專利名稱：一種面波壓制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地震勘探領域，具體的是指一種面波壓制方法。
背景技術：
在石油、天然氣、煤炭、煤層氣等化石能源勘探過程中，基于爆炸源(人工源)的地 震勘探技術是獲得地下構(gòu)造、巖性信息，識別油氣等能源存在與否的關鍵技術之一。常規(guī)的 地震勘探技術主要利用縱波的激發(fā)、傳播和單分量地震信號的接收來達到勘查地下彈性波 場異常的目的；而隨著地震勘探技術的發(fā)展，和油氣等能源勘探難度的加大，單純依賴縱波 難以獲得地下介質(zhì)巖性和含流體性質(zhì)的信息，預測精度滿足不了油氣等能源勘探、開發(fā)的 需要。因此，最近20多年來，綜合利用縱波和轉(zhuǎn)換橫波信息的多分量地震勘探技術引起國 內(nèi)外的廣泛關注，成為研究攻關的熱點，也是目前地震勘探技術發(fā)展的主要方向。在多分量地震勘探中，為更好地記錄地下介質(zhì)的各向異性信息，野外數(shù)據(jù)的采集 采用單檢波器無組合的觀測方式。由于野外觀測無檢波器組合，造成面波信號在接收到 的地震信號中占據(jù)很強的能量，嚴重干擾有效信號的識別和利用。而且由于面波信號在空 間_頻率_波數(shù)域特征上與轉(zhuǎn)換橫波的相似性，使得面波成為轉(zhuǎn)換波信號的主要干擾之一， 嚴重影響轉(zhuǎn)換橫波信號的解譯和應用。既然面波信號與有效的轉(zhuǎn)換橫波信號之間在走時、頻譜和波速上存在交集，就難 以應用目前已成熟應用在縱波技術領域的壓制面波技術來壓制轉(zhuǎn)換橫波中混雜的面波干 擾。因此研究利用面波與縱波、橫波(稱為體波)的空間偏振特征的差異達到區(qū)分面波與 轉(zhuǎn)換橫波成為必要，也是多分量地震勘探的核心技術之一。對于多分量地震數(shù)據(jù)而言，由于數(shù)據(jù)采集中為更大程度地保留地震各向異性信息 而采用了單檢波器的接收模式。野外無檢波器組合，尤其對于陸地多分量數(shù)據(jù)采集，使得采 集到的地震信號被隨機與面波干擾掩蓋，信噪比很低。因此，低信噪比是多分量地震數(shù)據(jù)處 理面臨的主要難題之一。由于隨機噪音在時間一空間、頻率域中與有效信號的差異，壓制相 對簡單；而強能量的面波干擾的壓制成為多分量數(shù)據(jù)處理中去噪的重點。在多分量地震數(shù)據(jù)中，Z分量上以接收縱波投影為主，其頻帶范圍與面波交叉小， 頻率域濾波就能獲得較好的效果。X分量上，由于地下介質(zhì)對轉(zhuǎn)換橫波的吸收要強于縱波 的吸收，使得轉(zhuǎn)換橫波表現(xiàn)為較低的頻率(Y.Wang，J. Lu，Y. Shi, et. al，2009，PS-wave Q estimation based on the P-wave Q values. J. Geophys. Eng.，6 :386_389)，因而有效反身寸 轉(zhuǎn)換橫波與面波頻帶交叉多，這就使得難以利用頻率特征分離面波。因此陸地多分量轉(zhuǎn)換 波地震的X分量中面波的壓制需要尋求其它方法(李國發(fā)、彭蘇萍、高日勝等，轉(zhuǎn)換波地震 資料中面波的壓制，石油物探，2005，44(3) :214 216)(李文杰、魏修成、寧俊瑞等，基于頻 率衰減特性的面波壓制方法，石油物探，2008，47 (3) :225 227)。目前，極化分析是壓制面 波的主要方法，也是X分量上面波壓制研究的重點和難點(葛勇、韓立國、韓文明等，極化分 析研究及其在波場分離中的應用，長春地質(zhì)學院學報，1996，26(1) :83-88)(徐勝峰、劉洋、 劉春園，極化分析在三分量噪聲衰減中的應用研究，中國地球物理學會第二十一屆年會論文集，2005)。理論上，瑞雷面波是逆時針或順時針方向橢圓偏振的，而體波(縱、橫波)的 偏振是線性的，這就使得利用極化特征分離瑞雷面波成為可能。Shimshoni (Shimshoni M.Smith S. W,1964, Seismic signal enhancement with three-component detectors, Geophysics, 29 :664_671)禾口 White(White J.