線性噪音壓制方法研究

摘 要：文章總結了鄂南黃土塬探區的表層地震地質條件和地震資料特點，在對原始地震資料進行全面分析的基礎上，準確識別記錄中線性干擾、多組面波以及有效反射等波場。以往去除線性干擾采用的方法是f-k傾角濾波，由于該方法存在折疊噪聲、混波和掛面條帶異常等負效應，因此，資料處理中該方法的應用受到了限制。文章詳細分析了線性干擾的線性特性、傾角特性、相干性等波場特點，利用線性噪音的相干性，尋找到去除線性干擾的新方法。通過對比兩種方法應用后的疊前道集和疊加剖面的效果分析，以及道集的信噪比、F-K頻譜的對比，揭示了新方法去除線性噪音的效果明顯好于F-K傾角濾波，同時克服了以往方法的折疊噪聲、混波和掛面條等缺點，較好地解決了該區黃土塬的線性噪音問題，為后續的精細處理成像奠定了基礎，豐富了研究院的核心處理技術，它以獨特的優勢廣泛應用在鄂南多個工區黃土塬地震資料處理中。

關鍵詞：線性干擾；F-K傾角濾波；疊加剖面

1 問題的提出

由于地震勘探的精度、探測深度、方法技術等優勢，三維地震仍然是油氣勘探所依賴的主要手段；然而，鄂南溝壑縱橫、黃土覆蓋厚、植被密集等獨特的地形地貌，給地震勘探的激發和采集造成很大困難；地形極其復雜，溝谷交錯，地表起伏異常劇烈（見圖1），地表高程在900-1750米之間，局部高差在幾十米到上百米，工區內水系較為發育，巖石出露，砂泥巖互層（砂厚泥薄），為鄂南工區地震資料的處理帶來了靜校正、多次波、線性斜干擾以及振幅一致性等一系列難題，同時為鄂南黃土塬區處理技術的提高帶來了機遇和挑戰。

由于鄂南天然存在的復雜地表條件、低降速層的垂向厚度變化、橫向速度變化異常，導致地震波的傳播會形成一個復雜的地震波場；潛水面和高速層形成的速度或波阻抗界面，形成了各種類型的地震波，包括直達波、深淺層一次折射波、深淺層多次折射波、多組面波、反射波等。一般地震資料分為噪聲和有效信號；噪聲可以歸納為兩類：隨機噪聲和相干噪聲；隨機噪聲包括時間域隨機噪聲和空間域隨機噪聲；相干噪聲包括線性噪聲、交混回響和多次波。海上地震資料的相干噪聲包括有導波、面波以及側面散射；陸地地震資料的相干噪聲主要有多次折射、面波等。針對鄂南黃土塬典型的地震資料，進行了地震波類型的劃分，參見圖2。文章的研究是針對線性斜干擾提出的，是目前鄂南黃土塬區線性斜干擾壓制的行之有效的新方法，以獨特的優勢在鄂爾多斯地震資料處理中得到了廣泛應用。

2 壓制原理

本方法是通過提取地震資料中相干性好的信號道，將此信號道從原始資料中做加減，得到對有效反射無損、相對保幅的資料，信噪比大幅度提高，為后期的處理奠定基礎。該方法是分兩步實現的，具體過程：

（1）給定道數寬度和時間窗口，沿著傾角范圍，依次計算窗口內所有道的平均互相關，拾取相干值高于門限值的波形，形成輸出“子波”；垂向移動時間窗口，依次計算窗口內所有道的具有相干性的相關值，得到整個輸入道的相干信號分量；橫向移動道數窗口，依次得到每一道的相干信號量，調用錐形化權系數，維持振幅的一致性。

（2）從原始數據中剔除提取的相干信號道，計算公式為：

Ain（x，t）為輸入原始地震信號道，Bext（x，t）為提取的相干信號道，fout（x，t）為輸出的地震信號，wt為權重系數。依據上述公式，得到線性干擾與其他信號的相對關系圖，參見圖3。

由圖3看出，當wt=-0.5時，相干線性噪聲去除的最徹底，因此此時是最佳參數。

3 應用效果

通過與F-K濾波方法的道集和疊加剖面效果對比，驗證該方法對鄂南黃土塬工區地震資料的有效性。從輸出道集看，新方法比F-K傾角濾波去除的線性噪音更干凈、更徹底，潛水面折射和多次折射得到了衰減，凸顯了有效反射，殘留的線性噪音更少，對線性干擾的壓制效果更好，參見圖4。

從兩者的疊加剖面看出，參見圖5，F-K濾波后疊加剖面上存在嚴重的斜干擾，因為道集中遺留的線性干擾嚴重影響同相軸的疊加效果，相比之下，新方法去除線性噪音比較徹底，疊加效果明顯優于前者。

4 結束語

應用效果表明，新方法明顯優于F-K傾角濾波法，對道集的線性噪音去除的比較徹底，使同相軸做到了同相疊加。依據新方法的去噪原理，去除了具有較強相干性的線性干擾，得到沒有損害有效反射的地震資料，做到了相對保幅，滿足地震資料的處理和解釋要求，保證了地震資料的疊加效果，為地震資料處理效果的改善打下了堅實的基礎。

衷心感謝馮永強、陳振忠等各位師傅的指導和幫助，以及那些對文章給予寶貴的資料和修改意見的同事們。

參考文獻

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作者簡介：金寧寧（1986-），工程師，從事地震資料處理解釋的生產和研究工作。