一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，属于油气地震勘探领域。本方法包括：(1)输入地震数据，所述地震数据是需要处理的地震采集单炮数据；(2)设计时窗；(3)在步骤(2)设计的时窗内对所述地震数据进行分频处理；(4)在不同时窗、不同的频带内计算时窗内的平均振幅值；(5)设计振幅门槛值；(6)强幅分析；(7)面波区域约束判别与处理；(8)效果分析，如果合适，则转入步骤(9)，如果不合适，则返回步骤(5)；(9)将经过处理后的地震数据再通过小波反变换后形成的数据输出。本发明有效的保护了全局低频信息，同时在面波区域内更加有效的消除面波，提高了信噪比。
【专利说明】一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气地震勘探领域，具体涉及一种基于区域约束的分频段能量地震面 波处理方法。
【背景技术】
[0002] 面波是陆上地震勘探中最常见的干扰波之一，与有效信号相比它的能量往往强几 倍甚至几十倍，视速度低能量强，频率主要分布在IOHz以内。随着传播距离增大面波振幅 延续时间变长，产生频散形成扫帚状分布。面波压制处理方法的选择和应用对地震资料的 处理有很大的影响。
[0003] 地震资料面波处理方法主要有：
[0004] 1、带通滤波法。依据面波的低频在IOHz以内，设计一个高通滤波器，滤波器的低 频为10Hz，对数据进行滤波处理，此时高于这个频率的成份通过，低于这个频率的成份被滤 掉了，实现面波处理。这一方法简单，但方法本身在滤去面波的同时，也将低于IOHz的有效 成分给滤掉了，损失了一些有用的信息。
[0005] 2、FXCNS压制面波法。FXCNS预测相干噪音是在给定频率的数据上进行的，根据最 小平方误差准则，分别估计每个频率的相干噪音。利用频率和速度两个参数限制噪音范围， 对指定范围以外的信号影响较小，能压制空间采样不规则噪音，适用范围广。缺点是在垂直 测线方向接收点非常稀疏，不利于相干噪音预测和压制。
[0006] 3、FK压制面波方法。该方法是对地震数据进行二维傅里叶变换得到F-K谱，在这 个谱内面波低频与有效波是分开的，根据这一特性在F-K谱内将面波谱能量进行消除处理 后，再进行二维傅里叶反变换得到消除面波的数据。当数据采样过大时FK变换易产生假 频，反变换后信号产生失真。
[0007] 4、自适应面波衰减法。利用时频分析的方法，根据面波和反射波在频率分布特征、 空间分布范围、能量等方面的差异，首先检测出面波在时间和空间上的分布范围，然后根据 面波的频率特征，对其进行分频加权压制。缺陷是单炮之间的主频存在较大差异时，应采用 不同的参数进行压制，否则对有效信号会产生较大损害。
[0008] 5、基于频率衰减特性面波压制法。在地震记录上确定面波带，针对不同的炮检距 选用不同的低切频，在面波带里进行高通滤波。面波的压制在面波带里进行，能够较有效地 衰减面波带里的面波能量。该方法实现起来难度很大形成不了生产能力。
[0009] 以上这些方法具有各自的优缺点，基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法 更具优势，能够拟补其它方法的不足，并未见相应的研究文献。
[0010] 目前消除面波的方法大多都没有考虑在去掉面波的同时也要保留面波频率内的 有效地震成分。多数方法对有效信号产生一些改变或被消除，不利于后期的精确处理成像。 尤其是地震资料处理的重点由叠后转到叠前，叠前AVO处理及属性分析对地震数据的保幅 性要求高，在面波压制过程中确保面波去除的同时，尽可能不损害有效信息，为后续的保幅 处理、属性提取等岩性研究工作打下良好资料基础。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于区域约束的分 频段能量地震面波处理方法，能够在有效消除地震面波的同时保留面波频率内的有效地震 成分，采取区域约束机制不破坏面波区域外的接近面波频率的有效信息，利于后期的成像 精度。
[0012] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0013] 一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，包括：
[0014] (1)输入地震数据，所述地震数据是需要处理的地震采集单炮数据；
[0015] (2)设计时窗；
[0016] (3)在步骤（2)设计的时窗内对所述地震数据进行分频处理；
[0017] (4)在不同时窗、不同的频带内计算时窗内的平均振幅值；
[0018] (5)设计振幅门槛值；
[0019] (6)强幅分析；
[0020] (7)面波区域约束判别与处理；
[0021] (8)效果分析，如果合适，则转入步骤（9)，如果不合适，则返回步骤（5);
