噪声分析

ì ² ¼ ¨ã µ ¸ ß ³ Ì
Ú µ Å ã ¸ ß ³ Ì
D99-560T
56 111 166 221 276 331 386 441 496 551 606 661 716
ì ¼ ¨ã ² µ ß ¸ Ì ³ Ú Å ã µ ß ¸ Ì ³
D99-520
169 225 281 337 393 449 505 561 617 673 729
CMP gathers
CMP集
多方位分析
3、噪声分析方法
3.2
数 据 多 域 显 示
从多种数据集上分析原始资料，能够更 全面地了解数据中各种波的分布规律。认识 噪声在不同数据集上的表现特征后，可以选
择在某种数据集上压制某种特定的噪声，确
定叠前去噪流程，最大限度地压制噪声，提
高叠前数据的信噪比。
征。
处理人员根据分析结果，选择相应的处理
参数，制定合理的处理流程，以取得理想的处
理效果。
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
分析的范围不同，观察的角度不同，可 能得出的认识不同： 数据处理过程的复杂性决定了处理人员需要 用系统的分析方法，掌握从整体上考虑和解 决问题的技巧。 强调多角度、多方位的分析数据，力求对数
炮集
二、原始数据分析
（2）噪声分析
野值大值
3、噪声分析方法
沙漠地区－共炮检距剖面
3、噪声分析方法
X100
X1100
X3500
山地资料－共炮检距记录
3、噪声分析方法
X660 X1260 X1860
X2460
X3060
X3660
山地资料－不同炮检距剖面
CMP gathers
CMP gathers
绘制各种能量曲线 显示不同类型的数据集
分析信号与噪声的能量差异，在压制噪声后 来选择振幅补偿方式及补偿参数。
3、噪声分析方法
715炮 A 339炮 B C
469炮
山地资料－炮点高程与野外校正量曲线
3、噪声分析方法
A点－715炮原始单炮记录
B点－469炮原始单炮记录
C点－339炮原始单炮记录
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
BALCH（1971）： “ 记录在标准测线上的总信息 量是巨大的，按照一种能理解的方
3、噪声分析方法
3.6
式向用户显示这全部信息，实际上 是不可能的”。
1. 引言 N
沙漠地区 沙丘分布平面图
地表以蜂窝状沙丘为主 沙丘起伏大且连续 沙丘最厚可达80m 一般为20-70m
沙漠地区 沙丘起伏剖面图
1220 1200 1180 1160 1140 1120 1100 1080 1060 1040 1
1160 1140 1120 1100 1080 1060 1040 1 57 113
A0 r0 A 1 r 1 r 0 A2 r2 r0 T1 2 1 T2 2 1 T3 3 2
A
rxx
一段实际地震记录
t(ms)
自相关函数
1 (ms)
rxx
1.0
r0 r2
A 0 r 0 A 1 r 1 A 2 r 2 r 0 r 0
蔡希玲
东方地球物理勘探公司研究院
2005年6月21日
1. 2. 3. 4.
引言 地震数据中噪声的分类 噪声分析方法 小结
1. 引言
“ 地震勘探的历史
就是与干扰波做斗争的历史”
1. 引言
野外采集：
表层调查： 激发： 井深、药量、激发方式 接收： 检波器组合 埋置 观测： 覆盖次数 炮检距
室内处理：
1. 引言
西部地区地域广阔 ，地形地貌差异较大， 地震数据的特征与表层结构有直接的联系 ， 不同的地表条件下接收到的地震记录的内容 是很不相同的。 两类典型地区：
沙漠地区
山地山前带区
1. 引言
沙漠地区
表层覆盖的巨厚风化沙层，
对地震波的能量和高频吸收严重。
地表起伏和表层不均匀，
产生各种原生干扰和次生干扰。
可 3DV 是一种新型的软件显示工具， 视 为数据的多方位分析提供了可能。 化 3DV采用了旋转、伸缩、切割等灵 显 活的显示方式，允许分析人员观察到 数据体的内部。色彩的搭配、色调、 示
饱和度、浓度和透明度等因素的调整 有助于我们认识地震数据体中的各种 特性。
3、噪声分析方法
测线方向
道号
时间
二 维 测 线 叠 前 数 据 体
自 相 关 特 征 分 析
中值处理
为了保证统计结果的稳健性，程序中首先对一个数据集 内的自相关函数值进行排序，取一定长度的中值或加权 中值叠加作为最终的统计结果。避免异常噪声对统计结 果的影响。
3.5
统计自相关函数的特征参数的提取：
主极值r0 次极值r1 再次极值r2
自 相 关 特 征 分 析
第一过零点时间 1 第二过零点时间 2 第三过零点时间 3 合理计算
沙漠地区原始单炮记录
沙丘下、上激发的原始炮集记录
1. 引言
山地山前带区
表层结构横向剧烈变化， 地震记录炮与炮、道与道之间 能量、频率差异大。 地表复杂使得激发、接收条件差， 能量下传困难，多种干扰发育。
砾石山区
河道砾石区
1. 引言
黄土覆盖砾石区
岩石出露区
山地山前带－某区3D地表情况
1. 引言
叠前 叠后 多环节去噪
1. 引言
东部地区地表特征：
地表相对平缓 表层结构简单
东部地区地下地质特征：
区域差异较大 多断陷、多断块、薄互层 多含油层、多油藏类型
地表高程曲线
过芦苇荡
炮集统计自相关函数
A0
测线方向
地表高程曲线
过芦苇荡
1. 引言
西部地区地表特征：
地形变化剧烈 表层结构复杂
地表、地下双重复杂
沙漠地区－地表高程曲线
自相关参数A0曲线
自相关参数T1曲线
3、噪声分析方法
山地资料－单炮记录
局部放大
3、噪声分析方法
山地资料－单炮记录
局部放大
3、噪声分析方法
炮集统计自相关函数
3、噪声分析方法
高程曲线
山区资料－炮集统计自相关函数特征曲线
