专利名称：一种地震记录面波干扰压制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震记录处理领域，特别涉及一种地震记录面波干扰压制方法及装 置。
背景技术：
地震勘探是一种利用人工地震技术探测地下结构的勘探方法。它按照一定的方式人工激发地震波，利用称之为检波器的装置接收来自地下的反射信号，通过对反射信号的处理和分析探测地下结构。检波器装置在接收地震信号的同时，也接收了多种类型的噪声干扰，如何有效地压制噪声，恢复被噪声污染的地震信号，是勘探地震资料处理工作的重要研究内容。在各类噪声干扰中，面波是最为普遍、同时也是最难压制的噪声干扰。与有效信号相比，面波干扰具有低频、低速、频散、强能量等特点，在地震记录上呈扫帚状分布，其能量往往是有效信号的上百倍，在面波污染的地震记录上，几乎见不到有效信号的影子。低通滤波是最为经典的面波压制方法，它利用面波干扰与有效信号在频率上的差异利用低通滤波消除面波干扰。由于该方法在消除面波干扰的同时，也消除了有效信号的低频分量，不利于地震资料高精度保幅处理，所以，目前该方法在工业界很少使用。f-k滤波、Radon变换滤波、频率空间域预测滤波等是另外一类面波压制的方法。尽管采用的数学方法不同，但这类方法本质上都是利用了面波干扰的空间相干性，其压制效果在很大程度上依赖于面波干扰在线性方向的相关程度。如果面波干扰具有数学意义上完整的相关性，即使利用简单的f-k滤波，其压制噪声、恢复弱信号的能力也是非常满意的。然而，由于接收条件和传播路径的差异，以及面波固有的频散特性，面波干扰更多地表现为视觉上的相干性，并不具备完全的数学意义上的相干性。因此，直接利用空间相干类滤波方法往往达不到理想的面波压制效果。针对傅立叶变换存在的问题，近十年来，先后发展了基于小波变换、广义S变换、curvelet变换的面波压制方法，这类方法的共同特点是，采用了最新的数学变换方法，但实现和操作比较复杂，不利于工业化推广应用，目前尚未见到大规模工业应用的报到。锥形滤波(也称FKK滤波，又称十字交叉滤波)是工业界地震资料处理系统一种新的三维地震资料面波压制方法，该方法从本质上将仍然属于f-k滤波，只是由二维扩展到三维，且对地震记录进行了分选和重排，使之更加适应三维f-k滤波的要求。该方法较二维相干噪声压制方法具有更强的面波压制能力，但依然无法摆脱面波频散造成的视线性问题，处理之后的地震记录依然残存有较强的面波能量。综上所述，在保持地震信号低频分量的同时，有效地压制面波干扰对地震信号的影响，增强地震记录的信噪比，是目前高精度地震勘探迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出一种地震记录面波干扰压制方法及装置，可以压制面波干扰对地震记录有效信号的影响，有效地恢复被面波污染的地震信号，提高地震记录信噪比，增强地震信号反映地下结构的能力，提高地震勘探精度。为实现上述目的，本发明提供了一种地震记录面波干扰压制方法，包括获取地震记录XiU),其中，i = 1,2,…η, η为地震道数，t是时间，单位是毫秒；根据所述地震记录Xi (t)获取面波干扰高截频fg，单位为赫兹；根据所述面波干扰高截频fg确定变化曲线q(t)；对地震记录Xi (t)做高截频为fg的低通滤波，得到面波干扰频带的地震记录Ji (t)i = 1,2, *··η ;并对地震记录Xi (t)做低截频为fg高截频为2fg的带通滤波,得到非面波干扰频段的地震记录Zi (t), i = 1,2,…η;根据面波干扰频带的地震记录yi(t)获取振幅变化曲线py(t);并根据非面波干扰频段的地震记录Zi (t)获取振幅变化曲线Pz (t);根据变化曲线q(t)、振幅变化曲线Py(t)和振幅变化曲线Pz(t)对面波干扰频段Yi (t)进行调制获取干扰频带地震记录3^0;根据干扰频带地震记录又.(O、面波干扰频段Ii (t)以及地震记录Xi (t)获取面波干扰压制之后的地震记录SG)
O可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述地震记录Xi (t)获取面波干扰高截频fg包括对地震记录Xi⑴作傅里叶变换获取Xi (f);根据傅里叶变换后的地震记录Xi (f)计算振幅谱Ai (f)；计算η道地震记录的平均振幅谱A (f)；对平均振幅谱A (f)进行低通滤波，得到平均振幅谱A (f)的变化趋势B (f)；获取平均振幅谱的变化趋势B (f)的第一极值点所对应的频率fd ；根据频率fd确定面波干扰高截频fg。可选的，在本发明一实施例中，所述平均振幅谱A(f)的表达式为
