適于黃土塬非縱測線的地滾波壓制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適于黃土塬非縱測線的地滾波 壓制方法，是提高油氣勘探資料信噪比的保真去噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 波是擾動沿空間的傳播。在無限固體介質(zhì)中傳播的波有縱波和橫波兩種體波，它 們在介質(zhì)中獨立傳播，當(dāng)遇到彈性分界面時會發(fā)生反射、折射、透射作用，體波在一定條件 下出現(xiàn)互相干涉疊加、轉(zhuǎn)換變異現(xiàn)象。則質(zhì)點振動的合成將由不同種類型的波組合而形成。 在地表附近由非均勻縱波和非均勻橫波中的SV分量合成瑞雷波（又稱地滾波），它的特點 是質(zhì)點在波的傳播方向垂直平面內(nèi)振動且質(zhì)點的振動軌跡為逆時針方向轉(zhuǎn)動的橢圓，其傳 播速度略小于橫波，1887年英國物理學(xué)家Rayleigh發(fā)現(xiàn)并證明了均勾半空間中瑞雷波（又 稱地滾波）的存在。在地表附近和地表以下的界面，由非均勻縱波P和非均勻橫波中的SH 分量合成勒夫波，它的特點是質(zhì)點在垂直于波傳播方向的水平面內(nèi)振動。在地表附近，瑞雷 波和勒夫波都是地震波中的低頻成分，這與地表附近的介質(zhì)特性有關(guān)，一般來說，地表附近 非均勻介質(zhì)比較松散，速度比較低，對高頻信號吸收很強(qiáng)烈，高頻信號損失嚴(yán)重。而地殼深 部巖石堅硬速度高，高頻成分損失較小。因此地滾波在地面低頻吸收衰減小的條件下，能夠 發(fā)育較好，且主要沿著介質(zhì)的分界面?zhèn)鞑?，其能量隨著與界面距離的增加迅速衰減。
[0003] 地滾波是陸上地震勘探中一種常見的干擾波，一般在單炮記錄的近道出現(xiàn)，具有 能量強(qiáng)、頻率低、視速度低等，會降低地震資料的信噪比，影響資料處理的質(zhì)量。
[0004] 對于地滾波干擾，通過野外地震數(shù)據(jù)采集中將幾個檢波器按一定方式放置在一 起，使地滾波有一定時差，而反射波時差較小，按一定權(quán)重相加后，可將地滾波削弱，而有效 波增強(qiáng)。但是組合法有一個明顯的缺點，即壓制高頻，降低分辨率，并且只有在采集時使用， 不利于信號數(shù)字處理手段的應(yīng)用。
[0005] 在室內(nèi)資料處理時，針對地滾波在炮集上呈線性分布，具有低頻、低速、衰減較慢 的特點，目前常用的方法有F-K濾波，τ -P濾波，S-變換[6]，自適應(yīng)相位匹配濾波器及線性 調(diào)頻匹配濾波器，分頻帶處理，小波變換[7'8]，k-l變換等。它們主要是依靠地滾波在地震記 錄中的低頻、低視速度和線性特征。其中F-K濾波是利用二維傅立葉變換將t-x域的信號 變換到F-K域，根據(jù)有效信號與噪音視速度的不同分離有效信號與噪音。F-K濾波主要副 作用是干擾背景"蚯蚓化"。由于F-K濾波是全局性的，對沒有干擾的成分也進(jìn)行了處理，所 以處理后有效波的特征和連續(xù)性變差，嚴(yán)重地降低了地震記錄或地震剖面的橫向分辨率。 τ-P濾波是將信號變換到τ-P域，根據(jù)地滾波與有效反射波的水平慢度在τ-P域可分離 的特點進(jìn)行壓制，是近年來發(fā)展起來的一種新的處理方法。但當(dāng)?shù)貪L波和部分有效反射波 的視速度相差不大時，壓制地滾波的同時會損傷部分有效反射波；S-變換壓制地滾波的方 法對單道進(jìn)行時頻分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行地滾波的去除，雖然能達(dá)到對單道靈活的去除地滾波 的目的。但正是由于它針對單道進(jìn)行的靈活性，忽略了道與道之間的相關(guān)性，針對多炮多道 記錄費時，且達(dá)不到預(yù)期的效果。分頻帶處理利用地滾波與有效反射波在頻率上的差別，與 其它方法相結(jié)合剔除地滾波，而分頻帶與其它方法相結(jié)合，僅考慮頻帶特性，對于時間上與 地滾波不重合的有效信號的低頻帶范圍，也會有影響；可根據(jù)地滾波的相干特性，從單炮記 錄中估計出地滾波干擾，再從地震記錄中減去干擾，這類方法包括維納濾波、K-L變換、小波 變換、自適應(yīng)相位匹配濾波器及線性調(diào)頻匹配濾波器等。劉財、孫學(xué)文等利用小波變換壓制 地滾波的同時較好地實現(xiàn)有效信號的保真。