Ε.,1964, Motion product seismograms, Geophysics, 29 288-298)首先通過三分量地震信號的偏振分析進行天然地震和核爆地震 中的不同信號的分離。Benhama等提出了幾種利用面波和體波不同的極化特性進行極化濾 波的方法，包括圓錐法、導數(shù)趨勢分析法、整體趨勢法、溫和處理法(Benhama A，Cliet C， Dubesset M· ，1988， Study and applications of spatial directional filtering in three-component recordings. Geophysical Prospecting, 36 (6) :591_613)，其中溫禾口 處理法是目前用得較多的、以滑動時窗為單位的極化濾波技術。在該方法的基礎上，國內(nèi) 外學者對其作了一些改進并對實際數(shù)據(jù)做了很多應用研究(朱衍鏞，二分量記錄的空間 方向濾波，石油地球物理勘探，1995，30 (增刊2) 116 125)(張玉芬、周建新，影響空間 方向濾波效果的因素分析，石油與天然氣地質(zhì)，1999，20(3) :212 215)(黃中玉、高林、徐 亦嗚，三分量數(shù)據(jù)的偏振分析及其應用，石油物探，1996，35 (2) :9 16) (Bataille K，and Chiu J Μ,1991, Polarization analysis of highfrequency, three component seismic data. Bull. , Seis. Soc. Am. ,81 -.622-642) (Goebel V. , 1984, Polarization and ground roll suppression. 54th Ann. Internat. Mtg. Soc. Explor. Geophys., Atlanta, Expanded Abstract)。Perelberg等對這種基于滑動時窗的極化分析濾波方法做了進一步深入研究， 通過加權(quán)函數(shù)實現(xiàn)了面波壓制以及縱波與轉(zhuǎn)換波的波場分離(Perelberg A I,Hornbostel S C.，1994，Applications of seismic polarization analysis. Geophysics, 59(1) 119-130)，取得了較好的應用效果。但在如下一些情況下，該方法的應用存在一些問題1)極化分析時用到的協(xié)方差矩陣在某些時窗內(nèi)的特征值為復數(shù)，所以必須反復調(diào) 整時窗，使其為實數(shù)，這就使運算的迭代次數(shù)大大增多，甚至無法收斂；2)實際測量的地震信號比較復雜，所以質(zhì)點運動軌跡很不規(guī)則，并非簡單的線性 或橢圓，增加了橢圓擬合的復雜性。復數(shù)道分析技術在地震解釋中常用來對儲層物性進行分析，它可以獲得地震包 絡的瞬時信息，無需在分析時進行時窗的劃分。Rene等提出用復數(shù)道分析技術獲得多分 量地震數(shù)據(jù)的瞬時偏振特性(Rene' R M, Fitter J L, Forsyth P M and et. al.，1986， Multi-component seismic studies using complex trace analysis. Geophysics, 51 (6) :1235-1251)，Roberto 研究了奇異值分解的偏振分析方法(Roberto de Franco and Gemma Musacchio,2001, Polarization filter with singular value decomposition. Geophysics, 66 (3) =932-938)。李錦飛等在Rene研究的基礎上，構(gòu)建了極化濾波函數(shù)，在工 程面波勘探中用瞬時偏振濾波技術提取有效的瑞雷面波(李錦飛、李人厚、王文德，多分量 瑞雷波勘探用解析信號法提取有效波的研究，煤田地質(zhì)與勘探，1998，26 (2) :61 64)。陳 贊針對天然地震數(shù)據(jù)，用復數(shù)道進行偏振分析識別波場，提出利用多窗復分量分析法進行 波場分離(陳贊、高樂、趙烽帆，一種基于頻率域偏振分析提高三分量地震資料信噪比的方 法，地球物理學進展，2007，22(1) :255 261)。但上述的研究內(nèi)容與成果都是僅針對天然 地震信號或工程地震面波信號進行試驗的，并不是應用于能源勘探陸地多分量地震數(shù)據(jù)處