权利要求
1.一种地震记录面波干扰压制方法，其特征在于，包括获取地震记录Xi (t),其中，i = 1,2,…η, η为地震道数；根据所述地震记录Xi (t)获取面波干扰高截频fg ；根据所述面波干扰高截频fg确定变化曲线q(t)；对地震记录Xi (t)做高截频为fg的低通滤波，得到面波干扰频带的地震记录Ji (t)，i=1,2, *··η ;并对地震记录Xi (t)做低截频为fg高截频为2fg的带通滤波,得到非面波干扰频段的地震记录Zi (t) i = 1,2,…η;根据面波干扰频带的地震记录yi(t)获取振幅变化曲线py(t);并根据非面波干扰频段的地震记录zdt)获取振幅变化曲线pz(t)；根据变化曲线q(t)、振幅变化曲线py(t)和振幅变化曲线？2(0对面波干扰频段yi(t)进行调制，获取干扰频带地震记录灭(O .根据干扰频带地震记录又O)、面波干扰频段yjt)以及地震记录Xi (t)获取面波干扰压制之后的地震记录S (O。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据地震记录Xi(t)获取面波干扰高截频fg包括对地震记录Xi (t)作傅里叶变换获取Xi (f)；根据傅里叶变换后的地震记录Xi (f)计算振幅谱Ai (f)；计算η道地震记录的平均振幅谱A (f)；对平均振幅谱A (f)进行低通滤波，得到平均振幅谱A (f)的变化趋势B (f)；获取平均振幅谱的变化趋势B (f)的第一极值点所对应的频率fd ；根据频率fd确定面波干扰高截频fg。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平均振幅谱A(f)的表达式为
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平均振幅谱A(f)的变化趋势B(f)的表达式为
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述面波干扰高截频fg的表达式为fg = I· 5fdo
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据面波干扰高截频fg确定不同频段能量之比变化曲线q(t)包括对η个地震道中炮检距最大的m个地震道所对应的地震记录Xi (t)进行高截频为fg的低通滤波，得到O. O到fg频段的地震记录(t), i = n-m+1, n-m+2,----, η ;并对η个地震道中炮检距最大的m个地震道所对应的地震记录Xi⑴进行低截频为fg、高截频为2fg的带通滤波，得到fg到2fg频段的地震记录
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述变化曲线q(t)的表达式为
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述振幅变化曲线py(t)的表达式为
9.根据权利要求I或8所述的方法，其特征在于，所述振幅变化曲线pz(t)的表达式为
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述干扰频带地震记录又(O的表达式为
11.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述面波干扰压制之后的地震记录$(O的表达式为
12.一种地震记录面波干扰压制装置，其特征在于，包括地震记录单元，用于获取地震记录Xi (t),其中，i = 1,2,…η, η为地震道数；面波干扰高截频单元，用于根据所述地震记录Xi (t)获取面波干扰高截频fg ；变化曲线单元，用于根据所述面波干扰高截频fg确定变化曲线q(t)；地震记录单元，用于对地震记录Xi (t)做高截频为fg的低通滤波，得到面波干扰频带的地震记录yi(t),i = 1,2,…η ;并对地震记录Xi (t)做低截频为fg高截频为2fg的带通滤波，得到非面波干扰频段的地震记录Zi (t)，i = 1,2, -η；振幅变化曲线单元，用于根据面波干扰频带的地震记录yi(t)获取振幅变化曲线Py(t);并根据非面波干扰频段的地震记录Zi (t)获取振幅变化曲线pz(t)；干扰频带地震记录单元，用于根据变化曲线q(t)、振幅变化曲线py (t)和振幅变化曲线Pz (t)对面波干扰频段yi(t)进行调制获取干扰频带地震记录;压制单元，用于根据干扰频带地震记录又(O、面波干扰频段Ii (t)以及地震记录Xi (t)获取面波干扰压制之后的地震记录瓦(O
