鄂尔多斯北部地震资料叠前去噪方法应用研究_李进.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-22 第一作者简介 李进 （1987-） ， 男 （汉族） ， 江苏南京人， 工程师， 现从事地震资料处理及系统运维等工作。 鄂尔多斯北部地震资料叠前去噪方法应用研究 李进*， 马江林 （中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院， 江苏 南京211103 摘要 鄂尔多斯盆地北部原始地震资料规则干扰及随机干扰极其发育， 地震资料信噪比较低， 严重 影响了资料的处理和解释。在分析研究区的原始地震资料的基础上， 根据数据的特点和不同噪音的 类型， 提出了针对性的去噪方法， 形成了一套保幅保真叠前组合去噪的处理技术。在实际处理时， 取 得了较好的效果， 资料的信噪比得到了较大程度的提高， 并且低频信息得到保护， 去噪过程是保幅保 真的。 关键词 叠前去噪； 保幅保真； 规则干扰； 随机干扰； 信噪比 中图分类号 P631 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0163-05 杭锦旗区块位于鄂尔多斯盆地北部， 北跨伊盟北 部隆起， 南跨伊陕斜坡北部， 西接天环坳陷北端， 具有 良好的勘探开发前景。鄂尔多斯盆地北部地势平坦， 以农田或草地为主， 有少量低矮沙丘， 以及丘陵区存 在， 起伏稍大。 该区地震资料受到不同因素干扰， 存在多种噪 音。受工区内工业电干扰影响， 原始单炮存在严重的 50Hz工业电干扰。同时， 规则干扰也异常发育， 有严 重的线性干扰和面波散射干扰， 另外工区还存在环境 干扰以及机械干扰， 资料信噪比极低。 目前， 针对各种类型的噪音都有其针对性的压制 方法， 效果也比较明显[1-3]， 针对面波， 一般可以采用自 适应面波衰减技术或者十字交叉排列域进行面波分 析、 重构和反演压制面波； 针对线性干扰等规则干扰， 可以采用倾角滤波、 十字交叉排列非均匀空间采样相 干噪音压制方法等进行压制； 针对异常振幅， 可以采用 异常振幅衰减等方法进行去除[4-5]。一般地震资料， 往 往几种噪音同时存在， 针对不同地区的资料特点和噪 音类型， 选择合适的去噪方法和参数进行叠前组合去 噪非常关键。本文针对杭锦旗区块噪音类型， 提出了 保幅保真的叠前组合去噪方法， 针对不同类型的噪音， 分步、 分频、 分区、 分类、 分域、 分时窗进行压制， 在不伤 害有效反射的前提下， 最大限度的去除噪音干扰， 提高 资料信噪比。 1原始资料分析 对该研究区的原始资料进行分析， 首先该工区南 部存在一条横贯东西向的高压线， 因此该高压线附近 的单炮50Hz工业电干扰极其发育， 如图1所示为50Hz 工业电干扰发育的单炮， 对高压线附近的单炮进行频 谱分析， 单炮存在50Hz为周期的工业电干扰， 严重影 响了资料的信噪比。 工区内还存在严重的规则干扰， 如图 2a 所示， 800m/s 和 1500m/s 两组线性干扰异常发育， 能量较 强。另外， 从频率扫描来看， 10Hz以下有明显的规则 干扰， 也能看到较弱的有效波的双曲线特征； 10～20Hz 的单炮中也存在规则干扰， 有效反射也较为明显； 20～ 40Hz单炮中规则干扰较弱， 主要存在浅、 中层地层中， 深层地层几乎看不到规则干扰； 30～60Hz中几乎不存 在规则干扰， 如图2b所示， 可以判断， 该工区规则干扰 频带在达到30Hz， 与有效反射交织在一起， 对中、 浅层 底层影响较大。 