凌云地震数据定量分析2.doc

2.干扰信噪比分析 自从地震勘探方法用于石油勘探以来，人们就十分熟悉信噪比这一名词。因为它直接影响地震成象的质量，同时也限制了实际地震勘探的能力。人们一直在野外采集和处理中为提高地震数据的信噪比而努力。如在野外尽可能采用合理的组合方式压制规则干扰波，尽可能选择合理的激发和接收提高反射信息能量；在处理中研究去噪方法，如频率滤波、F-K滤波、K-L滤波、τ-P滤波、中值滤波、F-X随机干扰滤波和各种叠加滤波方法。人们期望通过对干扰波的压制，提高反射目的层的高频信噪比，从而获得更高分辨率地震的成象结果。但由于地球表层沉积岩（非均匀、各向异性、非完全弹性）介质的复杂性，和大地吸收衰减的存在，以及实际地震处理能力的限制，往往我们难以获得能满足地质家要求的地震勘探结果。如小于5米的岩性油气田勘探和油田开发中的油气水界面等勘探要求。但我们相信随着地震勘探技术的提高，可以逐步提高地震勘探精度和能力。显然要提高地震勘探的能力就必须认识和解决地球物理中存在的问题。从地震勘探角度分析，在诸多地震勘探客观因素（近地表介质变化引起的激发和接收的振幅衰减和频率吸收衰减影响、潜水面变化引起的激发虚反射的变化影响、非完全弹性体介质引起的球面发散与吸收衰减变化的影响、环境变化（风、雨和雷电的影响）引起的高频干扰、50Hz工业干扰和其它人文环境干扰等的影响）和主观因素（如激发因素（激发源类型、激发深度、激发能量、激发组合形式等）、接收器因素（接收器型号、接收器埋深、接收器数量和组合形式等）、仪器因素（仪器型号、仪器动态范围、仪器前置滤波、仪器前置放大器和仪器陷波器）、激发干扰波（面波、次生干扰波，折射干扰）、以及观测纵波外的其它波（多次波、转换波、横波等））中，地震反射波传播的吸收衰减影响和干扰波影响仍是地震勘探中的主要问题。它们之间的变化关系形成了地震勘探的信噪比临界门限值，这一信噪比门限值限制了地震勘探的能力。但在实际地震勘探中如何确定这一信噪比临界门限值仍是地球物理工作者难以回答的问题。为此本文针对信噪比临界门限值提出一种有效的分析方法。它可以帮助人们认识实际地震勘探中的信噪比问题，同时它为提高勘探精度和能力为实际地震采集、处理和解释提供重要的分析依据。 2.1 非规则干扰波信噪比分析 在分析信噪比之前，显然我们需要分析信噪比的定义，这个问题在参考文献[1]和[2]中已有论述。但为了读者更全面的了解这一问题，本文再作如下分析。信噪比信息是来源于信号和噪声两类信息，显然要求取信噪比值，不仅要了解干扰信息，还必然了解信号的变化规律。因此首先让我们来分析有效信号的变化规律。 当地震波在非完全弹性介质中从激发点向外传播时，地震波振幅随传播距离（时间）和频率的增加而衰减；通常它包括两个部分： (球面发散与吸收衰减特性；当不存在突变岩性体时，在几公里到几十公里内球面发散与吸收衰减特性具有宏观相对稳定的函数关系[参考文献4]。(近地表吸收衰减；通常在陆上进行地面地震勘探时，由于激发、接收的地震波全要经过近地表的传播，加之近地表的非均匀、各向异性和非完全弹性体的问题，从而近地表的吸收衰减是十分严重的。总结以上的球面发散与吸收衰减和近地表的吸收衰减可以得出如下结论：反射波信号的传播规律应随传播时间（传播距离）、空间位置和频率而变化。为分析信噪比问题简明，本文中忽略信号空间变化的影响。 在确定了信号的变化规律后，要想求得信噪比，显然要分析噪声的特性。在地震勘探中，噪声主要分为两类，一类是规则干扰，另一类为非规则干扰。规则干扰波分为近地表规则干扰波和反射规则干扰波；近地表规则干扰主要是与激发震源有关的干扰波。主要有：面波、各类散射干扰波、虚反射和鸣震干扰波等；反射规则干扰波主要有多次波、侧向反射波和成象波场外的其它地震波。反射规则干扰波需要专门的处理技术才能分离，请读者参见有关论文。关于近地表规则干扰波通常是通过野外采集和处理来压制，但实际中要对干扰波的类型和特性参数有充分的了解才能有效的压制该类规则干扰波。现在最有效的规则干扰波特性分析方法是称为盒子波观测与雷达分析的方法，它可以提供准确的规则干扰波的传播方向、传播速度和信噪比等重要的规则干扰波参数，具体分析请见规则干扰波分析一节。 本节的重点是分析非规则干扰波（随机干扰或高频干扰），它主要分为空间、时间上随机突发类和具有一定宏观干扰水平的非规则干扰波。空间、时间随机类主要有人文干扰（工业和交通等）和突发性干扰（脉冲或时续脉冲）；而具有一定宏观干扰水平的非规则干扰波主要是风吹草动。关于人文干扰和突发性干扰尽管对地震成象有严重的影响，但它们在空间位置和记录时间上具有一定的随机性。例如汽车引起的随机干扰，它具有时间和空间上的随机性，适当的野外采集警戒和合理的统计处理方法可以避免和滤除这类干扰。而具有一定宏观干扰水平的非规则