6 地震处理之多次波衰减
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法论文提要在地震勘探中激发地震波时,由于激发、接收条件,自然环境和地表条件的影响,我们所采集到的地震数据中,既有有效波也有干扰波。
根据干扰波的物理特征、形成机理和形态,常把地震数据上的噪声分为规则噪声和随机噪声两大类。
规则噪声具有明显的运动学特征 ,如:面波、线性干扰、平行折射、声波、多次波干扰等,可以根据其运动学特征选择针对性的衰减方法;随机噪声是一种无规律的噪音,如:自然界风吹草动所产生的猝发脉冲、野值等。
为了提高地震勘探的精度,完成在各种复杂地区的勘探任务,使地震资料能更真实地反映地下的地质情况,如何突出有效波,压制干扰波就成为一个极其重要的问题。
通过暑假的实践,本论文中针对地震勘探中的常见地震干扰波进行总结、分类、衰减,并在国产软件GRISYS平台上,针对不同的干扰波进行分析,总结针对不同噪音的衰减方法。
正文一、规则干扰波规则干扰波是指有一定的主频和一定视速度的干扰波。
例如面波、声波、线性干扰波、多次波等。
下面就规则干扰波中的面波、声波、多次波和50Hz交流电干扰进行介绍。
(一)面波图1 面波的形成机理及实际地震记录上的面波从震源发出的波动分为两种: 一种是质点振动方向与传播方向一致的波,称为纵波。
另一种是质点振动方向与传播方向垂直的波,称为横波。
纵波的传播速度较快,在远离震源的地方这两种波动就分开,纵波先到,横波次之。
因此纵波又称P波,横波又称S波。
在没有边界的均匀无限介质中,只能有P波和S波存在,它们可以在三维空间中向任何方向传播,所以叫做体波。
但地球是有限的,有边界的,在界面附近,体波衍生出另一种形式的波,它们只能沿着界面传播,只要离开界面即很快衰减,这种波称为面波。
面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波, 面波是一种很强并广泛存在的规则干扰波 ,在炮集上呈线性分布 ,其特征为低频、低速且振动延续时间长 ,严重影响中深层有效反射 ,大大降低地震资料的信噪比,如图1所示。
海洋资料多次波组合衰减技术及应用
海洋资料多次波组合衰减技术及应用张兴岩;朱江梅;杨薇;于宏;刘洋波【摘要】多次波的压制是海洋地震资料处理中的重要步骤.海洋地震勘探中的多次波一般都异常发育且较难压制,压制多次波的好坏直接决定了处理结果的质量.目前压制多次波的方法有很多种,但不同的方法基于不同的理论,具有不同的针对性.单一的方法压制多次波往往不能针对所有多次波,达不到理想的效果.笔者使用组合衰减多次波技术,综合了SRME、拉东变换、LIFT去噪对海洋实际地震数据的多次波进行压制,取得了较好的效果.%Antimultiple processing is an important step in marine seismic data processing. The multiple waves in marine seismic data are generally rather strong and very difficult to suppress, so the suppression of multiple waves decides the quality of processing results. There are many ways to suppress multiple waves; nevertheless, different approaches are based on different theories and have different targets. A single method can not suppress all multiple waves and hence fails to achieve the desired results. The authors employed the combined multiple wave attenuation technology, which combines SRME, radon transform and lift denoising to suppress multiple waves in actual marine seismic data, and has achieved good results.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】5页(P511-515)【关键词】多次波;SRME;拉东变换;LIFT【作者】张兴岩;朱江梅;杨薇;于宏;刘洋波【作者单位】中海油能源发展钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江 524057;中海油能源发展钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江 524057;中海油能源发展钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江 524057;中海油能源发展钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江 524057;中海油能源发展钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江 524057【正文语种】中文【中图分类】P631.4在海洋地震勘探中,多次波的存在会影响地震成像的真实性和可靠性,并严重影响地震解释工作,多次波压制是提高地震资料处理成果质量的重要步骤之一。
海上地震资料多次波剔除方法研究
海上地震资料多次波剔除方法研究摘要:一直以来,消除多次波等相关噪音是海上地震资料处理要解决的问题。
对海上地震资料多次波剔除方法进行研究,以期为海上地震资料消除多次波提供参考。
关键词:海上地震资料多次波剔除中图分类号:p631.4 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2013)003-119-02在处理海上地震资料时,人们常被把没有消除的多次波错误地认为是一次波或是一次波中的一部分,这种处理方法极大程度地降低了海上地震资料信噪比。
目前,压制或消除多次波的方法很多,常见的有radon滤波、预测反褶积、 -p域反褶积或f-k域滤波等,这些滤波剔除法有其独有的优点,但不容忽视的是,上述方法若使用不当会加重对有效信号的损伤。
本文简要论述radon滤波、预测反褶积和f-k域滤波压制多次波的方法,并详细探讨聚束滤波压制多次波。
1 多次波概述在海上地震勘探时常常把弯曲界面反射波、断面反射波和绕射波定义为异常波,或把多次反射波称为异常波,但多次反射波和弯曲界面反射波、断面反射波和绕射波存在差异,多次反射波是一种单纯的干扰波,但其他几类波除了有干扰之外,还有可利用的一面。
本文讨论的多次波仅限于多次反射波。
地面和空气的分界面阻抗差别较明显,因此,地面和空气的分界面是一个良好的反射界面。
一般情况下,反射波传播至地面时,反射波可能从地面与空气的分界面发射向下传播,再次遇到反射界面的时候,可又一次发射回到地面,反射路径重复多次,就形成了多次反射波。
良好的反射界面是产生多次反射波的前提条件,倘若反射界面反射系数过小,经多次反射后,多次波就变得很微弱,所以,只有那些在发射系数较大的反射界面发生的多次反射波才可以被记录下来。
较为常见的多次波有层间多次波和表层多次波,层间多次波多发生于陆地,这里我们主要讨论表层多次波。
表层多次波多见于海上地震资料,分为水面和海底之间震荡产生的交混回响多次波和海底横向高差变化剧烈产生的绕射多次波。
地震资料处理流程与方法介绍(2)
动校正前
动校正后
3、水平叠加
九、动校正、切除与叠加
叠加
同一反射点地震记录
叠加剖面
十、 (短波长)剩余静校正
1、为什么要做剩余静校正
由于低速带的速度和厚度在横向上的变化,使野外表层参数测量不准确或无法测 量,故使野外静校正后,爆炸点和接收点的静校正量还残存着或正或负的误差,这个 误差称为“剩余静校正量”。
幅能量分布均匀合理 。 基本假设:近地表不均匀因素对地震记录影响十分复杂,把各种因素同时加以考
虑会使问题变得十分棘手,甚至无法解决。为了使问题简化并满足地表一致性要求, 一般作如下假设:
