走向精确勘探的道路__09第九章_改善信噪比谱_争取最大有效频宽.docVIP

第九章 改善信噪比谱 争取最大有效频宽 第一节 俄罗斯CDA技术给我们的启示 1990年我们出访了前苏联新西伯利亚石油地球物理生产科研联合体。该机构与前苏联全苏科学院、新西伯利亚分院地球物理研究所协作，研究出一种“时间场共深度面元叠加”技术，（Common Depth Area Stack简称CDA方法，俄文ОГП）。可以将野外24次覆盖的记录在室内模拟处理出360次覆盖的剖面来。它的基本思想是将反映地下一定范围的一个面元内共深度点的所有信息道都利用起来，作“同相叠加”。用以提高信噪比，从而在提高信噪比的基础上展宽频带，达到很高的分辨率。 图77（a）是西伯利亚地区24次覆盖的常规水平叠加的结果，其频带范围是12—7OHz。图77（b）是同一剖面用CDA方法模拟成360次覆盖的剖面，其频带范围扩大到15—150Hz，主频达120Hz！ 图77（（（ 第二节 用好去噪手段 看来展宽有效频带的核心问题在于改善信噪比谱。因此合理地使用各种去噪手段便成为我们提高精度的关键。 但是在改进信噪比的过程中，有如下几个认识问题是非常重要的。 首先要搞清楚噪音的性质。我不赞成资料处理人员把主要精力花在挑坏道、挑坏炮上面，这些工作应该让计算机自动去做。我们首先应该分析单炮记录上相邻炮、相邻适的波形胖瘦变化大不大？静校正问题大不大？干扰波的性质是什么？面波比有效波强多少倍？反射波在初叠24面上的时间倾角大致是多少？并作一下分频扫描，搞清楚各频率范围的原始信噪比。看不同频档土实际存在的干扰是规则干扰还是突发性的大干扰、还是平稳随机的干扰。这些才是制定以后克服干扰要采取措施的重要依据。 一、压制面波 近年来，由于大家缩小了组合跨距，面波的强度问题已经相当突出。我看到不少工区的面波强度为有效波的10倍到30倍。经反褶积后还有相当的强度。有些人对付强面波采取不理不睬，直接拿来作速度谱及水平叠加，则必然引起一系列麻烦。吐鲁番盆地尝试了采用地表一致性振幅均衡的方法，也取得了一定的效果。但是它一方面花机器时间太多，另一方面也只是均衡了一下面波的能量，并不能去掉它。 有的处理人员一开始就使用一个12Hz的低截（高通）滤波。这样虽然压制了面波，但是同时也损失了有效波的低频信息。 有些处理人员很仔细，他们在面波强的一个区域内作“内切除”。这个办法是不错的，但多数人不愿意花，或者花不起这个功夫。 外国人也有几种消去面波的方法，例如建立在“面波是线性调频信号”的理论基础上，用一种通讯理论加以克服[22]。这种方法我试了一下，没有什么效果，几乎等于低截滤波。因为组合以后的面波以及次生干扰面波的波形都不再具有“线性调频”的性质。遗憾的是我们国内还有人用这种思路去作克服面波的努力。 今年我着手编制一种自动化消除面波的程序，称作“万能去噪程序”。我把它也称作“外科手术法”。它的基本思路是让机器自动地完成“内切除滤波”。好比一个外科医生看到病人手上长疮，他绝不会用刀子简单地把一只手砍去。他一定会细心地切去溃疡部分，保留健康的机体组织。 图79（a）是吐鲁番盆地的一张野外记录，纯波回放，仅作球面扩散及吸收补偿。此记录右边面波的强度比有效波强30倍！左边两道有5OHz工业干扰，第四道上有高频干扰及大脉冲干扰。有效反射波只在个别的几个地方见到一些影子，基本上淹没在一片噪音之中。 图79（b）是经过万能去噪后的结果。面波、5OHz及高频干扰都去掉了。图右方在打箭头的几个地方可以看到有效波的影子。图79（c）是机器自动判别、开辟内切除时窗的实际形态，但是以后在窗内不是作简单的切除，而只是滤去其低频面波，保留高频有效的信息。图79（d）是表示开内切除时窗所依据的低频成分（15Hz以下）。机器自动检测此同中时变的振幅平均值并建立自适应的门槛值。凡是低频振幅大于此门槛值的就在那里开一小坠内切除时窗，并在两头加斜波过渡的处理。 图79（e）是从时窗内减去的面波能量以及机器自动检测有5OHz工业干扰就同时将在的列为减去的对象，此图是减去的干扰波的总的内容。 图79（f）是低频成分中未被减去而剩下来的成分。在右边打箭头之处可以见到有效反射的低频信息还是保留了下来。内切时窗外全部保留，内切时窗内也保留了一部分。 如果将此记录简单地作高通滤波（截频同样用15Hz），则可得到图79（g）。此图虽然面波去得较彻底，但是有效波的低频信息全部丢失了，并且也以下已经找不到反射同相轴了。与图79（b）对比，后者反射波一直可以追踪到2.7s以下。所以图79（b）就是万能去噪的最终结果，用它作为资料处理的开始，再作多道统计反褶积就会比较顺当了。 这种去干扰处理方法在大港油田也有了相似的处理程序。不过他们是在时域中统计振幅与视周期的，并且要处理人员提供较多的门槛值。我这个方法先作FFT，然后在频域中检测有无5OHz干扰波及高