董建國

【摘 要】在西部地區(qū)，由于受近地表條件的影響，塔里木資料品質較差，散射波干擾非常強，部分有效波完全淹沒在這些干擾中，為此對這些低信噪比資料中干擾去除方法的研究與探討顯得尤為重要。

【關鍵詞】散射波；疊前檢波點域分頻處理；F-K濾波；GRISYS系統；LINOEL模塊

0.引言

在地震資料處理中，資料的品質一直是困擾我們的一個重要問題。尤其是在復雜構造區(qū)，由于近地表非均勻性引起的散射噪音，嚴重影響了地震資料處理的質量，提高這些地震資料的信噪比已成為迫切需要。因此，地震散射波再一次成為眾所關注的研究熱點。

地震波散射包括的領域很廣，廣義地說，任何由地球三維非均勻性引起的地震波的變化都可以稱為地震波散射。但傳統上只研究狹義的地震波散射現象，即由地球三維非均勻性引起的、超越幾何光學領域的地震波場畸變現象。地震波的散射是地震波與地質體相互作用產生的，散射波是一個更為廣義的概念，反射波是散射波的一個特例。反射波所具有的特征，散射波同樣有。散射波的傳播機制與反射波相同[1]。根據惠更斯-夫列涅爾原理，任意時刻波前面的每一點都可以看作是一個新的點源，由它產生二次擾動，形成元波前，而以后新波前的位置是各元波前的包絡，由波前面各點所形成的新擾動，在觀測點上相互干涉疊加，其疊加結果是在該點觀測到的總擾動。這種波動就是由入射波與地下非均勻體相互作用而產生的散射波，它含有地下介質的不均勻性信息。

雖然地震波散射在某些領域的研究成果已卓有成效，但是在許多領域的應用才剛剛開始，深度遠遠不夠，油氣勘探也是其中之一。本文對塔東北地區(qū)的資料進行了比較和分析，并采用相應的不同方法進行處理，并對其方法進行總結。

1.散射波的形成機理

從物理學的角度來說，如果界面凹凸不平，但凹凸部分的尺度相對于波長很小的入射波，界面將發(fā)生波的反射；若相對于波長較大的入射波則發(fā)生散射。

在實際地下介質中，震源激發(fā)的地震波入射到介質中大體會發(fā)生3種情況的響應：散射、繞射和反射。散射是最普遍的，產生條件也最寬泛；繞射次之；相對來說，反射的產生條件要求最嚴格，要在相對光滑的界面上產生。

根據惠更斯原理可知，近地表散射波是由震源產生的波傳播至散射點后，以散射點為新震源激發(fā)出的波，屬一種近地表的次生干擾。散射點可以是近地表起伏不平引起的，也可以是近地表的巖性變化引起的。散射點在 3-D 空間的分布往往不在地震測線上，所以通常將近地表散射波稱為側散射波[2]。當散射點與測線的距離在 1 公里 以上時，在記錄上表現為平緩的雙曲線，與常見的反射波和繞射波十分相似。而且折射波激發(fā)的散射波在淺層高速層中傳播時，地層對它的吸收作用很小，因此振幅較強，這使得實際處理中壓制這類干擾波十分困難。為了更好的認識近地表散射波，我們選取了塔東北地區(qū)的實際資料，進一步研究散射波干擾對地震資料的影響。

2.散射波對地震資料的影響

在西部地區(qū)，其地表地質條件復雜，其相對高差較大，低降速帶速度及厚度橫向變化較大，在這些地區(qū)得到的資料，多具有信噪比低、靜校正問題嚴重的特點。塔里木地區(qū)的部分地震資料品質較差，散射波干擾非常強，部分有效波完全淹沒在這些干擾中，為此對這些低信噪比資料中干擾去除方法的研究與探討顯得尤為重要。

3.散射波的壓制和去除方法研究

對塔東北資料分析中，散射干擾尤為發(fā)育，甚至將有效波掩蓋掉。這些干擾波能量非常強，直接影響到對其他處理方法的參數提取，同時對速度譜的拾取也造成很大障礙。在對此地區(qū)資料的處理過程中，根據資料的具體情況，一方面選擇恰當的去噪方式，另一方面在處理過程中，可以靈活應用，克服去噪方法本身的一些弊端，從而取得較好的效果。在此地區(qū)資料處理過程中，在疊前采用F-K域濾波技術，根據噪音的視速度和角度去除線性關系較強的一些規(guī)則干擾。當干擾信號與有效信號在F-K域界線不明時，造成混淆，處理效果不理想，這時對干擾波的特征進行分析，采用有針對性的方法，即利用GRISYS系統中的LINOEL模塊進行處理，使得噪音信號與有效信號分離開來，從而較為準確地找到噪音數據進行去除，達到預期目的。