(1)地表振幅影响因子对整道是一个常数,它是震源强度、表层衰减、检波器 耦合等影响的总和系数。
(2)各振幅因子保持地表一致性原则。即不管波的传播路径如何,同一道集内 所有道将具有同一补偿因子。如:同一炮的所有道将具有同一炮点的补偿因子,同一 检波点所有道将具有同一检波点的补偿因子。
将野外磁带数据转换成处理系统格式,加载到磁盘上; 2、输入数据质量检查: 炮号、道号、波形、道长、采样间隔等等。
二、置道头
道头:每个地震道的开始部分都有一个固定字节长度的空余段,这个空余段用来记录
描述本道各种属性的信息,称之为道头。如第8炮第2道,第126CMP等。
1、观测系统定义
模拟野外,定义一个相对坐标系,将野外的激发点、接收点的实际位置放到这个相 对的坐标系中。 2、置道头
(3)输入数据为经准确的静校正、球面扩散、地层衰减补偿后的记录。 ——可以根据数据的具体情况,在处理的不同阶段多次使用。目前的流程大都使用一 次。
2、地表一致性振幅补偿
五、振幅补偿
最新地震处理教程——第八章 专题
第八章专题8.1 引言本章讨论本质上不相关的各种专题:多次波衰减,地震分辨率,地震模拟,合成声波测井,瞬时特征,垂直地震剖面(VSP)和二维地面数字处理。
多次波衰减是包含在常规处理流程中仅有的课题。
2.7.5和7.5节讨论了基干预测的多次波衰减。
8.2节根据一次波和多次波在f-k和t-x域中的速度区别来研究多次波衰减。
其余的课题是包含地震数据处理和模拟的辅助解释手段。
在8.3节要讨论地震分辨率。
分辨率是能够分离非常靠近的两个同相轴的能力,分辨率有垂向的(或时间上的)和横向的(或空间的)两个概念。
尤其在绘制小构造特征,如微小的封闭断层和描述薄地层特征(可以有有限的区域延伸)等方面是非常重要的。
地震正演模拟(8.4节)包括产生一个与速度-深度模型相关的地下反射系数模型的旅行时响应,正演模拟有多种应用。
人们有可能通过正演模拟来了解地下构造和地层特征的地震响应。
模拟还可以用来产生供评价处理算法所用的数据。
记录参数,如道间距和排列长度,有时(至少是部分的)是根据正该模型来选择、正演模拟对于确定解释地质模型的反射响应是否与解释中应用的CMP叠加剖面一致也是有用的。
合成声波测井(8.5节)是反射数据的一个简单的一维反演。
从地震道得出合成声波的中、高频分量时,必须从独立的信息源如常规的速度分析或实际声波测井资料得到低频分量。
瞬时特征(8.6节)有助于突出反射层面的连续性及描述地震沉积序列分界面。
用彩色显示时,反射系数强度,瞬时相位和瞬时频率在地层研究中是很有用的手段。
在8.7节讨论垂直地震剖面。
概述了VSP资料的基本处理程序和应用。
最后,8.8节评述了二维图件处理。
8.2 压制多次被7.5节讨论了基于倾斜叠加域中多次波周期性的多次波哀减。
现在的两种多次被衰减技术是根据一次波和多次波之间的时差不同而提出的。
图8-la 的CMP 道集清楚地展示了这个时差的区别,一次波p 的时差一般比多次波m 的时差要小,从图8-1d 中的速度 谱可以看到一次波V P 与多次波V M1和V M2的速度趋势间的差别。
双曲线radon变换衰减多次波技术在和15工区的应用
双曲线radon变换衰减多次波技术在和15工区的应用双曲线radon变换衰减多次波技术在和15工区的应用1. 介绍•双曲线radon变换衰减多次波技术是一种常用于勘探地震学领域的信号处理方法,通过消除或减弱地震数据中的多次反射波来提高地震图像的质量和解释能力。
•在和15工区中,双曲线radon变换衰减多次波技术已经被广泛应用于勘探活动中,下面将列举几个具体的应用示例。
2. 地层切割•双曲线radon变换衰减多次波技术可以通过对地震数据进行处理,将多次反射波从数据中去除,从而清晰地展示目标地层的信息。
•在和15工区的勘探活动中,地层切割是一项重要的任务,通过双曲线radon变换衰减多次波技术,可以将地震图像中的多次反射波减弱或消除,从而更好地识别目标地层。
3. 目标检测•双曲线radon变换衰减多次波技术可以帮助识别和定位潜在的油气储层。
通过去除地震图像中的多次反射波,可以提高图像的清晰度和对比度,从而更好地识别出潜在的目标层位。
•在和15工区的勘探活动中,目标检测是一项重要的任务,通过双曲线radon变换衰减多次波技术,可以辅助勘探人员更准确地定位和评估潜在的油气储层。
4. 缺陷识别•双曲线radon变换衰减多次波技术可以帮助勘探人员识别地质构造中的缺陷或异常。
通过分析地震数据中的多次反射波,可以发现一些异常反射波形态,并进一步推断可能存在的地质构造或油气藏。
•在和15工区的勘探活动中,缺陷识别对于油气勘探的成功至关重要。
双曲线radon变换衰减多次波技术可以帮助勘探人员在数据处理过程中更好地识别出地质中的缺陷。
5. 资源评估•双曲线radon变换衰减多次波技术可以提高地震图像的质量和清晰度,从而准确评估潜在的油气资源量。
通过去除多次反射波,可以获得更准确的地震数据,进而提高对油气资源量的估计准确度。
•在和15工区的勘探活动中,资源评估是一项关键任务,通过双曲线radon变换衰减多次波技术,可以帮助勘探人员更准确地评估油气资源的含量和分布情况。
几种简单实用的多次波去除方法及其应用
几种简单实用的多次波去除方法及其应用张恒超【摘要】多次波衰减是地震资料处理中的老问题,多次波的存在严重影响地震剖面成像的真实性和可靠性,干扰地震资料的解释,所以,在叠前应对多次波加以有效的消除,提高资料的品质和精度.而目前,多次波理论方面的研究及成果相当多,但对于实际生产有时却无能为力.因此,本文意在从原理和可操作性上,介绍几种在实际生产中既简单实用又省时有效的多次波去除方法及其应用效果,主要介绍了数据一致性预测反褶积、Radon变换、利用速度扫描工具及内切除等四种多次波去除方法及其应用效果.以提高资料的处理质量和效率.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2011(037)021【总页数】4页(P21-24)【关键词】地震资料处理;多次波;去除;数据一致性预测反褶积;Radon变换;速度扫描;内切除【作者】张恒超【作者单位】中海油研究总院,北京,100027【正文语种】中文【中图分类】TP273由于地下强反射界面的存在,产生大量的多次波。
众所周知,多次波衰减是地震资料处理中的老问题,多次波也一直是处理中常见的干扰波。
由于地表及地下结构的变化,多次波的周期、频率、分布规律等具有多变性,并且常常和一次有效反射波相干涉,使得多次波问题复杂化。
多次波的存在,严重影响地震剖面成像的真实性和可靠性,干扰地震资料的解释,所以,在叠前应对多次波加以有效的消除,提高资料的品质和精度[1]。
多次波问题在我国一些地区还相当严重,因此,如何有效地压制多次波是地震勘探中的一个关键问题。
目前,多次波理论方面的研究及成果相当多,但对于实际生产有时却无能为力。
因此,本文意在介绍几种在实际生产中既简单实用又省时有效的多次波去除方法。
压制多次波的方法有很多,但其技术均是基于多次波下列特性之一:①一次波与多次波时差的区别(速度区别);②一次波与多次波在CM P叠加剖面上倾角的区别;③一次波与多次波频率成分的区别;④多次波的周期性。
利用地震干涉法衰减海底相关层间多次波
利用地震干涉法衰减海底相关层间多次波叶月明;姚根顺;赵昌垒;庄锡进;张华【摘要】在海洋地震勘探中,由于海底面具有较强的波阻抗差,当海底面以下存在高速反射层或散射体时,在海底与高速层(体)间会发育较强的海底相关层间多次波.由于这种相关层间多次波无特定的识别特征而难以去除,增加了地震资料处理的难度.为此,本文提出了基于地震干涉理论的海底相关层间多次波衰减方法和实现流程.首先介绍了基于互易理论的地震干涉法原理,阐述了其在非均匀介质中的近似条件和表达式;在此基础上提出了通过海底一次反射记录和海底以下构造的反射记录来构建海底相关层间多次波.该方法克服了基于共聚焦点(CFP)延拓方法对速度场的依赖性与逆散射级数(ISS)法计算效率低的缺点,是一种数据驱动型层间多次波衰减方法.Sigsbee2B模型测试及实际资料处理结果表明,海底相关层间多次波得到了较好的预测,叠前深度偏移结果中的偏移假象得到了明显压制,证明了文中方法的有效性.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2015(050)002【总页数】7页(P225-231)【关键词】海底相关层间多次波;衰减;地震干涉法;互易理论;数据驱动;格林函数【作者】叶月明;姚根顺;赵昌垒;庄锡进;张华【作者单位】中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;中国石油杭州地质研究院,浙江杭州310023;川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司技术发展中心,四川成都610213【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言多次波分为地表相关多次波和层间多次波。
