[發明專利]一種近地表散射面波的去除方法

有效

• 申請號: 201710083770.0
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106950600B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 唐杰;王浩;孫成禹;姚振岸
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 劉小靜

本發明涉及勘探地球物理技術領域，具體涉及一種近地表散射面波的去除方法，本發明的去除方法解決了地震勘探中，由于近地表非均勻性誘導所產生的面波噪聲，直達波和上行反射波都會受到非均勻體散射波的影響，散射會發生在從體波到面波和從面波到體波的轉換中，散射波通常與反射記錄相差不大或大于反射記錄，本發明借助時頻分析技術對實際記錄進行了面波去噪，借助方向可調濾波器實現散射面波去除，同時本發明通過聯合時頻分析與方向可調濾波器去除面波信息，可以有效提高信號的信噪比。

技術領域

本發明涉及勘探地球物理技術領域，具體涉及一種近地表散射面波的去除方法。

背景技術

在陸地勘探中近地表往往具有較強的非均勻性，如鄂爾多斯盆地地表為復雜的黃土和沙漠，非均質性較強。在西部地區，勘探區域向沙漠、礫石、戈壁、山地、黃土塬等復雜地表延伸，復雜區的近地表結構會影響到地震波的激發和接收。面波作為很強的干擾波出現在地震勘探中，大大降低了地震記錄的分辨率和信噪比。近地表存在的起伏非均勻性和內部非均質體，會使得地震波傳播時發生體波和面波的相互轉化，產生的相干噪聲導致有效反射信號信噪比降低。地震能量記錄包含復雜的波動現象(轉換波、多次散射波和衰減)，如果介質中存在不均勻的擾動體，震源激發的信號在傳播過程中，任意時刻波前的一點可以看作一個新震源(惠更斯-菲涅爾原理)，此震源會產生二次擾動，形成的新擾動在觀測點上相互干涉疊加就產生了散射波。對于表面震源，主要相關噪聲包括直接表面波、正向和反向散射以及散射P波轉換成的面波。上行體波和近表面非均勻體相互作用，分散成P波、剪切波和表面波。然而與P-面波轉換波相比P波和剪切波振幅較小，隨距離衰減很快。面波一般頻率較低，具有線性時差和更大的振幅，相比反射體波有更慢的衰減。影響面波和散射體波相互轉換的因素包括(1)源和接收器深度的影響，(2)散射體數目及散射體的形狀的影響，(3)散射體深度及大小等因素的影響等。

根據面波能量強，傳播和沿傳播距離衰減的速度都較慢的特征，目前國內外常用的方法主要有S變換，F-K濾波，小波變換，徑向道變換等。每種方法都是針對面波的一種突出特性對面波進行去除，相應具有一定的局限性，有時單獨使用并不能達到最好的去噪效果。因此，實際應用中出現的不同面波具有不同的傳播特性，也可將以上方法相互組合共同運用。F-K濾波一個比較簡單的面波去噪基本方法，但是在實際流程中應用的效果并不很好，目前主要作為一種參考價值利用。徑向道變換技術是將地震道集的振幅值從炮檢距—雙程旅行時坐標系切換為視速度一雙程旅行時坐標系，也可以用于地震處理，消除相干噪聲

本發明基于廣義S變換與方向可調濾波器聯合的近地表散射面波去除方法，能夠有效去除散射面波，提高信噪比，為后續地震資料的處理和解釋提供強有力的技術支撐。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種近地表散射面波的去除方法，基于時頻分析與方向可調濾波器聯合，來解決三維地震勘探中，由于近地表非均勻性誘導所產生的的散射面波噪聲。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種近地表散射面波的去除方法，包括以下步驟：

S1.通過匹配追蹤時頻分析方法對地震記錄中的面波進行壓制，得到時頻圖；

S2.對時頻圖進行頻譜分析，確定與面波對應的頻率范圍；

S3.根據面波在每道地震記錄的時頻圖上的一個大致的分布區域，將地震道變換到時頻域，利用掩模函數對時頻域的地震信號進行濾波；然后對濾波后的結果進行逆變換，回到時間域，得到了這一道數據進行了面波去噪以后的結果；

S4.通過方向可調濾波器進行散射面波去噪，通過在不同方向上產生模板，然后用不同方向上的模板去卷積圖像，得到圖像的邊緣；計算二維高斯函數在x和y方向的一階偏導數和任意角度的1階方向可調濾波函數為進而可以采用方向可調濾波器對含有散射面波的數據D進行去噪處理，數據D在任意角度θ方向上的濾波結果為比較不同角度的去噪結果，選擇去噪效果好的作為最終輸出結果。