近地表地震散射干扰的去除技术研究.docx

近地表地震散射干扰的去除技术研究 董建国【摘 要】在西部地区，由于受近地表条件的影响，塔里木资料品质较差，散射波干扰非常强，部分有效波完全淹没在这些干扰中，为此对这些低信噪比资料中干扰去除方法的研究与探讨显得尤为重要。【关键词】散射波；叠前检波点域分频处理；F-K滤波；GRISYS系统；LINOEL模块0.引言在地震资料处理中，资料的品质一直是困扰我们的一个重要问题。尤其是在复杂构造区，由于近地表非均匀性引起的散射噪音，严重影响了地震资料处理的质量，提高这些地震资料的信噪比已成为迫切需要。因此，地震散射波再一次成为众所关注的研究热点。地震波散射包括的领域很广，广义地说，任何由地球三维非均匀性引起的地震波的变化都可以称为地震波散射。但传统上只研究狭义的地震波散射现象，即由地球三维非均匀性引起的、超越几何光学领域的地震波场畸变现象。地震波的散射是地震波与地质体相互作用产生的，散射波是一个更为广义的概念，反射波是散射波的一个特例。反射波所具有的特征，散射波同样有。散射波的传播机制与反射波相同1。根据惠更斯-夫列涅尔原理，任意时刻波前面的每一点都可以看作是一个新的点源，由它产生二次扰动，形成元波前，而以后新波前的位置是各元波前的包络，由波前面各点所形成的新扰动，在观测点上相互干涉叠加，其叠加结果是在该点观测到的总扰动。这种波动就是由入射波与地下非均匀体相互作用而产生的散射波，它含有地下介质的不均匀性信息。虽然地震波散射在某些领域的研究成果已卓有成效，但是在许多领域的应用才刚刚开始，深度远远不够，油气勘探也是其中之一。本文对塔东北地区的资料进行了比较和分析，并采用相应的不同方法进行处理，并对其方法进行总结。1.散射波的形成机理从物理学的角度来说，如果界面凹凸不平，但凹凸部分的尺度相对于波长很小的入射波，界面将发生波的反射；若相对于波长较大的入射波则发生散射。在实际地下介质中，震源激发的地震波入射到介质中大体会发生3种情况的响应：散射、绕射和反射。散射是最普遍的，产生条件也最宽泛；绕射次之；相对来说，反射的产生条件要求最严格，要在相对光滑的界面上产生。根据惠更斯原理可知，近地表散射波是由震源产生的波传播至散射点后，以散射点为新震源激发出的波，属一种近地表的次生干扰。散射点可以是近地表起伏不平引起的，也可以是近地表的岩性变化引起的。散射点在 3-D 空间的分布往往不在地震测线上，所以通常将近地表散射波称为侧散射波2。当散射点与测线的距离在 1 公里 以上时，在记录上表现为平缓的双曲线，与常见的反射波和绕射波十分相似。而且折射波激发的散射波在浅层高速层中传播时，地层对它的吸收作用很小，因此振幅较强，这使得实际处理中压制这类干扰波十分困难。为了更好的认识近地表散射波，我们选取了塔东北地区的实际资料，进一步研究散射波干扰对地震资料的影响。2.散射波对地震资料的影响在西部地区，其地表地质条件复杂，其相对高差较大，低降速带速度及厚度横向变化较大，在这些地区得到的资料，多具有信噪比低、静校正问题严重的特点。塔里木地区的部分地震资料品质较差，散射波干扰非常强，部分有效波完全淹没在这些干扰中，为此对这些低信噪比资料中干扰去除方法的研究与探讨显得尤为重要。3.散射波的压制和去除方法研究对塔东北资料分析中，散射干扰尤为发育，甚至将有效波掩盖掉。这些干扰波能量非常强，直接影响到对其他处理方法的参数提取，同时对速度谱的拾取也造成很大障碍。在对此地区资料的处理过程中，根据资料的具体情况，一方面选择恰当的去噪方式，另一方面在处理过程中，可以灵活应用，克服去噪方法本身的一些弊端，从而取得较好的效果。在此地区资料处理过程中，在叠前采用F-K域滤波技术，根据噪音的视速度和角度去除线性关系较强的一些规则干扰。