地震資料處理中噪音引起的主要影響研究

【摘要】地震資料處理中的噪音可分為規則噪音和隨機噪音，規則噪音包括面波、淺層折射兩種。因為干擾波能量往往強于有效波，如在疊前不能很好的壓制干擾，會破壞有效波的連續性，嚴重影響地震剖面質量

【關鍵詞】地震資料處理 噪音

1 引言

經處理的高質量的地震剖面對于準確識別地下地質構造非常重要。然而，由于噪音對地震剖面的影響，因而難以實現其初衷，所以必須對其進行壓制。壓制噪音最好的方法是認識、分析噪音與有效波在時間域、頻率域、波頻域等的差別，設計濾波器或者適當的濾波流程對其進行壓制，以期在實際地震資料處理中更好的提高地震資料信噪比，為后續處理打下基礎。

2 噪音的分類及其特點

干擾波分為規則干擾、隨機干擾和次生干擾三大類，規則噪音包括面波、淺層折射波和多次波等；隨機噪音則可分為能重復出現的，重復出現的。

2.1規則干擾

規則干擾是指有一定的主頻和一定視速度的干擾波。它的特點是頻率低，一般為幾赫到三十赫；視速度低；面波時距曲線是直線，因此在小排列（100~150m）的波形記錄上同相軸是直的。面波隨著傳播距離的增大，振動持續時間也越長，形成“掃帚狀”，即發生頻散。

2.2隨機干擾

隨機干擾的的來源大致可分為三類：第一類是地面的微振，；第二類是儀器在接收時或處理過程中的噪音；第三類是激發所產生的不規則干擾。這些隨機干擾在記錄上表現為雜亂無章的振動，它的頻譜很寬，無一定的是速度，因而不能利用隨機干擾與有效波在頻譜上的差異或傳播方向上的差異來壓制隨機干擾。但隨機噪音在“統計規律”上與有效波是有差異的。

2.3次生干擾

次生的低速干擾和次生的高速干擾。這類干擾在頻率域中與有效波是不能分離的，在視速度和視波長域中次生高速干擾又和反射有效波部分重合，它們可以出現在地震記錄上的任意一個位置。它們是激發源附近各種地面障礙物近地表巖性不均一性所造成的，是由反射波、面波或各種折射波所激發的，因此叫做次生干擾。

3 去噪的基本原理

噪聲產生的原因復雜，種類繁多，壓制噪聲是非常復雜的過程。可以用一個簡單的表達式用來描述地震記錄：

D = S + N+ N（2-1）

其中D表示地震記錄，S表示記錄中的有效成分，N與N分別表示規則干擾和不規則干擾。那么，地震資料的信噪比S/N可以表示為：

S/N=S/( N+ N)（2-2）

還可以寫作：

S/N=S/(D-S) （2-3）

其中N= N+ N。從式(2-2)中我們清楚的認識到提高信噪比應減小分母項，這即是通常說的壓制干擾。去除噪聲的關鍵是找出有效波和干擾波的區別。

通常可以從以下幾個方面區分有效波和干擾波：

1)頻率差異；

2)傳播方向的差異，即視速度的差異；

3)空間分布區域的差異；

4)動校正后的剩余時差；

5)區域統計規律。

在地震資料疊前去噪處理中，我們可以根據上述有效波和干擾波的差異，設計出各種壓制干擾的方法，最大程度的壓制噪音，提高信噪比。

4噪音分析

4.1F-K域噪音分析

通過在F-K域分析噪音與有效波在頻率域、波數域二維空間的差異，合理設置參數，應用F-K濾波對地震資料去噪，

去噪前振幅增益后的單炮及F-K譜，可以看出記錄中有50Hz工業干擾、面波、直達波和淺層折射波，其中面波干擾嚴重，通過分析得出該區面波視速度分布在600~1400m/s，頻率在十幾赫茲左右。

4.2. 噪音對單炮記錄的影響

由于噪音的存在，使得地震記錄的單炮記錄分辨率下降，甚至是有效波淹沒于噪聲之中，在疊前如果不進行噪音壓制，會影響后續處理的正常進行。噪音對地震剖面影響嚴重，因此疊前去噪十分必要。

要得到質量高的疊加剖面，首先應在疊前分析噪音的特點及其與有效波在不同域中的差異，結合實際的地震資料綜合考慮設計濾波器去除噪音影響，再經后續如反褶積、速度分析及靜校正等處理，最后得到的疊加剖面。可見疊前分析噪音尤為重要.

噪音對分辨率的影響主要體現在以下幾個方面：

1）噪音的存在，本身就降低了記錄的分辨率；

2）由于噪聲的存在，利用反褶積方法拓寬頻帶受阻，信噪比越低，反褶積效果越壞；

3）多數去噪方法具有濾波性質，在去噪的同時，也損失了信號的頻率成分，從而導致頻帶變窄，分辨率降低。

反褶積的目的是提高地震資料分辨率，但其在提高分辨率的同時，把有些頻段（主要是高頻和低頻段）的噪聲也放大了，是信噪比下降，所以反褶積前對噪音的壓制尤為重要。

在做CDP疊加前，必須要做速度分析，準確的拾取速度對于疊加剖面尤為重要，而對于原始信噪比較低的地震資料，有效信號被淹沒在噪聲之中，其速度譜的精度將會受到限制，所以疊加剖面將會受到影響。

野外靜校正后，在地震數據中仍然殘留各種剩余靜態時移，在疊前必須估計出這類剩余靜態時移，并在CDP道集中加以校正，通常再利用區域速度函數或沿測線進行一系列速度分析并以此所得信息作出初步NMO校正之后，估計剩余靜校正量，進行剩余靜校正，再做速度分析，進行下次疊加。

綜上，通過以上分析，研究噪音在不同域的分布特征，選擇適當的去噪方法，合理設置去噪參數，特別是在去噪流程中的選擇也尤為重要，從對薄層的識別中看出，疊加剖面同相軸連續清晰，分辨率較高，則上述處理流程較好，達到了預期目標。

5 總結

本文首先介紹了噪音的分類與特點，再分析噪音與有效波在不同域的差異，分析噪音對地震資料的影響，通過分析各種方法的適應性并總結出疊前去除噪聲的基本流程。

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