另外， 工区还存在有机械干扰和环境干扰， 如图3 所示， 机械干扰和环境干扰引起的异常振幅能量较强， 在工区普遍存在， 对中、 深层地层， 影响尤其严重， 极大 地降低了中、 深层资料的信噪比， 压制难度较大。 通过对原始单炮进行分析， 该工区内主要发育有 50Hz工业电干扰、 规则干扰以及随机干扰， 50Hz工业 电干扰主要存在于工区南部， 分布范围交广； 规则干扰 频带较宽， 可以达到30Hz， 与有效反射交织， 速度一般 在800～2200m/s之间， 速度低于有效反射。随机干扰 163 2020年第10期西部探矿工程 工区普遍发育， 能量较强， 压制难度较大。这些干扰的 存在导致该工区原始资料信噪比极低， 严重影响了资 料的处理解释工作。 2保幅保真叠前组合去噪处理技术 在叠前去噪处理时， 在压制干扰的同时， 不能伤害 到有效反射， 是叠前保幅保真去噪的基本原则。根据 该工区的原始资料分析， 原始单炮中存在多种噪音， 采 用单一的去噪方法不能达到令人满意的效果。在本文 中， 针对这个工区的资料， 根据噪声类型， 采用针对性 的去噪方法和流程， 提出了一种保幅保真叠前组合去 噪的处理技术。 首先， 在层析静校正后的单炮基础上， 进行50Hz 工业电干扰的压制， 工业电干扰频率以50Hz为周期进 行周期震荡， 能量强， 影响了单炮的有效能量， 所以需 要首先进行去除。然后， 把炮域的单炮分选成十字交 叉域， 在对有效反射进行保护的前提下， 按照规则干扰 和速度和频带， 进行规则干扰的压制， 在强能量的规则 干扰压制后， 进行异常振幅衰减。再把数据分选回炮 域后， 进行地表一致性振幅补偿， 把噪音和有效反射的 能量级别达到一致， 再次进行分频线性干扰压制， 压制 单炮中残余的能量较弱的线性干扰， 之后再次进行异 常振幅衰减， 在保护有效的前提下， 最大程度地压制噪 音， 提高资料的信噪比。图4为保幅保真叠前组合去噪 的处理技术的具体流程。 3应用效果分析 3.1工业电干扰压制 图1存在有50Hz工业电干扰的单炮及其频谱分析 （a） 原始单炮；（b） 频谱分析 图2单炮分频扫描不同频带效果分析 （a） 原始单炮；（b） 0～10Hz；（c） 10～20Hz；（d） 20～30Hz；（e） 30～60Hz 164 2020年第10期西部探矿工程 该工区中50Hz工业电干扰是一种单频干扰， 仅仅 与高压输电线电流的频率和电压大小、 检波器位置离 输电线的距离、 输电线的粗细和检波器接收电缆的漏 电等有关。在噪音压制时可以按照分频处理， 首先选 择50Hz附近的频带范围的资料， 然后利用深层时间段 估算单频干扰的频率、 能量和时延， 将其作为整道地震 记录上的单频干扰， 然后从原始地震记录道中减去估 算的单频干扰， 得到去除单频干扰后的单炮。在50Hz 单频波压制基础上进一步采用高频自适应衰减方法压 制高频干扰。图5a、 5b为工业电干扰压制前后的单炮 效果， 可以看到工业电干扰得到比较好的压制， 去除的 50Hz工业电干扰的噪音， 噪音中也没有有效信号， 说 明工业电干扰的压制过程中没有伤害到有效波。 3.2规则干扰压制 在十字交叉排列域中进行规则干扰的压制， 根据 原始资料分析， 规则干扰速度在2200m/s以下， 所以首 先把速度为2200m/s以上的有效反射保护起来， 然后 根据规则干扰的速度、 频率等进行压制。这里采用非 均匀空间采样相干噪音压制技术， 这种方法是根据真 实坐标信息驱动的， 可以适应不规则采集系统， 采用的 是防假频的FX扇形滤波器。