概论地震勘探中的地震干扰波及压制方法

　　摘要：本文根据地震干扰波的种类分别阐述了地震勘探中各类地震干扰波的主要特点及压制方法，并且对地震勘探中各类地震干扰波的压制方法做了深入探究，给概论地震勘探中的地震干扰波压制方法起到了指导意义。

　　关键词：地震勘探，地震干扰波，压制方法

　　中图分类号：P315文献标识码：A文章编号：

　　1、前言

　　在地震勘探反射法运用中，地震干扰主要是说除了一次反射波以外任何其它的地震能量。而从噪声的数据特征方面来说，通常把地震噪声分为随机噪声与规则噪声两个部分。随机噪声非常的常见，尤其是在高频部分主要的噪声就是它，同时这也是高分辨率的主要障碍。而规则噪声的运动学特征则比较明显，并且可以针对性地衰减。在地震勘探的工作中，勘探所用的检波器会接收到各种各样的干扰波，虽然它们有不同的表现形式，但是相同的是对有效信号的提取都有不利的影响。本文针对地震勘探中所遇到的干扰波的种类和特点，结合实际中的运用，对地震勘探中的地震干扰波及压制方法进行科学的探究。

　　2、面波

　　2.1面波的特点

　　面波是地震勘探中常见的噪声，通常分为瑞雷（Rayleigh）面波、勒夫（Love）面波以及史东尼（Stoneley）面波。在地震勘探中观测的面波，主要是沿地表传播的瑞雷面波，其特点为：传播速度小，为横波传播速度的0.9倍，视速度一般为100～1000m/s，其中以200～500m/s的视速度最为常见；频率低，一般只有10～30Hz；能量强，衰减缓慢。

　　2.2面波的压制

　　面波的压制方法主要有五种：①干扰波切除，是最简单最直观的消除强线性噪声的办法，对于道集记录只要给出欲切除的时窗参数，将其时窗内的记录数据切除，这种方法简捷明了，效果明显，去噪彻底。缺点是：随着强线性噪声的切除，在该区域的有效波同时也被切除，并且切除参数往往不能很好确定。②频率域带通滤波，就是频率域切除。对于频率很低的面波，这是一种实用的去噪方法。优点是实现简单，缺点是损失了与强线性噪声相同频段的有效信息。③频率—波数域滤波，俗称f-k滤波，也叫视速度滤波。具体方式又可分为带通扇形滤波，带阻扇形滤波和频滤波数域切饼式滤波。f-k滤波是使用最为广泛的一种二维滤波方法。既考虑了干扰波的频谱特性，又考虑了干扰信号在波剖面上的波长特性，实现过程为：针对强线性噪声的视速度设计一个二维滤波器，对于该强线性噪声所在频率域进行切除。其中确定f-k滤波器特性的视速度参数的给定必须有一定的宽度，这样才能适应整条测线上强线性噪声视速度的变化。视速度压制带愈宽，对强线性噪声的消除愈彻底，但同时有效波的损失也愈大。f-k滤波要求有规则的空间采样间隔，只适用于地层倾角较缓的地区，对于复杂条件下的面波去除效果不佳，混波现象严重。该方法另一个缺点是二维傅立叶变换过程中容易产生假频，一旦出现，即产生虚假的同相轴现象，又降低了地震记录剖面的横向分辨率。尽管人们对此方法进行了一些工艺性改进，但其固有的一些缺陷问题很难得到实质性解决。④变换是依据有效波和干扰波的视速度符号和大小的不同来达到压制干扰波的目的，面波虽然是—种规则的线性干扰，但它在地震记录上的分布从浅到深会出现严重的扫帚状特征，它的速度和频率从浅到深都有可能变化，将含有面波的地震数据变换到域，面波并不是一个点，从而也就很难完全去除面波；⑤小波变换是基于在较低频率处面波的能量强于反射波、在小频率范围和小空间范围内面波能量变化缓慢的假设条件下，先用面波的视速度对面波做线性时移，使面波逐道相干，再利用KL分解或沿X方向进行小波变换的方法来提取面波，并将其从原始资料中减去，由于面波的扫帚状特征，将面波做线性时移时不可能完全对齐，也很难达到完全去除面波的目的。

