喬小玲，王惠寧，趙光華(江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430035)

基于正交子集的錐形濾波去噪技術(shù)研究

喬小玲，王惠寧，趙光華(江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430035)

三維地震數(shù)據(jù)體中的面波、聲波、折射波等噪音，在三維空間上形成以震源為頂點(diǎn)的錐形體，在水平切片上顯示為圓形,在縱向切片上顯示為線性。三維F-Kx-Ky錐形濾波器的頻率響應(yīng)特征呈圓錐形，與噪音在正交子集道集上的分布形狀吻合，三維F-Kx-Ky錐形濾波可以很好壓制這類特征的噪音。根據(jù)面波在正交子集中表現(xiàn)特征穩(wěn)定特征，研究了一種基于正交子集的錐形濾波去噪技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用表明，在正交子集上利用錐形濾波壓制面波噪音，比傳統(tǒng)的壓制面波方法有更好的效果，且更大程度的保留了有效信號(hào)的原貌。

正交子集；錐形濾波；疊前去噪；面波

隨著勘探的日益深入，探區(qū)的成熟度越來(lái)越高，對(duì)資料的要求也越來(lái)越高。疊前去噪是提高資料處理品質(zhì)的重要一環(huán)。對(duì)于不同的噪音，可以根據(jù)其不同特性，利用其頻率、速度、波數(shù)、能量等的唯一性，在炮域、檢波點(diǎn)域、CDP域等將其去除，從而達(dá)到提高資料信噪比的目的。

面波在近排列記錄上表現(xiàn)為速度穩(wěn)定的線性干擾，可以通過(guò)基于速度的濾波(如F-K濾波[1]等)將其移除，但隨著非縱距的加大，面波在地震數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為雙曲形狀，通過(guò)F-K濾波已不能取得明顯效果。面波在正交子集中的表現(xiàn)特征穩(wěn)定，根據(jù)這一特征，筆者研究了一種基于正交子集的錐形濾波去噪技術(shù)，主要討論了面波在正交子集道集上被壓制的去噪技術(shù)。

1 正交子集的構(gòu)筑及面波的分布規(guī)律

圖1 正交子集分布示意圖

1)正交子集的構(gòu)筑 所謂正交子集，即通常所說(shuō)的十字排列。假如三維數(shù)據(jù)體上的炮線和檢波線是正交的，就可以抽取一條炮線和一條檢波線上的所有地震道組成一個(gè)正交子集。這一個(gè)正交子集，相當(dāng)于野外采集的一次覆蓋的地震數(shù)據(jù)體。在這個(gè)正交子集的反射點(diǎn)平面分布圖上，與檢波線平行的方向上的反射點(diǎn)來(lái)自同一炮點(diǎn)，而與炮線平行方向上的反射點(diǎn)則來(lái)自同一個(gè)檢波點(diǎn)。在正交子集中，反射點(diǎn)分布呈以中心點(diǎn)為圓心，以偏移距為半徑的同心圓，距離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)偏移距越大。同心圓的直徑方向的反射面元?jiǎng)t具有相同的方位角。通過(guò)正交子集的構(gòu)筑，地震數(shù)據(jù)的采樣在空間上也變得比較均勻，彌補(bǔ)了空間采樣不足的缺點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。

2)面波分布規(guī)律 面波在地震記錄上表現(xiàn)為一種很強(qiáng)的規(guī)則干擾波，具有振幅強(qiáng)、頻率低的特點(diǎn)。近排列記錄上表現(xiàn)為線型，具有穩(wěn)定的速度；遠(yuǎn)排列記錄上表現(xiàn)為雙曲型。在空間數(shù)據(jù)體上表現(xiàn)為以震源為頂點(diǎn)的圓錐體，面波噪音是從原點(diǎn)輻射出的直線，在其時(shí)間切片上表現(xiàn)為一圈圈的同心圓形狀[2](見(jiàn)圖2)。

圖2 面波在正交子集上的表現(xiàn)特征

2 錐形濾波的實(shí)現(xiàn)

由于面波在正交子集上表現(xiàn)為錐形，并且是從頂點(diǎn)輻射出的直線，具有穩(wěn)定的速度。將基于正交子集的地震數(shù)據(jù)通過(guò)三維傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到頻率波數(shù)域。當(dāng)固定某一頻率時(shí)，發(fā)現(xiàn)在其水平切片上也顯示為圓形；而且在頻率域的顯示也為圓錐形，與面波噪音在正交子集上的表現(xiàn)特征一致。由于正交子集域共中心點(diǎn)之間的距離分別為炮點(diǎn)距和檢波點(diǎn)距的一半，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)道集記錄里空間采樣不足的問(wèn)題，這樣也就更加保證了面波特征的穩(wěn)定性。筆者建議野外采集時(shí)，盡可能使原始數(shù)據(jù)更加均勻規(guī)則，便于去噪的徹底性。

在實(shí)際處理時(shí)，先分析出面波所在的頻率段，然后測(cè)量出面波的線性速度范圍，通過(guò)F-Kx-Ky域的三維錐形濾波來(lái)壓制面波。從壓制面波前后的切片上可以看出，面波在切片上的圓形標(biāo)志被有效地去除(見(jiàn)圖3)。從壓制前后的地震記錄和噪音數(shù)據(jù)上可以看出(見(jiàn)圖4、圖5)，面波得到了較好的壓制，信噪比有所提高，且沒(méi)有傷害到有效波，做到了去偽存真。如果經(jīng)過(guò)錐形濾波處理，由于一些樣點(diǎn)的線性特征不是很明顯，而殘留在地震記錄上，可以通過(guò)炮檢點(diǎn)的重排，使其在另一個(gè)方向的正交子集上的面波特征更明顯，而將其有效去除。

圖3 面波壓制前后切片顯示

圖4 面波壓制前后地震記錄及噪音

圖5 面波壓制前后疊加剖面

3 結(jié) 語(yǔ)

應(yīng)用三維錐體濾波技術(shù)，能夠做到高分辨率的相對(duì)保幅處理，保證地震數(shù)據(jù)的可靠性。實(shí)際應(yīng)用表明，三維錐體濾波技術(shù)可以有效地壓制單炮記錄上遠(yuǎn)排列端的雙曲型面波，克服了二維F-K濾波只能濾除線性干擾，無(wú)法壓制強(qiáng)能量雙曲型噪聲的缺點(diǎn)；同時(shí)克服了高通濾波濾除面波的同時(shí)也濾除了低頻有效波的缺點(diǎn)；最大程度的保護(hù)了低頻段的有效波的完整度，同時(shí)也提高了該頻段的信噪比，有利于進(jìn)一步開(kāi)展地震地質(zhì)反演與油氣預(yù)測(cè)。

[1]張昌君,曲良河,呂功訓(xùn),等.多頻帶消除地滾波的方法[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào),1997,21 (5) :13-15.

[2]錢榮鈞.地震波的特性及相關(guān)技術(shù)分析[M].北京: 石油工業(yè)出版社，2008: 104-106.

[編輯] 洪云飛

P631.44

A

1673-1409(2012)05-N078-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.025

2012-02-16

喬小玲(1980-)，女，2003年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事地震資料處理和方法方面的研究工作。