一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法技术

本发明专利技术公开了一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，包括以下步骤：步骤S1:选取两个同一规格的传感器R1和传感器R2；步骤S2:与震源距离s米的观测坐标点上,在深度相差h米的两个深度点埋设传感器R1和传感器R2,传感器R1和传感器R2接受到同一震源激发产生的震动，并将震动信号传递给地震仪，获得两个直达横波和表面波到达存在时间差的记录；步骤S31:其中一个记录作为参照记录，另一个记录按照直达横波和表面波到达时间差进行静校正使其初至时间相同；步骤S32:同时比较两个震动信号直达横波和表面波波组波幅大小，以参照记录为标准，另一个振幅补偿；步骤S4:处理后的震动记录与参照记录反相叠加获得表面波和直达横波波组消除后的新地震记录。波波组消除后的新地震记录。波波组消除后的新地震记录。

【技术实现步骤摘要】
一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法


[0001]本专利技术涉及浅层地震勘探、油气和矿产资源地震勘探、超声波检测地球物理勘探和无损检测领域，特别是涉及一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法。

技术介绍

[0002]不论是超声无损检测、浅层工程地震勘探还是深部油气藏地震勘探，都属于弹性波探测，面对直达横波和表面波波组难以压制或消除的难题。尽管有很多的后处理方法，比如通过频率滤波(表面波或直达横波主频频率低)、视速度滤波(表面波或直达横波视速度小)等数值分析计算以期最大限度地压制直达横波和表面波，但都不能尽如人意；不得已，有时只好舍弃可能有用的信息，将表面波和直达横波能量包络的部分时间段信号切除。
[0003]组合检波方法在理论上可以通过半波长相消原理压制表面波或直达横波，以期在信号采集阶段做文章，但在实践中难以获得理想的效果。能够在采集原始记录信号时做创造性改进，大幅压制直达表面波和直达横波，对地震勘探后期数值信号分析处理意义重大，但这是一个世界性难题。
[0004]在地震勘探的炮集记录上，表面波和直达横波速度极其相近，两者干涉在一起形成波组或波包，我们称之为表面波和直达横波波组，具有频率低、能量强、延续时间长和视速度低的特征。相比之下，勘探作业面下地层结构反射波的能量较弱，频率较高、视速度比较大。对于近地表较松散介质，两者之间的视速度差别在2倍以上。另一方面，直达横波和表面波为直达波，主要在近地表沿水平方向传播，在近地表，理论研究表明，其在水平方向和在垂直方向的衰减非常慢。来自地下介质界面或结构的反射纵波传播方向是斜向上或近似垂直向上的。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法,能够同步实现反射波错位叠加的效果，从源头上直接压制了干扰，巧妙地保留了反射波信号。
[0006]本专利技术实施例所采用的技术方案是：一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，包括以下步骤：步骤S1:选取两个同一规格的传感器R1和传感器R2；步骤S2:与震源距离s米的同一观测坐标点上,垂直地表面在深度相差h米的两个深度点埋设传感器R1和传感器R2,传感器R1和传感器R2接受到同一震源激发产生的震动，并将震动信号传递给地震仪，获得两个直达横波和表面波到达存在时间差的记录；
[0007]步骤S31:选择其中一个记录作为参照记录，另一个记录按照直达横波和表面波到达时间差进行静校正使其初至时间相同；步骤S32:同时比较两个震动信号直达横波和表面波波组波幅大小，以参照记录为标准，另一个进行振幅补偿；步骤S4:处理后的震动记录与参照记录反相叠加获得该坐标点上表面波和直达横波波组消除后的新地震记录。
[0008]根据本专利技术实施例的地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，至少具有如
下有益效果：
[0009]1、两传感器垂直或竖直几何排布，装置简单，便于实施。综合利用直达横波和表面波波组视速度低、能量强、主频频率低、近地表衰减慢的特点，以及地下反射波波速相对较大、主频频率较高的特点，在消除直达横波和表面波波组的反相叠加操作时能够同步实现反射波错位叠加的效果，从源头上直接压制了干扰，巧妙地保留了反射波信号。该操作无需后续数值计算，避免了传统表面波滤波算法对真实信号带来的损失。
[0010]2、不论是浅层地震勘探还是油气和矿产资源地震勘探，都需要压制直达横波和表面波波组干扰，该套技术都能发挥巨大作用，包括三维地震勘探领域，具有广阔的应用前景。
[0011]3、直达横波和表面波波组相消后的新记录上，地下同一地层的反射信号呈现了错位叠加，错位时间可以精确获取，因此便于后续地层反射波信号的识别和提取，对地震资料的后处理也有参考价值。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，步骤S31中，静校正的方法为：直达横波或表面波到达两传感器的时间差通过相关分析计算获取，即截取两道记录上的表面波和直达横波分布的时间段，构成向量信号X和Y，按照相关系数计算公式：
[0013]简单相关系数：又叫相关系数或线性相关系数，用字母r表示，用来度量两个向量间的线性关系；
[0014]定义式：
