基于正交子集的锥形滤波去噪技术研究

乔小玲，王惠宁，赵光华(江汉油田分公司物探研究院，湖北 武汉 430035)

基于正交子集的锥形滤波去噪技术研究

乔小玲，王惠宁，赵光华(江汉油田分公司物探研究院，湖北 武汉 430035)

三维地震数据体中的面波、声波、折射波等噪音，在三维空间上形成以震源为顶点的锥形体，在水平切片上显示为圆形,在纵向切片上显示为线性。三维F-Kx-Ky锥形滤波器的频率响应特征呈圆锥形，与噪音在正交子集道集上的分布形状吻合，三维F-Kx-Ky锥形滤波可以很好压制这类特征的噪音。根据面波在正交子集中表现特征稳定特征，研究了一种基于正交子集的锥形滤波去噪技术。实际应用表明，在正交子集上利用锥形滤波压制面波噪音，比传统的压制面波方法有更好的效果，且更大程度的保留了有效信号的原貌。

正交子集；锥形滤波；叠前去噪；面波

随着勘探的日益深入，探区的成熟度越来越高，对资料的要求也越来越高。叠前去噪是提高资料处理品质的重要一环。对于不同的噪音，可以根据其不同特性，利用其频率、速度、波数、能量等的唯一性，在炮域、检波点域、CDP域等将其去除，从而达到提高资料信噪比的目的。

面波在近排列记录上表现为速度稳定的线性干扰，可以通过基于速度的滤波(如F-K滤波[1]等)将其移除，但随着非纵距的加大，面波在地震数据上表现为双曲形状，通过F-K滤波已不能取得明显效果。面波在正交子集中的表现特征稳定，根据这一特征，笔者研究了一种基于正交子集的锥形滤波去噪技术，主要讨论了面波在正交子集道集上被压制的去噪技术。

1 正交子集的构筑及面波的分布规律

图1 正交子集分布示意图

1)正交子集的构筑 所谓正交子集，即通常所说的十字排列。假如三维数据体上的炮线和检波线是正交的，就可以抽取一条炮线和一条检波线上的所有地震道组成一个正交子集。这一个正交子集，相当于野外采集的一次覆盖的地震数据体。在这个正交子集的反射点平面分布图上，与检波线平行的方向上的反射点来自同一炮点，而与炮线平行方向上的反射点则来自同一个检波点。在正交子集中，反射点分布呈以中心点为圆心，以偏移距为半径的同心圆，距离中心点越远偏移距越大。同心圆的直径方向的反射面元则具有相同的方位角。通过正交子集的构筑，地震数据的采样在空间上也变得比较均匀，弥补了空间采样不足的缺点(见图1)。

2)面波分布规律 面波在地震记录上表现为一种很强的规则干扰波，具有振幅强、频率低的特点。近排列记录上表现为线型，具有稳定的速度；远排列记录上表现为双曲型。在空间数据体上表现为以震源为顶点的圆锥体，面波噪音是从原点辐射出的直线，在其时间切片上表现为一圈圈的同心圆形状[2](见图2)。

图2 面波在正交子集上的表现特征

2 锥形滤波的实现

由于面波在正交子集上表现为锥形，并且是从顶点辐射出的直线，具有稳定的速度。将基于正交子集的地震数据通过三维傅里叶变换，转换到频率波数域。当固定某一频率时，发现在其水平切片上也显示为圆形；而且在频率域的显示也为圆锥形，与面波噪音在正交子集上的表现特征一致。由于正交子集域共中心点之间的距离分别为炮点距和检波点距的一半，弥补了传统道集记录里空间采样不足的问题，这样也就更加保证了面波特征的稳定性。笔者建议野外采集时，尽可能使原始数据更加均匀规则，便于去噪的彻底性。

在实际处理时，先分析出面波所在的频率段，然后测量出面波的线性速度范围，通过F-Kx-Ky域的三维锥形滤波来压制面波。从压制面波前后的切片上可以看出，面波在切片上的圆形标志被有效地去除(见图3)。从压制前后的地震记录和噪音数据上可以看出(见图4、图5)，面波得到了较好的压制，信噪比有所提高，且没有伤害到有效波，做到了去伪存真。如果经过锥形滤波处理，由于一些样点的线性特征不是很明显，而残留在地震记录上，可以通过炮检点的重排，使其在另一个方向的正交子集上的面波特征更明显，而将其有效去除。

图3 面波压制前后切片显示

图4 面波压制前后地震记录及噪音

图5 面波压制前后叠加剖面

3 结 语

应用三维锥体滤波技术，能够做到高分辨率的相对保幅处理，保证地震数据的可靠性。实际应用表明，三维锥体滤波技术可以有效地压制单炮记录上远排列端的双曲型面波，克服了二维F-K滤波只能滤除线性干扰，无法压制强能量双曲型噪声的缺点；同时克服了高通滤波滤除面波的同时也滤除了低频有效波的缺点；最大程度的保护了低频段的有效波的完整度，同时也提高了该频段的信噪比，有利于进一步开展地震地质反演与油气预测。

[1]张昌君,曲良河,吕功训,等.多频带消除地滚波的方法[J].石油大学学报,1997,21 (5) :13-15.

[2]钱荣钧.地震波的特性及相关技术分析[M].北京: 石油工业出版社，2008: 104-106.

[编辑] 洪云飞

P631.44

A

1673-1409(2012)05-N078-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.025

2012-02-16

乔小玲(1980-)，女，2003年大学毕业，工程师，现主要从事地震资料处理和方法方面的研究工作。