[发明专利]地震面波自动识别及压制方法

说明书

本发明提供一种地震面波自动识别及压制方法，包括：步骤1，根据原始地震单炮记录，利用修正S变换对不同偏移距的地震单炮记录进行时频分析；步骤2，在时间—频率—偏移距域谱内进行面波分布时间、分布频率、分布范围、分布能量的同步自动识别；步骤3，在修正S变换时频谱中提取单频段地震单炮记录；步骤4，对单频段地震单炮记录进行径向道变换；步骤5，在径向道变换域内对不同的单频段地震单炮记录进行变频率的动态滤波；步骤6，将所有单频段地震单炮记录中提取的面波噪音进行径向道逆变换。该地震面波自动识别及压制方法充分考虑频率、视速度、频散特性和能量变化四个方面的特征，从而更好的将面波噪音提取出来。

技术领域

本发明涉及油气地球物理地震资料处理领域，特别是涉及到一种地震面波自动识别及压制方法。

背景技术

随着油气勘探开发程度的不断加深，对地震资料的信噪比和分辨率提出了更高的要求。地震面波作为一种规则干扰，普遍存在于陆上地震资料中，它具有低频、强能量、低速的特征，面波能量是有效信号能量的十几倍左右，在炮集上呈近似线性分布，面波与有效信号交织重叠在一起。面波主要分布于地震记录的近炮检距。传统的检波器组合接收方式有利于压制面波，而随着单点高密度地震技术的推广应用，面波严重降低了地震资料的信噪比，地震资料中的有效信号淹没于噪音中，严重影响了地震资料的品质，面波压制是地震资料处理环节中至关重要的一步。

针对面波频率低、能量强、视速度低等特征，国内外学者提出了大量的面波噪音压制方法，目前面波压制方法主要包括：

基于频率差异的带通滤波方法，根据地震资料中面波的频率分布范围，设计高通滤波器，设置滤波器的低截频，对地震资料进行滤波处理，滤掉低于低截频的成份，从而实现面波处理。带通滤波方法比较简单，但将低截频以下的有效信号都滤掉了，损失了低频有效信号。频率空间域相干噪声衰减方法是在面波频率范围的数据上进行的，基于最小平法误差准则，在每个频率上分别估计面波。通过速度和频率两个参数对面波出现区域进行限制，对范围以外的地震信号影响较小。

基于视速度差异的频率—波数域压制面波方法，对地震数据进行二维傅里叶变换得到频率—波数谱，由于面波与有效信号在视速度上存在差异，所以在频率—波数谱中面波低频与有效信号是分开的。对面波区域进行切除，然后进行二维傅里叶反变换得到去除面波的地震数据。

基于频率和视速度的自适应面波衰减方法，将地震数据变换到时频域，根据面波和有效信号在频率、能量和空间分布范围的差异，首先检测出面波在时间、空间上的分布范围，然后根据面波的频带范围，进行分频加权压制面波。

专利CN104345341A提出了一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，利用小波变换对地震数据进行分频处理，在不同时窗、不同频带内计算时窗内的平均振幅值，采用累计叠加统计分析方法设置振幅门槛值，将压制因子公式计算得到的新振幅值替换原来的振幅值，从而实现面波压制。

专利CN104614769B提出了一种压制地震面波的聚束滤波方法，分析地震记录的瑞雷面波每一个频率的空间、时间、振幅分布，通过频散曲线提取等方法，得到瑞雷面波的传播特征，然后对面波的脉冲序列经傅里叶变换后的结果进行估计、合并，利用确定的参数构造一个面波聚束滤波器，对滤波输出数据求傅里叶反变换即可得到滤波后的有效信号。

专利CN105319591A提出了基于径向道变换的SVD自适应面波压制方法，即首先利用径向道变换使面波频带向更低频率范围移动，其次利用低通滤波在径向道域得到低频面波信号，然后利用奇异值分解方法将面波中有效低频信号分离出来，最后从原始数据中将面波减掉。专利CN104375185A提出了一种从地震记录中去除面波的方法和装置，利用小波分频获取不同频段的地震记录，对包含面波的地震记录进行径向道变换，然后进行高通滤波，最后进行小波重构得到去除面波的地震记录。