基于扩展伪多道匹配的保幅型多次波压制方法_李振春

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石 油 地 球 物 理 勘 探
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且只需要一次运算便可将所有阶次的多次波预测出 来， 再通过 匹 配 相 减 得 到 最 终 的 多 次 波 压 制 剖 面 。 然而在处理实际数 据 时 ， 因为正常情况下同一阶次 的多次波有着相同 的 振 幅 和 相 位 属 性 ， 由于吸收衰 减和反射系数的影 响 ， 不同阶次的多次波属性往往 不尽相同 ， 所以对所 有 阶 次 的 多 次 波 应 用 同 样 的 匹 配算子进行匹配相减势必会影响多次波匹配衰减的 效果 。 因此本文提出按多次波阶次分别进行预测和 压制以取得理想压制效果 。 根据 Ｓ 不同 阶 次 ＲＭＥ 方法预测多次波的本质 ， 多次波的预测公式为 珮１ ＝ Ｐ Ｍ Ｐ 珮 珮ｉ Ｍｉ Ｍ １ ＝Ｐ ＋
１ Ａｍ １＋ Ａ０ ε
２ ｎ
（ ） ４
｛
（ ） １
因此本文中在扩 展 伪 多 道 匹 配 方 法 中 应 用 短 滤 净， 波器迭代来优化匹配效果 ， 提高剖面的分辨率 。 下面用最简单的单道匹配滤波器作为例子解释 迭代过程 。 若单道匹配滤波器表示为 ）＝ ｐ（ ） ） ） （ ） ｔ ｔ ｔ ｔ ５ ＊ｍ 珦（ －ｆ（ ｐ ０（ ） 其中 ： 是 多 次 波 模 型； ｍ ｔ 珦（ ｐ ０ 为压制掉多次波后的 一次波记 录 ； ｐ 为 原 始 含 多 次 波 记 录； ｆ 为匹配算 子 。 迭代方法可以定义为
（ ） （ ） （ ） ｉ ｉ ｉ ）＝ ｐ（ ） ） ） （ ） ｔ ｔ ｔ ｔ ６ －ｆ （ ＊ｍ 珦 （ ｐ ０ （ （ ） ｉ ） ） ；当 其中ｉ 是迭代次 数 。 当ｉ＝１ 时 ， ｍ ｔ ＝ｍ ｔ 珦 （ 珦（
珮１ 是 一 阶 多 次 波 模 型 ；Ｍ 珮ｉ 是 第ｉ 阶 多 次 波 其中 ： Ｍ
DOI:10.13810/ki.issn.1000-7210.2011.02.008
０ １ １年４月 ２
第４ ６卷 第２期
· 处理技术 ·
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ２ １ ０ ２ ０ １ １ ０ ２ ０ ２ ０ ７ ０ ４ － － －
基于扩展伪多道匹配的保幅型多次波压制方法
［］ 此其实际应用效果并不理想 。 后来 ， Ｍ ｏ ｎ ｋ６ 提出了
１ 引言
长期 以 来 ， 多次波压制问题一直备受国内外地 他们先后提出了许多压制多次 球物理学家的关注 ， 波的方法 ， 概括起来大致可以分为两类 ： 基于信号理 论的滤波法和基于波动理论的预测减去法
［ １］
伪多道匹配的方法 ， 即用四道匹配一道 ， 在波形的匹 配上比常规最小二 乘 的 单 道 匹 配 方 法 效 果 要 好 ， 但 在消除多次波的同 时 仍 然 对 一 次 波 有 一 定 的 损 伤 。
［ ７］ 在伪多道匹配基础上 ， Ｗ ａ ｎ ｇ 为了提高自适应相减
的稳健性 ， 对预测滤波器进行空间多道均衡 ， 取得了
８］ ９］ 、 较好的压制效 果 。 李 鹏 等 ［ 刘 华 锋 等［ 对前人所
。 波动