4理中，來研究X分量中面波的壓制方法技術的。公開號為CN101644782A的專利公開保護的是一種利用面波與體波極化特征差異 濾除面波的技術。它通過以下幾個實現(xiàn)壓制面波的目的1)首先提取縱波與轉(zhuǎn)換波數(shù)據(jù)； 然后通過視速度濾波、F-K濾波、t-p變換實現(xiàn)面波的提取，后續(xù)的步驟是對這個提取的面 波進行偏振分析，獲得面波的橢圓極化率；2)從獲得的橢圓中優(yōu)選代表性的橢圓作為面波 的偏振橢圓，把這一橢圓的長、短半軸分別作為標準橢圓的長、短半軸，將對應的面波作為 標準面波；3)以此標準橢圓為參照值，在縱波和轉(zhuǎn)換波剖面中通過最小二乘迭代的方法分 別擬合與之最接近的橢圓；4)定義極化濾波函數(shù)，將滿足一定長、短半軸和橢圓極化率的 面波提取出來；5)從縱波與轉(zhuǎn)換波剖面中減去提取合成的面波就達到了濾除面波的目的。該專利技術在進行理論模擬數(shù)據(jù)處理時會收到較好的結(jié)果，當針對實際數(shù)據(jù)時會 因為實際數(shù)據(jù)的復雜性產(chǎn)生以下問題1)實際數(shù)據(jù)中通過常規(guī)視速度濾波、F-K濾波、t-p 變換并不能提取純的面波，其中會夾雜一些低頻、低視速度的干擾，包括在轉(zhuǎn)換波剖面中提 取的面波中會帶有大量的轉(zhuǎn)換橫波信息；2)極化分析的結(jié)果對于這些提取的面波數(shù)據(jù)并 不能獲得完整的橢圓，而是極化曲線呈現(xiàn)十分復雜的形態(tài)，難以提取有代表性的橢圓。例 如，在淮南某煤礦的三維三分量地震數(shù)據(jù)中，由于淺層第四紀松軟沉積發(fā)育，使得面波能量 很強，占據(jù)的時間-空間范圍很大，嚴重影響了深層有效反射波的能量提取，如圖1A、圖IB 所示。圖2和圖3分別為圖IA和圖IB中第10道與第50道數(shù)據(jù)IOOms滑動時窗質(zhì)點振動 圖，其中橫軸為X分量振動，縱軸為Z分量振動。第10道數(shù)據(jù)在900 2000ms之間為面波 數(shù)據(jù)，但是如圖2所示，其極化特征嚴重不規(guī)則；第50道數(shù)據(jù)主要接收體波數(shù)據(jù)，但是如圖 3所示的第50道數(shù)據(jù)的滑動時窗質(zhì)點振動圖中，在體波與面波重疊的時窗位置也會出現(xiàn)橢 圓極化的特征。這就使得利用極化分析方法壓制面波存在困難。3)當淺表結(jié)構(gòu)復雜存在多 個地質(zhì)分層時會產(chǎn)生多模態(tài)的面波，利用單一橢圓極化分析的方法難以有效的代表所有模 態(tài)的面波，從而使得面波的壓制只能針對某一模態(tài)有效，而其它模態(tài)無法濾除。李文杰等人(李文杰、魏修成、寧俊瑞、張建偉，基于頻率衰減特性的面波壓制方 法，石油物探，2008，47(3) 225-228)公開了一種利用面波的頻率特征壓制縱波記錄中面 波的方法技術。該技術的特點是利用面波接收時窗與有效波存在一定的差異，只在面波時 窗內(nèi)進行高通濾波，壓制低頻的面波信息；另外該技術與現(xiàn)有商業(yè)系統(tǒng)軟件中的改進是對 不同偏移距的面波，利用面波頻率的衰減特征定義不同的低截頻，實現(xiàn)不同頻率特征面波 的壓制。但該方法無法避免的是這種頻率濾波會損失有效波的低頻成分。對于轉(zhuǎn)換波而言， 該方法更是難以實現(xiàn)，因為轉(zhuǎn)換波的主頻也很低，與面波存在大范圍的低頻交叉。這中濾波 方法若處理轉(zhuǎn)換波數(shù)據(jù)會極大的損傷轉(zhuǎn)換橫波。徐鑫等人(徐鑫、張學強、徐濤、張曉敏，小波變換在壓制面波中的應用，工程地球 物理學報，2008，5 (2) 196-200)公開了一種利用小波變換壓制面波的方法技術。