深地震反射剖面去噪技术研究及应用

包利 王卫英 燕传健

中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司

摘 要：深地震反射剖面数据的浅层处理流程与参数和石油勘探地震数据处理基本一致；但对于深地震数据的深层主要存在如下问题：深层数据的品质低、面波干扰强，常规压制面波方法压制难度大；结晶基底下探测目标的波阻抗差异小，深层反射信噪比低、有效反射频带窄等特点使深层成像效果差，深部速度难以确定，影响叠加、偏移、时深转换等处理；制约对深部构造形态的认识；故开展针对深地震反射剖面资料去噪关键技术的研究工作，选取针对性的处理方法，有效去除噪音，保留有效信号，尤其是低频有效信号，提高目的层反射波组的信噪比，具有重要的现实意义。

关键词：深地震反射探测；叠加偏移；时深转换；去噪关键技术；

深地震反射探测方法具有很多优点，如分辨率高、探测深度大、可靠性强等，目前该方法是国际学术界普遍认可的研究地球深部构造的有效方法。深地震反射探测方法的原理和地震勘探的原理类似，都是利用人工震源激发地震波，波场向地下传播，在传播的过程中遇到波阻抗界面，然后一部分波场的能量会发生反射，被检波器接收，最后经过一系列的处理，如静校正、叠加、偏移等，得到地震反射剖面，从该剖面可以获得很多地球深部的构造信息，如上中下地壳变形特征、莫霍面的几何形态等。

深反射地震剖面技术以其探测深度大、分辨高、准确性可靠等优势被作为研究地球深部构造的关键技术，但是，由于品质低、面波干扰强等原因，对深反射地震数据处理的改进一直是地球物理学家关注的热点和难点。本文以S盆地深地震反射剖面数据常规处理为例，介绍了深地震反射剖面资料去噪关键技术，以作参考。

1 去噪难点分析

考虑到测线地表条件的多样性、资料品质的差异性以及深地震探测要求浅深兼顾的特殊性，深地震资料处理主要存在以下难点：难点1：低频信号保护。深地震反射资料地震波传

播路径长，深部反射信息频率低、频带窄、资料信噪比低，浅深层频率差异大，如何有效的保护低频信息是一个难点。难点2：叠前保真保幅去噪。干扰波类型多种多样，深层数据的

品质低、面波干扰强，常规压制面波方法压制难度大；因此做好去噪的同时尽可能的提高资料的信噪比是资料处理的难点。

2 去噪关键技术及效果分析

针对该区资料的干扰波特点，采取先强后弱、先规则后随机的方法，根据噪音在资料上分布能量的强弱制定去噪顺序，首先通过面波衰减去除了原始资料中存在的低频面波干扰，然后根据线性干扰不同的视速度，对资料中的线性干扰进行压制；最后对随机干扰，进行分频、分时窗设置不同门槛值进行衰减。在去噪过程中，在保证不损失有效波的情况下合理的压制干扰波的同时，最大可能保护低频有效信号。具体步骤如下：

（1）面波衰减

（a）处理之前 （b）处理之后

图1 去面波前后单炮

面波特点是能量强，分布在近偏移距范围，具有较低的频率和较低的视速度，且不同的视速度面波干扰大量存在。考虑到面波的特点，根据面波的振幅分布特征，对面波的强能量进行衰减，将面波的能量衰减到和有效反射一个能量水平，在后续叠加、速度分析等处理中使面波不至于起副作用。相对于谱比法和区域滤波，基于异常振幅衰减的面波没有考虑面波和有效信号的频率差异，故对低频端的信号损害较小，在中高频端对信号与其他两种方法效果相当，有利于深部有效低频反射信息的保护，如图1所示。

（2）去线性干扰

相比于低频线性干扰和面波而言，这种干扰波的频率比较高，与有效反射波的频率相差不大，而且频率范围较大。采用减去法，去噪效果副作用比利用混波小，利用线性干扰的速度及其能量与正常反射波能量的差异对线性干扰进行压制。图2为线性干扰压制前后的单炮记录对比，主要的强能量的线性干扰得到了很好的压制，去噪后记录保持了原有有效信息的特征，有效波的波场保持较完好。

（a）处理之前 （b）处理之后

图2 去线性前后单炮

（3）区域异常振幅及随机噪声衰减

（a）处理之前 （b）处理之后

图3 随机噪声衰减前后的单炮

利用异常振幅衰减模块分频、分时窗对异常振幅和随机噪声在共炮点域、共中心点域、共检波点域不同门槛值范围内进行衰减，可见异常振幅和随机噪声得到了较好的衰减，去除的噪声中基本无有效信号，如图3所示。

3 结 论

经过针对性的去噪后叠加剖面信噪比、波组连续性大幅度提高，证明去噪的技术和方法是有效的，合适的。

参考文献

[1] 李洪强.深地震反射剖面数据处理关键技术研究及其在秦岭造山带中的应用[D].中国地质科学院,2014.

[2] 徐泰然,卢占武,王海燕等.深反射地震剖面数据处理的主要技术方法[J].地球物理学进展,2017,32(02):762-774.