[0015][0016]其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，VRr[X]为X的方差，VRr[Y] 为Y的方差；
[0017]计算两者之间的相关系数，然后相对参照记录，另一个记录按一小时间间隔逐次平移，再逐次进行相关计算，相关系数约为1时，说明平移时间正好，这个时间即为静校正时间；或在一段平移时间上，相关系数最大，也说明该平移时间点上，两个向量信号的相关性最好。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，步骤S32中，振幅补偿的方法为：获取两个记录直达横波和表面波的最大振幅，选择其中一个作为参照，另一个记录整体在数值上乘以一个常系数，使得两个记录上直达横波和表面波的最大振幅相等。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，获得两道独立的采集信号，对直达横波和表面波波段信号利用相关滤波的算法，自动实现静校正和能量补偿并实现反相叠加压制直达横波和表面波信号。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述直达横波和表面波在模拟信号阶段的相消方法，所述传感器R1和传感器R2输出的模拟信号经过反相并联或反相串联输出一个信号，形成反相叠加输出，输出信号由地震记录仪完成数字信号采集。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述直达横波和表面波在数字信号获取后的相消方法，传感器R1和传感器R2的信号经过两路地震信号采集器完成数字信号独立采集，对采集到的数值信号直接反相叠加获得压制了直达横波和表面波信号的新信号。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述传感器R1和传感器R2面向震源设计有一定的水平距离，以深处传感器R2与传感器R1到震源之间直线距离之差。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述传感器R1和传感器R2为分别分布在不同深度的两组传感器，各自并联或串联输出,等效为两个不同深度的传感器输出。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述传感器R1和传感器R2的传感器为正交三分量传感器或其中一个或两个独立分量的传感器。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述传感器R1和传感器R2为垂直地表不同深度的一组等间隔的检波器串组成的排列。
[0026]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0027]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0028]图1为本专利技术实施例地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法的步骤流程图；
[0029]图2是直达横波和表面波消除原理示意图；
[0030]图3是按照直达横波和表面波消除原理计算的波至时差算例；
[0031]图4是同一坐标点上不同深度的传感器获得的地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:选取两个同一规格的传感器R1和传感器R2；步骤S2:与震源距离s米的同一观测坐标点上,垂直地表面在深度相差h米的两个深度点埋设传感器R1和传感器R2,传感器R1和传感器R2接受到同一震源激发产生的震动，并将震动信号传递给地震仪，获得两个直达横波和表面波到达存在时间差的记录；步骤S31:选择其中一个记录作为参照记录，另一个记录按照直达横波和表面波到达时间差进行静校正使其初至时间相同；步骤S32:同时比较两个震动信号直达横波和表面波波组波幅大小，以参照记录为标准，另一个进行振幅补偿；步骤S4:处理后的震动记录与参照记录反相叠加获得该坐标点上表面波和直达横波波组消除后的新地震记录。2.根据权利要求1所述的地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，其特征在于：步骤S31中，静校正的方法为：直达横波或表面波到达两传感器的时间差通过相关分析计算获取，即截取两道记录上的表面波和直达横波分布的时间段，构成向量信号X和Y，按照相关系数计算公式，简单相关系数：用字母r表示，用来度量两个向量间的线性关系；定义式：其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，VRr[X]为X的方差，VRr[Y]为Y的方差；计算两者之间的相关系数，然后相对参照记录，另一个记录按一小时间间隔逐次平移，再逐次进行相关计算，相关系数约为1时，说明平移时间正好，这个时间即为静校正时间；或在一段平移时间上，相关系数最大，也说明该平移时间点上，两个向量信号的相关性最好。3.根据权利要求1所述的地震波探测用表面波和直达横波压制处理方法，其特征在于：步骤S32中，振幅补偿的方法为：获取两个记录直达横波和表面波的最大振幅，选择其中一个作为参照，另一个记录整体在数值上乘以一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德兵，
申请(专利权)人：长沙尚阵探测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：