地震规则干扰波的压制方法应用研究

摘要：在地震勘探所采集到的地震数据中既有有效波也有干扰波。为了提高地震勘探的精度，使地震资料能更真实地反映地下的地质情况，如何突出有效波，压制干扰波就成为一个极其重要的问题 。针对地震规则干扰波中的面波、线性干扰波及50Hz交流电干扰进行了分析及压制，达到了较好的资料处理效果。

关键词：去噪；规则干扰波

地震资料处理的基本步骤是：信号去噪、反褶积、动静校正、速度分析、水平叠加、偏移处理等。其中，信号去噪用于从地震资料中提取有用信息，去除干扰，提高地震资料信噪比。[1]这里针对地震记录中规则干扰波的特点选择不同的信号压制方法，达到有效压噪的目的。

1 基本原理

基于经典傅氏变换的去噪方法

频率域滤波方法

傅氏变换理论是地震资料处理中最基本的理论，以此理论为基础的频率域滤波依然是目前地震资料去噪中的一个常用模块。包括用带通滤波压制面波以及对含有工业电干扰的资料进行陷频处理等。

频率波数域滤波方法

同一维频率域滤波一样，建立在二维傅氏变换基础上的F-K滤波也是目前常用的一项去噪技术，其采用的是扇形滤波器，可以有效压制线性干扰波。[2]

1.1 面波的压制方法

带通滤波法

带通滤波法主要是利用频率差异进行滤波，因为作为噪声的面波频率较低，与作为有效波的一次反射波存在频率差异，因此可以在频率范围将其区分开来。

地震勘探中的有效波和各种干扰波的频谱范围如图1-1所示

对已知地震记录道进行频谱分析：设已知一个地震记录道x（t），一般来说，x（t）里包含有效波s（t）和干扰波n（t）。

设计合适的滤波器：为了滤去干扰波的频率成分，应当设计一个带通滤波器，即在有效波频率范围内的频率值得到保留，在其它频率范围内的频率值得到压制。

1.2 线性干扰波的压制方法

频率波数域（F-K域）滤波法

频率波数域（F-K域）滤波法是利用干扰波与有效波视速度的差异在频率波数域中将有效波与干扰波分离来压制干扰波。

通过以上两式可知，地震记录u（t，x）是由许多频率为f，波数为k的频波分量 叠加所得，U（f，k）即为该信号的频率

波数谱。T-X域地震记录u（t，x）变到F-K域后，通常把U（f，k）在（f，k）平面上的投影称为频波图。由频波图可知二维信号能量在频率波数平面上的分布范围及能量集中点处所具有的频率和波数值。不同的波动信号的频谱不相同，能量分布也不一样。

1.3 50Hz交流电干扰的压制方法

陷波法

设计滤掉50Hz的滤波因子进行数字滤波，即陷波。该方法通常是在频率域将50Hz工业电干扰压制到最低，然后采用傅氏反变换的方法得到消除50Hz工业电干扰的记录。

2 处理流程设计

3 实际资料处理效果

利用有效波与干扰波频谱特征的不同来压噪的数字处理方法称为数字滤波。[3]

Focus系统的压噪功能非常强大，其开发了带通滤波、F-K滤波、带陷滤波、τ-p变换滤波等多种压制方法。根据现有条件，结合相关资料，利用Focus资料处理软件对处理方法进行验证。

3.1 用带通滤波对面波进行压制

如图3-1，可以看出面波频率较低，大部分分布在20Hz以下的范围内，通过设置在低频的压制带即可有效地压制面波。

如图3-2，设置20-60Hz之间为通放带，15-20Hz及60-70Hz为压制带，可以在频率域范围内有效压制面波，保留有效波成分。

如图3-3，可以看出面波得到了较好地压制，有效波得到了凸显。

3.2 用F-K滤波对线性干扰波进行压制

如图3-4，设计压制低频干扰，同时进行视速度滤波（即整体进行F-K滤波），可以由频率域及视速度两者有效压制线性干扰波，保留有效波成分。

如图3-5，可以看出利用F-K滤波，线性干扰波得到了较好地压制，有效波得到了凸显。

3.3 用带陷滤波对50Hz交流电干扰进行压制

如图3-6，图中的FMIN设置为5，FMAX设置为80，FL设置为45，FH设置为55。可以在频率域45-55Hz范围内有效压制50Hz工业电干扰。

如圖3-7，可以看出图中的单炮数据中有一道存在50Hz工业电干扰，频率基本上等于50Hz，经过带陷滤波，50Hz工业电干扰得到了较好地压制。

4 总结

识别地震资料中的规则干扰波即面波、线性干扰波和50Hz工业电干扰，使用不同的压制方法，运用Focus系统对采集的地震资料进行了处理，较好地压制了地震资料中的规则干扰波，提高了地震资料的信噪比。

参考文献：

关伟. 基于小波变换的地震信号去噪方法研究与模拟[D].中国地质大学（北京），2008：26.

张军华.地震资料去噪方法—原理，算法编程及应用[M].东营：中国石油大学出版社，2011：6.

陆基孟，王永刚.地震勘探原理[M]， 东营：中国石油大学出版社，2011：429-431.

作者简介：

安泰霖（1995--）男，河南郑州人，中国矿业大学（北京），硕士研究生，研究方向：地震资料解释、地震波反演方法。