传统地表相关多次波衰减(SRME)方法可以较好地衰减自由表面相关多次波[1,2],并且已经在业界得到了广泛应用。
由于地下界面多变性的特征,很难在地震剖面上有效识别层间多次波。
现阶段业界主要应用基于时差差异的方法进行层间多次波压制[3,4],这种方法对于浅层适用性较好,但是难以区分深层层间多次波,而且对处理员的主观解释依赖性较强。
地震资料处理中的迭代法衰减多次波技术
t i on s,t h i s me t ho d c a n a t t e nu a t e mu l t i pl e wa v e s,a t t he s a me t i me t r i e s t o p r ot e c t t h e e f f e c — t i ve s i gn a l ,whi c h c a n a c hi e ve t he pu r po s e t ha t c a n s up pr e s s mul t i p l e wa v e s a nd ke e p t he
同时 , 把 噪 声 衰 减 到 可 以接 受 的程 度 。这 种 思路 无论 是 用 于 去 噪 还 是 去 除 多 次 波 , 都 有 良好 的应 用 前 景 。
关 键 词 :多次波 ; 剩余多次 波; 迭代法 ; 地震 资料处理
中图分 类 号 : P 6 3 1 . 4
文 献 标 识 码 :A
e f f e c t i v e s i g n a l s i n ma x i mu m.I t i s n o t j u s t 3 s i n g l e mo d u l e ,b u t a“ s i g n a l n o i s e s e p a r a t i o n ”
f r om t he r e mo v e d no i s e a nd r e c o ns t r uc t d a t a wi t h t he e f f e c t i v e s i g na 1 . Ba s e d on mu l t i — i t e r a
Ab s t r a c t :M u l t i pl e a t t e nu a t i o n t e c hn i qu e i s on e o f t he k e y t e c hn ol o gi e s i n t h e c on ve nt i on a l p r oc e s s i ng o f s e i s mi c d a t a . At p r e s e nt ,m o s t o f t he me t ho d s f o r t he a t t e nu a t i o n o f mu l t i p l e wa v e s wi l l d a ma ge t he e f f e c t i v e s i gna 1 . M ul t i p l e a t t e nu a t i on t e c hn i qu e b y i t e r a t i v e me t h od i s us e d a s a me a ns t o s u pp r e s s mu l t i pl e wa v e s ,whi c h c a n e x t r a c t t h e we a k e f f e c t i ve s i gn a l
地震如何利用地震波幅度衰减地震灾害程度
地震如何利用地震波幅度衰减地震灾害程度地震是一种自然灾害,经常给人们的生活带来极大的危害和损失。
然而,地震波的传播和幅度衰减特性使得我们有机会通过科学手段来减轻地震灾害的程度。
本文将探讨地震波的幅度衰减原理以及利用幅度衰减来减轻地震灾害的方法。
一、地震波的幅度衰减原理地震波是在地震破裂源处产生,并在地壳中传播的振动波动。
地震波幅度衰减是指地震波振幅随距离的增加而逐渐减小的现象。
这种衰减现象受到多种因素的影响,包括地震波类型、地壳介质性质和路径长度等。
地震波的幅度衰减主要受到能量耗散和波传播衰减两个方面的影响。
能量耗散是指地震波在传播过程中由于多次反射、散射和吸收而减小能量。
波传播衰减是指地震波在介质中传播过程中由于散射、衍射和衰减等因素而逐渐减小振幅。
二、利用地震波幅度衰减减轻地震灾害的方法1. 地震预测与监测利用地震波幅度衰减的特性,科学家们可以通过监测和记录地震波在不同距离下的振幅变化来预测地震发生的可能性以及地震烈度的分布情况。
这可以帮助人们及时采取措施来减轻地震灾害的程度。
2. 建筑物抗震设计在建筑物的设计过程中,可以利用地震波的幅度衰减特性来选择适当的抗震设计参数和结构形式。
例如,对于地震烈度较大的地区,设计师可以采用更加耐震的结构形式和材料,以减轻地震对建筑物的破坏程度。
3. 地质灾害防治地震波的幅度衰减特性也可以应用于地质灾害的防治工作中。
例如,山区地震波传播中的幅度衰减可以帮助人们预测滑坡、泥石流等地质灾害的危险程度,并及时采取相应的防范措施。
4. 救援和应急响应当地震发生后,救援人员可以利用地震波幅度衰减的特性来判断受灾区域和程度。
这有助于救援人员更加准确地评估灾情,并有针对性地展开救援工作,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
5. 科学研究与技术创新地震波幅度衰减的研究还可以推动科技领域的发展与创新。
在使用新材料、新技术进行地震波传播模拟与仿真、构建地震波传播衰减模型等方面,科学家们可以不断改进地震灾害预测与减灾的能力。
多次波去除
地震数据中多次波去除当反射波向上传播遇到某个具有较大波阻抗差的界面时,反射波有可能从这个界面反射,向下传播,当遇到反射界面时,再次发生反射返回地(海)面,于是就形成了多次波。
包括一次多次波、多次多次波,层间多次波,而层间多次波混杂在有效波之间,最不容易识别和消除。
除的基本方法是利用多次波的可预测性以及多次波和有效波的速度差异进行消除。
在CDP 叠加过程中,针对多次波衰减,我们常用三种方法(老):1.基于相同的到达时间,一次波与多次波正常时差有明显差异,我们分别有一次波波与多次波速度进行动校正和叠加,然后相见,把多次波从一次波叠加剖面中消除,即减去法消除多次波。
2.基于多次波旅行时间在零炮间距道上,具有周期性的特点,选择合适的步长,采用预测反褶积的方法。
3.基于增益平衡补偿原理,提高一次波强度,削弱多次波。
近几年提出的方法1.FK域压制多次波对数据进行NMO校正,校正速度介于一次波和多次波之间,这样一次波校正过头,多次波校正不足,校正后记录在时空域一次波上饶,多次波仍然下弯。
把校正后的数据进行二维傅里叶变换,由于一次波与多次波视速度的符号不同,可以在FK域分别位于零波数轴的两侧。
设计FK滤波器,对数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行二维反傅里叶变换,返回时空域。
用相同的速度进行反动校正。
2.波动方程外推法压制海底多次波利用波动方程对波场进行外推,压制海底产生的多次波,首先对对水面上采集的数据波场外推到水底面,然后去掉多次反射,再把结果外推到水面上,因此,他的中心思想是通过波动方程来预测多次波预测。
如图db是下行波,ub是上行波,ur是海底下面反射界面上产生的上行波,我们可以看到在上行波ub中,即包含了下行波db在水底界面产生的多次反射,也包含了上行波ur在水底界面上的投射能量,前者是我们要消除的多次波,后者是我们要保留的一次反射则ur’=ub-r*ur上式中r代表水底界面的反射系数,当r只是一个标量的时候,*可以理解为一个乘号,当r 为一个反射系数序列的时候,*表示一个褶积符号。
浅水多次波衰减技术在多道地震数据处理中的应用
