VSP波场分离的径向中值滤波方法

VSP波场分离的径向中值滤波方法

聂爱兰

【摘要】在VSP资料中,中值滤波法是一种简单有效的波场分离方法,主要适用于简单线性波场分离.提出并实现的径向中值滤波方法,除具有常规中值滤波方法的优势外,对具有发散状多方向线性同相轴轨迹的干扰波场,其波场分解可一次完成.通过井中地震(VSP)实例测试表明,该方法能够更有效地分离VSP上下行波场,以及P波和P-SV波分解,且在压制面波或提取面波处理方面具有潜在的应用前

景.%Separating up going and down going wave field efficiently is the most fundamental and crucial part in VSP data processing. The median filtering is a simple but effective method for wave field separation, but conventional median filtering method is only suitable for simple linear wave field separation. In this paper, a radial median filtering method is proposed and realized and the new method amend the old one when radial linear interference wave field exists in data, in this situation, the new method can separate wave fields in just one time. VSP data processing test shows that this new method is more efficient in separating up going and down going wave field of VSP data, and also good in separating P and P-SV wave field of VSP data, and will have a good application in surface wave suppression and surface wave extraction.

【期刊名称】《煤田地质与勘探》

【年(卷),期】2011(039)005

【总页数】4页(P69-71,75)

【关键词】中值滤波;径向扫描;波场分离

【作者】聂爱兰

【作者单位】中煤科工集团西安研究院,陕西西安 710077

【正文语种】中文

【中图分类】P631

井中VSP方法既能够高精度测定地层速度和获取精细的“时间-深度”标尺，亦能够利用VSP反子波算子及地层吸收等参量关系，高可信度地提高地面地震剖面的

有效分辨率(包括消除多次波)。VSP资料与地面地震资料相比，具有反射振幅强、信噪比高、初至波清晰可辨等优势。因此，在复杂构造地震精细勘探中，VSP技

术再度得到重视[1-6]。

在VSP资料中高质量地分离上行波和下行波是基础和关键内容。中值滤波法是一

种简单有效的波场分离方法，常规中值滤波法可分为5个步骤[1，7]：a.拾取各地震道下行直达波初至时间；b.依据各道初至时间做静态时移，将下行波排齐；c.沿深度轴按所选跨度(即道数)实施中值滤波运算，得到下行波；d.原始剖面与下行波剖面相减得到上行波剖面；e.对上行波和下行波剖面分别做反向时移，得到上、下行波剖面。常规中值滤波方法主要适用于简单线性波场分离，本文提出的径向中值滤波方法，除具有常规中值滤波方法的性能外，对具有发散状多方向线性同相轴轨迹的干扰波场，其波场分解处理可一次性完成，并且可进一步对复杂的P波和P-SV波场进行精细分解，为多波参数分析提供可靠的波场剖面信息。

中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术。它把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替[8]。基本

算法及步骤为：a.设有一组数(x1,x2, …, xn)；b.对这N个数，按其数值大小排序；

c.取重排序后的中间数值为输出：中值滤波具有算法简单，去噪明显等优点：

a.中值滤波绝对阻止噪声峰值；

b.中值滤波不改变阶跃函数在空间、时间上的位置；

c.中值滤波对三角函数的平滑能力与滤波跨度有关；

d.中值滤波对方波平滑能力与滤波跨度有关,当跨度足够长时，方波被完全平滑。

径向中值滤波法，是基于地震资料中各波场的视速度差异，沿强线性同相轴方向运用中值滤波法分离出线性干扰，进而利用“减去法”衰减强线性干扰，从而增强有效信号，得到期望的波场记录。其实现步骤为(图1)：

a 对于地震道上的点(i, j)(i记录道号；j为采样点号)，在记录上选取2m+1道(i为

2m+1道的中心记录道号)，形成该采样点的径向扫描道集；

b.给定斜率扫描范围，在扫描道集里面逐点扫描，当某个扫描斜率的振幅值的和的绝对值最大时，则将该斜率定义为需分离的线性干扰的斜率；

c.将该斜率记录下来的振幅数列进行中值滤波，其结果为该点的新记录；

d.对所有输入道集记录逐点逐道重复b和c过程，分离出线性干扰记录；

e.用输入道集记录减去被分离出的线性干扰记录，从而得到对线性干扰的衰减，完成径向中值滤波。

其中径向扫描斜率范围有正负，定义沿着顺序道时间增大时为正，反之为负。

对于VSP波场上、下行波分离，径向中值滤波最主要的处理参数一是时空域内径

向扫描斜率取值范围；二是空间跨度(道数)。时空域内径向扫描斜率取值范围，应视其下行波和上行波视速度值变化情况而定；径向空间跨度对处理效果有重要影响。通过多组模型进行空间跨度测试分析，当跨度较小时，容易出现假频；当跨度较大时，对波场的信息都有损失。一般道集径向空间跨度建议采用9～13道。

图2a为模拟的非零偏VSP垂直分量记录，观测井段为200～1 700 m，道距10 m，偏移距300 m。对模型运用径向中值滤波法是以分离出下行波场得到上行波