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述面波干扰高截频单元包括傅里叶变换�？椋糜诙缘卣鸺锹糥i (t)作傅里叶变换获取Xi (f)；振幅谱�？椋糜诟莞道镆侗浠缓蟮牡卣鸺锹糥i (f)计算振幅谱Ai (f)；平均振幅谱�？椋糜诩扑悝堑赖卣鸺锹嫉钠骄穹譇 (f)；低通滤波�？椋糜诙云骄穹譇(f)进行低通滤波，得到平均振幅谱A(f)的变化趋势 B(f)；极值点频率�？椋糜诨袢∑骄穹譇 (f)的变化趋势B (f)的第一极值点所对应的频率fd ;面波干扰高截频�？椋糜诟萜德蔲d确定面波干扰高截频fg。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述平均振幅谱�？榛袢〉钠骄穹譇(f)的表达式为
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述低通滤波�？榛袢〉钠骄穹譇(f)的变化趋势B (f)的表达式为
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述面波干扰高截频�？榛袢〉拿娌ǜ扇鸥呓仄礷g的表达式为fg = I· 5fdo
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述变化曲线单元包括地震记录处理模块，用于对η个地震道中炮检距最大的m个地震道所对应的地震记录Xi (t)进行高截频为fg的低通滤波,得到O. O到fg频段的地震记录Yi (t), i = n-m+1,n-m+2,——,η ;并对η个地震道中炮检距最大的m个地震道所对应的地震记录Xi (t)进行低截频为fg、高截频为2fg的带通滤波,得到fg到2fg频段的地震记录Zi (t), i = n-m+1,n-m+2,....,η ；变化曲线获取模块，用于根据获取的地震记录yi(t), i = n-m+1, n-m+2,——，n和Zi (t), i = n-m+1, n-m+2, . . . . , n 计算变化曲线 q(t)。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述变化曲线获取�？榛袢〉谋浠遯(t)的表达式为
19.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述振幅变化曲线单元获取的振幅变化曲线Py (t)的表达式为
20.根据权利要求12或19所述的装置，其特征在于，所述振幅变化曲线单元获取的振幅变化曲线pz(t)的表达式为
21.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰频带地震记录单元获取的干扰频带地震记录又(O的表达式为
22.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述压制单元获取的面波干扰压制之后的地震记录^ (O的表达式为
全文摘要
本发明涉及一种地震记录面波干扰压制方法及装置，获取地震记录xi(t)；根据所述地震记录xi(t)获取面波干扰高截频fg；根据所述面波干扰高截频fg确定变化曲线q(t)；对地震记录xi(t)做高截频为fg的低通滤波，得到面波干扰频带的地震记录yi(t)；并对地震记录xi(t)做低截频为fg高截频为2fg的带通滤波，得到非面波干扰频段的地震记录zi(t)；根据面波干扰频带的地震记录yi(t)获取振幅变化曲线py(t)；并根据非面波干扰频段的地震记录zi(t)获取振幅变化曲线pz(t)；根据变化曲线q(t)、振幅变化曲线py(t)和振幅变化曲线pz(t)对面波干扰频段yi(t)进行调制获取干扰频带地震记录根据干扰频带地震记录面波干扰频段yi(t)以及地震记录xi(t)获取面波干扰压制之后的地震记录
文档编号G01V1/36GK102944895SQ20121041832
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者李国发, 秦德海, 付立新, 祝文亮, 岳英, 翟桐立 申请人:中国石油大学(北京)
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