基于频率衰减的面波压制方法

第!"卷第#期 $%%&年'月
石!油!物!探 ()*+,-./012+3*.+)04/5(6*3+)43*2)78
文章编号?%%% ?!!?$$%%&&%# %$$' %#
基于频率衰减特性的面波压制方法
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李文杰魏修成宁俊瑞张建伟
中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京?%%%&#
参!考!文!献
?!何樵登<地震勘探原理和方法,8-<北京(地质出版社! ?@&A<??"
$!罗国安!杜 世 通<小 波 变 换 及 信 号 重 建 在 压 制 面 波 中 !!!
!!的应用,D-<石油地球物理勘探!?@@A!#?$#&(##"!#!@ #!王振国!周熙襄!钟本善<小波包对叠前地震面波的分
#得 到 不 同 炮 检 距 与 其 对 应 面 波 主 频 的 关 系 表
达式
根据$式 可 以 计 算 出 每 道 记 录 中 的 面 波 主
频设不同炮检距面波带的高端频率与主频之差
不变那么可以根据不同炮距面波带的主频计
算出对应面波带的高端频率将高端频率作为低
切频对不同炮检距的面波带进行高通滤波在消
"'"% (8!%
$?&
可以得到每个地震道的面波到达时间#根据面波 的频散特征!将共炮点原始记录每道中时间大于" 的部分确定为该道的面波带# #"!!面波能量主频的确定
选取几个不同共炮检距的地震记录!确定其对 应的面波主频!然后通过最小平方拟合法得到炮检 距与面波主频的线性函数!计算不同炮检距对应的 面波主频#
收稿日期$%%" ?? %$"改回日期$%%& %$ $'# 作者简介李文杰$?@AA%&!男!工程师!博士!现从事地震资料处理 方法研究工作#
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石!油!物!探
第!"卷
?在共炮点原始地震记录上将面波带以外的
信息切除得到共炮点面波记录然后根据选取的
几个炮检距抽取道集得到共炮检距面波记录
以较准确地确定不同炮检距的面波频率范围!从而有效地衰减了面波带里的面波能量!较好地保存了地震记录
上的有效低频反射波成分#
关键词面波衰减"面波带"主频"低切频"高通滤波
中图分类号+A#?<!
文献标识码1
!!面波是一种沿地表传播能量很强的规则干扰 波!在地震记录上通常呈现频散特征!视速度较低" 在炮集上呈线性分布!能量强'频率低'振动延续时 间长,?-!对中'深层的有效反射影响严重!使地震资 料的信噪比降低#针对面波问题!研究人员进行了 大量的研究!提出了多种压制面波的技术和方法# 如利用小波变换分离有效信号和面波进行面波压 制,$!'-"利用视速度'奇异值分解'自适应振幅均衡 等方法消除面波,A-"利用.变换方法对面波进行压 制,"-"还有面波波形计算方法,&-和转换波资料面波 压制方法,@-!等等#这些方法在不同地区的地震资 料处理中取得了不错的效果#但是!与常规处理方 法相比这些方法都存在一个共同的缺陷!即比较繁 琐和复杂!更适合小批量处理的地震资料#对于大 面积三维地震这种大数据量的资料处理来说!采用 上述方法来压制面波会使处理工作量大幅增加!因 此!通常还是采用常规处理方法!即根据面波频率 较低这一特点!通过对整个地震记录实行高通滤波 来压制面波#这种在浅'中'深层均采用相同滤波 参数压制面波的方法!会使中'深层的低频有效信 息受到严重损失!不能满足深部油气勘探的需要# 可否在不大量增加处理工作量的前提下!通过采取 改进常规压制面波的办法!来达到既消除面波又不 损伤深层有效信息的目的呢4 由于面波的能量相 对于其它波来说衰减较慢!因此可以利用不同炮检 距面波能量的变化来改进面波压制方法#通过分 析大量资料发现(对于某一个地区来说!面波的传 播速度比较稳定!能量的衰减$尽管衰减较慢&与炮 检距之间的关系也比较稳定#基于面波的这一特 性!我们提出了一种新的压制面波的处理方法(首
离与信 号 重 建 ,D-<石 油 地 球 物 理 勘 探!$%%$!#"$'&( !A%!!A$!!"$ !!刘财!王典!杨宝俊<二维小波变换在地震勘探面波消 除中 的 应 用 ,D-<地 球 物 理 学 进 展!$%%#!?&$!&(
"??!"?! '!张华!潘冬明!红兴岩<二维小波变换在去除面波干扰
除共炮点记录中面波的同时也尽可能多地保留了
深层有效波的低频反射信息
$!应用实例
利用本文方法对河南泌阳凹陷北部地区斜坡