即多次波模型 方程预测减去法主 要 包 括 两 个 步 骤 ， 预测和多次波自适应匹配相减 。 这两步对于最终的 多次波压制结果都 是 至 关 重 要 的 ： 预测不出好的多 接下来的 自 适 应 匹 配 相 减 也 就 变 得 没 有 次波模型 ， 意义 ； 而一旦多次波模型被确定下来 ， 最终压制效果 的好坏就直接取决于自适应匹配相减的结果 。 与地表有关的多次波消除 ） 方法是一种 Ｓ ＲＭＥ（ 纯数据驱动的多次 波 预 测 压 制 方 法 ， 可以对表面多 次波和层间多次波 进 行 预 测 压 制 ， 这里只讨论表面 多次波的压制 。Ｋ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ 、 Ｂ ｅ ｒ ｋ ｈ ｏ ｕ ｔ和 Ｖ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｕ ｕ ｒ
本文采用非线性屏蔽滤波器 来保持有效波的 能量 ， 它只依赖于原始数据和预测的多次波模型 ， 屏
６卷 第２期 第４
李振春等 ： 基于扩展伪多道匹配的保幅型多次波压制方法
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对共炮检距道集处理结果对比 ， 特别是 通 过 图 １ ｉ与 图１ 可以明显看出本文方法在较 好 的 多 次 ｊ的对比 ， 波压制同时在保持有效波振幅能量方面所具有的优 势， 充分证明了本文方法的有效性 ， 基本实现了保幅
有效波的能量 ， 然后在剩余能量中进行匹配相减过 程， 最后跟起初保 留 的 有 效 波 能 量 合 并 即 得 到 最 终 的压制结果 。 实 际 上 屏 蔽 滤 波 器 早 已 被 应 用 到 Ｆ － 的多种多次波压制 Ｋ 域、 Ｒ ａ ｄ ｏ ｎ 域或时空域等 方法中来减少对有效波的损害 。
［ １ ０～１ ２］
情况下的多次波压制 。 ３． ２ 实际资料处理 选取某区块实际资料来验证本文的多次波压制 方 法 的 有 效 性 。图３是 对 所 选 资 料 的 炮 记 录 采 用 本
图 １ Ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模型及单炮记录及共炮检距道集处理结果对比 ｇ
（ ） ） ） 原始单炮记 录 ， 箭 头 所 指 为 某 单 炮 记 录 中 多 次 波 同 相 轴 ；（ 预测的一阶多次 ａ Ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模型 ；（ ｂ ｃ ｇ ） ） ） 波 ；（ 为预测的二阶多次波 ；（ 为本文方法对单炮多次波压制后的结果 ；（ 原始炮检距 为 １ ｄ ｅ ｆ ２ ０ ０ ０ ｍ共 ） ） ） 应用屏蔽滤波器保存的有效能 量 ；（ 后 续 进 行 匹 配 的 含 多 次 波 能 量 ；（ 常规扩展伪 炮检距道集 ；（ ｈ ｉ ｇ ） 多道匹配压制多次波共炮检距道集 ；（ 本文方法压制多次波后的共炮检距道集 ｊ
李振春 ＊ ① 刘建辉 ② 郭朝斌 ① 郭书娟 ① 张传强 ①
（ ） 华东 ） 地球资源与信息学院 ， 山东青岛 ２ 中国 ） 有限公司天津分公司 ，天津塘沽 ３ ６ ６ ５ ５ ５；② 中海石油 （ ０ ０ ４ ５ ２ ① 中国石油大学 （
李振春 ， 刘建辉 ， 郭朝斌 ， 郭书娟 ， 张传强 ．基于扩展伪多道 匹 配 的 保 幅 型 多 次 波 压 制 方 法 ． 石 油 地 球 物 理 勘 探， （ ） ： ２ ０ １ １， ４ ６ ２ ２ ０ ７～２ １ ０， ２ ３ １ 摘要 波动方程预测减去法压制多次 波 主 要 分 为 两 步 ： 多次波模型预测和多次波匹配相减。两步骤同时决定 着最终多次波压制效果的好坏 。 本文在现有 Ｓ ＲＭＥ 方法基础上进行了改进 。 为了实现保幅 条 件 下 的 多 次 波 压 制， 除在匹配过程中采用扩展伪多道匹配方法之外 ， 提出了三点 改 进 ： ①按多次波阶次进行预测和匹配； ②匹配 前有效能量保持 ； 表明本文方法能够 ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模 型 及 实 际 资 料 试 算， ③ 匹配过程中迭代应用短 滤 波 器 。 通 过 Ｓ ｇ 在较好保持有效能量的前提下得到更为理想的多次波压制剖面 。 关键词 多次波压制 扩展伪多道匹配 屏蔽滤波器 高阶多次波 保幅 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ 文献标识码 ： Ａ
