疊后地震記錄分頻去噪方法

疊后地震記錄分頻去噪方法

1分頻譜白化與一致性校正迭加在地震波沿測(cè)線的激發(fā)和接收的振幅響應(yīng)是隨機(jī)的，表面是一致的，波動(dòng)和地表因素引起的剩余時(shí)間差和噪聲也是隨機(jī)的。在此基礎(chǔ)上，該方法可以消除臺(tái)階梯度、地表因素引起的剩余時(shí)差和噪聲對(duì)疊加數(shù)據(jù)的影響，并對(duì)重疊數(shù)據(jù)集進(jìn)行頻譜白分析和一致性校正，以消除和削弱臺(tái)階梯度和表面因素引起的剩余時(shí)間差和噪聲，提高記錄的信噪比和分辨率。其方法步驟如下述。1.1相鄰道時(shí)間場(chǎng)變化率沿測(cè)線按CDP順序取相鄰道記錄:Xi,k=Xi,n+(i-c)p式中i為道序號(hào)i=1,2,…,N,通常相鄰道記錄N取5～7道;n、k為時(shí)間序號(hào);P為時(shí)間場(chǎng)變化率,且P=PA,PA+1,…,PB,PA和PB為起始終止時(shí)間場(chǎng)變化率,一般取-2～+2;C為時(shí)間場(chǎng)道集中心道序號(hào)。1.2采樣順序設(shè)置變化率的時(shí)間場(chǎng)道集記錄頻譜為:Xi(mΔf)=Ν-1∑k=0Xi(kΔt)e-i2πmΔfkΔtXi(mΔf)=∑k=0N?1Xi(kΔt)e?i2πmΔfkΔt在其時(shí)間場(chǎng)道集記錄的有效頻帶范圍內(nèi),將其頻帶分為K個(gè)窄帶,一般一個(gè)窄帶寬度取15Hz左右,計(jì)算其分頻窄帶濾波記錄。在頻率域中表示為Xi,k(mΔf)=Xi(mΔf)Ηk(mΔf)ΗΚ(mΔf)={01fdΔf(mΔf-(fsΔf-fd(Δf))11fdΔf(feΔf+fdΔf-mΔf)0mΔf＜fsΔf-fdΔffsΔf-fdΔf≥mΔf＜fsΔffsΔf≤mΔf≤feΔffeΔf＜mΔf≤feΔf+fdΔfmΔf＞feΔf+fdΔfXi,k(mΔf)=Xi(mΔf)Hk(mΔf)HK(mΔf)=???????????????????01fdΔf(mΔf?(fsΔf?fd(Δf))11fdΔf(feΔf+fdΔf?mΔf)0mΔf＜fsΔf?fdΔffsΔf?fdΔf≥mΔf＜fsΔffsΔf≤mΔf≤feΔffeΔf＜mΔf≤feΔf+fdΔfmΔf＞feΔf+fdΔf式中m為頻率序號(hào);fs、fe分別為單個(gè)分頻窄帶濾波器的起始頻率、終止頻率;fd為斜坡頻率寬度,fd一般取5Hz左右;Δf為頻率采樣間隔,如圖1所示。時(shí)間域:Xi,k(nΔt)=Xi(nΔt)*hk(mΔt)式中hk(mΔt)為窄帶濾波因子。對(duì)所得窄帶濾波記錄時(shí)變?cè)鲆嫣幚?使記錄的能量與處理前保持能量均衡。Xi,k(nΔt)=Xi,k(nΔt)2Μ+1n+Μ∑i=n-Μ|Xi,k(iΔt)|Xi,k(nΔt)=Xi,k(nΔt)2M+1∑i=n?Mn+M|Xi,k(iΔt)|或Xi,k(nΔt)=Xi,k(nΔt)√1ΝΝ-1∑n=0Xi,k2(nΔt)√12Μ-1n+Μ∑i=n-ΜX2k(iΔt)Xi,k(nΔt)=Xi,k(nΔt)1N∑n=0N?1Xi,k2(nΔt)ue001?ue000ue00012M?1∑i=n?Mn+MX2k(iΔt)ue001?ue000ue000式中i為采樣序號(hào);M為半時(shí)窗長(zhǎng),一般取200左右樣點(diǎn);Δt為采樣間隔。