低频地震数据中的面波的衰减方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地震数据处理技术领域，尤其涉及一种低频地震数据中的面波的衰减 方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 近些年来的理论研究和实践表明，从地震数据中获得高频地震信号的成本很高， 与此相比，获得低频地震信号仅需要较小的代价。因此，在地震数据采集、处理及解释等过 程中，低频地震有效信号的保护和利用越来越受到重视，在地震数据的处理阶段尤其突出。
[0003] 然而，地震数据中的低频地震有效信号往往和典型的低频噪声（即面波）混杂在 一起。现有的针对面波的压制技术，例如高通滤波、区域滤波、自适应面波压制，只是通过简 单的滤波技术对地震数据中的低频面波进行压制，在滤除面波的同时，常常会损失大量的 低频地震有效信号。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种低频地震数据中的面波的衰减方法及其装置，以解决上述一项或 多项缺失。
[0005] 本发明提供一种低频地震数据的面波衰减方法，所述方法包括：获取地震数据，对 低频端地震数据进行时频分析，以获得所述低频端地震数据中的面波的特征，所述低频端 地震数据是地震频率在一设定地震频率以下的地震数据；根据所述面波的特征检测至少一 个地震道上的面波噪声与频率的变化关系及所述面波噪声对应的频率位置和地震道位置， 以检测出所述面波噪声；根据所述变化关系、所述频率位置及所述地震道位置定义一多变 量函数；根据多个设定噪声衰减值对所述多变量函数进行模拟，将模拟后的所述多变量函 数作为所述面波噪声的噪声衰减系数；利用所述噪声衰减系数对所述低频端地震数据中所 有的面波噪声进行衰减以去除所述面波噪声；对去除所述面波噪声后地震数据进行重构。
[0006] -个实施例中，所述设定地震频率为I IHz或12Hz或13Hz。
[0007] -个实施例中，所述面波的特征包括不同时间及不同频率处的面波能量信息。
[0008] -个实施例中，根据所述面波噪声对应的时间位置定义所述多变量函数。
[0009] -个实施例中，对于一设定的所述时间位置，在所述面波噪声所在的区域，所述噪 声衰减系数为Mk (i，j，X)/Pk (i，j，X)，在不是所述面波噪声所在的区域，所述噪声衰减系数 为1，其中，Pk(i，j，X)为含面波噪声的振幅包络；M k(i，j，X)为含所述地震数据中反射波的 包络中值，i为时间序号，j为地震道序号，X为炮检距序号，k为地震频率序号。
[0010] -个实施例中，在所述利用所述噪声衰减系数对所述低频端地震数据中所有的面 波噪声进行衰减以去除所述面波噪声之前，包括：对所述噪声衰减系数进行平滑处理。
[0011] -个实施例中，所述多变量函数是频率、时间及炮检距的函数。
[0012] -个实施例中，在所述对去除所述面波后地震数据进行重构之后，包括：通过时频 变换将重构后的所述地震数据转换至时空域。
[0013] 本发明提供一种低频地震数据的面波衰减装置，所述装置包括：面波特征分析单 元，用于获取地震数据，对低频端地震数据进行时频分析，以获得所述低频端地震数据中的 面波的特征，所述低频端地震数据是地震频率在一设定地震频率以下的地震数据；面波检 测单元，用于根据所述面波的特征检测至少一个地震道上的面波噪声与频率的变化关系及 所述面波噪声对应的频率位置和地震道位置，以检测出所述面波噪声；多变量函数生成单 元，用于根据所述变化关系、所述频率位置及所述地震道位置定义一多变量函数；衰减系数 生成单元，用于根据多个设定噪声衰减值对所述多变量函数进行模拟，将模拟后的所述多 变量函数作为所述面波噪声的噪声衰减系数；面波噪声衰减单元，用于利用所述噪声衰减 系数对所述低频端地震数据中所有的面波噪声进行衰减以去除所述面波噪声；地震数据重 构单元，用于对去除所述面波噪声后地震数据进行重构。
[0014] 一个实施例中，所述设定地震频率为IlHz或12Hz或13Hz。
[0015] -个实施例中，所述面波的特征包括不同时间及不同频率处的面波能量信息。
[0016] -个实施例中，所述多变量函数生成单元，还用于根据所述面波噪声对应的时间 位置定义所述多变量函数。