DOI: 10.16562/ki.0256-1492.2018101202浅水多次波衰减技术在多道地震数据处理中的应用杨佳佳1,2,潘军1,2,栾锡武1,2,颜中辉1,2,刘鸿1,21. 自然资源部油气资源和环境地质重点实验室,中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛 2660712. 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛 266071摘要:拖缆采集的海上多道地震数据受海水间传播的多次波影响,往往在共炮点道集上发育周期性的强振幅干扰波,这些噪音会掩盖海底以下及强反射层以下地层的面貌,严重影响多道地震数据的成像效果。
为了消除海上多道地震数据中存在的海水间传播的多次波对地震数据的干扰,首先分析浅水多次波在海水间多次震荡的产生机制,采用了τ-P 域静校正延迟技术对其进行压制,处理的核心是在τ-P 域对周期性多次波模型进行预测,再通过自适应相减以去除地震数据中的多次波。
实际资料处理结果表明,方法对海水间震荡的浅水多次波具有很好的压制效果,经过浅水多次波去除后的叠加剖面信噪比得到有效提高,剖面的品质得以提升。
关键词:浅水多次波衰减;多道地震;τ-P 变换中图分类号:P738 文献标识码:AApplication of attenuation technology to shallow water multiples in multi-channel seismic data processingYANG Jiajia 1,2, PAN Jun 1,2, LUAN Xiwu 1,2, YAN Zhonghui 1,2, LIU Hong 1,21. Key Laboratory of Marine Environmental Geology, Ministry of Natural Resources, Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao 266071, China2. Laboratory for Marine Mineral Resources, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071, ChinaAbstract: The multi-channel seismic data acquired by cables are often affected by multiple waves propagating between seawater and periodic strong amplitude interferences on common shot gathers, which include the seabed and the strong reflections below it. Some solutions to eliminate the interference of multiple waves are discussed in this paper. The generation mechanism of the shallow water multiple waves i.e. the multiple oscillations between sea-level and seabed are firstly discussed and analyzed. Then statics technique is used to suppress the multiples in the τ-p domain according to the vibrating characteristics of the multiples in the sea. The core of the method is to predict the cycling multiples in the τ-p domain and attenuate them by adaptive subtract. The results demonstrate that the method is effective in suppression of shallow water multiple waves caused by sea-water oscillation, the S/N ratio is obviously improved and the profile is better than that before the processing.Key words: shallow water de-multiple; multi-channel seismic; τ-p transform海底孕育了丰富的油气资源,近年来海洋油气勘探得到迅速发展,海上拖缆采集是高效的获取海洋地震资料的手段,由于海水面是一个强波阻抗界面,地震波传播到海水面产生的反极性强反射的多次波[1]是海洋地震资料处理中面临的一大难题。
Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用
第44卷㊀第1-2期2020年6月地质学刊JournalofGeologyVol.44No.1-2Jun.,2020doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2020.h1.015Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用罗传根,贺剑波,刘屹立,王振宇(江苏省地质勘查技术院,江苏南京210049)摘要:在浅层地震勘探中,多次波常会造成构造假象,给地震资料解释工作带来极大的困难㊂基于信号理论的叠前和叠后预测反褶积㊁Radon变换㊁f-k滤波㊁聚束滤波等多次波衰减方法,以及基于波动方程理论的波场外推法㊁逆散射级数法㊁反馈迭代法等多次波预测相减法,是目前去除多次波的主要手段,各种方法都有一定的适用性㊂主要探讨了Radon变换方法在浅层地震资料多次波衰减中的应用效果,模型试算和实际资料应用证明,当1次波与多次波的剩余时差>30ms时,Radon滤波方法效果最好㊂关键词:浅层地震;多次波;Radon变换;数据处理;模型试算;应用实例中图分类号:P631 4+43㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1674-3636(2020)01-0132-09收稿日期:2019-10-10;修回日期:2020-02-11;编辑:蒋艳基金项目:江苏省地质勘查基金项目 南通市城市地质调查 (苏财建[2017]140)作者简介:罗传根(1965 ㊀),男,高级工程师,勘查技术与工程专业,主要从事浅层地震勘探工作,E⁃mail:706409607@qq.com通信作者:贺剑波(1988 ㊀),男,工程师,硕士,地球探测与信息技术专业,E⁃mail:361791884@qq.com0㊀引㊀言正确识别并区分干扰波和有效波是开展地震资料处理工作的前提,1次反射波地震勘探中通常将面波㊁声波㊁浅层折射波㊁多次波等作为干扰波来处理,其中面波㊁声波㊁浅层折射波等规则干扰波的频率及速度等与1次反射波差异明显,因此比较容易去除㊂但多次反射波的产生与地下地层结构㊁地质构造形态有关,产生机制复杂,种类繁多,因此增加了资料处理时的识别与去除难度,且多次波的存在会在速度谱上形成 假 