3.5
自 相 关 特 征 分 析
炮集统计分析 检波点统计分析 炮检距集统计分析 地表条件的变化、野外采集因素的变化 等多种因素的影响使得我们获得的地震数据 （无论是信号还是噪声）在横向上的波形、 频率和能量有较大的差异，通过自相关特征 分析可以进一步认识这些变化的原因及与地 表特征的关系。
1220 1200 1180 1160 1140 1120 1100 1080 1060 1040 1 59
ì ² ¼ ¨ã µ ¸ ß ³ Ì
Ú µ Å ã ¸ ß ³ Ì
D99-540
117 175 233 291 349 407 465 523 581 639 697 755
表层结构图 沙体
高速层顶面
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
3、噪声分析方法
3.3
能 量 特 征 分 析
能量分析方式 A-----offset A-----T A-----X A-----surface
据特征有全面的把握，得出正确的认识。
区域均衡后
3、噪声分析方法
A点－715炮单炮记录
B点－469炮单炮记录
C点－339炮单炮记录
单道均衡后
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
3、噪声分析方法
3.4
频率分析方式
声的分布规律和各种噪声的特点，以
便采取适当的措施、压制噪声。
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
3、噪声分析方法
3.2
共炮点记录
数 据 多 域 显 示
共检波点记录
数据体
共炮检距记录
地表以山地为主，地形起伏剧烈； 地势南高北低，东高西低； 海拔在505-1157.8m，最大高差652.8m。
A BC94-139 C
1. 引言
B
A
B BC99-140
测线位置视图
C BC99-152
山地2D测线 不同地段单炮差异较大
1. 引言
可控震源记录
炸药震源记录
不同激发方式 噪音类型存在差异
频 率 特 征 分 析
F-----offset F-----T F-----X F-----surface 分频扫描 振幅谱 F－ K谱 F－ X谱 时频分析
3、噪声分析方法
山地资料－单炮记录分频扫描（局部）
分频扫描(sw20) 10-55Hz
频谱分析
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
全区检波点高程分带图
炮点位置（高程）
CMP方位角
ห้องสมุดไป่ตู้
CMP覆盖次数
检波点位置（高程）
CMP炮检距分布
炮记录炮检距分布
多次波
炮集
全区资料中噪声分布规律：
不正常道分布区域
多次波严重区域 多次波分布区域 规则干扰分布区域
其它噪声无规则分布
环境噪声、激发产生的噪声与地 表条件有密切的联系。 分析地震数据中的噪声与近地表 特征的关系有助于全面了解数据中噪
2. 噪声分类
噪声分类
环境噪声
风吹草动 机械干扰：车辆行驶、人员走动、设备运转等
电力干扰：高压线、电话线、无线电、雷电、发电机等
系统噪声
仪器、采集站、大、小线、检波器的固有噪声
激发后形成的噪声
伴生干扰：声波、面波等 次生干扰：次生反射、侧面波、建筑物引起的扰动等
2. 噪声分类
噪声分类
规则噪声 面波、线性干扰、交流电干扰等 随机噪声 风吹草动、背景噪音 异常噪声
记录的功率谱
x f
2
就是自相关函数的频谱。
由于振幅谱相同而相位谱不同的信号具有相同的自相关函数， 这样，对一个特定的数据集而言，可以不考虑反射波的道间 时差，而在一个时窗内求取统计自相关函数。
3.5
统计自相关函数的计算
等权处理
1 m 1 m L2 r rx j x j x ji x j ,i m j 1 m j 1 i L 2
3、噪声分析方法
3.5
地震数据统计自相关参数的求取方法
自相关函数的计算
设单道地震记录 xn 能量有限，它的自相关函数为：
自 相 关 特 征 分 析
rxx
n
x

n
xn
由信号在时、频域的表示关系可知：
Rxx f x f x f x 2 f
3、噪声分析方法
不 同 位 置 的 炮 集 记 录
3、噪声分析方法
不 同 炮 检 距 剖 面 显 示
3、噪声分析方法
不 同 时 间 的 切 片
3、噪声分析方法
借助于可视化显示这一软件工具，可以从
3.6
各个角度认识原始数据，分析数据中信号和噪
声的分布规律，能快速地综合出数据的各种特
可 视 化 显 示
共中心点记录
3、噪声分析方法
山地资料－共炮集记录
炮集
近排列
高频噪声
不正常道
3、噪声分析方法
沙丘上原始共检点集
沙丘下原始共检点集
3、噪声分析方法
在共检点集上， 干扰波具有明 显的线性规律。 可以在共检点集上 有效地压制线性干扰
沙漠地区－共检波点记录
二、原始数据分析
（1）静校正问题分析
T 1 1 2 T2
1
2
3
T3
2 3
2
1
r1
1(ms)
自相关特征参数示意图 物理意义：A0 T 1 能量特征 频率特征 A1 T2 A2 波形特征 T3 波形特征
二、原始数据分析 （4）能量分析
检波点统计自相关－能量横向变化大
检波点高程曲线
沙漠地区－检波点统计自相关函数
猝发脉冲、扰动等
2. 噪声分类
多方位、多角度分析噪声 认识噪声，
寻找信号与噪声的差异，
期望最大限度地压制噪声， 提高信噪比。
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示
3、噪声分析方法
3.1 噪声分布与近地表特征关系 3.2 数据多域显示 3.3 能量特征分析 3.4 频率特征分析 3.5 自相关特征分析 3.6 可视化显示