［ ２］ ３～５］ 等［ 先 后 对 该 方 法 进 行 了 研 究， 使其得到不断发
做工作进行了总结 和 改 进 ， 取得了较好的多次波压 制效果 。 本文在 Ｂ ｅ ｒ ｋ ｈ ｏ ｕ ｔ等提出 的 Ｓ ＲＭＥ 方 法 原 理 基 对扩展伪多道匹配方法提出了三点改进 ： 础上 ， ①按 多次波的阶次进行 预 测 和 匹 配 ； ②匹配前有效能量 保持 ； ③ 匹配过 程 中 迭 代 应 用 短 滤 波 器 。 在 此 基 础 上提出了保幅型多次波压制方法及流程 。 模型和实 际资料试算结果表 明 ， 应用本文方法压制多次波是 有效的 。
［ ３， ４］
提出的基于
最小二乘原理的方 法 实 现 的 ， 由于该方法要求一次 波和多次波满足正交条件 ， 并且要消除子波差异 ， 因
： ＿ ６ 号中国石油大学工科楼 Ｃ 座地球资源与信息学院 ， ２ ６ ６ ５ ５ ５。Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｌ ｅ ｏ ｎ ｌ ｉ ｕ ｃ ６ ３． ｃ ｏ ｍ ＊ 山东省青岛市经济技术开发区长江西路 ６ ＠１ ｐ 本文于 ２ 最终修改稿于 ２ ０ １ ０年３月３ ０ 日收到 ， ０ １ １年２月１ ５ 日收到 。 ） 本项研究受国家 ９ 资助 。 ７ ３ 课题 （ ２ ０ ０ ７ Ｃ Ｂ ２ ０ ９ ６ ０ ５
处， 即它是在匹配相减这步中来实现的 ， 操作起来比 较容易 ， 运算速度也比较快 。
３ 应用效果分析
３． １ Ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模型 ｇ ） 图１ 为国际通用的对多次波 Ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模型 （ ａ ｇ 压制效果进行检测 的 一 个 标 准 模 型 ， 本文为节省计 算时间 ， 仅抽取 Ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｅ ２ Ｂ 模型炮记录的前３ ０ １炮 ｇ 进行处理 ， 且每炮抽取 １ 每道 １ ７ ４道， ５ ０ ０ 个采样点 ， 。 由 图 １、 采样率为 ８ 图 ２ 可 见， 图１ ｍ ｓ ｂ中箭头所 指为单炮记录中多 次 波 同 相 轴 ， 经过本文方法压制 后， 图１ 同 ｅ中 箭 头 所 指 处 多 次 波 均 被 较 好 的 压 制 ， 时有效波同相轴显 现 出 来 ， 较好地保持了有效能量 的振幅 。 而通 过 常 规 Ｓ ＲＭＥ 预 测 匹 配 和 本 文 方 法
１ ０］ 始输入数据 应 用 一 个 屏 蔽 滤 波 器 ［ 来保存大部分
有 ｉ ＞１时 ，
（ ） （ ｉ ｉ １） － ）＝ ｐ（ ） （ ） （ ） ｍ ｔ ｔ ｔ ７ －ｐ 珦 （ ０ ） 从式 （ 可以看出 迭 代 过 程 增 加 了 实 际 的 滤 波 器 长 ７ 这里的迭代和常规 Ｓ 度 。 需要 指 出 的 是 ， ＲＭＥ 和 ［ １ ３， １ ４］ （ 通过反演预测多次波 ） 里的迭代有不同之 ＭＰ Ｉ
模型 ； Ｐ 是输入 的 通 过 任 何 方 法 衰 减 掉 多 次 波 的 模 型。通 常 情 况 下 我 们 在 自 适 应 衰 减 过 程 中 仅 用 珮１ ＝Ｐ 珮ｈ ＝ＰＭ 珮１ 来 进 行 计 算 ， 珮１ 是 一 阶 其中 Ｍ Ｍ Ｐ和 Ｍ