)鄂南黃土塬工區(qū)地震資料的有效性。從輸出道集看，新方法比F-K傾角濾波去除的線性噪音更干凈、更徹底，潛水面折射和多次折射得到了衰減，凸顯了有效反射，殘留的線性噪音更少，對(duì)線性干擾的壓制效果更好，參見(jiàn)圖4。

從兩者的疊加剖面看出，參見(jiàn)圖5，F(xiàn)-K濾波后疊加剖面上存在嚴(yán)重的斜干擾，因?yàn)榈兰羞z留的線性干擾嚴(yán)重影響同相軸的疊加效果，相比之下，新方法去除線性噪音比較徹底，疊加效果明顯優(yōu)于前者。

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用效果表明，新方法明顯優(yōu)于F-K傾角濾波法，對(duì)道集的線性噪音去除的比較徹底，使同相軸做到了同相疊加。依據(jù)新方法的去噪原理，去除了具有較強(qiáng)相干性的線性干擾，得到?jīng)]有損害有效反射的地震資料，做到了相對(duì)保幅，滿(mǎn)足地震資料的處理和解釋要求，保證了地震資料的疊加效果，為地震資料處理效果的改善打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

衷心感謝馮永強(qiáng)、陳振忠等各位師傅的指導(dǎo)和幫助，以及那些對(duì)文章給予寶貴的資料和修改意見(jiàn)的同事們。

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作者簡(jiǎn)介：金寧寧（1986-），工程師，從事地震資料處理解釋的生產(chǎn)和研究工作。