如图5b、 5c为非均匀空间 采样相干噪音压制技术压制规则干扰前后的单炮， 可 以看到， 规则干扰压制的效果较好， 大部分强能量的规 则干扰得到了压制。从压制后的单炮中还可以看到残 余的线性干扰没有被完全压制， 因此我们在振幅补偿 后， 采用分频线性干扰压制方法， 压制残余的线性干 扰， 如图5e、 5f所示， 分频线性干扰压制后， 单炮中的线 性干扰压制的较为干净， 而且没有伤害有效反射。 3.3异常振幅衰减 在规则干扰压制后， 进行异常振幅衰减， 在压制异 常振幅的过程中， 以分域、 分步、 分频的思想进行压 制。采用高频噪音自适应衰减的方法， 在十字交叉域、 炮域、 cmp域都可以进行压制， 同时需要在振幅补偿前 后、 反褶积前后都进行异常振幅衰减。如图5c、 5d为异 常振幅衰减前后的单炮效果， 图5f、 5g为进一步进行异 常振幅衰减前后的单炮效果， 去噪后的单炮噪音压制 的比较干净， 有效反射没有损失。 3.4叠加剖面效果 从单炮上看， 保幅保真叠前组合去噪技术有效地 压制了50Hz工业电干扰、 规则干扰、 随机干扰等， 单炮 的信噪比得到较大程度的提高。从叠加剖面上看， 原 始资料叠加剖面中存在多种噪音， 能量强， 剖面信噪比 极低， 采用本文方法去噪后， 上述几种噪音都得到了比 较好的压制， 剖面中看不到噪音的存在， 并且去除的噪 音中没有有效信号， 说明本文方法的去噪效果是比较 保真保幅的， 如图6所示。 图3发育有环境干扰及机械干扰单炮 图4保幅保真叠前组合去噪处理技术的流程 165 2020年第10期西部探矿工程 4认识与结论 该工区地震原始地震资料噪音发育， 类型多样， 在 实际去噪时， 按照资料特点， 选择合适的去噪方法， 遵 循保真保幅为原则， 以不伤害有效反射为去噪成功的 依据， 在实际处理过程中， 主要有以下几点体会 （1） 去噪不要一步到位， 按照分类、 分频、 分域、 分 步、 分区、 分时窗的思想， 多次迭代进行。 （2） 在去噪参数的选择方面， 多测试， 根据噪音的 速度、 频率等特点选择合适的方法和参数。 （下转第172页） 图5本文方法去噪单炮效果 （a） 原始单炮；（b） 50Hz工业电干扰压制后；（c） 规则干扰压制后；（d） 异常振幅衰减后； （e） 振幅补偿后；（f） 分频线性干扰压制后； g异常振幅衰减后 图6本文方法去噪前后的叠加剖面的效果和去除的噪音剖面 （a） 去噪前叠加剖面；（b） 去噪后叠加剖面；（c） 去除的噪音叠加剖面 166 2020年第10期西部探矿工程 给路径地下水通过两泉点排泄比例组成不同， 导致其 硫酸根含量存在差异。 3.2.2余家坪龙井锶元素组分特征分析 地下水中锶含量的主要取决于岩石中锶元素含 量、 溶滤时间及温度条件， 即补给条件的差异。余家坪 龙井S1、 S2锶含量相差近一倍， 推断造成差异的原因 同上述对SO42-组分特征分析， 远源地下水补给径流路 径较长， 地下水循环条件差， 为围岩中锶元素向地下水 中的迁移提供较好的环境， 故其地下水锶元素含量较 高。 4结论 针对出露富锶、 高产地下水天然露头， 钻探手段为 “杀鸡取卵” 式的破坏型手段， 通过动态长观、 水样检 测、 水文地质调查、 水文物探、 岩矿分析等多种方法， 综 合研究富锶泉水的出露条件及两处泉点水化学特征差 异的原因。结果表明其出露条件与水化学特征两者之 间相互印证、 相互契合， 为该类专项水文地质调查、 研 究方法提供思路。 （上接第166页） 参考文献 [1]熊翥.地震数据处理应用技术[M].北京 石油工业出版社， 2008. 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