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地震勘探资料处理
地震勘探资料处理的任务是对原始资料进行压制干扰,提高信噪比与分辨率,提取地震参数等处理工作,为解释工作提供地下结构的剖面和各种岩性参数。地震勘探资料处理技术方法很多,新方法发展也很快,本节只对常规的处理方法及进展情况进行介绍。
1.校正和叠加处理
水平叠加是目前地震勘探中最常用的勘探方法。水平叠加资料处理核心是动校正、静校正和叠加。经过处理后,野外观测记录转换为供解释用的水平叠加时间剖面。在处理过程中适当选择速度参数可压制多次反射干扰和随机干扰,获得高质量的时间剖面。
(1)动校正处理
动校正是将炮检距不同的各道上来自同一界面同一点的反射波到达时间经正常时差校正,校正为共中心点处的回声时间,以保证在叠加时它们能实现同相叠加,形成反射波能量突出的叠加道。动校正处理中需使用速度参数,对于水平层状介质来说,如果选用的速度正确,反射时距曲线由双曲线能校正为直线。叠加时各道能同相叠加。使用的速度过大或过小都不能保证实现同相叠加。
(2)静校正处理
静校正是对表层因素的校正。表层低速带的速度十分低,深、浅层反射波的射线路径尽管在低速带以外的各地层中传播时各不相同,但在表层附近几乎都是近于垂直的。因此,静校正量的大小只与地面位置有关,即对于某一道而言,深、浅层反射波有相同的静校正量,所以称之为“静”校正。静校正分为野外静校正和剩余静校正两类。利用野外实测的表层资料直接进行的静校正称为野外静校正,又称基准面静校正。这种校正包括井深校正、地形校正和低速带校正。如果野外实测资料不很准确,则野外静校正之后仍残存着剩余的静校正量。提取表层影响的剩余静校正量并加以校正的过程称为剩余静校正。剩余静校正量不是从野外实测资料求得,而是直接利用地震记录提取。实践中往往利用统计的方法自动地计算剩余静校正量。
早期获取静校正量是通过在反射波法勘探的同一测线上,用小折射排列再做一次折射波法勘探。因为低速带底界面是一个良好的折射界面,用折射波法工作可以得到质量优良的折射波记录。用常规折射波解释方法求出低速带底界面深度和浅层速度,进而可求出静校正量。近年来发展起来的利用反射波法工作时在反射波记录上的初至折射波求出低速带底界面和静校正量。这种方法无须再进行一次小折射排列工作,因此工作效率高。
(3)叠加
经过动、静校正处理后,共中心点道集中各道反射记录时间已换算为从一个统一基准面计算的双程旅行时,可以进行叠加处理。常规叠加是将道集中经过动、静校正后的各道上序号相同的采样值取算术平均值,组成叠加道输出。每个共中心点道集输出一个叠加道。一条测线上所有叠加道的组合组成直观反映地下构造形态,可供解释使用的常规水平叠加时间剖面。叠加处理的方法很多,常规叠加是地震处理工作中最常使用的一种方法,其叠加公式为
普通物探
式中:y(j)为叠加结果(叠加道上第j个样值);gi(j)为叠加输入道集中第i道第j个样值;j为采样点序号;i为共深度点道集中记录道序号;n为道集中总道数;L为每道的总采样点个数。
上述动、静校正与叠加处理环节是相互影响的。通常,不可能一次就将动、静校正工作做好,往往需要反复迭代处理,经多次迭代后才能得到质量较高的输出剖面。
2.数字滤波处理
在地震资料数据处理中,数字滤波方法是利用有效波和干扰波之间频率和视速度方面的差异来压制干扰的,分别称为频率滤波和视速度滤波。频率滤波只需对单道数据进行运算,称为一维频率滤波。视速度滤波需要同时处理多道数据,故称为二维视速度滤波。滤波可利用电路实现,也可利用数字滤波技术通过数学运算实现。目前,室内处理已广泛采用数字滤波方法。
(1)一维滤波