[0017] -个实施例中，对于一设定的所述时间位置，在所述面波噪声所在的区域，所述噪 声衰减系数为M k (i，j，X)/Pk (i，j，X)，在不是所述面波噪声所在的区域，所述噪声衰减系数 为1，其中，Pk(i，j，X)为含面波噪声的振幅包络；M k(i，j，X)为含所述地震数据中反射波的 包络中值，i为时间序号，j为地震道序号，X为炮检距序号，k为地震频率序号。
[0018] -个实施例中，所述装置还包括一平滑处理单元，用于对所述噪声衰减系数进行 平滑处理。
[0019] -个实施例中，所述多变量函数是频率、时间及炮检距的函数。
[0020] 一个实施例中，所述装置还包括频率-时空转换单元，用于通过时频变换将重构 后的所述地震数据转换至时空域。
[0021] 本发明通过时频分析技术先检测出低频面波噪音，再通过给定衰减系数对低频面 波噪音进行压制。其中用于衰减面波噪声的噪声衰减系数是频变的，处理参数随频率而变 化。本发明只衰减低频端的噪音，其它频段的信息保持不变。使用本发明的方法或装置对 地震数据进行面波衰减后，低频面波可以得到很好的压制，而且低频端的有效信号成分基 本没有损失。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0023] 图1是本发明实施例的低频地震数据的面波衰减方法的流程示意图；
[0024] 图2A是一包含低频面波噪声的理论单炮记录示意图；
[0025] 图2B是图2A中理论单炮记录对应的频谱示意图；
[0026] 图3是本发明一实施例的低频地震数据的面波衰减方法的流程示意图；
[0027] 图4是本发明一实施例的低频地震数据的面波衰减方法的流程示意图；
[0028] 图5A是图2A中理论单炮记录通过9Hz高通滤波后的地震记录示意图；
[0029] 图5B是图5A中滤波后理论单炮记录的频谱示意图；
[0030] 图6A是图2A中理论单炮记录通过13Hz高通滤波后的地震记录示意图；
[0031] 图6B是图6A中滤波后理论单炮记录的频谱示意图；
[0032] 图7A是图2A中理论单炮记录通过本发明一实施例的面波衰减方法进行面波衰减 后的地震记录不意图；
[0033] 图7B是图7A中滤波后理论单炮记录的频谱示意图；
[0034] 图8A是一实际三维地震数据的地震记录示意图；
[0035] 图8B是图8A中的炮记录根据本发明一实施例的面波衰减方法进行面波衰减后的 地震记录示意图；
[0036] 图9是本发明实施例的低频地震数据的面波衰减装置的结构示意图；
[0037] 图10是本发明一实施例的低频端地震数据的面波衰减装置的示意图；
[0038] 图11是本发明一实施例的低频端地震数据的面波衰减装置的示意图。
【具体实施方式】
[0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发 明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。
[0040] 本发明实施例的面波衰减方法，首先通过时频分析技术检测出低频面波噪声，然 后通过设定噪声衰减系数对低频面波噪声进行压制，其中的衰减系数随频率发生变化。
[0041] 图1是本发明实施例的低频地震数据的面波衰减方法的流程示意图。如图1所示， 面波衰减方法包括步骤：
[0042] SlOl :获取地震数据，对低频端地震数据进行时频分析，以获得所述低频端地震数 据中的面波的特征，所述低频端地震数据是地震频率在一设定地震频率以下的地震数据；
[0043] S102:根据所述面波的特征检测至少一个地震道上的面波噪声与频率的变化关系 及所述面波噪声对应的频率位置和地震道位置，以检测出所述面波噪声；
[0044] S103 :根据所述变化关系、所述频率位置及所述地震道位置定义一多变量函数；
[0045] S104:根据多个设定噪声衰减值对所述多变量函数进行模拟，将模拟后的所述多 变量函数作为所述面波噪声的噪声衰减系数；
[0046] S105:利用所述噪声衰减系数对所述低频端地震数据中所有的面波噪声进行衰减 以去除所述面波噪声；
[0047] S106 :对去除所述面波噪声后地震数据进行重构。
[0048] 本发明实施例的面波衰减方法，只对低频端的