能量团,对速度分析造成误导,偏移叠加剖面上会出现构造假象,进而影响后续资料解释的正确性,所以多次波的衰减与去除是目前地球物理工作研究的重点之一㊂目前常用的多次波压制方法主要基于信号理论或波动方程理论:基于信号理论的多次波压制方法有叠前和叠后预测反褶积㊁Radon变换㊁f-k滤波㊁聚束滤波等,主要根据1次波和多次波之间的时差㊁视速度㊁周期性不同等特征进行分离去除;基于波动方程理论的多次波压制方法有波场外推法㊁逆散射级数法㊁反馈迭代法等,主要利用地震波的动力学和运动学特征等传播信息进行多次波预测压制(刘建辉,2010)㊂对浅层地震资料中的多次波进行衰减处理主要利用Radon变换,国外多应用于多次波衰减(Hampson,1986;Douglasetal.,1992),即根据多次波与1次波同相轴在Radon空间的差异性分布,实现多次波与1次波的分离,通过切除多次波能量团并反变换回数据空间,达到压制多次波的目的,我国也进行了这方面的深入研究(朱生旺等,2002;刘喜武等,2004;张军华等,2004;黄新武等,2005;熊登等,2009)㊂目前,Radon变换去除多次波的应用主要集中在石油勘探㊁煤田勘探等深层反射地震资料处理方面(褚玉环等,2009),应用效果有待进一步验证㊂1㊀Radon变换的基本理论Radon变换将地震数据从时空域映射到Radon域空间,1次波和多次波因其速度差异形成不同的能量团,进而可以在Radon空间中去除多次波能量团㊂地震学中通常将Radon变换定义为下式:u(τ,p)=ʏ+ɕ-ɕd(t,x)dx(1)第44卷㊀第1-2期罗传根㊀等:Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用133㊀式(1)中,d(t,x)为时间域地震数据;u(τ,p)表示Radon域的数据值;x为空间变量值,2D空间中表示X方向的偏移距信息;p为曲线的曲率,线性情况下p=sinθv-1,即射线参数,抛物线情况下p=1/2t0v2;τ为时间轴的截距值㊂t为双程旅行时间值,若t=τ+px,则为线性Radon变换;若t=τ+px2,则为抛物线型Radon变换;若t=τ2+p2x2,则为双曲线型Radon变换㊂将双曲积分算子t=τ2+p2x2代入式(1)并离散化,得到2D双曲型Radon正变换的离散表达式:u(τ,p)=ðx=xmaxx=xmind(t2=τ2+x2p2,x)(2)相应得到式(2)反变换的离散公式:d(t,x)=ðp=pmaxp=pminu(τ2=t2-x2p2,p)(3)将式(2)㊁(3)写成矩阵表达式:u=LTd(4)dᶄ=Lu(5)式中,d为t-x域原始数据,dᶄ为Radon反变换后的t-x域数据,u为Radon域数据,L为正变换算子,T为矩阵的共轭转置,L和LT通常不可逆,常用最小平方(最小二乘)法计算其广义逆㊂定义e=d-dᶄ=d-Lu为剩余量,则e的最小平方误差为:s=eTe(6)对于式(6)中u的求解,即最小平方误差s的求解分2种情况:①超定情况下,u=(LTL)-1LTd;②欠定情况下,u=LT(LLT)-1d㊂其中,(LTL)-1和(LLT)-12个算子在变换中可以保持较高的分辨率,起反褶积作用㊂实际情况下,为了正变换的稳定性,会在变换算子中加入白噪,即(LTL+αI)-1和(LLT+αI)-1㊂其中,I是单位向量,α一般取LHL最大特征值平方根的1%(H为矩阵的共轭)㊂2㊀Radon滤波Radon滤波是利用多次波和1次波的速度差异将输入数据变换到Radon域,实现1次波与多次波的分离,再将多次波能量团切除,最终得到时空域去除多次波的数据,实现过程为动校正+Radon正变换+Radon域多次波去除+Radon反变换+反动校正的数据映射(图1)㊂图1㊀Radon滤波流程图Fig.1㊀FlowchartofRadonfiltering3㊀模型试算3.1㊀多次波CMP道集试演首先正演一个发育2组多次波的共中心点(CMP)道集来验证方法的有效性㊂250ms处发育1组反射波,速度为3000m/s;300ms处发育1组多次波,速度为2800m/s;500ms处发育1组多次波,速度为2500m/s㊂3组反射波子波频带范围均为5 15 40 50Hz,200道接收,道间距为10m㊂正演记录经反射波速度(3000m/s)动校正后(图2)显示,该CMP记录中反射波同相轴被校平,而多次波同相轴欠校正㊂对动校正后的CMP道集进行Radon变换(图3)㊂1次反射波(250ms)出现在剩余时差(Moveout)为0附近,多次波(300㊁500ms)出现在其相应的剩余时差附近㊂1次反射波和多次波在Radon域实现了分离,沿着两者能量团的分界线拾取1条界面(图3中红线所示),就能将两者分离开来㊂Radon变换模拟出的CMP道集和Radon滤波去除多次波以后的CMP道集(图4)显示,Radon变换模拟出的CMP道集上的1次反射波和多次波与原始输入道集一致,说明Radon变换的参数是合理的,Radon滤波后的道集显示多次波得到了明显的衰减㊂134㊀地㊀质㊀学㊀刊2020年图2㊀动校正后含多次波CMP道集Fig.2㊀CMPgatherswithmultiplewavesafternormalmoveout图3㊀Radon域时间-剩余时差关系Fig.3㊀RelationshipbetweentimeandremainingtimemoveoutdiagraminRadondomain图4㊀Radon变换模拟道集及Radon滤波后道集Fig.4㊀ModeledgatherusingRadontransformandgathersafterRadonfiltering第44卷㊀第1-2期罗传根㊀等:Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用135㊀3.2㊀有效反射波和多次波CMP道集试演再正演1个含2组有效反射波和2组多次波的共中心点(CMP)道集来验证方法的有效性㊂250㊁800ms处分别发育1组反射波,速度为3000m/s;300ms处发育1组多次波,速度为2800m/s;800ms处发育1组多次波,速度为2500m/s㊂4组反射波子波频带范围均为5 15 40 50Hz,200道接收,道间距为10m㊂正演记录经反射波速度(3000m/s)动校正后(图5)显示,该CMP记录中反射波同相轴被校平,而多次波同相轴欠校正㊂对动校正后的CMP道集进行Radon变换(图6)㊂1次反射波(250㊁800ms)出现在时差(Moveout)为0附近,多次波(300㊁800ms)出现在其相应的剩余时差附近㊂1次反射波和多次波在Radon域实现了分离,沿着两者能量团的分界线拾取1条界面(图6中红线所示),就能将两者分离开来㊂Radon变换模拟出的CMP道集和Radon滤波去除多次波后的CMP道集(图7)显示,Radon变换模拟出的CMP道集上的1次反射波和多次波与原始输入道集一致,说明Radon变换的参数是合理的㊂从Radon滤波后的道集上可以看到多次波得到了明显的衰减㊂4㊀实际测试利用上述Radon变换流程对陆上某工作区的二维资料进行多次波衰减㊂该条测线采用可控震源车作为震源,扫描频带为10 120Hz,炮间距为12m,道间距为4m,288道接收,CMP范围为2000 4000,采样数为3001点,采样率为0.5ms㊂采用初步拾取的速度对原始CMP道集进行动校正后的道集(图8)显示,200ms附近的1次反射波同相轴被校平,而300ms附近的多次波同相轴欠校正㊂采用上述流程进行Radon滤波后的道集(图9)显示,300ms附近的多次波得到了较好的衰减㊂对比基于原始CMP道集的速度分析得到的速度谱(图10㊁图11)和基于Radon滤波后的CMP道集得到的速度谱(图12㊁图13),发现Radon滤波后得到的速度谱上多次波的能量团消失,1次反射波的能量团更加明显,速度谱更加干净,减少了速度谱拾取中的陷阱㊂利用初步拾取的速度v0得到的叠加时间剖面(图14)显示,300ms附近发育1组基岩多次波,振幅强㊁连续性好,给地震资料解释带来较大的干扰㊂对原始道集利用速度v0进行Radon滤波后再利用速度v0得到的叠加时间剖面(图15)显示,300ms附近发育的基岩多次波得到了一定程度的衰减,由于Radon滤波后速度谱上多次波能量团消失,速度分析更加精确,因此对Radon滤波后的道集重新进行速度分析得到速度v1,基于v1得到的叠加时间剖面(图16)显示,叠加剖面上基岩多次波得到明显衰减,基岩反射波振幅强㊁连续性好,有利于层位的追踪与划分㊂5㊀结㊀论模型试算及实际测试均验证了Radon滤波方法对浅层地震多次波衰减处理的有效性㊂(1)Radon滤波法衰减多次波是基于1次波与多次波同相轴的曲率差异,因此输入数据应该是与构造信息无关的道集,如CMP道集㊂当1次波与多次波的剩余时差>30ms时,Radon滤波方法效果最好,但随着目的层埋深变浅,其效果变差,因此用于解译浅层地震资料难度较大㊂(2)Radon滤波法衰减多次波的效果与在Radon域拾取的切除线密切相关:切除线靠近1次波能量团时,多次波衰减效果好,但1次波能量受损;切除线靠近多次波能量团时,多次波衰减不充分㊂通常,沿20 50ms时差线拾取是合适的㊂(3)由于Radon滤波的理论仍然是基于地下水平层假设,因此该方法在实际应用时主要适用于地下构造比较简单的情况;对于地下构造复杂的情况,可尝试多种多次波衰减的方法相互组合,以便取得最佳效果㊂参考文献褚玉环,刘清华,王宝,等,2009.拉冬变换压制多次波技术在大庆探区的应用[J].