为了突出有效波,先根据有效波和干扰波的频率范围差异,设计频率响应H(ƒ),然后进行反傅里叶变换,求得滤波系统的脉冲响应h(t),以h(t)对地震记录进行褶积,即可达到滤渡效果。当高频干扰严重时,为消除干扰,根据有效波和干扰波的频率特性设计低通滤波系统的频率响应。在一般条件下,既要压制高频干扰,也要压制低频干扰,这时可设计带通滤波器。
(2)二维滤波
地震波在地下传播,既有空间变量,也有时间的变量。进行二维滤波时,应根据勘探地区地震波传播特点,确定频率波数响应函数H(ƒ,k),其中ƒ为频率,k为波数(地面上单位距离内的波周数),然后由H(ƒ,k)的二维傅里叶反变换求出时间、空间域内的滤波响应函数h(t,x)。将地震记录作为输入信息ƒ(t,x)与二维响应函数h(t,x)进行二维褶积,可得到所需的二维滤波输出信息ƒ′(t,x)。
进行二维滤波必须找出有效波的频率差异和视速度差异,然后确定适当的区域D。如果有效波的视速度很高,而干扰波的视速度很低时,区域D可选成图5-15a的形状。即所谓扇形滤波。有效波视速度不高,但干扰波的视速度很高或很低,区域D可选为图5-15b所示形状。如果除了视速度差异外,还有频率差异,则区域D可分别选为图5-15c和d的形状。
图5-15 二维滤波的波数域
3.反滤波
地震波在地下传播过程中,高频部分常被吸收,使记录到的地震脉冲时间延长,并相互干涉造成波形畸变。为提高地震记录的分辨率,有必要设计一种滤波系统,使记录波形压缩成尖脉冲,只显示反射波的振幅及到时。这样的滤波系统称为反滤波。其数学运算称为反褶积。
反滤波仍然是一个滤波过程。
设x(t)是时间函数为h(t)的滤波器的输入,y(t)为输出,则有
y(t)=x(t)∗h(t) (5-10)
现设计一滤波器α(t),使得当y(t)作为其输入时,得到的输出一定是x(t),则α(t)就是h(t)的反滤波,此过程可用图5-16表示。
图5-16 尖脉冲的反滤波系统
地震勘探反滤波的主要任务是抵消大地滤波作用,其中包括地震记录道中各种装备对地震子波的滤波作用,从而提高纵向分辨率。某些规则干扰波的形成过程也看作是滤波过程。研究反滤波就是研究如何设计一个滤波器去抵消另一个滤波器的作用。通常有两种方法用来设计反滤波器,即确定性方法和统计方法。实际工作中,采用确定性方法设计反滤波器时,须事先已知大地滤波因子,在地震勘探中这一点往往难以做到,因此,在地震勘探中往往利用统计方法求取滤波因子。
提高纵向分辨率是地震勘探工作中的一项重要任务,其理想结果是地震子波被压缩成尖脉冲,地震记录变为反射系数序列。如能得到这一结果,就相当于完成了反演工作。目前,尽管存在不少反滤波方法,但实际应用效果往往并不理想。其原因是各种反滤波法都必须有若干假设条件,而这些假设条件往往不能准确给出,另外,大地的滤波作用十分复杂,到目前为止还未完全清楚,也就是说正演问题还未彻底解决,当然谈不上反演问题的彻底解决了。研究反滤波的一个努力方向是发展和应用其假设尽可能接近实际的反滤波方法;另一方面必须加强大地滤波机制的研究,随着正演问题的深入认识,反滤波方法才能得到进一步的发展。
4.偏移成像处理
偏移成像是提高地震资料横向分辨率的一种处理技术。偏移的目的就是将每种反射要素适当地归位到反射面位置上去。因此,偏移处理又称为再定位处理或偏移归位处理。
根据偏移处理在整个处理流程中的位置可分为叠前偏移、叠前部分偏移、叠后偏移和深度偏移四种类型。这几种偏移除在处理流程中的位置不同外,它们的目的、作用和解决问题的方式也有所不同。目前广泛使用的是叠后偏移。
(1)叠后偏移
叠后偏移在水平叠加之后进行。一般认为水平叠加剖面相当于自激自收记录剖面,故叠后偏移又称为自激自收记录剖面的偏移。