然后,將L個(gè)分頻窄帶濾波記錄疊加,即得該變化率的譜白化記錄:Xi,nΔt(Ρ)=l∑k=1Xi,k(nΔt)1.3變化率時(shí)間譜的白化數(shù)據(jù)的一致性校正(1)s1j+2j相位譜Μk(Ρ)=1ΝΝ∑i=1Xi,k(Ρ)則振幅譜為:AΜj(Ρ)=√ΜR2j(Ρ)+ΜΙ2j(Ρ)相位譜為:QMj(P)=arctg(ΜΙj(Ρ)ΜRj(Ρ))式中j為頻率采樣序號(hào),j=1,2,…,Nq;Nq為Nyquist頻率;MRj(P)為實(shí)部;MIj(P)為虛部。(2)計(jì)算時(shí)間差數(shù)據(jù)集的振幅譜和相位譜XΜj(Ρ)=√XR2j(Ρ)+XΙ2j(Ρ)XΜj(Ρ)=arctg(XΙj(Ρ)XRj(Ρ))(3)計(jì)算每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)數(shù)據(jù)集的光譜差異振幅譜差:DAj(P)=AMj(P)-XAj(P)相位譜差:DQj(P)=QMj(P)-XQj(P)(4)的一致性校正[XAj(P)+DAj(P)]2=R2j(P)+I2j(P)XQj(P)+DQj(P)=arctg(Ιj(Ρ)Rj(Ρ))得一致性校正記錄的頻譜的實(shí)部和虛部為:Rj(Ρ)=XAj(Ρ)+DAj(Ρ)√1+tg2(XQj(Ρ)+DQj(Ρ))Ιj(Ρ)=XAj(Ρ)+DAj(Ρ)tg(XQj(Ρ)+DQj(Ρ))√1+tg2(XQj(Ρ)+DQj(Ρ))其中Rj(P)、Ij(P)的符號(hào)與AMj(P)、QMj(P)一致。(5)fft-1將變化率時(shí)間一致性記錄頻譜實(shí)部和虛部進(jìn)行反付氏變換(FFT-1),得時(shí)間場(chǎng)道集記錄X′i,n(P),然后將時(shí)間場(chǎng)各道記錄求和:Fn(Ρ)=1ΝΝ∑i=1X′i,n(Ρ)1.4疊后去噪剖面對(duì)各變化率時(shí)間場(chǎng)一致性校正求和記錄疊加,則得分頻去噪記錄道:Sn(Ρ)=1ΝΡΡB∑Ρ=ΡAFn(Ρ)沿測(cè)線依次對(duì)各時(shí)間場(chǎng)道集記錄,完成上述處理,則得疊后分頻去噪剖面。2疊后地震剖面去噪依據(jù)上述疊后地震記分頻去噪方法原理,編制了疊后時(shí)間場(chǎng)分頻去噪軟件,并將該軟件應(yīng)用與實(shí)際地震剖面記錄處理。其流程框圖如圖2所示。見(jiàn)下頁(yè),圖3(a)是某地區(qū)實(shí)際地震剖面。由圖3可見(jiàn),由于剩余時(shí)差和噪聲的影響,使地震剖面干擾嚴(yán)重影響信噪比、波組連續(xù)性和分辨率,特別是在斷面附近,難分辨其斷點(diǎn)位置,影響層間連續(xù)辨認(rèn)。圖3(b)是疊后地震記錄分頻去噪剖面。圖3(a)剖面中由于地表激發(fā)接收不一致,傾角及地表因素引起的剩余時(shí)差和干擾被消除和削弱,剖面信噪比提高、連續(xù)性好、層間弱反射突出,斷面附近層反射被突出,對(duì)斷點(diǎn)的識(shí)別,辨別薄層更為有利,從剖面的整體來(lái)看信噪比分辨率都有提高。3地表去噪機(jī)理應(yīng)用實(shí)例分析