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)

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)的成熟度越來越高，對資料的要求也越來越高。疊前去噪是提高資料處理品質(zhì)的重要一環(huán)。對于不同的噪音，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、檢波點域、CDP域等將其去除，從而達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正交子集。這一個正交子集，相當(dāng)于野外采集的一次覆蓋的地震數(shù)據(jù)體。在這個正交子集的反射點平面分布圖上，與檢波線平行的方向上的反射點來自同一炮點，而與炮線平行方向上的反射點則來自同一個檢波點。在正交子集中，反射點分布呈以中心點為圓心，以偏移距為半徑的同心圓，距離中心點越遠(yuǎn)偏移距越大。同心圓的直徑方向的反射面元則具有相同的方位角。通過正交子集的構(gòu)筑，地震數(shù)據(jù)的采樣在空間上也變得比較均勻，彌補了空間采樣不足的缺點(見圖1)。

2)面波分布規(guī)律 面波在地震記錄上表現(xiàn)為一種很強的規(guī)則干擾波，具有振幅強、頻率低的特點。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)為以震源為頂點的圓錐體，面波噪音是從原點輻射出的直線，在其時間切片上表現(xiàn)為一圈圈的同心圓形狀[2](見圖2)。

圖2 面波在正交子集上的表現(xiàn)特征

2 錐形濾波的實現(xiàn)

由于面波在正交子集上表現(xiàn)為錐形，并且是從頂點輻射出的直線，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，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之間的距離分別為炮點距和檢波點距的一半，彌補了傳統(tǒng)道集記錄里空間采樣不足的問題，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，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。

在實際處理時，先分析出面波所在的頻率段，然后測量出面波的線性速度范圍，通過F-Kx-Ky域的三維錐形濾波來壓制面波。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(見圖4、圖5)，面波得到了較好的壓制，信噪比有所提高，且沒有傷害到有效波，做到了去偽存真。如果經(jīng)過錐形濾波處理，由于一些樣點的線性特征不是很明顯，而殘留在地震記錄上，可以通過炮檢點的重排，使其在另一個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

應(yīng)用三維錐體濾波技術(shù)，能夠做到高分辨率的相對保幅處理，保證地震數(shù)據(jù)的可靠性。實際應(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，無法壓制強能量雙曲型噪聲的缺點；同時克服了高通濾波濾除面波的同時也濾除了低頻有效波的缺點；最大程度的保護了低頻段的有效波的完整度，同時也提高了該頻段的信噪比，有利于進一步開展地震地質(zhì)反演與油氣預(yù)測。

[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,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。