当反射层面倾斜时,其共中心点和反射点不在同一垂线上,如图5-17 二维滤波的波数域所示。S 为激发点,G 为接收点,M为共中心点,R为反射界面水平时的反射点,R′为反射界面倾斜时的反射点。这时记录剖面上的反射波同相轴和倾斜界面段之间,在位置、长度、倾角等方面都不一致,因而必须对同相轴进行校正,使之偏移到真实位置上来。较简单的方法是叠后偏移。在图5-18所示情况下,M为共中心点,R(x,z)是反射界面上到M点为法线方向的反射点,h为M点到界面的法线深度,即MR(x,z)
图5-17 共中心点与共反射点
图5-18 叠加偏移
普通物探
式中:H为R(x,z)点的垂直深度;x为R(x,z)点的横坐标;υ为平均速度。因此,M点的回声时间t0为
普通物探
令t=2H/υ,
,
可得
普通物探
此式相当于(t,t′)坐标系中以M为圆心,以t0为半径的圆的方程式。就是说,反射点R(x,z)必然位于该圆弧轨迹上,在进行叠后偏移处理时,先在共中心点道M的记录上确定一个t0值,然后改变不同的x值,按上式可得出不同的t值,求得不同坐标点(t,t′),这些点必然位于此圆弧上。若再将记录上t0时刻所对应的振幅值α(t0)置放到圆弧的这些点上,如图5-19所示,这样就完成了一个t0值的偏移处理。然后改变 t0值,重复上述处理过程,直至t0到达该记录道的终了时间为止。依次改变共中心点M的位置,改变t0值,分别重复上述处理,就可得到一条地震测线的时间剖面的叠加偏移结果。
图5-19 t0值的偏移
(2)叠前偏移
在多次覆盖观测时,M为S1G1及S2G2的中心点,如图5-20所示。由于倾角较大,界面上的反射点R1和R2将不在一个点上,两道反射记录经动、静校正后也不同相。按水平叠加处理则效果不好,若要实现共反射点叠加,必须先偏移后再叠加,称为叠前偏移。
图5-20 反射倾角大时的共反射点
图5-21 偏移叠加
叠前偏移如图5-21所示。反射面倾角较大,S为激发点,G为任一接收点,R为界面上的任一反射点,则所记录到的反射波传播时间为
普通物探
式中:υ为平均速度。
对于某一接收点G,反射波到达的时间t为常数,则其传播距离υt亦为常数。若将反射点R变动,S、G两点固定,则R的轨迹为一椭圆的两焦点,它们之间的距离为L,且椭圆长轴等于υt/2,短轴等于
。
设R的坐标为(x,z),则此椭圆方程式为
普通物探
即如在t时刻G点接收到一反射信号,则此反射点必位于上式表示的椭圆轨迹上。这样,对于共激发点道集记录来说,如图5-22所示,可先分别取定时间t和速度υ,按上式计算并给出各自的椭圆。属于同一界面的反射波,其相应的椭圆簇的包络线R必为反射界面。
图5-22 共炮点反射波道集记录的椭圆法偏移
叠前偏移的基本思想,就是以共炮点道集所绘椭圆簇的包络来确定反射界面的几何位置,再利用不同炮点道集所绘椭圆簇的共切点来实现共反射点道集的叠加,因此偏移剖面上强信号的存在一般与反射界面的存在一致。
5.速度参数提取
速度参数的提取是地震数据处理中一个十分重要的环节。它的目的主要是为水平叠加、偏移等处理提供速度参数。
在沉积岩中,速度的空间分布规律取决于地层沉积顺序及岩性特点。沉积岩成层状分布决定了速度在剖面上的成层分布的特点,这一特点是使用地震勘探的有利前提。速度与深度和地质年代有关,一般随深度的增加而加大,速度垂直梯度的存在是速度剖面的一个重要特点。工作区地质构造及沉积岩相的变化,也会引起速度在水平方向的变化。一般来讲,速度的水平梯度不会很大,但断层、不整合和尖灭,都可能对速度的水平梯度产生较大的影响。
地震勘探中,根据获得速度的原始资料、计算方法、用途的不同以及对介质简化的不同,可以引出几种速度概念,而这些不同的速度又是随着地震勘探本身方法技术的发展而出现、变化和淘汰的。
(1)几种速度概念
1)层速度:在水平层状介质情况下,地层速度也成层分布,地震波在各层中的传播速度称为层速度,用υi表示,它是一个基本速度参数。其他速度大部分由υi导出,但在实际工作中,也可用其他速度来反求层速度。
