[发明专利]一种自适应面波衰减方法

说明书

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探领域，具体涉及一种自适应面波衰减方法。

背景技术

在地震勘探中，面波通常是很强的干扰波，它存在于地震记录中，会大大 降低资料的信噪比，特别是复杂区地震记录，面波的表现形式比较复杂，对于 资料的后续处理非常不利。因此，对复杂区地震记录面波剔除与压制方法的研 究是非常必要的。

在野外采集时，常用组合法压制面波，它利用面波的方向特性，将几个检 波器按一定方式放置在一起，使面波有一定时差，而反射波时差较小，按一定 权重相加后，可将面波削弱，而有效波增强。但是组合法有一个明显的缺点， 即压制高频，降低分辨率，并且只有在采集时使用，不利于信号数字处理手段 的应用。

在室内资料处理时，目前常用的方法有：F-K滤波，τ-p滤波，中值滤波， K-L变换，分频带处理等。它们主要是依靠面波在地震记录中的低频、低视速度 和线性特征。其中F-K滤波、τ-p滤波是将信号变换到F-K域、τ-p域，根据 面波与有效反射波在传播方向上的差别滤波；中值滤波、K-L变换利用面波在记 录中的线性特征以及反射波的非线性特征滤波；分频带处理利用面波与反射波 在频率上的差别，与其它方法相结合剔除面波。

但是，这些处理方法存在以下不足：(1)对于时间上和面波不重合的反射 波部分会有影响，例如，τ-p滤波、中值滤波、K-L变换仅考虑面波的方向特 性，当地表、地下构造复杂时，面波和部分有效反射波的视速度相差不大，因 此，剔除与压制面波的同时，势必压制了这部分有效反射波，而分频带与其它 方法相结合，仅考虑频带特性，对于时间上与面波不重合的有效信号的低频带 范围，也会有影响；(2)不适合复杂区的地震记录面波剔除和压制。对于均匀 地表介质，面波在地震记录中的表现形式与地表及观测系统有关。当地表水平 或单斜时，二维地震勘探记录中面波呈线性分布，三维地震勘探的二维剖面中 面波呈双曲线分布，地表起伏及弯线勘探时，面波在记录中的分布与地表几何 形态有关，其特征更加复杂。因此，上述方法中根据其线性特征剔除和压制面 波会产生误差。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种自适应面波 衰减方法，对地震记录中的面波线性化后利用面波的极化特征，提取更为精确 的面波分量，然后将其从原始资料中减掉。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自适应面波衰减方法，所述方法根据面波在复数域中的极性特征，利 用奇异值分解将面波模型从原始地震记录中提取出来，然后将所述面波模型从 原始地震记录中减去就得到了去噪后的地震记录。

所述方法包括以下步骤：

(1)自动方向追踪；

(2)局部时空窗数据选择；

(3)奇异值分解；

(4)自适应衰减。

所述步骤(1)具体如下：首先根据面波的优势频带对原始地震记录进行低 通滤波，获得面波能量占优的地震记录；然后利用Hilbert变换将所述面波能 量占优的地震记录转换成复数域中的解析信号；最后利用包络振幅差异原理寻 找每个计算样点处的最优视速度；

所述利用Hilbert变换将所述面波能量占优的地震记录转换成复数域中的 解析信号是这样实现的：

在某一地震道的某个计算样点处取n个视速度，并取该地震道前后各m道， 经Hilbert变换成解析信号，具体如下；

设该计算样点处的径向分量、切向分量和垂直分量分别为u_r(t)、v_r(t)和w_r(t)， 利用Hilbert变换将各分量转换成解析信号：

u(t)＝u_r(t)+iH(u_r(t))

v(t)＝v_r(t)+iH(v_r(t))

w(t)＝w_r(t)+iH(w_r(t))

式中H表示Hilbert变换。

所述利用包络振幅差异原理寻找每个计算样点处的最优视速度是这样实现 的：