大庆石油地质与开发,28(6):325-327.黄新武,孙春岩,牛滨华,等,2005.基于数据一致性预测域压制自由表面多次波[J].地球物理学报,48(1):173-180.刘喜武,刘洪,李幼铭,2004.高分辨率Radon变换方法及其在地震信号处理中的应用[J].地球物理学进展,19(1):8-15.136㊀地㊀质㊀学㊀刊2020年图5㊀动校正后含多次波CMP道集Fig.5㊀CMPgatherswithmultiplewaveafternormalmoveout图6㊀Radon域时间-剩余时差关系Fig.6㊀RelationshipbetweentimeandremainingtimemoveoutdiagraminRadondomain图7㊀Radon变换模拟道集及Radon滤波后道集Fig.7㊀ModeledgatherusingRadontransformandCMPgathersafterRadonfiltering㊀第44卷㊀第1-2期罗传根㊀等:Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用137图8㊀原始CMP道集动校正后示意图Fig.8㊀OriginalCMPgathersafternormalmoveout图9㊀Radon滤波后道集示意图Fig.9㊀GathersafterRadonfiltering图10㊀原始CMP2100处速度谱Fig.10㊀VelocityspectrumattheoriginalCMP2100138㊀地㊀质㊀学㊀刊2020年图11㊀Radon滤波后CMP2100处速度谱Fig.11㊀VelocityspectrumatCMP2100afterRadonfiltering图12㊀原始CMP2800处速度谱Fig.12㊀VelocityspectrumattheoriginalCMP2800图13㊀Radon滤波后CMP2800处速度谱Fig.13㊀VelocityspectrumatCMP2800afterRadonfiltering㊀第44卷㊀第1-2期罗传根㊀等:Radon变换在浅层地震数据多次波衰减中的应用139图14㊀初始速度叠加剖面Fig.14㊀Stackedprofilewithinitialvelocity图15㊀Radon滤波后初始速度叠加剖面Fig.15㊀StackedprofilewithinitialvelocityafterRadonfiltering图16㊀Radon滤波后速度更新后叠加剖面Fig.16㊀StackedprofilewithupdatedvelocityafterRadonfiltering140㊀地㊀质㊀学㊀刊2020年刘建辉,2010.基于波动理论压制多次波方法研究[D].山东青岛:中国石油大学(华东).刘学通,李振春,张凯,等,2013.基于3D高分辨率Radon变换的多次波压制方法研究[C]//中国地球物理2013:第十九专题论文集.北京:中国地球物理学会:613.熊登,赵伟,张剑锋,2009.混合域高分辨率抛物Radon变换及其在衰减多次波中的应用[J].石油地球物理学报,52(4):1068-1077.朱生旺,魏修成,李峰,等,2002.用抛物线Radon变换稀疏解分离和压制多次波[J].石油地球物理勘探,37(2):110-115.张军华,吕宁,雷凌,等,2004.抛物线拉冬变换消除多次波的应用要素分析[J].石油地球物理勘探,39(4):398-405.DouglasJF,CharlesCM,1992.Suppressionofmultiplereflec⁃tionsusingtheRadontransform[J].Geophysics,57(3):386-395.HampsonD,1986.Inversevelocitystackingformultipleelimina⁃tion[J].JournaloftheCanadianSocietyofExplorationGe⁃ophysicists,22(1):422-424.ApplicationofRadontransforminshallowseismicdataprocessingwithmultiplesattenuationLuoChuangen,HeJianbo,LiuYili,WangZhenyu(GeologicalExplorationTechnologyInstituteofJiangsuProvince,Nanjing210049,Jiangsu,China)Abstract:Inshallowseismicexploration,multiplesalwayscausestructuralartifacts,whichbringsgreatdifficultiestoseismicdatainterpretation.Thesignal⁃theory-basedmultipleattenuationmethodsincludingpre⁃stackandpost⁃stackpredictiondeconvolution,Radontransform,f⁃kdomainfiltering,bunchingfilter,andwave⁃equation⁃theory-basedwavefieldextrapolation,inversescatteringse⁃riesmethod,feedbackiterationarethemainmethodsofmultipleselimination.Buteachmethodhascertainlimitsinitsapplicability.ThispapermainlyexplorestheapplicationofRadontransforminthemultiple⁃waveattenuationofshallowseismicdata.ThemodeltrialandactualdataapplicationprovethattheRadonfilteringmethodworksbestwhentheresidualtimedifferencebetweentheprimaryandmultiplewavesisgreaterthan30ms.Keywords:shallowseismic;multiples;Radontransform;dataprocessing;modeltest;applicationexample。
一种组合式衰减地震资料中多次波的方法
一种组合式衰减地震资料中多次波的方法摘要:在海上地震勘探中我们最常见的干扰波就是多次波。
多次波的存在,严重地干扰了地震记录,妨碍我们对有效波的辨认。
在剖面上存在较强的多次波时,如果在解释中不能正确地把多次波识别出来,就会造成错误的地质解释。
所以,在海洋地震资料的处理中,多次波的衰减是极为重要的一个环节,对于中、深层海洋地震资料,本文采用如下方法压制多次波,先进行SRME 方法去除长周期多次波能量,再应用tau-p 域内预测反褶积去除占大部分的短周期多次波,最后用高精度Rado 变换去除剩余的多次波,实际资料结果表明,该方法有不错的效果。
Abstract: In the offshore seismic exploration, interference wave is the most common multiples wave. The existence of multiple wavesseriously interfere with the seismic record, prevent us identify effective waves. when there is a strong multiple wave in the section, if themultiple wave can not be correctly identified in interpretation, the wrong geological interpretation will caused. Therefore, in dealing withmarine seismic data, the attenuation of multiple wave is an extremely important aspect. For the middle and deep marine seismic data, thispaper uses the following method for multiple wave attenuation, firstly performing SRME to remove the long-period multiple wave energy,then applying the tau-p domain predictive deconvolution to remove most of the short-period multiple wave,finally using high-precisionRado transform to remove the remaining multiples wave. The actual data results show that the method has a good effect.