其基本原 理是利用面波在走時、頻率特征上與縱波的差異，通過小波變換，設置面波與體波反射的能 量差異閥值來部分壓制面波，所顯示的效果相對好于目前的單純頻率濾波方法，但對于轉(zhuǎn) 換波的濾波效果值得進一步探索。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新的面波壓制方法，以獲得地震包絡的瞬時信息，無需在分析時進行時窗的劃分，從而克服目前極化分析方法存在的問題，有效地區(qū) 分面波與體波。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下一種面波壓制方法，包括以下步驟步驟1、將單分量地震信號進行Hilbert變換，并執(zhí)行步驟2 ；步驟2、將步驟1中的單分量地震信號和經(jīng)過步驟1中Hilbert變換后的信號組成 復數(shù)信號，并執(zhí)行步驟3;步驟3、根據(jù)步驟2中的復數(shù)信號求取與其對應的橢圓極化率，并執(zhí)行步驟4 ；步驟4、根據(jù)步驟3中所得到的橢圓極化率進行濾波，并輸出濾波后的信號。本發(fā)明的有益效果是采用Hilbert變換，將單分量地震信號與變換后的信號組 成復數(shù)信號形式，利用工程地震和天然地震信號分析中的復數(shù)道分析技術，從而獲得地震 包絡的瞬時信息。與本領域中常用的Perelberg(Perelberg A I,Hornbostel S C.，1994， Applications of seismic polarization analysis. Geophysics, 59 (1) :119_130)提出的 通過加權(quán)函數(shù)實現(xiàn)面波壓制以及縱波與轉(zhuǎn)換波的波場分離的方法及其改進的方法相比，本 發(fā)明所公開的面波壓制方法無需進行時窗劃分，避免了 Perelberg方法中因為反復進行時 窗調(diào)整而使運算的迭代次數(shù)大大增多甚至無法收斂的問題。并且本發(fā)明公開的面波壓制方 法，利用Hilbert變換求取空間任一點的瞬時偏振狀態(tài)，其優(yōu)點在于雖然面波存在的空間 會被其它干擾或有效波混雜而影響這一點的橢圓偏振性，但整個空間大部分樣點都會表現(xiàn) 一定的橢圓性，有利于局部異常點的壓制。進一步，所述步驟4中，通過構(gòu)建基于橢圓極化率的極化濾波函數(shù)對橢圓極化率 進行壓制。進一步，所述面波為瑞雷面波。因為偏振濾波的實質(zhì)是根據(jù)極化性質(zhì)的不同，而分別定義不同的濾波函數(shù) (Morozov L B, Smithson S B. ,1996, Instantaneous polarization attributes and directional filtering. Geophysics, 61 (3) :872_881)，所以，步驟 4 中，通過構(gòu)建基于橢 圓極化率的極化濾波函數(shù)，可將在某一變化范圍之內(nèi)的橢圓極化率均給予壓制，從而適應 了多模態(tài)面波存在和面波橫向變化劇烈的地質(zhì)情況。在理論模擬試驗中采用本發(fā)明的面波壓制方法，瞬時偏振濾波后的瑞雷面波能夠 得到很好衰減，反射波得到突出；在野外實際數(shù)據(jù)的應用效果總體表明，采用本發(fā)明的面波 壓制方法，能夠使面波能量得到較好的壓制并且壓制面波可以較好的保持地震記錄的真振 幅。


圖IA為淮南某煤礦的三維三分量地震數(shù)據(jù)的Z分量記錄圖；圖IB為淮南某煤礦的三維三分量地震數(shù)據(jù)的X分量記錄圖；圖2為圖IA和圖IB中第10道數(shù)據(jù)的滑動時窗質(zhì)點振動圖；圖3為圖IA和圖IB中第50道數(shù)據(jù)的滑動時窗質(zhì)點振動圖；圖4為本發(fā)明面波壓制方法流程圖；圖5為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中近地表三層產(chǎn)生的瑞雷面波 頻散曲線；