2)平均速度:等于地震波在地层中垂直传播的总厚度除以总时间。用平均速度代替层状介质的速度后,就可把层状介质视为均匀介质,平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度与总传播时间之比,即
普通物探
式中:υi为各层层速度;ti为各层旅行时。
在层状介质情况下,只有炮检距为零时,平均速度才是精确的地震速度。平均速度仅适用于叠偏剖面的时深转换。
3)射线平均速度:地震波在层状介质中传播时,沿不同的射线路径有不同的传播速度。射线平均速度就是地震波沿射线传播的总路程与总时间之比,见图5-23所示。水平层状介质的射线平均速度公式为
普通物探
式中:P代表射线参数。
图5-23 射线平均速度示意图
射线平均速度既是射线参数P的函数,也是炮检距x的函数,并随炮检距的增大而增大。当炮检距等于零时,即P=0,射线平均速度与平均速度相等。射线平均速度较精确地描述了波在介质中的传播情况。但到目前为止,还没有专门测定射线平均速度的方法,而是用其他速度来代替。当讨论其他速度时,就以射线平均速度为标准来衡量它们的精度。
4)均方根速度:考虑到射线的折射效应,用均方根速度(υR)代替层状介质的速度,同样可以把层状介质视为均匀介质,地震波沿折射线传播看成沿直射线传播,其反射点时距曲线简化为双曲线,即
普通物探
式中
普通物探
为水平层状介质的均方根速度。当炮检距适中时,均方根速度是较精确的地震波速度。
5)等效速度:倾斜界面,均匀介质覆盖情况下,如果介质速度为υ,界面倾角为φ,倾斜界面均匀介质情况下等效速度为υφ:
υφ=υ/cosφ
进而可以写出
普通物探
倾斜界面情况下,共中心点道集叠加时可能出现反射点分散和动校正不准确的问题。引入等效速度υφ,用υφ代替υ倾斜界面共中心点时距曲线就可以变成水平界面形式的共反射点时距曲线,用υφ按水平界面动校正公式,对倾斜界面的共中心点道集进行动校正,可以取得很好的叠加效果。
6)叠加速度:在水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖为层状介质或连续介质情况下,均可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线,用一个共同的公式来表示
普通物探
式中υa即为叠加速度。
对于不同的介质结构,它有更具体的意义,对倾斜界面均匀介质υ就是υφ,对水平层状介质就是υa或υR等。
(2)速度分析
速度分析的目的之一是为水平叠加、偏移等提供速度参数。地震记录是多道记录,多道信号的正常时差中隐含着地震波传播速度这一参数。如果能够从记录中准确拾取反射信号,得到正常时差,则求取速度参数不会有多大问题,但拾取反射信号十分困难,只能由计算机利用多道记录按多道平均的思想进行。假设各道真实反射信号的形状和振幅均相同,只是到达时间不同,且记录上的噪声是均值为零的白噪,则根据多道平均思想所得到的最佳估计信号ŝ(t),正好是多道记录上按精确的正常时差曲线取值后各道的平均值,也正好等于各道上的真实反射信号S(t)。能否得到多道信号的最佳估计S(t),使均方误差与Q达到最小,可利用Q与正常时差的关系不断调整各道正常时差以达到Q最小来进行速度分析。速度谱和速度扫描是最常用的速度分析方法。
地震噪声特征分析及去噪技术
(一)地震资料噪声类型特征及传播规律
渤海湾地区地表条件非农林地区植被茂盛,工业地区机械设备繁多,输电线路林立,公路干线较多;滩涂地区淤泥遍布,养殖业发达;浅海油区钻井平台较多。复杂的地表条件,使得采集的资料广泛发育各种类型的干扰波,严重影响后续的提高分辨率等工作及最终偏移成像,如何有效去除不同类型的噪声是提高资料品质的关键。
1.多次波