[0022] (9)将经过处理后的地震数据再通过小波反变换后形成的数据输出。
[0023] 所述步骤（2)是这样实现的：
[0024] 根据面波起始时间作为分频开始时间，设计接近一个反射子波长度的时窗，所述 时窗的长度为400-500ms。
[0025] 所述步骤（3)是这样实现的：
【权利要求】
1. 一种基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 输入地震数据，所述地震数据是需要处理的地震采集单炮数据； (2) 设计时窗； (3) 在步骤（2)设计的时窗内对所述地震数据进行分频处理； (4) 在不同时窗、不同的频带内计算时窗内的平均振幅值； (5) 设计振幅门槛值； (6) 强幅分析； (7) 面波区域约束判别与处理； (8) 效果分析，如果合适，则转入步骤（9)，如果不合适，则返回步骤（5); (9) 将经过处理后的地震数据再通过小波反变换后形成的数据输出。
2. 根据权利要求1所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（2)是这样实现的： 根据面波起始时间作为分频开始时间，设计接近一个反射子波长度的时窗，所述时窗 的长度为400-500ms。
3. 根据权利要求2所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（3)是这样实现的： 在时窗内利用下面的小波变换公式对地震数据进行分频处理，将低频面波变换出来： Wf(s,u) = ￡f(x)4sy/(s(x-u))dx ,
4. 根据权利要求3所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（4)是这样实现的： 利用下式进行振幅强度分析，求取时窗内的平均振幅：
上式中mftk为时窗内所含有的道数，Eftk是频带f时窗t内k道的平均振幅，Aiftk是频 带f?时窗t内k道第i个采样点的振幅。
5. 根据权利要求4所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（5)是这样实现的： 利用平均振幅对所有采样值进行统计分析，选取能够包含80%采样点数的振幅值作为 振幅门槛值；所述统计分析是采用累计叠加统计分析法，对采样点逐点进行统计来实现的。
6. 根据权利要求5所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（6)是这样实现的： 首先在时窗内进行平均振幅计算，利用平均振幅对所有采样值进行统计分析，选取能 够包含80%采样点数的振幅值作为振幅门槛值，将大于这个门槛值的振幅作为强振幅。
7. 根据权利要求6所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（7)是这样实现的： 分析步骤（1)输入的地震数据中的单炮，确定能够代表绝大多数的单炮，对该单炮进 行分析得到其面波分布，然后设计一个包含其面波的区域，将该区域作为约束区域； 在所述时窗内逐点提取振幅强度值，根据振幅强度分别采用压制因子公式计算，在所 述约束区域的约束下对地震数据进行处理更新，具体如下： 对超过振幅门槛值的样点，通过压制因子公式计算得到新的振幅值，并用该新的振幅 值替换原来的振幅值。
8. 根据权利要求7所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述压制因子公式如下： 设频带f?时窗t内的压制因子Hftk为：
式中：ct为压制系数，Rftk为频带f时窗t内的振幅门滥值。
9. 根据权利要求8所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征在 于：所述步骤（8)中的所述效果分析具体如下： 对经过步骤（7)处理后的面波，在面波区域内去掉面波后，如果能够保留有效波，并且 区域内的有效波与周边的有效波特征基本一致，则判断为合适，否则为不合适；所述有效波 特征包括频率、振幅及双曲特征。
10. 根据权利要求9所述的基于区域约束的分频段能量地震面波处理方法，其特征 在于：所述步骤（9)中的小波反变换具体如下：采用下面的小波反变换公式对数据进行处 理：
上式中：f(x)为输入的地震数据，V (X)为基本小波，a为尺度因子，b为平移因子，s 为尺度因子的倒数，u等于b, Wf (s, u)为变换后的小波，f (t)为变换后的地震数据，C为矩 阵。
【文档编号】G01V1/28GK104345341SQ201310342646
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】郭恺 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院