圖6A為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中合成的地震數(shù)據(jù)的Z分量單 炮記錄圖；圖6B為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中合成的地震數(shù)據(jù)的X分量單 炮記錄圖；圖7為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中第1道數(shù)據(jù)隨時間變化的濾波 函數(shù)G曲線圖；圖8為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中第15道數(shù)據(jù)隨時間變化的濾 波函數(shù)G曲線圖；圖9A為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中瞬時偏振濾波后Z分量的效 果；圖9B為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中瞬時偏振濾波后Z分量濾掉 的面波；圖IOA為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中瞬時偏振濾波后X分量的效 果；圖IOB為本發(fā)明面波壓制方法的理論模擬試驗模型中瞬時偏振濾波后X分量濾掉 的面波；圖IlA本發(fā)明面波壓制方法的實際數(shù)據(jù)試驗中三維三分量煤田地震數(shù)據(jù)中的Z分 量單炮記錄圖；圖IlB為圖IlA經(jīng)瞬時偏振濾波后的Z分量的效果；圖IlC為圖IlA經(jīng)瞬時偏振濾波后Z分量濾掉的面波；圖12A本發(fā)明面波壓制方法的實際數(shù)據(jù)試驗中三維三分量煤田地震數(shù)據(jù)中的X分 量單炮記錄圖；圖12B為圖12A經(jīng)瞬時偏振濾波后的X分量的效果；圖12C為圖12A經(jīng)瞬時偏振濾波后X分量濾掉的面波；圖13A為本發(fā)明面波壓制方法的實際數(shù)據(jù)試驗中三維三分量煤田地震數(shù)據(jù)中的Z 分量原始頻譜；圖13B為圖13A經(jīng)瞬時偏振濾波后的Z分量頻譜；圖13C為圖13A經(jīng)瞬時偏振濾波后Z分量濾掉的頻譜；圖14A為本發(fā)明面波壓制方法的實際數(shù)據(jù)試驗中三維三分量煤田地震數(shù)據(jù)中的X 分量原始頻譜；圖14B為圖14A經(jīng)瞬時偏振濾波后的X分量頻譜；圖14C為圖14A經(jīng)瞬時偏振濾波后X分量濾掉的頻譜。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。發(fā)明原理偏振分析在天然地震信號處理中是一種常用的技術。為分析X-Z平面內(nèi)的地震 波，Taner 等人(Taner M T，Koehler F，and Sheriff R Ε.，1979，Complex seismic traceanalysis. Geophysics,44(6) :1041_1063)首先提出將記錄的實地震分量 xr(t)、zr(t)分 別變換為解析信號(Taner M T, Koehler F, and Sheriff R Ε.，1979，Complex seismic trace analysis. Geophysics,44(6) 1041-1063)(Morozov L B, Smithson S B.,1996, Instantaneous polarization attributes and directional filtering. Geophysics, 61(3) 872-881)
pi(c) = Xr(t) + (t) 式中，Xq(t)禾PZ(1(t)分別是 xt (t)、zr (t)的 Hilbert 變換。獲得復地震道信號X(t)與Z(t)后，可求解其“三瞬”信息，這在石油地震數(shù)據(jù)處理 解釋中是經(jīng)常應用的技術。在(1)式的基礎上，Taner (Taner MT, Koehler F，and Sheriff R Ε. , 1979, Complex seismic trace analysis. Geophysics, 44 (6) 1041-1063)定義捕圓 極化率=(2)其中，a(t)、b(t)為極化橢圓的長半軸、短半軸。對于線性極化有e(t) =0，對于 圓形極化有e(t) = 1。