简述地震资料去噪的两种方法

2015-06-29李继伟陈骜卓周旸肖吉星

科技资讯 2015年15期

李继伟　陈骜卓　周旸　肖吉星

摘要：地震资料去噪是地震资料数据处理的首要任务。根据不同噪音的形成机制、特性，可以选择不同的高保真度的去噪方法，使得地震资料的信噪比和分辨率达到预期的最高，从而降低地震资料解释的难度，提高地震资料解释的速度和精度。在众多的地震资料去噪方法中，频率域滤波和f—k域滤波是最基础的去噪方法，也是地震资料处理人员最常用的去噪方法。频率域滤波可很好的压制面波等规则的干扰波，f—k域滤波去除折射波、直达波等线性干扰波具有很好的效果。

关键字：地震资料，去噪，处理

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

地震资料去噪是地震资料数据处理的首要任务，去噪的效果直接影响了地震资料处理的精确度，间接的影响了地震资料解释的准确度。地震资料去噪的整个过程就是根据不同的噪音形成机制、特性，选择不同的高保真度的去噪方法，提高地震资料的信噪比和分辨率，即压制干扰波，突出有效波，使得地震反射波同相轴能够更好的真实的反映地下反射界面的特征，方便地震资料解释人员更好的解释地下构造，描述油藏圈闭。

地震噪音是由于地表和地下复杂的地质条件，以及地震野外激发、接收、检波器组合、外部环境噪音等因素引起而存在于野外地震记录中，强噪音会覆盖我们所需要的有效信息，弱噪音会隐藏于地震记录中，这些噪音都会或多或少的影响地震资料的信噪比，为寻找油气圈闭带来不必要的麻烦。为了更好的去除这些噪音，我们可以选择室外去噪和室内去噪。室外一般是选择合适的激发、接收、组合等方式压制一些有规则的干扰波。室内去噪则是根据有效信号与噪音的各种特征差异，选择设计去除噪音、提高信噪比的方法。不同的地方具有不同的方法原理、物理意义和适用条件[1]。所以，分析噪音在地震记录上的特征，选择合适的去噪方法是地震资料去噪的关键。

1 地震噪音的类型和特点

地震噪音亦称干扰波，根据噪音的形成机制可以将噪音分为规则干扰波和无规则干扰（随机干扰）波两大类。

规则干扰波是指具有一定主频和一定视速度的干扰波，例如面波、折射波。折射波是同相轴为直线的波，具有一定的频率和视速度，一般采用f—k域滤波法去除。面波是地震勘探中最常见的干扰波，在地震记录中成“扫帚状”发散，即发生频散；频率低，一般为几Hz到30Hz；速度低，一般为100-1000m/s，以200-500m/s最为常见。现在压制面波的方法有很多，最为常见的还是频率域滤波压制面波。

无规则干扰波是指没有固定的频率，也没有固定的传播方向的波。他们在记录上形成杂乱无章的干扰背景。无规则干扰波主要分为地面微震、低频和高频干扰。地面微震主要是由于风吹草动、海浪、水流、人畜走动、机器开动等外因素随机产生。低频和高频干扰主要由于在沼泽、流沙、泥潭、坚硬岩石等介质中激发地震波产生。这些无规则干扰在室外可以人为压制，在室内可根据噪音特性采用与之相对应的去噪方法压制。

2 两种常用的去噪方法

根据噪音特性，可大致的将干扰波与有效波之间的差异总结为一下几点：（1）频率差异；（2）时间差异；（3）传播方向上的差异，即视速度的差异；（4）空间分布区域差异或外形差异；（5）振幅差异；（6）动校正后的剩余时差差异；（7）区域统计差异。

根据以上差异性质，便可有针对性的选择或设计合适的去噪方法，最大程度的提高地震资料的信噪比和分辨率[5]。

2.1频率域滤波

地震记录中常常都会存在几组视速度不同的，且速度和频率都很低的，能量很强的，成发散状的干扰面波。在干扰面波区域内，有效信号几乎被它的强能量所掩盖，衰减面波的能量，可以极大的改善有效信号与干扰信号的能量比关系[5]。通常我们都会选择频率域滤波法去除面波，利用面波低频的特性，可以设计一个合适的高通滤波窗口，压制低频面波。

如图2-1，是某区单炮地震记录利用频率高通滤波器压制面波的对比图，滤波器参数8—12.5—40—50。从图中可以看出，在合适的高通滤波参数下，面波的能量明显得到了压制，地震资料的信噪比得到了提高。

图2-1（a）频率域滤波压制面波前

图2-1（b）频率域滤波压制面波后

2.2 f—k域滤波

f—k域滤波即频率—波数域滤波，实际上是一个二维滤波器，它在简单的一维傅里叶频率域滤波的基础上增加了一个波数域。设二维信号，则频率—波数域滤波方程可写为：

其中是待滤波的二维信号的频率—波数谱，是滤波器的频率—波数响应，是滤波后的二维信号的频率—波数谱[4]。根据上式可以将频率—波数域滤波基本步骤总结如下：

图2-2 f-k滤波流程

如图2-3是某工区单炮地震记录利用f—k滤波去除折射波前后对比图。折射波具有一定的频率和视速度，根据这一特性，可以设计一个理想二维滤波器，使有效信号从通放带通过，干扰信号在压制带得到去除。

图2-3（a）f-k滤波压制折射波前

图2-3（b）f-k滤波压制折射波后

3 结论

（1）地震资料去噪是地震资料处理过程中非常重要的一个环节，也是地震资料处理人员一直研究的课题，良好的地震资料去噪方法可以提高地震资料的信噪比和分辨率，为地震解释人员提供优越的基础条件，便于他们更好的解释油藏构造，寻找油气圈闭。