地震数据处理中压制与激发源无关的背景噪声的方法技术

本发明专利技术涉及球物理勘探中地震数据处理中压制与激发源无关的背景噪声的方法，利用初至前干扰背景能量来识别干扰波的横向分布，然后在频率域利用无干扰道的振幅包络对干扰道振幅包络进行约束，从而提高地震记录叠前资料的信噪比。本发明专利技术有效地提高了高密度资料的信噪比，同时由于去噪只在干扰道上进行，不影响正常道的原始波场特征，是一种相对保真的去噪方法。特别解决了陆上单点高密度采集资料信噪比明显降低的问题，发挥了其应用的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地球物理勘探中地震数据的处理技术，是一种利用初至前干扰背景能量来识别干扰波的横向分布，然后在频率域利用无干扰道的振幅包络对干扰道振幅包络进行约束，从而提高地震记录叠前资料的信噪比的。
技术介绍
油田开发在很大程度上依赖于钻探的成功率，而钻探成功率的提高与地震勘探成果的精度和可靠性密切相关。目前的勘探技术主要利用纵波勘探来获得地下构造信息，再综合利用其它已有资料确定钻探位置，但在实际的地震勘探中，资料品质会受到各种因素的影响，比如火车、汽车、工厂、油井及大风等产生的背景干扰，这些影响因素有时会对资料品质造成严重影响，尤其是单点接收资料。地震勘探中首先通过爆炸源或地面可控震源激发纵波，用单个检波器或检波器串组合进行接收，得到地面地震波场信息，再通过有针对性的处理方法，获取更多的地质构造、岩性变化和油气分布信息，是油气田开发的有效地球物理勘探方法。地震勘探可以基本分为三个大的环节地震资料采集、地震资料处理、地震资料解释。地震资料处理的主要任务是利用野外单检波器或检波器串组合获得的地震资料，根据地震波的传播理论，利用电子计算机等设备和相应的地震资料处理软件，对野外采集的转换波地震资料进行各种加工处理，以获得能反映地下地层结构的“地震剖面图”和反映地层岩性变化的地震波振幅、频率、传播速度等信息，供解释人员寻找有利油气圈闭、确定井位使用。通常地震资料处理过程主要包括以下几个处理步骤(1)预处理为后续资料处理所做的准备工作。首先，野外采集的原始地震资料需要进行解编或数据格式转换，把不同格式记录的原始地震数据转换成适合资料处理系统的数据格式。其次是加载观测系统信息，就是将野外采集的有关观测信息记入地震记录道头或特定的数据库，如炮点位置、接收点位置、地表高程、排列图形等，供后续资料处理使用。第三是地震波的振幅处理。地震波在地下传播过程中，随着传播距离(时间)的增大，它的能量(振幅)和视频率逐渐降低，造成这种现象的主要原因是地震波的球面发散和大地介质的非完全弹性产生的大地吸收衰减。而振幅处理的目的就是尽量消除这种球面发散和大地吸收对地震波振幅和频率的影响，使地震波振幅和频率的变化只与地层岩性和地层反射系数的变化有关。另外，根据需要预处理还可能包括预滤波、野外静校正等处理。(2)去噪反射地震勘探的主要目的是获得反射波的地震成像，进而对地下地层结构进行解释，确定有利的钻探井位。由于野外采集得到的地震波场除了反射波之外还包括面波、声波、折射、多次波、各种次生散射、地面震动源干扰及地表微震等，在成像之前要尽可能地去除这些干扰。目前对于与激发源有关的面波、折射、多次波等干扰有很多处理方法，包括TX域、FX域、FK域、τ-p域等多种去噪方法。对于与激发源无关的背景干扰，目前还没有十分有效的方法，主要通过带通滤波等简单方法去除，随着单点接收采集技术的应用，背景噪声更为突出，需要更为有效的去噪手段。(3)反褶积由于大地滤波的影响，激发的地震子波在传播过程中频率逐渐降低，延续时间逐渐变长，反褶积的目的就是压缩地震子波，提高地震剖面的分辨率。(4)水平叠加目前地震勘探都普遍采用多次覆盖观测技术，地下同一反射点可以进行多次重复观测接收，将同一反射点多次观测的结果进行叠加，达到压制干扰波，突出有效波的目的。水平叠加包括两个主要步骤速度分析和动校正，由于同一反射点每次观测的炮检距不同，地震波传播的路径和距离也不同，各次观测记录上反射波达到时间存在时差，这个时差与地层速度和反射界面深度有关，称为正常时差。速度分析和动校正的目的就是消除不同炮检距造成的正常时差影响，对地下同一反射点的记录道进行叠加，来提高地震剖面的信噪比。(5)偏移归位在水平叠加剖面中，倾斜反射界和断面波会偏离它的空间真实位置，另外水平叠加剖面中绕射波也很强。偏移的目的就是实现反射层的空间归位，把反射层偏移到其空间的真实位置上，并使绕射波收敛。通过以上步骤，可以把野外采集的地震数据资料变为反映地下地层结构的地震剖面，完成了地震资料处理工作。目前在地震数据处理中，现有各种背景噪声压制方法主要包括滤波法、去野值和道剔除法。滤波法是由于背景噪声一般表现为高频，尤其是大风和工业活动引起的背景干扰，滤波法可以去除有效主频范围以外的干扰波能量，但也会对高频有效波造成不可挽回的损失。去野值法是利用统计学方法可以自动识别环境噪声中的野值，然后将其压制到较低的振幅水平。