戈壁地區高效采集資料諧波噪音壓制方法

王廣勇

摘 要：可控震源高效采集技術的應用提高了野外地震資料采集的效率，然而高效采集地震資料特征噪音明顯，如何在室內處理中壓制高效采集資料諧波噪音，提高高效資料室內處理的效率與質量成為地震資料處理的一個課題。本文分析了西部戈壁地區高效采集地震資料諧波噪音產生的原因，闡明了該區資料諧波噪音的特點與去除方法，運用CMP域分頻處理諧波壓制技術諧波得到了很好的壓制，取得了較好的效果。

關鍵詞：高效采集；地震；諧波；噪音壓制

1、 引言

HSD三維地震勘探項目是中石化首次在國內采用可控震源高效采集技術部署實施的一塊重點三維。該技術主要是通過縮短相鄰震次的時間間隔來提高采集效率，降低采集成本【1】。因高效采集方法的特殊性，滑動掃描一段連續的記錄包含若干個掃描，不同炮記錄在時間上部分疊加在一起，對后一炮進行相關時，諧波干擾產生的噪聲就會污染前一炮甚至前幾炮的數據【2】，使得地震資料含有大量諧波噪音，掩蓋了有效信號，如何高質量高效率的去除諧波噪音成為高效采集地震資料處理的難題。在野外采集現場可以通過延長滑動時間、組合掃描等方法來壓制諧波噪音，在室內處理也有純相位濾波法、基于反射系數的諧波壓制方法、基于預測濾波的諧波壓制方法等等，然而，在哈山東高效采集地震資料處理中，采用CMP域分頻處理的諧波壓制技術，取得了良好的效果，這種方法計算效率高，地震資料保幅性強，為高效采集海量地震數據諧波噪音的去除開辟了新道路。

2、 HSD地震資料諧波噪音分析及去除方法

需要室內處理的高效采集資料是野外高效采集母記錄與掃描信號相關之后的地震資料，與常規采集資料的不同點是高效采集的資料除了具有常規采集地震資料含有的噪音之外，還具有一些高效采集特征噪音，如諧波、交涉干擾等。由于高效采集前一次掃描還沒有結束，后一次掃描就已經開始，這樣后續掃描所激發的諧波很可能會污染前面幾次掃描記錄，從而形成臨炮諧波干擾【1】。采集完成后進行逐炮分離時要將母記錄與升頻掃描信號進行相關計算，相關后產生的諧波干擾在當前炮的正上方，即負時間軸上，污染了前一炮的記錄。通過原始資料分析可知，該工區高效采集資料的諧波干擾在炮域連成片，集中分布在近偏移距附近，而且能量遠遠強于正常信號，大約是其它相同時間記錄處的一千多倍。諧波的能量強度由諧波段記錄長度決定，即某次諧波所在的有效頻段在相關后諧波其實只是該段能量的一部分【3】，要壓制某次的諧波可以在該次的諧波頻帶內壓制其能量，達到壓制諧波的目的。由上述分析可知，HSD高效采集地震資料的諧波噪音在炮域分布近偏移距的中深層，由于地表復雜，畸變的諧波嚴重，然而該工區的諧波能量較強，在CMP域，諧波噪音表現的較為分散，經過分頻后，在某一固定頻段可以將諧波噪音的強能量當作異常振幅，通過計算特定窗口某一頻帶內各道數據的平均振幅，應用空間中值濾波識別該異常振幅，然后通過插值替換或者剔除該異常振幅達到去除諧波的目的。根據掃描頻率（fa-fb HZ）把諧波頻帶分成多個小頻帶，在某一小頻帶內異常振幅的表現是不同的，如圖1所示在0-fb HZ內幾乎為0，因為該頻帶內沒有諧波干擾，進入諧波干擾頻帶后，在不同的小頻帶內，諧波能量不同，因為在2fa-3fa HZ小頻帶內只有二次諧波，在3fa-4fa HZ小頻帶內既有二次諧波又有三次諧波，在給定窗口內分別計算小頻段內的平均振幅，根據資料分析結果在不同小頻帶內給定不同的閥值，應用空間濾波識別異常振幅，如圖3所示將異常振幅進行插值替換，去除諧波噪音，這種方法不僅易于程序實現，而且計算效率高。

3、 應用效果

首先把地震資料分選到CMP域，根據諧波出現的位置選定時窗，把時窗內的資料轉換到頻率域，并根據掃描頻率進行頻帶劃分，哈山東高效采集掃描頻率是6-72HZ，其二次諧波頻段為12-72HZ，三次諧波頻段為18-72HZ·，為去除諧波干擾，把6-72HZ頻帶劃分成12-18HZ、18-24HZ、··、66-72HZ小頻帶，在每個小頻帶內計算平均振幅，并把大于平均振幅10倍的視為異常振幅剔除掉，用相鄰道的資料進行插值補充，壓制諧波干擾。如圖2、圖3諧波去除前后的單炮，與圖4、圖5諧波去除前后的疊加剖面所示，通過CMP域分頻處理諧波壓制技術，諧波得到了很好的壓制，效果良好。

圖 2 諧波去除前的單炮

圖 3諧波去除后的單炮

圖 4 諧波去除前的疊加剖面

圖5 諧波去除后的疊加剖面

4、認識與結論

諧波干擾處理一直是高效采集地震處理的一個難點，通過諧波產生的原因及對帶有諧波干擾的單炮分析，可以把諧波干擾看作是CMP域特定時間窗口某一頻帶內的異常振幅進行處理。CMP域分頻處理諧波壓制技術在HSD高效采集地震資料的處理中計算效率高，效果明顯，為以后高效采集海量地震數據的諧波干擾處理提供了方法與例證。

參考文獻：

【1】王寶彬，李合群等。滑動掃描地震數據的諧波干擾壓制，石油地球物理勘探，2013，48（1）：37～41

【2】黃建平，周學鋒等。滑動掃描記錄中壓制諧波干擾方法，中國石油大學學報（自然科學版）2012，36（2）：81～85