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        黃土塬區(qū)地震數(shù)據(jù)去噪技術(shù)研究及應(yīng)用

        2021-12-11 01:43:23袁安龍
        油氣·石油與天然氣科學(xué) 2021年12期
        關(guān)鍵詞:黃土塬信噪比

        摘要:通過(guò)對(duì)該類地區(qū)地震數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)該類區(qū)域原始數(shù)據(jù)主要近炮點(diǎn)異常能量、多次折射干擾、線性干擾等噪音。如何基于這些噪音的發(fā)育規(guī)律找到針對(duì)性技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)有效壓制對(duì)于提高地震數(shù)據(jù)信噪比至關(guān)重要。針對(duì)近炮點(diǎn)異常能量,通過(guò)劃分近炮點(diǎn)區(qū)域,在時(shí)間序列開(kāi)展不同比例衰減,可以實(shí)現(xiàn)近炮點(diǎn)異常能量的有效壓制,提高地震數(shù)據(jù)信噪比。針對(duì)線性相干噪音,通過(guò)計(jì)算線性噪音的線性速度,采用曲波變換的方法,可以實(shí)現(xiàn)該類噪音的有效去除,進(jìn)一步提高地震數(shù)據(jù)信噪比的同時(shí)具有較好的保真性。

        關(guān)鍵詞:黃土塬;噪音衰減;近炮點(diǎn)異常能量;線性噪音;信噪比

        1.概況

        黃土塬地區(qū)近地表厚度大,速度低,對(duì)地震信號(hào)傳播中的吸收衰減非常嚴(yán)重,尤其是高頻成分的吸收更加嚴(yán)重,同時(shí)巨厚的黃土層嚴(yán)重影響震源激發(fā)強(qiáng)度,導(dǎo)致野外采集的地震數(shù)據(jù)信噪比很低,從大部分采集后的原始數(shù)據(jù)中基本很難發(fā)現(xiàn)有效反射,主要發(fā)育面波、多次折射干擾、線性干擾等噪音,因此如何有效壓制噪音信號(hào),突出有效反射,提高地震數(shù)據(jù)的信噪比是黃土塬地區(qū)地震資料處理的重要環(huán)節(jié)。

        2.噪音衰減處理技術(shù)方法研究

        根據(jù)噪聲出現(xiàn)的規(guī)律,噪聲可以分為規(guī)則噪聲和無(wú)規(guī)則噪聲兩大類。各種噪聲產(chǎn)生的原因和噪聲的種類都具有非常復(fù)雜和多樣化的特點(diǎn),因此在壓制噪聲時(shí)必須客觀地分析地震數(shù)據(jù)中的各種噪聲,認(rèn)識(shí)噪聲出現(xiàn)的規(guī)律和特征,根據(jù)有效反射波與噪聲的差異,采取合理有效的手段壓制噪聲。

        2.1主要研究思路

        通過(guò)對(duì)該黃土塬地區(qū)原始地震資料干擾波分析,發(fā)現(xiàn)此類地區(qū)主要發(fā)育近炮檢距異常振幅、面波、線性干擾、折射干擾等多種噪音。按照噪音發(fā)育特點(diǎn),采用先強(qiáng)后弱,先規(guī)則后隨機(jī)的原則,通過(guò)不同去噪方法的測(cè)試對(duì)比逐步實(shí)現(xiàn)發(fā)育的噪音的有效壓制。同時(shí)在去噪過(guò)程中從單炮、剖面、噪聲、頻譜、AVO特征對(duì)比等進(jìn)行質(zhì)控,保護(hù)低頻,做到保真。

        2.2近炮點(diǎn)強(qiáng)能量壓制

        在針對(duì)該類噪音壓制時(shí),首先要明確近炮點(diǎn)異常能量的發(fā)育規(guī)律,通過(guò)黃土塬地區(qū)單炮分析發(fā)現(xiàn),該類噪音基本是全區(qū)發(fā)育,但是主要集中在近炮檢距范圍內(nèi),主要原因是由于巨厚黃土層的存在,導(dǎo)致地震信號(hào)在傳播過(guò)程中能量衰減有一個(gè)臨界范圍,此類噪音嚴(yán)重制約后期的能量補(bǔ)償及有效信息的提取。

        通過(guò)對(duì)實(shí)際地震數(shù)據(jù)的處理試驗(yàn),形成了壓制近炮點(diǎn)異常能量的技術(shù)方法:

        根據(jù)發(fā)育范圍分三角區(qū)、方形區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分;

        通過(guò)頻率掃描在不同頻率范圍進(jìn)行分頻異常能量壓制;

        在時(shí)間序列上進(jìn)行門檻值時(shí)變控制,實(shí)現(xiàn)該類噪音的分區(qū)、分頻、分時(shí)針對(duì)性壓制。

        通過(guò)上述方法可以實(shí)現(xiàn)黃土塬地區(qū)近炮點(diǎn)異常能量的有效壓制,圖1是典型黃土塬地區(qū)近炮點(diǎn)強(qiáng)能量壓制前后的單炮及去除的噪音,從圖中可以看出,通過(guò)分區(qū)、分頻、分時(shí)的針對(duì)性壓制,有效去除了近炮點(diǎn)強(qiáng)能量,從頻譜分析中也可看出,強(qiáng)能量的有效壓制提高了有效信號(hào)的主頻,同時(shí)一定程度上提高了有效信號(hào)的信噪比。

        2.3 曲波變換線性干擾壓制除

        通過(guò)對(duì)黃土塬地區(qū)原始地震數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),在該類地區(qū)廣泛發(fā)育的另一類噪音是以折射干擾為代表的線性干擾。該類噪音是由于黃土塬地區(qū)高速頂上下速度差異明顯,存在明顯的反射界面,在地震數(shù)據(jù)高覆蓋次數(shù)采集的現(xiàn)狀下,野外采集到的地震數(shù)據(jù)多次折射等線性干擾信號(hào)異常發(fā)育,嚴(yán)重制約有效反射的疊加成像。

        曲波變換技術(shù)是將地震數(shù)據(jù)從時(shí)間域變換的頻率波數(shù)域,然后通過(guò)在頻率波數(shù)域更加細(xì)致的劃分頻率波數(shù)范圍,找到線性相干噪音主要分布的頻率波數(shù)范圍進(jìn)行針對(duì)性壓制,然后將壓制后的頻率波數(shù)域數(shù)據(jù)進(jìn)行反變換到時(shí)間域,實(shí)現(xiàn)線性干擾的有效去除,這樣可以減少假頻現(xiàn)象,處理過(guò)程具有更好的保真性。

        通過(guò)黃土塬地區(qū)實(shí)際數(shù)據(jù)的處理效果中可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)曲波變換技術(shù)方法的應(yīng)用,可有效去除線性干擾,同時(shí)能夠很好的保持處理前后數(shù)據(jù)的頻率特征,在具體較好保真性的前提下能夠提高有效信號(hào)信噪比。

        3.結(jié)論和建議

        (1)黃土塬地區(qū)近地表厚度大,速度低,主要發(fā)育近炮點(diǎn)異常振幅、多次折射為代表的線性相干噪音,原始數(shù)據(jù)信噪比較低,應(yīng)用針對(duì)性技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)這兩類噪音的有效壓制可以大幅提高有效信息信噪比。

        (2)針對(duì)近炮點(diǎn)異常能量,通過(guò)劃分近炮點(diǎn)區(qū)域,在時(shí)間序列開(kāi)展不同比例衰減,可以實(shí)現(xiàn)近炮點(diǎn)異常能量的有效壓制,提高地震數(shù)據(jù)信噪比,為后續(xù)橫向振幅補(bǔ)償?shù)於〝?shù)據(jù)基礎(chǔ)。。

        (3)針對(duì)線性相干噪音,通過(guò)計(jì)算線性噪音的線性發(fā)育速度,采用曲波變換的方法,通過(guò)頻率波數(shù)域的正反變換,可以實(shí)現(xiàn)該類噪音的有效去除,進(jìn)一步提高地震數(shù)據(jù)信噪比的同時(shí)具有較好的保真性。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 曾友良等.Radon變換場(chǎng)分離技術(shù)研究[D].青島:中國(guó)石油大學(xué)(華東),2007,1-83.

        [2] 張軍華,呂寧,田連玉,等.地震資料去噪方法、技術(shù)綜合評(píng)述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2005,20(4):1083~1091.

        [3] 吳長(zhǎng)江.三維錐形濾波器壓制面波的應(yīng)用效果分析[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2010,7(1):15~18.

        作者簡(jiǎn)介:

        袁安龍,男,1987年9月出生山東省諸城市,漢族,工程師,2014年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球探測(cè)與信息技術(shù),現(xiàn)于遼河油田從事地震資料處理工作。

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