外带的三维地震资料 图 ?=进行了面波压制处 理通过对三维地震资料中面波波场特征的分析
确定面波沿地表传播的视速度8% 为'%%BE零 炮检距面波的起始时间"% 为$%%BE从而定义了 时间域面波带的范围利用 +3*81b 软件得到 炮检 距 分 别 为 #%%!$%'A%A&%&!%?$$% ?'!%?"'%和$?#%B 的共炮检距面波记录的主 频 分 别 为 AF&!AFA%AF!%AF#A'F&"'F#& !F@%!F!?和#F@$ ,_面波的高端频率与其对应 的主频之差 为 ?% ,_ 设 不 同 炮 检 距 接 收 到 的 面 波主频与炮检距的关系为
$对 每 一 个 共 炮 检 距 面 波 记 录 进 行 频 谱 分
析得到每个记录中面波主要能量分布的频带范围
及其 主 频并 将 低 于 某 个 频 率 的 频 带 当 成 面 波
频带
#设 选 取 的 炮 检 距 分 别 为 !?!$!# !9!2 对应的面波主频分别为$?$$$# $9 $2 我们认为炮检距与其对应的面波主频 存在以下线性关系
$ ':% (:?!(:$!$ ( (:9!9 可以通过方程
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求取$式中各项系数利用最小平方法求解方程
?F%!?A!# (%F$##?!!
$A&
利用$A&式计算不同炮检距面波的记录主频!然后
利用下式
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得到面波压制的低切频#利用低切频在确定的面
波带 里 进 行 高 通 滤 波!即 可 消 除 地 震 记 录 中 的 面波#
图?J为利用上述方法对图?=所示的原始单 炮记录进行面波压制处理后的结果!可以看到!原 始单炮记录中严重的面波干扰被消除了#
图$=为该地区某三线束原始单炮记录!图$J 为进行面波压制处理后的结果!三线束原始单炮记 录中严重的面波干扰被消除了#
图$!某三线束的原始单炮记录$=&及压制面波后的记录$J&
#!结束语
本文探讨了一种基于常规压制面波方法的改 进型面波压制方法#这种方法首先根据面波在地 震记录上 的 视 速 度 确 定 出 面 波 带"然 后 在 面 波 带 内!根据不同炮检距面波的能量谱确定出该炮检距 的面波主频"根据不同炮检距对应的面波主频拟合 得到面波主频与炮检距的关系函数!确定在不同炮 检距上压制面波采用的低切频#实际处理结果表 明!上述方法可以获得很好的面波压制效果#该方 法应用的前提是同一个地区面波传播的速度相同#
先在地震记录上确定面波带"然后针对不同的炮检 距选取不同的低切频!在面波带里进行高通滤波# 改进的方法保证了在面波带里衰减面波能量!使低 频有效信号得到尽可能多的保留#
?!方法原理
#"#!面波带的确定 面波传播只与地表地质特征有关!一般同一地
区的地表地质特征相同!所以面波传播的视速度基 本相同#本文提出的面波压制方法应用前提条件 是某一地区面波的传播速度相同#根据面波在共 炮点记录上的特征可得到面波沿地表传播的视速 度8%!然后根 据 某 道 的 面 波 到 达 时 间 及 其 对 应 的 炮检距计算零炮检距时面波的起始时间"%#设每 个接收点的炮检距为!!通过公式
摘要在地震资料常规处理过程中!通常在整个地震记录上进行高通滤波来消除低频面波!而很少考虑面波的频
率衰减特性#这种方法的缺点在于压制面波的同时!地震记录上有效的低频信号也受到压制#为了克服常规压
制面波方法的缺点!提出了一种新的衰减面波的处理方法(在地震记录上确定面波带!然后针对不同的炮检距选
用不同的低切频在面波带里进行高通滤波#通过这样的处理!既可以保证面波的压制仅在面波带里进行!又可
$%%$!!?$#&(#$?!#$A @!李国发!彭苏萍!高日胜!等<转换波地震资料中面波的
压制,D-<石油物探!$%%'!!!$#&($?!!$?A
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图?!某线束的原始单炮记录=及压制面波后的记录J
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李文杰等F 基于频率衰减特性的面波压制方法
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距与对应面波主频的关系为
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