关键词:地震资料处理;多次波压制;tau-p 域预测反褶积;SRME;Rado 变换Key words: seismic data processing;multiple wave suppression;tau-p domain predictive deconvolution;SRME;Rado transformation中图分类号院P631.4 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)07-0323-021 多次波类型概述地震记录接受的反射波中,除了接受到有效反射波以外,还包含各种类型的多次波,地下条件越复杂,多次波的类型就越复杂。
基于Radon变换的地震数据多次波衰减方法调研
基于Radon变换的地震数据多次波衰减方法调研姓名:董雅竹学号:SA170070062017.12.06目录背景理论基础方法原理分辨率优化结论背景Radon变换可以有效的实现多次波的衰减。
减轻多次波对一次有效波能量的干扰,增强地震数据的可靠性及地震成像的真实性。
为后续的地震成像、反演解释和钻井定位等提供良好的数据基础。
1234多次波是一种在强反射界面之间进行多次反射的干扰波。
多次波衰减方法的研究经历了从一维到二维、三维空间,从研究简单的层状介质到研究复杂的地下构造,从需要大量的先验信息到不需要先验信息的发展过程。
迄今为止,多次波的衰减方法主要可以分为两大类:一类是滤波法,另一类是波动方程预测相减法(如SRME 法)。
Radon 变换属于滤波法的一种,运算效率高,容易拓展到三维空间,对于远炮检距的地震数据压制效果好。
123理论基础线性Radon变换线性Radon正变换线性Radon反变换(1)(2)(3)(4)线性Radon变换线性Radon正变换示意图抛物线型Radon变换抛物线型Radon正变换抛物线型Radon反变换(1)(3)(2)(4)抛物线型Radon变换抛物线型Radon正变换示意图方法原理抛物线型Radon变换衰减多次波1234再将频率域数据进行Radon变换转换到Radon域,预测出对应的地震波中多次波的部分并去除。
反变换回到时空域,得到衰减多次波后的地震数据。
对动校正后的数据进行傅里叶变换,将其由时空域转化到频率域。
抛物线型Radon变换衰减多次波CMP道集Radon域预测出的多次波压制多次波后的CMP道集在实际中,由于是在有限范围内进行离散运算,进行Radon变换时存在端点效应以及截断效应。
Radon 变换的分辨率问题端点效应是由同相轴的两个端点产生的。
截断效应是由于Radon 变换在沿着不同的积分路径进行积分时,每一个反射同相轴对于所有不同的路径都有贡献而产生的。
1 2 3 这两种效应会严重影响变换的精度,导致变换后在 Radon 域中的能量发散严重,形成“剪刀状尾巴”,分辨率降低。
新疆和田河多次波衰减研究及应用
新疆和田河多次波衰减研究及应用摘要:塔里木盆地和田河东地区受其地质条件特殊,地震剖面中深层多次波发育,严重影响了有效反射波叠加成像,必须最大限度地消除多次波。
关键词:新疆和田河地震资料处理多次波衰减一、前言和田河东区块地处塔克拉玛干沙漠腹地,工区行政区划隶属于新疆维吾尔自治区和田地区。
在构造上位于巴楚隆起东部斜坡的吐木休克断裂带和玛扎塔格断裂带之间。
根据区域及相关钻探资料,该区具有从古生界到中、新生界的巨厚沉积,区自上而下发育第四系、新近系(上新统、中新统)、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系、寒武系、震旦系地层等,缺失侏罗系、白垩系,部分缺失古近系,基底为前震旦系变质岩。
从二维地震剖面看,本区地震反射信息较为丰富,主要有T90、T81、T74、T70、T60、T54、T50、T21、T20等反射层。
本区多次波的产生主要是在二叠系顶界反射,一个较强的波阻抗界面,这套强的反射与地表形成全程多次反射,同时,下面地层的反射波与这套地层间又形成层间多次反射。
多次波的存在,造成深层信噪比低,严重影响了有效反射波叠加成像,必须最大限度地消除多次波。
目前消除多次波,尤其是有效消除层间多次波仍然是地球物理界的一大难题。
在项目研究过程中,首先通过多种手段识别多次波,分析其产生机理及特性、分布区域,再根据多次波的特性选择有针对性的技术进行压制。
二、和田河东地区多次波特征和识别如果能够识别出多次波,压制多次波的过程就会有的放。
多次波的识别对地震剖面运用合理有效的多次波分析手段,认识并掌握地震数据中多次波的类型和性质。
根据多次波的特点,在识别和田河多次波时采用以下方法。
1.利用速度谱和扫描速度谱的方法,分析数据中多次波的分布、发育及视速度情况等。
2.利用不同的偏移距叠加剖面分析方法,分析多次波能量分布情况。
3.利用CMP道集识别多次波,在经过动校正后的CMP道集上,有效波被拉平,而多次波由于具有较低的速度校正不足,在剖面上表现为抛物线形态。
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概述 相干线性噪音 利用常规处理进行相干噪音处理 交混回响和多次波 交混回响和多次波处理 空间随机噪音 共中心点多次波衰减 多次波的周期性 反射波和多次波的速度差异 K -L 变换 多次波模拟 频率波数域滤波 随机噪音与频率波数域滤波 静校正与频率波数域滤波 相干线性噪音倾角滤波 频率波数域多次波衰减 倾斜叠加变换 倾斜叠加的物理意义 倾斜叠加变换 时变倾角滤波 倾斜叠加域多次波衰减 拉东变换 速度叠加变换 离散拉东变换 抛物线拉东变换 应用因素 速度叠加操作数的脉冲响应 野外资料实例 拉东变换多次波衰减 线性不相干噪音衰减 空间预测滤波器的设计 野外数据实例 习题 附录F :噪音和多次波衰减的多道滤波技术 导波分析 p -τ域波场外推 离散拉东变换的数学基础 自由表面多次波衰减 水底多次波衰减 空间预测滤波器 参考文献6.噪音和多次波衰减6.0 概述在 1.3节里我们选用40个共炮点道集(CSG ),分析了这些地震资料的噪音和信号的特征。
噪音可以归为两类:随机噪音和相干噪音。
随机噪音又包括两类:时间域随机噪音和空间域随机噪音。
不同道的空间随机噪音是互不相关的。
在地震记录资料中通常后到的时间噪音要比的先到的强,通常采用时变带通滤波来压制时间域随机噪音。
常规CMP 叠加是压制道间互不相关随机噪音的一种有效的处理,通过采用每个地震道有多个检波器、每个地震记录有多炮组合和多次覆盖系统的方法,可以显著地提高信噪比。
Sengbush 在1983年就给出了随机噪音及其分析的全面总结。
相干噪音包括三类:线性噪音、交混回响和多次波。
相干线性噪音包括在浅海地震资料中经常大量存在的导波、面波以及与浅海水底侧面散射有关的噪音。
相干线性噪音两种值得特别注意的相干线性噪音是导波和侧面散射。
图6.0-1分别在CSG 道集、CMP 道集和CMP 叠加等三个域中显示了有相干线性噪音的野外数据。
图中A 代表频散导波,线性同相轴B 、C 以及弯曲同相轴D 是与侧面散射有关的。
导波在CSG 道集和CMP 道集上表现为频散的线性噪音,但是经过叠加以后得到了很大程度的衰减。
导波是在水层或低速近表层中沿水平方向传播的,它是频散的,即每一个频率成分是以不同的相速度传播的,并且可以用正交分布函数得到较好的描述。
附录F.1给出了导波的正交分布函数理论数值模拟。
由于导波没有多少有用的反射能量,所以在CMP 道集上导波通常要切除。
当一种导波从导波束中分离出来并以更低的速度传播,这样就会与反射同相轴重迭。
因此这时候就需要频率波数(FK )域倾角滤波。