[0006] K-L變換最早在1987年，由Jones和Levy等人提出，它針對多道地震記錄提取 有效信號特征值來重構(gòu)信號，具有良好的容噪能力，在提高信噪比方面取得了一定效果；此 后，AlYahya等人應(yīng)用K-L變換衰減隨機(jī)噪聲；Sergio等人首次闡述了 K-L變換的奇異值分 解方法，并用特征圖像濾波觀點分離VSP波。很多學(xué)者已將K-L變換用于疊后傾斜相干噪 聲的壓制，也取得了較好的去噪效果。即對傾斜相干噪聲，應(yīng)先按一定的道間時差排齊同相 軸即按線性時差校正來拉平某一傾角的同相軸，然后再進(jìn)行K-L變換，這稱為傾斜K-L，若 資料在空間和時間上都變化較大，則采用分區(qū)分塊進(jìn)行傾斜K-L以適應(yīng)時空變情況。劉學(xué) 偉、Raul分別在共炮點域應(yīng)用K-L變換壓制地滾波，在共炮點記錄上，手工拾取的方式以直 線段描述不同視速度地滾波，再分區(qū)分塊線性時差校正來拉平某一視速度的地滾波，上述 方法中根據(jù)其線性特征剔除和壓制地滾波會產(chǎn)生誤差，不適合復(fù)雜區(qū)的地震記錄地滾波的 壓制。
[0007] 受地表條件影響，鄂爾多斯盆地黃土直測線單炮記錄近炮點及沿黃土層底界產(chǎn)生 的強(qiáng)次生干擾發(fā)育，目的層信噪比低，無法滿足200m以上巨厚黃土塬區(qū)地震勘探需要。針 對鄂爾多斯盆地黃土區(qū)噪聲發(fā)育特點，發(fā)展了非縱地震采集方法。非縱地震是相對于縱測 線勘探而言的，它的激發(fā)點線平行偏離（非縱距）接收點線，避開井口及地表層間產(chǎn)生的強(qiáng) 次生干擾，有效避開了強(qiáng)地滾波對淺層有效信息的影響，使得目的層的信噪比大大提高。針 對黃土塬特殊的地表條件發(fā)展的非縱地震仍然是一種二維地震勘探方法，由于炮點偏離接 收線，有600米的非縱距，使得非縱測線上地滾波呈現(xiàn)雙曲線化，視速度從800-2300米變 化，且黃土層非均質(zhì)性導(dǎo)致頻散嚴(yán)重，使得非縱測線上壓制地滾波顯得尤為困難。對于這種 雙曲線化的地滾波，也用直線段來代替曲線弧，精度太低，尤其在曲率較大處，難以將地滾 波去除干凈。這就需要我們在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，對非縱測線上地滾波的性質(zhì)進(jìn)行深 入的探討，以尋求更好的壓制方法以提高K-L變換的應(yīng)用效果。
[0008] K-L變換常被用于從地震資料中提取相干信號，依據(jù)的是多道信號之間的相干性 差異，以中心化的相關(guān)矩（協(xié)方差）這一統(tǒng)計特性為理論依據(jù)，在變換域通過主分量的選擇 以達(dá)到濾波目的。因此有效信號與地滾波在共炮點記錄上要有一定的差異（以協(xié)方差來度 量），差異越大，濾波效果越好。
[0009] 但在實際應(yīng)用時存在一些問題，鄂爾多斯盆地巨厚黃土塬區(qū)針對中生界致密油目 的層實施的非縱測線采集方式，通過增加激發(fā)點線與接收點線的距離，能夠壓制近炮點地 滾波，避開沿干燥巨厚黃土層底傳播的次生干擾，進(jìn)一步提升了地震資料的品質(zhì)，但單炮記 錄上仍存在較強(qiáng)的地滾波，且600米的非縱距使得地滾波呈現(xiàn)雙曲線化的噪音形態(tài)，使得 K-L變換壓制地滾波的適用條件受到限制。因此需要將非縱測線單炮記錄上的雙曲線化地 滾波變換為隨偏移距線性變化的地滾波，然后使用K-L變換提取相干信號，提高地滾波噪 音模型的預(yù)測精度，從而達(dá)到壓制非縱測線近炮點雙曲線化地滾波的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于有效壓制非縱測線近炮點雙曲線化的地滾波噪音。
[0011] 為此，本發(fā)明提供了一種適于黃土塬非縱測線的地滾波壓制方法，包括如下步 驟：
[0012] 步驟1)對單炮地震記錄X= (XiPmxn進(jìn)行偏移距幾何變換，得到單炮地震記錄t =(X' υ)πχη，其中，Xij為地震記錄X的第i個地震道、第·?個采樣點，ij為地震記錄r 的弟i個地震道、弟j個米樣點，i = 1，2，· · ·，m，j = 1，2，· · ·，η ;
[0013] 步驟2)確定地滾波的視速度范圍；
[0014] 步驟3)通過頻譜分析確定單炮地震記錄X' = (X' 上的地滾波頻帶范圍， 采用分頻處理分離出地滾波的單炮地震記錄G = (gij)mXn，其中，gij為地震記錄G的第i個 地震道、弟 j 個米樣點，i = 1，2，· · ·，m ; j = 1，2，· · ·，η ;
[0015] 步驟4)對步驟3)得到的單炮地震記錄G = (gij)mXn，采用步驟2)得到的視速度 做線性動校正結(jié)合互相關(guān)確定地震道間的靜校正時移量Δ τ i，i = 1，2, ...，m，再用靜校正 時移量Λ 齊拉平地滾波，得到單炮地震記錄G' = (g' Jmxn，其中，g' u為地震記 錄G'的第i個地震道、第j個采樣點，i = 1，2,. . .，m ; j = 1，2,. . .，η ;
[0016] 步驟5)求單炮地震記錄G' = (g' υ)πΧη的正交投影向量矩陣U= (Uij)mxi，其中 Uij為矩陣U的第i行，第j列個樣本，i = l，2，...，m;j = l，2，...，r，U e Rnx^r為矩陣 G'的協(xié)方差Ce,的奇異值個數(shù)；
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