当地震波在地下传播时,若地下存在强反射界面,同时地面与空气的分界面波阻抗差很明显,是一个良好的反射界面,反射波可能在地下强反射界面及地表面之间震荡,从而形成多次波(图4-34)。多次波一般周期性较强,地震响应总和一次反射波相关,但其物理特性又和一次反射波不同。多次波的识别和压制正是利用了这一特性。
图4-34 长程多次波在单炮上、道集上、速度谱上的表现
2.面波
面波是地震勘探中常见的噪声,按传播路径可分为三种:分布在自由界面附近的瑞雷(Rayleigh)面波;在表面介质和覆盖层(通常指海水和海底)之间存在的SH型的勒夫(Love)面波;以及在深部两个均匀弹性层之间存在的类似瑞雷面波型的史通利(Stoneley)面波。
面波干扰特点小结:①能量、频率等属性随激发接收因素的变化而变化;②主频一般较低;③一般具有一定的相关性;④能量一般随着时间的推移和炮检距的增加而衰减。
3.空腔鸣震
由于潜水面位置抽取卤水晒盐,造成空洞问题,激发岩层孔隙度大,形成空腔鸣震干扰现象,其严重干扰浅、中层资料成像,且影响能量向下传播,造成深层反射信号能量弱。
空腔鸣震具有周期性和线性的特点。分布没有规律,与折射波、直达波、有效反射波混杂(图4-35),角度不同,速度不同。空腔鸣震模拟表明,在野外有空穴的地方施工时,震源最好在空穴之下激发,以得到质量较高的单炮记录。
4.大钻干扰
在油区进行地震采集时,钻头钻进时产生的大钻噪声必将与有效波发生干涉。大钻噪声传播类似于单程绕射波时距曲线,其极小点在钻头正上方。
图4-35 空腔鸣震干扰单炮记录
大钻噪声的传播特征如下:
(1)在不同域中其时距关系表现不同,在共炮点道集上,表现为双曲线特征(图4-36),排列距钻机越远,相邻道间的旅行时间越长,视速度在不同排列上有所不同,变化较明显;
(2)在共中心点道集上,由于噪声到达各接收道的时间不同,大钻干扰噪声在CMP域表现为不规则噪声,如图4-37所示;
(3)在共检波点道集,由于各道接收干扰噪声的时间不同,大钻干扰噪声规律性不强。
图4-36 大钻噪声在单炮记录中的显示
图4-37 大钻噪声在CMP道集中的显示
5.50Hz工业干扰
在野外地震资料采集过程中,如果地震测线上方有输电线路通过,相应的地震记录中就存在50Hz左右的强单频干扰波。该干扰波在地震记录整个或部分时间段具有很强能量,严重地影响资料信噪比。在渤海湾陆地区域村镇、厂矿较多,用电设备密集,造成高压线路广泛分布,使得所采集地震资料单炮记录中存在较为严重的50Hz工业干扰(图4-38),特别是工业发达地区,严重影响地震资料信噪比。
50Hz工业干扰特征:a.频率在50Hz左右;b.干扰能量贯穿接收道整个采集时间段,深层部分在能量补偿后变得更强,几乎将有效反射信号淹没;c.在单炮记录上分布广泛但无规律,但固定分布在靠近高压线的检波点上。
图4-38 具有严重的50Hz工业干扰的单炮
(二)叠前去噪方法的配套技术
1.多次波压制技术
目前地震资料去噪的难点是压制多次波,特别是层间多次波。目前来说,多次波压制属于世界性难题。其方法基本可分为两大类:一类是基于有效波和多次波之间差异的滤波方法(表4-9),另一类是基于波动理论的方法(表4-10)。
表4-9 基于有效波和多次波之间差异的多次波压制方法
表4-10 基于波动方程多次波压制方法
1)常规多次波压制方法:Radon变换法及改进
Radon变换一般包含三个步骤:Radon正变换、动校正量(或速度)切除和Radon反变换。消除多次波的方法是“减去法”。
用一次波校正后变换到Radon域,将一次波切出来,多次波的近道由于接近水平,能量分布与一次波相近,因而压制不理想;用多次波校正后变换到Radon域,将多次波切除,多次波的远道存在拉伸畸变,与近道不在同一直线上,因而远道压制不理想。为此,提出“两步法”压制多次波:首先用多次波作动校正,对多次波进行切除,为保护有效波,对多次波切除应尽可能小,此时多次波能量大部分被压制,只剩下远道的能量(图4-39中);然后用一次波校正,转换到Radon域后把一次波能量切出来,同样为保护有效波,对一次波切出应尽可能大(注:这时只剩下远道的干扰波,也可以对τ-p域内远离p0道的多次波进行动校正量自适应切除)。两步之后,多次被压制得很干净。但由于原始数据一次波和多次波的离散性,转换到Radon域能量发散,切除时难免对一次波有轻微损伤(图4-39右)。