图6.0-2给出了野外资料中导波的一个极好的例子(远偏移距的1~4.5S )。
远偏移距的1~1.5S 的波束第一部分含有低频成分。
高频导波沿直达路径传播,大约位于近偏移距的0.3S 与远偏移距的1.8S 之间。
中等导波紧随其后,在远偏移距的2.8~4.5S 之间。
在该图中我们可以注意到在远偏移距的2.8~4.5S 的强振幅的波,这组波是极低频和频散的,这种现象是与分离导波模式的终止相对应的。
这种现象在浅水域淤泥软海底情况下发生。
在B 区域可以看到反向散射导波,这种导波具有反向线性时差,这种现象表明了海底不规则性的存在。
这种不规则性还产生了初至,表明有散射点(如A 区所示)。
随着水深和海底情况的变化,沿着地震测线,导波频散的特性可能变化。
水越浅,海底越软,导波的频散性和散射性越强(图 6.0-3)。
侧面散射有一个较大时差变化范围,这个变化范围取决于在海底作为震源的散射体相对于接收电缆的位置(图6.0-1a 中的B 、C 、D 同相轴)。
图6.0-1a 表明侧面散射在CSG 道集上存在变化的时差,而这种现象在CMP 道集(图6.0-1b )却并不明显,但是在叠加道集上又作为线性噪音重新出现(Larner 等,1983)。
侧面散射沿着它的旅行时曲线的线性面以高速度叠加。
这样就可以认为,在叠加记录中看到的线性噪音,尤其在后期,很可能是散射能量沿着它的旅行时曲线性面与高速反射波叠加在一起(图6.0-4)。
与侧面散射有关的线性噪音在3D 叠加资料时间切片上很容易识别。
在图6.0-5中可以看到圆形组合从中心点源向外扩展。
在这种情况下,海底管道的某些部分就成了散射点。
我们可以利用FK 滤波(6.2节)、p -τ变换(6.3节)、拉东变换(6.4节)等技术来衰减与侧面散射有关的相干线性噪音。
炮集上的线性同相轴可以映像到FK 域的径向线上,进而利用FK 倾角滤波进行衰减,同样也可以将炮集上的线性同相轴映像成p -τ域的一个点,然后在p -τ域进行衰减。
最后,基于双曲线时差从CMP 域到拉东变换域的映像不包括空间随机噪音和相干线性噪音。
因此,通过反变换重构的CMP 道集将不再有噪音。
相干线性噪音在陆上资料中以频散瑞雷波的形式存在,通常把它称为面波。
这种相干噪音具有低群速度、低频率、强振幅的特点。
事实上,正如图6.0-6所显示,面波几乎决定了地震记录资料上的反射能量。
仅在经过了某种振幅均衡之后,地震反射才变得可以看见(图6.0-7)。
从图6.0-6中的选定的炮记录,可以看到,由于近地表条件的变化,与面波有关的频散波在能量和时差(线性噪音趋向的倾角)方面也发生了变化。
涌浪噪音在炮记录上表现为低频垂直条带(图6.0-8)。
这种类型的噪音在海洋地震记录期间由恶劣天气条件造成的,特别是在浅水域中,经常采用低阻滤波器来去除涌浪噪音。
最后,电缆噪音是另外一种相干噪音。
正如图6.0-9所示,这种噪音是以低频、大趋向倾角的线性同相轴的形式在炮记录上显示的。
从该图上可以看到,随着水深变浅,该类型噪音的能量水平提高。
如涌浪噪音、电缆噪音也可以采用低阻滤波器去除。
相干线性噪音的常规处理我们要采用一个处理流程来处理2D 海洋地震资料,而这个流程只包括一般步骤,不包括任何衰减相干线性噪音的特殊步骤。
这样做的目的是来检验处理这种噪音的三种主要方法,即反褶积、叠加和偏移。
图6.0-10显示的就是从海洋测线上选择的未经处理的炮集记录。
在所有的记录上导波以明显的频散波组的形式显示。
在浅水域,导波的频散特性特别明显。
由于导波强振幅性质,图6.0-1 (a )两个共炮点道集;(b )两道同一测线的C M P 道集;(c )C M P 叠加。
详见正文(资料由T a y l o r W o o d r o w E n e r g y L t d .提供)所以,在几何扩散校正以前,导波决定着海洋地震记录资料。
既然导波在水层里是沿着水平方向传播的,所以导波并不对有用的反射能量有所贡献。
因此,这些波正如图6.0-11显示的那样,经常在浅层记录中切除掉。
不幸的是,不经意间远偏移距处的一些反射能量也一同随着导波切除掉。
振幅2t 变换补偿之后,看到相干噪音在后来时间上有所加强。
从图6.0-11,可以看出炮点300和400的记录在2s 以下存在线性噪音。
除了炮点200的记录,其余所有炮集在3S 以下存在与侧面散射有关的相干噪音。
另外,在炮点300、400、600和700的记录上,可以看到低频、大趋向倾角的电缆噪音,特别是3S 以下的近偏移距处。
反褶积拉平了频谱并加强了低频电缆噪音,就像图6.0-12上显示的那样。
宽带通滤波器可以去除极低频和极高频噪音成分。
但是,时差变化的侧面散射依然在炮集上存在(图6.0-13)。
当地震资料分选CMP 道集时,与侧面散射有关的相干噪音的线性特征就消失了(图6.0-14)。
另一方面,弯曲侧面散射看起来象非双曲线时差同相轴。
在经过NMO 和叠加处理之后,侧面散射又重新出现,如图6.0-15所示。
从图上可以看到,线性噪音是沿着绕射陡倾角侧面的,而这些绕射是与水底侧面散射有关的。
以水中速度传播的陡倾角线性噪音不能与盐底辟侧面的高速绕射相混淆。
倾角时差校正可很大程度上衰减与侧面散射有关的相干线性噪音。
把图6.0-16的叠加部分与图6.0-15叠加部分相比,就会发现DMO 校正在衰减与侧面散射有关的线性噪音的同时也加强了来自盐丘侧面的绕射。
由于高纵波速度,任何剩余的侧面散射噪音在深层都会被偏移过头(图6.0-17)。
交混回响和多次波在本节里,我们将讨论多次波衰减技术,这些技术是基于多次波与反射波的速度差异以及多次波的周期性。
虽然这些技术有很好的理论基础,但是应用到野外资料上效果是令人失望的。
对此有一些可能的解释。
首先,速度差异技术要有效,多次波与反射波间必须有明显的剩余时差。
可是,在切除带内多次波与反射波之间又不可能有大的剩余时差,这样就阻碍了基于速度差异方法的应用。
在零偏移距、水平层状介质的理想情况下,多次波的周期性保持得很好。
偏移距非零时,即使对于水平层状介质,多次波的周期性经常遭到破坏。
但是,在倾斜叠加域中水平层状介质 图6.0-2 导波突出的炮点道集。
同相轴注释请参照课文。
图6.0-3 炮集记录中包含不同能量强度的导波、交混回响以及短周期多次波。
(资料由D e m i n e x P e t r o l e u m C o m p a n y 提供.)图6.0-4 C M P 叠加剖面中含有与水底侧面散射有关的绕射能量。
较好地保持了多次波的周期性。
多次波在倾斜叠加域中的衰减将在6.3节中讨论。
另一个问题由于用反射波速度作了几何扩散校正,这类校正常常导致多次波振幅增加。
倾斜叠加法(6.3节)是在几何扩散校正以前做的,所以就没有提高多次波能量的危险。
在F.4和F.5节,我们要简述基于波场外推技术的多次波衰减理论。
这些技术适合特定的多次波,这类多次波要么与自有表面有联系,要么与水底有联系。
现在我们在不同的域中来检验海上地震记录资料中的不同类型多次波,选用的域是炮集域、共偏移距域以及CMP道集。
大多数多次波反射来自具有强波阻抗差的接口,例如自由表面和水底。
图6.0-18 给出了以下几种多次波路径图:(a)一次和二次水底多次波;(b)一次和二次自由表面多次波;(c)一次和二次微屈多次波;(d)一次和二次层间多次波;(e)一次和二次互层多次波。
这些仅仅是众多多次波路径组合中的一部分而已。
在不考虑多次波的类型的情况下,他们有两种共同的特性:不同于反射波的周期性和时差,可以利用这两种特性,在不同程度上对多次波进行成功地衰减。
图6.0-19 显示的是选定的海上炮集记录,它包含了较大范围的多次波。
深水炮集含有长周期水底多次波和水底下反射层的微屈多次波。
浅水炮集含有短周期多次波和交混交混回响。
注意浅水炮集里的导波也含有多次波,它在水层里有射线路径。
6.0-5 未偏移的3D叠加资料体的时间切片,在该切片上沿海底管线存在与点散射源有关的饼图案(资料由Total Argentina提供)图6.0-6 从陆上二维地震测线上选取的炮集记录,可以看到面波能量比资料中存在的任何反射都强图 6.0-7 与图6.0-6一样的记录采用A G C 来增强被面波淹没的反射能量图6.0-8 从二维海上测线上选取的存在涌浪噪音的炮集记录图 6.0-9从二维海上测线上选取的存在涌浪噪音的炮集记录图 6.0-10从二维海上测线上选取的炮集记录图 6.0-11与图6.0-10一样的炮集记录经过导波压制和t 2均衡。