偏振濾波的實質(zhì)即是根據(jù)極化性質(zhì)的不同分別定義不同的濾波函數(shù) (Morozov L B， Smithson S B· ，1996， Instantaneous polarization attributes and directional filtering. Geophysics，61 (3) :872_881)。為了濾除橢圓極化的面 波，Perelberg(Perelberg A I，Hornbostel S C.，1994，Applications of seismic polarization analysis. Geophysics, 59 (1) :119_130)構(gòu)建了基于橢圓率的濾波函數(shù) G(t) 式中，#(t)為平均橢圓率 其中，δ e為平均橢圓率參數(shù)的標準離差，無量綱。平均橢圓率主要是為了消除噪音的影響而定義的函數(shù)；標準離差的大小可用來調(diào) 制濾波函數(shù)G(t)值的范圍，當期望保留線性極化波場時，應盡量使G(t)趨近1 ；當期望壓 制非線性干擾(如面波)時，應盡量使G(t)趨近O。根據(jù)該原理，本發(fā)明面波壓制方法設置如下步驟，其流程圖如圖4所示步驟1、將單分量地震信號進行Hilbert變換，并執(zhí)行步驟2 ；步驟2、將步驟1中的單分量地震信號和經(jīng)過步驟1中Hilbert變換后的信號組成 復數(shù)信號，并執(zhí)行步驟3;步驟3、根據(jù)步驟2中的復數(shù)信號求取與其對應的橢圓極化率，并執(zhí)行步驟4 ；步驟4、根據(jù)步驟3中所得到的橢圓極化率進行壓制，得到壓制后的信號。其中，步驟2中所組成復數(shù)信號形式為(1)式的形式；步驟3中所述的橢圓極化率 為采用(2)式所表示的極化率；步驟4中對步驟3中所得到的橢圓極化率進行壓制是通過構(gòu)建基于橢圓極化率的極化濾波函數(shù)進行的，極化濾波函數(shù)為(3)式和(4)式所表示的濾 波函數(shù)。以下從理論模擬和實際數(shù)據(jù)試驗對本發(fā)明的面波壓制方法的效果進行闡述。理論模擬試驗為了讓瑞雷面波與反射波有較多的時窗重疊，綜合我國大部分地區(qū)油氣與煤田 勘探的淺層地震地質(zhì)條件，構(gòu)建了如表1所示的近地表與深層地震模型，淺層3層，深部5 層。數(shù)值模擬過程中只保留近地表模型產(chǎn)生的瑞雷面波與深層模型產(chǎn)生的反射波；模擬參 數(shù)為二維單測線、40道二分量檢波器接收，道間距20m，最小偏移距Om ；反射波采用射線追 蹤法模擬(蘆俊，轉(zhuǎn)換波射線追蹤方法與應用[D]，北京中國礦業(yè)大學，2005，8 20)，面 波模擬采用Knopoff傳播矩陣快速多層層狀介質(zhì)面波頻散正演方法(Knopoff L.，1964， A matrix method for elastic wave problems[J]. Bull Seism Soc Am,54(1) :431_438) (Schwab F, Knopoff L. ,1970, Surface-wavedispersion computations[J]. Bull Seism Soc Am,60(2) :321_344)。圖5為模型中近地表三層產(chǎn)生的瑞雷面波頻散曲線，圖6A和圖6B分別為合成的 X、Z分量單炮記錄(道間距20米)。模型淺層的低速層所產(chǎn)生的面波能量較強，如圖6A、 圖6B中的線性信號所示。深層的反射信號表現(xiàn)為雙曲結(jié)構(gòu)，與面波信號在時間_空間域存 在較大的能量交叉區(qū)域。由于地表排列較短而地下阻抗差界面傾斜，第三個界面反射在地 表接收不到，因而只有三個界面的反射PP波和轉(zhuǎn)換PS波，如圖6A和圖6B中標識以及表1 注釋所示。表 1 注在二維模型中，傾角正值代表左傾，負值代表右傾。按照本發(fā)明如上所述的方法設計濾波函數(shù)，進行偏振濾波處理。如圖7所示為標 準離差為0. 2時第1道數(shù)據(jù)隨時間變化的濾波函數(shù)G曲線圖，因為第1道數(shù)據(jù)的面波與反射 波完全分離，所以該道用來分析標準離差的大小時較為精確；最終標準離差設為0. 