　　3、声波

　　3.1声波的特点

　　声波是在空气中传播的弹性波，速度在340m/s左右，频率较高，延续时间较短，在地震记录上形成尖锐的强初至，呈窄带出现，比较稳定。

　　3.2声波的压制

　　声波的压制方法主要分为三种：一是反褶积。由于处理手段和设备限制，以往的地震资料处理流程主要利用反褶积技术对声波压制。但是在声波主频较高时，此压制方法却没有明显效果；二是切除法。内切除法可以完全剔除声波，可以彻底消除声波对地震数据的影响，并且可以提高信噪比，但也会损失湮没在强噪声干扰中的有效信号；三是分频自适应检测与压制。它不但能够有效的压制声波干扰，而且还能保证有效信号不会受到太多畸变。

　　4、多次波

　　4.1多次波的产生

　　多次波的产生要有良好的反射界面为基础，一般来说，反射界面的系数都比较小，反射波经过多次反射就很微弱，只有反射界面的系数较大，多次反射波才会变强并且可以被记录下来。多次波按照其反射方式的不同主要分为四类：全程多次波、短程多次波、微屈多次波和虚反射。

　　4.3多次波的压制

　　多次波的压制方法主要分为三类：第一是利用一次波与多次波之间的正常时差的差别，由于在一次波与多次波的干涉处，多次波是由浅层的全程或层间的多次反射所形成的，波的传播为浅层的速度，要比干涉处一次波的速度低，道集上两者的正常时差有区别的。如共中心叠加法、二维滤波法、各种变换、局部想干滤波法、样点调序法等；第二是多次波模型减去法。这类压制多次波的方法是设法求得准确的多次波模型，随后把受多次波干涉的资料减去求得的多次波，从而达到消除多次波的目的。如波动方程外推法、表层多次波衰减法、模型拟合法、减去法等；第三是利用多次波的重复性和统计特性。这类方法是利用多次波的周期重复出现的统计特性，采用数字算子预测以消去多次波。如预测反褶积等。

　　5、各种随机干扰波

　　5.1随机噪声的种类

　　随机噪声的种类很多，根据随机噪声的特点和产生机制，结合地震勘探的实际情况，可将随机噪声的划分为三大类型。

　　(1)环境噪声

　　这类噪声是工区内固有的，在激发前就存在。来自风力干扰，树木、草丛的摇动，建筑物的微震以及其它工、农业设施带来的地表微震，还有来自地下的地壳微震，以及大气电离层的噪声等。这些噪声往往频谱很宽，振幅大小变化无规律。

　　(2)次生噪声

　　这类噪声是激发后产生的，主要由介质的不均匀造成的弹性波的散射，以及来自任意方向的、相位变化毫无规律的波的叠加等。如井中激发的微震干扰，当采用井中爆炸时，爆炸产生的高频高压气体和泥浆在井中翻腾，冲击井壁，在井口附近各记录道上造成杂乱的干扰波。

　　(3)系统噪声

　　这类噪声是地震仪器、采集站和大、小线等在接收和处理过程中所产生的。随着地震采集设备的不断更新改进、系统噪声对地震勘探的影响已非常微弱。

　　5.2随机噪声的压制

　　第一是f-x域随机噪声衰减。该方法是预测叠后地震剖面上的线性同相轴，从而分离信号和噪声，增强有效信号；第二是相干加强。利用地震反射同相轴相干性的特点，是目前最有效的压制手段；第三是多项式拟合提高数据信噪比。使用此方法时，必须先消除掉规则干扰，否则规则干扰波很有可能被当做信号而得到加强。

　　在实际处理中，为了进一步提高叠后资料信噪比，相继研制开发了Focus系统的FKPOWER、FKDECON、SIGNAI、DIGISTK等叠后去噪模块，移植了POFIT拟合模块和共反射面元叠加技术，经应用于地震资料处理，有效地压制了随机干扰，地震资料的信噪比的得到了进一步提高，小断层更清楚、断点更清晰，取得了明显效果。

　　6、结束语

　　地震勘探中的干扰波对勘探目的层的干扰各不相同。在进行地震勘探采集时，不仅要合理的选择井深药量，还要做好戒严工作；在进行资料处理时，不但要最大程度的保留反射波的能量，而且还有尽可能的去除干扰波。干扰波的研究是一个很复杂的工作，并且具有很重要的研究意义，所以我们在当下更应该做好干扰波的研究工作，给地震勘测的发展做出自己的贡献。本文来自《内陆地震》杂志