6 多次波衰减

概述 相干线性噪音 利用常规处理进行相干噪音处理 交混回响和多次波 交混回响和多次波处理 空间随机噪音 共中心点多次波衰减 多次波的周期性 反射波和多次波的速度差异 K －L 变换 多次波模拟 频率波数域滤波 随机噪音与频率波数域滤波 静校正与频率波数域滤波 相干线性噪音倾角滤波 频率波数域多次波衰减 倾斜叠加变换 倾斜叠加的物理意义 倾斜叠加变换 时变倾角滤波 倾斜叠加域多次波衰减 拉东变换 速度叠加变换 离散拉东变换 抛物线拉东变换 应用因素 速度叠加操作数的脉冲响应 野外资料实例 拉东变换多次波衰减 线性不相干噪音衰减 空间预测滤波器的设计 野外数据实例 习题 附录F ：噪音和多次波衰减的多道滤波技术 导波分析 p -τ域波场外推 离散拉东变换的数学基础 自由表面多次波衰减 水底多次波衰减 空间预测滤波器 参考文献

6.噪音和多次波衰减

6.0 概述

在 1.3节里我们选用40个共炮点道集（CSG ），分析了这些地震资料的噪音和信号的特征。噪音可以归为两类：随机噪音和相干噪音。随机噪音又包括两类：时间域随机噪音和空间域随机噪音。不同道的空间随机噪音是互不相关的。在地震记录资料中通常后到的时间噪音要比的先到的强，通常采用时变带通滤波来压制时间域随机噪音。常规CMP 叠加是压制道间互不相关随机噪音的一种有效的处理，通过采用每个地震道有多个检波器、每个地震记录有多炮组合和多次覆盖系统的方法，可以显著地提高信噪比。Sengbush 在1983年就给出了随机噪音及其分析的全面总结。相干噪音包括三类：线性噪音、交混回响和多次波。相干线性噪音包括在浅海地震资料中经常大量存在的导波、面波以及与浅海水底侧面散射有关的噪音。

相干线性噪音

两种值得特别注意的相干线性噪音是导波和侧面散射。图6.0-1分别在CSG 道集、CMP 道集和CMP 叠加等三个域中显示了有相干线性噪音的野外数据。图中A 代表频散导波，线性同相轴B 、C 以及弯曲同相轴D 是与侧面散射有关的。导波在CSG 道集和CMP 道集上表现为频散的线性噪音，但是经过叠加以后得到了很大程度的衰减。

导波是在水层或低速近表层中沿水平方向传播的，它是频散的，即每一个频率成分是以不同的相速度传播的，并且可以用正交分布函数得到较好的描述。附录F.1给出了导波的正交分布函数理论数值模拟。由于导波没有多少有用的反射能量，所以在CMP 道集上导波通常要切除。当一种导波从导波束中分离出来并以更低的速度传播，这样就会与反射同相轴重迭。

因此这时候就需要频率波数（FK ）域倾角滤波。

图6.0-2给出了野外资料中导波的一个极好的例子（远偏移距的1～4.5S ）。远偏移距的1～1.5S 的波束第一部分含有低频成分。高频导波沿直达路径传播，大约位于近偏移距的0.3S 与远偏移距的1.8S 之间。中等导波紧随其后，在远偏移距的2.8～4.5S 之间。在该图中我们可以注意到在远偏移距的2.8～4.5S 的强振幅的波，这组波是极低频和频散的，这种现象是与分离导波模式的终止相对应的。这种现象在浅水域淤泥软海底情况下发生。在B 区域可以看到反向散射导波，这种导波具有反向线性时差，这种现象表明了海底不规则性的存在。这种不规则性还产生了初至，表明有散射点（如A 区所示）。

随着水深和海底情况的变化，沿着地震测线，导波频散的特性可能变化。水越浅，海底越软，导波的频散性和散射性越强（图 6.0-3）。

侧面散射有一个较大时差变化范围，这个变化范围取决于在海底作为震源的散射体相对于接收电缆的位置（图6.0-1a 中的B 、C 、D 同相轴）。图6.0-1a 表明侧面散射在CSG 道集上存在变化的时差，而这种现象在CMP 道集（图6.0-1b ）却并不明显，但是在叠加道集上又作为线性噪音重新出现（Larner 等,1983）。

侧面散射沿着它的旅行时曲线的线性面以高速度叠加。这样就可以认为，在叠加记录中看到的线性噪音，尤其在后期，很可能是散射能量沿着它的旅行时曲线性面与高速反射波叠加在一起（图6.0-4）。

与侧面散射有关的线性噪音在3D 叠加资料时间切片上很容易识别。在图6.0-5中可以看到圆形组合从中心点源向外扩展。在这种情况下，海底管道的某些部分就成了散射点。

我们可以利用FK 滤波（6.2节）、p -τ变换（6.3节）、拉东变换（6.4节）等技术来衰减与侧面散射有关的相干线性噪音。炮集上的线性同相轴可以映像到FK 域的径向线上，进而利用FK 倾角滤波进行衰减，同样也可以将炮集上的线性同相轴映像成p -τ域的一个点，然后在p -τ域进行衰减。最后，基于双曲线时差从CMP 域到拉东变换域的映像不包括空间随机噪音和相干线性噪音。因此，通过反变换重构的CMP 道集将不再有噪音。

相干线性噪音在陆上资料中以频散瑞雷波的形式存在，通常把它称为面波。这种相干噪音具有低群速度、低频率、强振幅的特点。事实上，正如图6.0-6所显示，面波几乎决定了地震记录资料上的反射能量。仅在经过了某种振幅均衡之后，地震反射才变得可以看见（图6.0-7）。从图6.0-6中的选定的炮记录，可以看到，由于近地表条件的变化，与面波有关的频散波在能量和时差（线性噪音趋向的倾角）方面也发生了变化。

涌浪噪音在炮记录上表现为低频垂直条带（图6.0-8）。这种类型的噪音在海洋地震记录期间由恶劣天气条件造成的，特别是在浅水域中，经常采用低阻滤波器来去除涌浪噪音。

最后，电缆噪音是另外一种相干噪音。正如图6.0-9所示，这种噪音是以低频、大趋向倾角的线性同相轴的形式在炮记录上显示的。从该图上可以看到，随着水深变浅，该类型噪音的能量水平提高。如涌浪噪音、电缆噪音也可以采用低阻滤波器去除。

相干线性噪音的常规处理

我们要采用一个处理流程来处理2D 海洋地震资料，而这个流程只包括一般步骤，不包括任何衰减相干线性噪音的特殊步骤。这样做的目的是来检验处理这种噪音的三种主要方法，即反褶积、叠加和偏移。

图6.0-10显示的就是从海洋测线上选择的未经处理的炮集记录。在所有的记录上导波以明显的频散波组的形式显示。在浅水域，导波的频散特性特别明显。由于导波强振幅性质，