当干扰信号与有效信号在F-K域界线不明时，造成混淆，处理效果不理想，这时对干扰波的特征进行分析，采用有针对性的方法，即利用GRISYS系统中的LINOEL模块进行处理，使得噪音信号与有效信号分离开来，从而较为准确地找到噪音数据进行去除，达到预期目的。3.1常规F-K滤波分析通常去除线性干扰的方法是F-K滤波，它是基于二维傅立叶变换的线性去干扰方法，利用有效波和干扰波在F-K域中的频率和视速度上的差异设计一个滤波器，将干扰波滤掉3。F-K滤波的基本思路为：经过预处理后，首先进行速度分析，并对数据进行NMO校正，校正速度介于有效信号与噪音信号之间，把校正后的数据进行二维傅立叶变换，由于有效波与干扰波的视速度不同，在F-K空间它们分别位于不同的位置，设计F-K滤波器，对干扰波进行切除；再进行二维傅立叶逆变换，把数据返回到时空域，用相同的动校正速度进行反动校，这样就可以得到压制干扰波处理后的道集。F-K滤波可以滤掉任意方向、任意视速度的干扰波，时窗可以任意给出，利用它来压制线性干扰波、多次波、虚反射等干扰波，其缺点是滤波参数不能空变。如果要在剖面上同时去掉几种视速度和方向角都变化的干扰波时，F-K滤波就显得无能为力了。由于散射干扰波的视速度在不同排列上变化较大，且F-K滤波在线性干扰能量消除过程中是多道进行的，这样在单炮上会造成能量空白带，因此在叠加剖面上存在一些“蚯蚓化”、“假构造”等现象。因此，F-K空间滤波方法不能很好地区分散射干扰波和有效信号，在去除干扰的同时对有效信号损害较大，应用时也比较麻烦。3.2 GRISYS中的LINOEL模块分析GRISYS处理系统在去噪方面具有较强的优势，这也是GRISYS处理系统的特色之一，GRISYS处理系统中常用的去除线性干扰模块是LINOEL模块，该模块是在小区域内检测并压制线性干扰，实验证明能得到较好的压制效果。此模块在压制线性干扰时，被滤除的部分主要集中在干扰波覆盖的区域，其他部分则不受影响，具有振幅保持和波形不畸变等特点。LINOEL模块也是基于二维傅立叶变换的线性干扰去除方法，它对线性干扰是逐道压制的，它的扫描检测的起点是不断变动的，所以不存在扫描范围的限制，从而可以较好的压制地表散射干扰。LINOEL模块的基本思路是：首先将预测出的线性能量进行记录，然后在单道上再次进行统计后给予压制，可以说它的噪音计算是“双向”的，这样就可以避免在单炮上出现规则性能量空白，叠加剖面上也不会出现“蚯蚓”现象。3.3效果分析根据实际三维地震资料中散射波发育的特征，通过采取针对性较强的技术措施，即在叠前的不同处理环节，采用上述散射干扰波去噪技术，取得了较好的处理效果。综上所述，检波点域分频去噪技术有效地去除了散射波干扰对资料的影响，提高了资料的信噪比，特别是保证了目的层段资料的品质，实际应用效果理想。4.结论针对西部地区地表地质条件复杂、地震资料信噪比低、品质较差、散射干扰严重等特点，通过理论分析及实际资料的处理证明，应用传统F-K滤波法后的叠加剖面存在一些“蚯蚓化”、“假构造”等弊端；而用GRISYS中的LINOEL模块处理后的效果明显优于F-K滤波法，能很好的压制和去除散射干扰波，并对有效反射波的影响小，能够更好的满足高保真、高分辨率、高信噪比的处理需要。【参考文献】1陆基孟.地震勘探原理.东营：石油大学出版社，1993.2闫世信.山地地球物理勘探技术.北京：石油工业出版社，2000.3王振东.浅层地震勘探应用技术M.北京：地质出版社，1988.科技致富向导2013年10期科技致富向导的其它文章浅论变电运行中存在的隐患问题及解决措施对阳江东湖酒店人力资源管理的探讨便携包（袋）式系列座椅设计基于结构模型的游客动机对旅游满意的影响研究建筑外墙保温工程质量控制措施简述电子商务条件下市场营销理念的革新 -全文完-