3.1常規(guī)F-K濾波分析

通常去除線性干擾的方法是F-K濾波，它是基于二維傅立葉變換的線性去干擾方法，利用有效波和干擾波在F-K域中的頻率和視速度上的差異設計一個濾波器，將干擾波濾掉[3]。F-K濾波的基本思路為：經過預處理后，首先進行速度分析，并對數據進行NMO校正，校正速度介于有效信號與噪音信號之間，把校正后的數據進行二維傅立葉變換，由于有效波與干擾波的視速度不同，在F-K空間它們分別位于不同的位置，設計F-K濾波器，對干擾波進行切除；再進行二維傅立葉逆變換，把數據返回到時空域，用相同的動校正速度進行反動校，這樣就可以得到壓制干擾波處理后的道集。

F-K濾波可以濾掉任意方向、任意視速度的干擾波，時窗可以任意給出，利用它來壓制線性干擾波、多次波、虛反射等干擾波，其缺點是濾波參數不能空變。如果要在剖面上同時去掉幾種視速度和方向角都變化的干擾波時，F-K濾波就顯得無能為力了。由于散射干擾波的視速度在不同排列上變化較大，且F-K濾波在線性干擾能量消除過程中是多道進行的，這樣在單炮上會造成能量空白帶，因此在疊加剖面上存在一些“蚯蚓化”、“假構造”等現象。因此，F-K空間濾波方法不能很好地區(qū)分散射干擾波和有效信號，在去除干擾的同時對有效信號損害較大，應用時也比較麻煩。

3.2 GRISYS中的LINOEL模塊分析

GRISYS處理系統在去噪方面具有較強的優(yōu)勢，這也是GRISYS處理系統的特色之一，GRISYS處理系統中常用的去除線性干擾模塊是LINOEL模塊，該模塊是在小區(qū)域內檢測并壓制線性干擾，實驗證明能得到較好的壓制效果。此模塊在壓制線性干擾時，被濾除的部分主要集中在干擾波覆蓋的區(qū)域，其他部分則不受影響，具有振幅保持和波形不畸變等特點。

LINOEL模塊也是基于二維傅立葉變換的線性干擾去除方法，它對線性干擾是逐道壓制的，它的掃描檢測的起點是不斷變動的，所以不存在掃描范圍的限制，從而可以較好的壓制地表散射干擾。

LINOEL模塊的基本思路是：首先將預測出的線性能量進行記錄，然后在單道上再次進行統計后給予壓制，可以說它的噪音計算是“雙向”的，這樣就可以避免在單炮上出現規(guī)則性能量空白，疊加剖面上也不會出現“蚯蚓”現象。

3.3效果分析

根據實際三維地震資料中散射波發(fā)育的特征，通過采取針對性較強的技術措施，即在疊前的不同處理環(huán)節(jié)，采用上述散射干擾波去噪技術，取得了較好的處理效果。綜上所述，檢波點域分頻去噪技術有效地去除了散射波干擾對資料的影響，提高了資料的信噪比，特別是保證了目的層段資料的品質，實際應用效果理想。

4.結論

針對西部地區(qū)地表地質條件復雜、地震資料信噪比低、品質較差、散射干擾嚴重等特點，通過理論分析及實際資料的處理證明，應用傳統F-K濾波法后的疊加剖面存在一些“蚯蚓化”、“假構造”等弊端；而用GRISYS中的LINOEL模塊處理后的效果明顯優(yōu)于F-K濾波法，能很好的壓制和去除散射干擾波，并對有效反射波的影響小，能夠更好的滿足高保真、高分辨率、高信噪比的處理需要。

【參考文獻】

[1]陸基孟.地震勘探原理.東營：石油大學出版社，1993.

[2]閆世信.山地地球物理勘探技術.北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[3]王振東.淺層地震勘探應用技術[M].北京：地質出版社，1988.