多道多维多域滤波器在地震数据噪声压制中的应用.pdfVIP

·914 · 中国地球科学联合学术年会 2014 多道多维多域滤波器在地震数据噪声压制中应用 许茜茹 唐欢欢 毛伟建* 中科院测量与地球物理研究所，大地测量与地球动力学国家重点实验室，计算与勘探地球物理研究中心 武汉 430077 地震资料除了有效信号，还存在包括直达波、面波、多次波及随机噪声。在地震资料的处理过程中， 对噪声的处理是最重要的步骤之一。通过对叠前数据或叠后数据中的噪声进行压制，有助得到高质量的 成像结果。噪音压制技术的关键在于如何根据信号和噪声的特征对其进行有效分离，这些特征包括频率、 振幅、相位、倾角（视速度）和相关性等。 传统的滤波方法包括反褶积、频率滤波、时变滤波和小波变换等，近些年涌现出很多去噪新方法， 其中，有随着非常规地震勘探资料的增加而发展起来的经验模式分解（EMD ）滤波和针对同时震源地 震数据的向量中值滤波等。滤波方法的发展趋于以当前采集系统得到的数据为基础，从多道多维多域的 角度压制噪声，得到信噪比更佳的地震资料。 在反褶积滤波中，通常褶积算子以单道数据为基础。通过对多道数据进行相关运算能够提高滤波效 果。因为与单道数据相比，多道数据能提供更多特征信息供以压制噪声。 二维滤波可压制二维空间噪声。将其推广，能够得到三维至多维的滤波技术。其中，三维滤波不仅 能够对常见的噪声进行压制，还能够压制由采集系统产生的几何采集脚印。 f-k 滤波能够依据视速度、频率等的差别压制时空域中无法与有效信号分离的噪声，但是在空间域 不可避免的会产生假频和折叠现象；f-x 域的 EMD 较易实现，并且能够去除不稳定地震数据的随机噪 声，但是陡倾角相关能量也同时被消除；τ−p 分解广泛应用于去除多次波，但对数据的稳定性要求较 高。小波变换能够从时频尺度分离数据中的不同成分用以分析处理，但是不能直观简便地选择滤波因子。 虽然各个域内进行的变换滤波能够压制不同性质的噪声，但是都具有一定的局限性。通过多域噪声滤波 能够综合各种滤波方法的优势，在时间、空间、频率、波数、倾角的组合域中提取数据的信息，在不同 尺度的滑动窗口内衡量信号与噪声的差别，从而达到最佳的滤波效果。 我们对上述滤波方法进行了分析，在实现的过程中通过选择需要进行滤波的地震道，根据数据维度、 噪声类型与特征在合适的域内进行变换，优化选择相关系数、视速度、频率和波数等参数的阈值，有效 分离波场，并且可以控制滤波的程度。我们在实际应用中，考虑了空间假频、折叠效应、零倾角 FK 谱 等的影响。其中，通过空间插值来减小道间距，从而缓解空间假频现象；将资料延伸到空间时间轴范围 之外进行充零缓解了折叠效应对滤波结果的影响；针对 FK 谱中的零频部分，使用特殊的窗函数进行修 正，增加了滤波的稳定性；处理不规则数据时，对其进行了重新排列或插值的规则化处理；当采集系统 为同时震源时，需要着重考虑地震波信息的混合效应。测试结果表明多道多维多域滤波器为新的地震数 据采集方法提供了有效的噪声压制手段。 资金资助：本研究由中国科学院创新项目资助 参考文献 [1] Oropeza V. and Sacchi M.,Simultaneous seismic data denoising and reconstruction via multichannel singular spectrum analysis. Geophysics, 2011，76, V25–V32. [2] Lancaster S.,Targeted deconvolution for optimal multiple attenuation: 75th Ann. Internat. Mtg: Soc. of Expl. Geophys.2005,2092-2096. [3] Neelamani R., Baumstein A.I., Coherent and random noise attenuation using the curvelet transform. The Leading Edge, 2008,27, 240-248.