从图4-39可以看出,该方法压制多次波效果非常理想,多次波基本被压制干净;不足之处就是,在压制多次波的同时难免会损失有效波能量。因此,该方法的适用范围是:如果目标是高精度的构造成像,对振幅的AVO变化特性要求不高,就可以采用该方法,会取得较好的多次波压制效果。
图4-39“两步法”线性Radon变换
2)保幅的多次波压制方法:剔除拟合法
常规压制多次波的方法,诸如Radon变换法,在压制多次波的同时不能保留振幅的AVO效应,也就是说不保幅。剔除拟合法(李庆忠,1995)可以解决这个问题——在压制多次波的同时保留振幅的AVO效应。其基本思路是:先将CDP道集用一次波的速度作动校正,将其拉平。以某t0时刻为准,把横向上各道的振幅值绘出来,如图4-40所示。一次波的AVO振幅是渐变的,可以用一个抛物线型的二次曲线表示为
A=Qx2+P (4-15)
式中,P为正入射纵波的振幅;x为炮检距;Q可称为抛物线曲率。
在图4-40中,多次波表现为在抛物线上的一个多余波形。这些多余波形离开抛物线的误差很大。因此,只要把这些大的误差点剔除,就能得到很少受多次波影响的拟合P值及Q值。所以,先采用最小二乘法拟合出一个P值和Q值,得到一条抛物线。然后计算每一个实际点离开抛物线的距离,得到误差ex。将误差大的点剔除,使它们不能参与下一次拟合。剔除一些道的点之后,可以再次用最小二乘法来拟合新的抛物线,得到P与Q值。剔除道是不固定的,它根据ex误差而定。如此,逐步拟合——剔除——拟合,直到剔除百分比等于15%或20%终止。
图4-41上图是有较强多次波的模型正演模拟记录NMO结果。一次波被拉平,多次波呈弯曲状。剔除拟合之后,结果如图4-41下图,从中可以看出无论是随机干扰,还是规则干扰,都被很好压制,一次波得到明显突显。
那么,这种方法对AVO特性的保留效果如何呢?从图4-42的对比分析可以看出,剔除拟合法在有效压制多次波和随机噪声的同时,保留了振幅AVO特性,为后续AVO研究工作奠定了基础。
2.面波压制技术
由前面对面波干扰的分析可知,面波的频率和速度较低,可以将资料转换到F-K域或F-x域,利用面波和有效波之间的频率和速度差异,将面波分离后,再转换到T-x域,就完成了面波压制。也可根据面波的能量远大于有效波这一特点,用区域异常噪声衰减技术来压制面波。在处理过程中,可采用多种方法结合,循序渐进地逐步压制,最大限度地保护有效信号。图4-43为F-x域相干噪声压制法(简称Fxcns,下同)压制面波前后单炮与剖面对比图。
图4-40 动校正后一次波的AVO振幅曲线
图4-41 含多次波的模型噪声压制前(上)后(下)CMP记录
图4-42 理想状态(上)、加噪声后(中)和剔除拟合后(下)某时刻振幅曲线图
3.空腔鸣震压制技术
渤海湾地区有些工区卤水池分布比较密集,由于抽水晒盐造成潜水面出现空洞现象,浅层鸣震非常严重,影响了中、浅层的成像,针对该干扰,试验了多种方法,包括Fxcns法、炮集域和道集域FK法、反假频法、预测反褶积、地表一致性反褶积方法等,针对这些方法的处理要点、优缺点和效果进行对比。最终确定一套合适的处理流程,这套处理流程对空腔鸣震压制效果理想,有效信号损失较小。
图4-43 原始剖面(上)及区域Fxcns滤波后剖面(下)
表4-11 针对空腔鸣震干扰试验方法及参数表
从图4-44可以看出,用空腔鸣震组合压制技术处理后,叠加剖面上的空腔鸣震干扰得到了很好压制,信噪比得到较大提高。