2，可使 純面波時窗和純反射波時窗的濾波函數(shù)G值分別盡量接近0與1。圖8為標準離差為0.2 時第15道數(shù)據(jù)隨時間變化的濾波函數(shù)G曲線圖，可見由于第15道瑞雷面波與反射波時窗 重疊較多，整體濾波函數(shù)G值均較小，瑞雷面波將得到較強壓制。圖9A、圖9B、圖10A、圖IOB分別為模擬數(shù)據(jù)瞬時偏振濾波法面波壓制X分量和Z 分量的結(jié)果(道間距20米)，可見瞬時偏振濾波后瑞雷面波得到很好衰減，反射波得到突 出。但由于G值差異不大，反射體波與面波的偏振分離效果不理想使得有效信號也存在部 分能量的損傷。實際數(shù)據(jù)試驗根據(jù)本發(fā)明的方法和原理，應用實際地震數(shù)據(jù)進行測試，實際數(shù)據(jù)采用淮南某礦區(qū)的三維三分量煤田地震數(shù)據(jù)。該礦區(qū)地處華北板塊的南部，新生界沉積厚度較大，約500 米左右；目的層分別為13-1、11-2、8、6、和1號五個煤組，埋深700 1100米。對應縱波剖 面上的反射時間在600 800ms ；在轉(zhuǎn)換波剖面上對應的反射時間在1400 1800ms。如圖IlA和12A所示，分別為原始單炮的Z分量和X分量，對該二分量地震數(shù)據(jù)進 行瞬時偏振濾波得到圖IlB與圖12B ；圖IlC與圖12C分別是濾出的面波，可見Z、X分量的 面波能量得到較好的壓制。圖13A和圖14A分別是瞬時偏振濾波前的Z分量和X分量的頻譜，圖13B和圖14B 分別是經(jīng)瞬時偏振濾波后的Z分量和X分量的頻譜，圖13C和圖14C分別是經(jīng)瞬時偏振濾 波后的Z分量和X分量濾掉的頻譜。從圖13A、圖13B、圖13C以及圖14A、圖14B、圖14C上 可以看出瞬時偏振濾波后，Z、X分量的地震數(shù)據(jù)頻譜變化不大，橢圓極化的噪音能量主要在 低頻端；但在中頻段面波與有效反射波存在頻率交叉。利用橢圓極化濾面波的同時也在高 頻部分濾出了能量相對較弱的線性極化反射波。但野外實際數(shù)據(jù)的應用效果總體表明瞬時 偏振濾波法壓制面波可以相對保持地震記錄的真振幅。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種面波壓制方法，包括以下步驟步驟1、將單分量地震信號進行Hilbert變換，并執(zhí)行步驟2；步驟2、將步驟1中的單分量地震信號和經(jīng)過步驟1中Hilbert變換后的信號組成復數(shù)信號，并執(zhí)行步驟3；步驟3、根據(jù)步驟2中的復數(shù)信號求取與其對應的橢圓極化率，并執(zhí)行步驟4；步驟4、根據(jù)步驟3中所得到的橢圓極化率進行壓制，得到壓制后的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面波壓制方法，其特征在于所述步驟4中，通過構(gòu)建基于橢 圓極化率的極化濾波函數(shù)對橢圓極化率進行壓制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面波壓制方法，其特征在于所述面波為瑞雷面波。
全文摘要
本發(fā)明涉及地震勘探領域，具體的是指一種面波壓制方法。該方法步驟包括將單分量地震信號進行Hilbert變換；將Hilbert變換后的信號組成復數(shù)信號；根據(jù)復數(shù)信號求取與其對應的橢圓極化率；根據(jù)所得到的橢圓極化率進行壓制，得到壓制后的信號。在理論模擬試驗中采用本發(fā)明的面波壓制方法，瞬時偏振濾波后的瑞雷面波能夠得到很好衰減，反射波得到突出；在野外實際數(shù)據(jù)的應用效果總體表明，采用本發(fā)明的面波壓制方法，能夠使面波能量得到較好的壓制并且壓制面波后可以較好的保持地震記錄的真振幅。
文檔編號G01V1/36GK101915939SQ201010255320
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者王赟, 蘆俊 申請人:中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所