对于点接收资料，由于接收道距一般较小，波场具有很好的横向与纵向连续性，基本不存在孤立的野值，统计学方法效果不好。道剔除法是对于异常振幅的地震道进行直接剔除可以提高资料的信噪比和叠加效果，但当坏道较多时，大量的剔除坏道会造成覆盖次数不均匀，叠加剖面品质不稳定等不良后果。地震勘探中接收到的波场可以以不同的方式进行分类，但主要包括两类一种是与激发源有关的反射波、折射波、面波和各种次生散射波；另一种是与激发源无关的各种地面震动源干扰波和背景干扰。由于各种干扰的传播路径不同，其能量和频率特征差异明显(图1)。面波一般表现为低频高能干扰，有效反射波一般为中频，能量中等，而各种背景干扰由于主要能量直接被检波器接收，未经过大地滤波作用，其频带较宽，主要为高频能量。在以往的常规勘探中，检波器串面积组合极大地压制了横向传播的各种干扰波能量，同时对有一定出射角的反射波也具有一定的压制作用，尤其是高频能量。单点高密度采集可以获得丰富的原始地震波场，通过室内检波器数字组合可以获得更为丰富的高频成分，但前提是每个检波器都可以获得具有一定信噪比的地震资料。实际采集过程中，尤其是陆上采集，单个检波器接收的信噪比与多组检波器串相比明显变差，背景干扰极强，降低了单点高密度资料的应用潜力(图2b)。
技术实现思路
本专利技术目地在于提供一种利用初至前振幅统计对背景干扰进行判别，然后在频率域利用正常道振幅包络对干扰道振幅包络进行约束，从而达到压制干扰波的。本专利技术提供如下技术方案首先利用单检波器或检波器串组合在野外获得地震数据，进行初至拾取并地表一致性振幅恢复处理，其特征在于，利用初至前振幅统计特征进行干扰道的判别，在频率域通过正常道振幅包络内插值与干扰道原始振幅包络比值获得噪声压制因子，并利用该压制因子在频率域对不正常道频谱进行压制，最终返回到时间域完成噪声压制过程，具体采用以下步骤a.拾取地震记录每道初至起跳位置；b.进行地表一致性振幅恢复处理并计算初至前均方根振幅或平均振幅；c.将求取的每道均方根振幅或平均振幅进行统计，取出中值，将中值乘以n作为门坎值，将均方根振幅或平均振幅大于门坎值的道标记为需要进行背景干扰压制处理的地震道，即干扰道，n取值在1.5-3之间；d.对每一道进行快速付立叶变换(FFT)，并求取每一道振幅谱；e.将振幅谱的极大值点相连再进行平滑获得每道的振幅包络函数B1(f)；f.对于标记为干扰道的，通过邻近有效道或非干扰道的振幅包络函数进行线性内插获得内插后的振幅包络函数B2(f)；g.通过下式求取振幅压制因子A(f)A(f)=B2(f)B1(f)---(1)]]>其中B1(f)为原始振幅包络函数，B2(f)为内插出的振幅包络函数；h.对变换域数据，得到振幅压制因子A(f)后，通过下式得到频率域的目标输出S2(f)＝A(f)×S1(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震数据处理中压制与激发源无关的背景噪声的方法，首先利用单检波器或检波器串组合在野外获得地震数据，进行初至拾取并地表一致性振幅恢复处理，其特征在于，利用初至前振幅统计特征进行干扰道的判别，在频率域通过正常道振幅包络内插值与干扰道原始振幅包络比值获得噪声压制因子，并利用该压制因子在频率域对不正常道频谱进行压制，最终返回到时间域完成噪声压制过程，具体采用以下步骤：ａ．拾取地震记录每道初至起跳位置；ｂ．进行地表一致性振幅恢复处理并计算初至前均方根振幅或平均振幅； ｃ．将求取的每道均方根振幅或平均振幅进行统计，取出中值，将中值乘以ｎ作为门坎值，将均方根振幅或平均振幅大于门坎值的道标记为需要进行背景干扰压制处理的地震道，即干扰道，ｎ取值在１．５－３之间；ｄ．对每一道进行快速付立叶变换（Ｆ ＦＴ），并求取每一道振幅谱；ｅ．将振幅谱的极大值点相连再进行平滑获得每道的振幅包络函数Ｂ１（ｆ）；ｆ．对于标记为干扰道的，通过邻近有效道或非干扰道的振幅包络函数进行线性内插获得内插后的振幅包络函数Ｂ２（ｆ）；ｇ．通过 下式求取振幅压制因子Ａ（ｆ）：Ａ（ｆ）＝Ｂ↓［２］（ｆ）／Ｂ↓［１］（ｆ）（１）其中：Ｂ１（ｆ）为原始振幅包络函数，Ｂ２（ｆ）为内插出的振幅包络函数；ｈ．对变换域数据，得到振幅压制因子Ａ（ｆ）后，通过下式得到频率 域的目标输出；Ｓ↓［２］（ｆ）＝Ａ（ｆ）×Ｓ↓［１］（ｆ）（２）其中：Ｓ１（ｆ）为频率域输入原始数据，Ｓ２（ｆ）为频率域目标输出；ｉ．将目标输出做快速付立叶反变换（ＩＦＦＴ）到时间域，完成去噪处理过程；ｊ ．将去噪后记录进行静校正、动校正、反褶积、叠加、偏移等常规处理，获得改进后的叠加、偏移剖面，通过构造、岩性解释提供精确可靠的井位。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦鹏，
申请(专利权)人：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]