单点高密度资料的组合去噪方法研究

张靖

中石化石油物探技术研究院有限公司 江苏 南京 211103

近年来油气勘探难度的增大，勘探目标愈发复杂，国内许多老的油气田已经到了复杂隐秘油气藏勘探阶段[1]，勘探对象表现为埋藏更深、展布更小、区域更薄等特点，利用传统勘探技术采集的数据已经很难单纯依靠室内处理解决这些复杂问题从而完成除杂油气藏的识别。为了改善这种状况王延光[2]等提出单点高密度地震技术，并在多个东部老区的复杂油气藏区块进行探索，提出了“单点激发、单点接收，具有小面元、宽频带、宽方位、高炮道密度特征”的新一代高密度地震技术。单点高密度采集资料在具有以上优势的同时也完全保留了接收器单点的噪音特征，对于噪音压制的要求非常高[2]，因此主要基于实际单点高密度采集的地震资料，对于资料中广泛发育的面波、线性干扰和异常干扰等进行保真保幅的组合去噪方法研究。

单点高密度资料多采用可控震源采集、单点节点仪接收，与常规采集有所不同的是，该资料面波表现为极度发育、能量非常强的状态，相对信噪比一般很低。其他类型噪音相比较常规采集差异不大，所以在整体干扰波压制策略上首先对面波进行逐级有效的压制，因此，介绍一种基于时频域分离出面波之后再对其他干扰进行压制的方法，可以有效改善地震资料信噪比，得到比较好的最终成像效果。面波在可控震源-节点仪地震资料上表现的形态为从前到深的几何衰减态势，地球物理勘探上一般称为“扫帚状”[3]，其频率一般在10～15Hz以下，在常规地震资料中可以利用其低频的特点进行面波分离和衰减[3]，但是可控震源-节点仪地震资料的一个显著特点是对地震资料的频谱保留较宽，所以在低频区域仍然存在相当一部分有效信号，因此在利用频谱衰减过程中需要注重保护有效信号。面波另一个重要特点是视速度较低，一般不会高于1000m/s，因此也可以利用该特点进行噪音压制[5]。

1 方法原理

在实际的资料处理过程中坚持的的总体思路是：根据研究区地质需求，结合前期资料特征，做好保幅保真处理，在保证信噪比基础上，逐级提高目的层的分辨率，保护目的层的波组特征[6]。在此基础之上选择合适的偏移处理参数、建立精确的偏移速度场，提高储层成像精度。处理过程中与解释人员紧密结合，采用处理解释一体化方式，控制处理质量，为地震资料解释提供高质量地震数据。具体做好以下几点：

（1）认真分析原始资料和前期处理存在的问题，做好处理流程和参数的试验工作；

（2）处理过程与解释紧密结合，加强目标处理，与解释专家紧密联系，把解释的思想贯穿在整个处理过程中，制定正确的处理策略，充分发挥处理解释一体化的优势，力求提高目的层反射波组的信噪比和分辨率，清楚地反映出构造和岩性变化特征，测试处理加强和解释的结合；

（3）采用迭代处理技术，逐级提高资料品质，在复杂资料的处理中，需要解决“静校正”、“信噪比” 、“速度”和“成像”等难题，它们之间相互作用影响。为此我们需要采用静校正、去噪、速度分析、成像的多次迭代处理技术，来逐步提高资料质量。

因此在整个处理过程中做好信噪比提高工作非常重要，首先要做好波场分析，针对记录中存在的各种干扰现象和特点，在系统试验的基础上，采用有针对性的噪音压制技术，采用分步、分类、分域、分频、分时窗精细去噪，以做好叠前去噪处理。

组合去噪的第一步是对于较为简单的单频噪音进行压制，例如50Hz工业电噪音，和一些明显的大值干扰。新方法是基于单频资料的频率特性和极大值噪音在整体资料中与信号在视频相应方面的明显差异，结合可控震源-节点仪地震资料的面波特点，对于面波的压制采用多种方法组合的方式，单一方法进行强噪音压制通过实施证明是具有局限性的，而且对于不同地区的地震资料的普适性较差，

首先是根据可控震源-节点仪面波的特点，利用曲波变换对其频率、空间展布及能量进行分析，与有效波进行区分，在时频域分析进行面波分离。地震数据为x(t)，经曲波变换进行频率波数域滤波后的地震数据为xfk(t)，根据复数道分析可计算其包络pfk(t)，即：

式中：h(t)为希尔伯特变换因子，t为时间，f(k)为频带，k=1，2，3…L

其中，加权中值为Mfk(t)，即

由于地震信号的包络在横向上连续且光滑，因此加权中值Mfk(t)可以作为标准值。通过处理人员分析和测试准确判断面波的压制频率范围及分离门槛值，应用自适应相减进行分离面波的压制从而达到初步压制强能量大部分面波的效果，从压制效果来看，扫帚状的强能量面波大部分已经得到消除。

对于少量残余的面波相对能量与有效信号依然比较强，因此本方法中采用小波变换的时频域压制方法，在小波变换得到的是频谱上利用强能量面波与有效信号的能量差异性进行去除，该方法同样使用中值加权的方法识别和标记强振幅能量的包络值，通过计算地震记录和加权中值的商曲线，定义时变门槛值，从而识别地震道中的强能量对其进行进一步压制，从而进一步压制残存的面波。

2 实际资料应用

本次研究中应用的实际资料是某东部老区的单点高密度实际地震资料，采用可控震源激发，节点仪接收。资料整体信噪比很低，尤其发育面波等相干性干扰。

图1 面波的噪音逐级压制单炮效果

图2 压制掉的噪音残差

在进行本方法面波压制之后，资料的信噪比有显著提升，后续针对本工区资料可以按照常规的去噪方法进行异常振幅压制。去噪是对地震数据分频统计时窗内振幅值，对分频域内的异常振幅进行压制，然后进行信号重构，该方法能够较好的压制异常振幅，而对有效信号没有影响，本次研究中组合去噪方法的保真保幅效果好。

3 结束语

为了解决老区资料的隐蔽油气藏成像问题，单点高密度地震技术的研究可以可以起到很好的改善作用。随着单点高密度地震技术研究的不断深入和实际工区采集的深入推广，对于单点高密度地震资料的室内处理技术要求也越来越高。

通过采用分步、分类、分域、分频、分时窗精细去噪原理可以较好的指导噪音压制工作。利用曲波变换和单点高密度地震资料的时频域特点，采用加权均值区分方式可以很好的压制实际工区的噪音，保护有效信号，完成保真报复的叠前噪音压制。