[发明专利]共炮点道集多级面波压制方法和装置

说明书

本发明提供了一种共炮点道集多级面波压制方法和装置，其中，该方法包括：在共炮点道集上确定出面波区域和不含面波的反射波区域；确定面波区域中面波的起始频率、截至频率和最低视速度；在面波的起始频率至截至频率范围内对面波区域的数据，以多道统计值为期望振幅谱，进行零相位滤波处理，得到初步压制面波的结果；利用面波的截至频率、最低视速度、空间采样间隔和炮检距计算线性相移算子；根据线性相移算子对初步压制面波的结果进行线性相移、相位滤波和反线性相移处理，得到压制面波的结果。本发明解决了面波压制方法中所存在的处理精度低、计算效率不高以及面波假频难以消除的技术问题，达到了方便有效地实现共炮点道集多级面波压制的目的。

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种共炮点道集多级面波压制方法和装置。

背景技术

面波是陆上勘探中常见的干扰波，主要分布在近炮检距，呈“扫帚状”，具有低频、低速、强振幅和频散等特点。地震记录中面波与反射波的同相轴交织在一起，严重影响着地震记录的信噪比，给叠前振幅信息的有效利用带来极大的干扰，从而影响了地震资料处理的质量。合理地压制面波，有利于改善地震资料的品质，提高地震数据的信噪比，对于后续的叠前属性分析、波形反演以及改善深部地质目标的成像质量都是至关重要的。目前，主要有以下几种面波压制方法：

1)基于传统滤波的面波压制方法

在数据采集阶段可以通过检波器的组合来压制面波，但这种方法使得反射波的接收频带变窄，而且不能对已经接收到的数据进行处理，缺乏灵活性。随着地震数据处理技术的发展，出现了多种滤波方法来衰减面波干扰，主要包括基于频域滤波类的高通滤波、带通滤波以及基于视速度特征差异的FK滤波等。在频域中反射波与面波的频谱不是完全分开的，部分区域存在重叠。因而这些方法都存在缺陷，例如，高通滤波在去除低频面波时也压制了反射波的低频成分，而且截频滤波会引起波形的失真，造成视觉上的假象。为了克服这些缺点，许多滤波方法利用反射波与面波在几何特性上的差异进行面波压制。例如：Randon变换将时空域的数据变换到τ-p域中，以直线形式分布的面波在τ-p域中是以一系列能量点的形式存在，切除这些能量点，反变换到时空域就能够达到压制面波的目的。但由于“端点效应”的影响，使得面波在τ-p域中不能完全集中，从而导致面波压制不彻底。

2)基于多尺度分析的面波压制方法

地震信号是非平稳信号，各种多尺度分析工具(例如：S变换，Wavelet、Ridgelet、Curvelet变换等)也广泛应用于地震数据的面波衰减中。这类方法基本上都能取得一定的处理效果，但又存在各自的不足。例如：在曲波域中可以综合利用面波与反射波在空间、尺度、方向上的差异来压制面波，但随着尺度的降低，波原子的局域性和方向性都降低，对于面波中低频低波数成分，曲波低尺度波原子难以提供信噪分离所需的精度，给曲波系数的处理带来困难；Askari等基于S变换对FK滤波法进行扩展，通过设计随时间或炮检距变化的视速度滤波器来压制面波，对于面波受到地表非均质体散射或者频散严重的地震记录，能够取得有效的滤波效果，但该方法运算量较大，非常耗时。

3)基于稀疏表征策略的面波压制方法

随着稀疏表征技术的发展出现了多种地震信号建模的策略，Karsli等利用线性或非线性的扫频信号对面波进行参数化建模，通过反褶积的思路来预测并消除面波干扰。Trad等将单炮记录描述为具有线性同相轴的面波和具有双曲同向轴的反射波的叠加，利用线性Radon变换和双曲Radon变换，结合稀疏约束可以实现面波与反射波波场的分离。此外，利用地震记录中面波与体波信号波形结构的差异性，利用平稳小波变换和局部离散余弦变换作稀疏表示字典，将面波与体波分离问题转化为稀疏优化问题来求解。由于近地表结构变化多样，该类方法的处理精度依赖于所建模型特征是否与实际情况相匹配。

由上述描述可知，现有的面波压制方法主要存在以下问题：

1)由于近地表特征复杂，依据视速度、频率、线性特征等难以完全地区分面波和反射波；