4.检波点域压制50Hz工业干扰
1)检波点域压制50Hz干扰方法原理
对实际资料分析发现:50Hz干扰源一般是固定的,而野外采集的接收点也是不变的,那么能产生50Hz干扰的干扰源所影响的范围就固定在一定的范围之内。根据这个原理,可以把资料从共炮点域转换到共检波点域,从而把50Hz强单频干扰分选出来进行单独分离。这样既分离出干扰波,又较好地保留有效信号,同时覆盖次数亦保持不变。
2)检波点域压制50Hz干扰效果
从图4-45可以看出,50Hz干扰分离前,剖面几乎被50Hz能量淹没,50Hz干扰分离后,剖面信噪比得到很大提高,成像非常清晰。
图4-44 压制空腔鸣前后叠加剖面对比
图4-45 50Hz干扰分离前(左)、后(右)剖面对比图
5.针对海上线性干扰的线性Radon变换压制方法
东部海上地震资料广泛存在线性干扰,且能量较强,对单炮和剖面的信噪比造成较大影响。由于该线性干扰频率高、倾角大,使得常用的F-K法容易出现假频,滤波效果欠佳。由Radon变换基本原理可知,线性Radon变换可以压制线性干扰。用该方法压制胜海2地震资料中的线性干扰,单炮和叠加剖面都取得了较好的效果,如图4-46所示。
图4-46 利用线性Radon变换压制含线性干扰剖面前(左)、后(右)对比
地震勘探中的噪声怎样处理?
在地震勘探中,野外数据采集是用宽频带数字地震仪进行记录的。所以,在记录来自地下地层的有效波的同时也记录了来自地上和地下的各种各样的与地下地层无关的干扰波。干扰波分为规则干扰波和无规则干扰波两大类。规则干扰波是指它的胖瘦(振动频率)和传播快慢(传播速度)等有一定规律的波,如沿地面传播的面波,汽车喇叭、火车鸣笛时的声波,高压电的感应波等。无规则干扰波也叫随机噪声,它是一些杂乱无章的振动,如地面的风吹草动、人走、车行和地下破碎地层之间引起的振动等。
在资料解释中,需要识别和追踪有效波,而干扰波和有效波混在一起,不仅增加了识别有效波的困难,而且也很难提取到准确的参数,噪声严重时还容易造成错误解释。所以,地震资料数字处理中的一项很重要的工作就是消除或最大程度削弱这些干扰波,突出有效波。
为了消除噪声,人们从日常生活中得到了启发,我们听收音机时,这个频道不好就调到另一个频道,不同频道是由不同的滤波线路组成的,也就是说,通过滤波技术可以把某些干扰波滤掉。数字处理专家常常根据地震勘探中有效波与规则干扰波在频率和速度上的明显差异滤掉干扰波。如有效波的主频率在30~70赫兹,而面波的频率为15~30赫兹,声波是70赫兹以上,有效波速度为3000米/秒以上甚至更高,而面波速度一般小于2000米/秒等,根据这些差异人们研究出了二十多种数字滤波方法,应用这些方法能有效地消除各种规则干扰波。对于杂乱无章的随机噪声来说,应用多次覆盖等处理技术就可以消除或削弱这些噪声。
剖面上斜的有规律的一层一层有效波,被很强的噪声(a图中的麻麻点点)淹没了,变得很弱也不连续。经过去除噪声处理以后(b图),麻麻点点大大减少了,也就是噪声被消除或被削弱了,有效波清楚了,能量强了也连续了数字滤波技术是处理工作中压制噪声突出有效波必须使用的一种方法。地震资料处理专家根据干扰波的其他特点还研究出了二十多种处理噪声的方法。
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率响应H(ƒ),然后进行反傅里叶变换,求得滤波系统的脉冲响应h(t),以h(t)对地震记录进行褶积,即可达到滤渡效果。当高频干扰严重时,为消除干扰,根据有效波和干扰波的频率特性设计低通滤波系统的频率响应。在一般条件下,既要压制高频干扰,也要压制低频干扰,这时可
次拟合。剔除一些道的点之后,可以再次用最小二乘法来拟合新的抛物线,得到P与Q值。剔除道是不固定的,它根据ex误差而定。如此,逐步拟合——剔除——拟合,直到剔除百分