田錦瑞

三維疊后隨機(jī)噪音衰減在風(fēng)積沙漠區(qū)的應(yīng)用

田錦瑞

在地震資料的處理過程中，隨機(jī)噪音的衰減問題始終是人們關(guān)心的問題。隨著處理技術(shù)的日益進(jìn)步，三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)已經(jīng)作為了一種較為常用的處理技術(shù)。三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)是在壓制二維數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的f-x 域預(yù)測(cè)濾波法的基礎(chǔ)上發(fā)展得來(lái)的。在本文中，將以近年在內(nèi)蒙古某礦區(qū)某項(xiàng)目為例，來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明，該技術(shù)在風(fēng)積沙漠區(qū)資料處理中的應(yīng)用。

在地震資料的處理過程中，噪音的衰減始終是人們關(guān)心的問題。隨著處理技術(shù)的日益進(jìn)步，三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)已經(jīng)作為了一種較為常用的處理技術(shù)。三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)是從二維數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的f-x域預(yù)測(cè)濾波法的基礎(chǔ)上發(fā)展得來(lái)的。

三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)原理

對(duì)目標(biāo)三維地震數(shù)據(jù)做由時(shí)間域到頻率域的傅立葉變換，經(jīng)過此變換可以得到原三維數(shù)據(jù)體的頻率域（即域）的數(shù)據(jù)。頻率域數(shù)據(jù)由多個(gè)頻率成分構(gòu)成，對(duì)單個(gè)頻率成分設(shè)計(jì)一個(gè)矩形預(yù)測(cè)算子，使其經(jīng)矩形預(yù)測(cè)算子預(yù)測(cè)后，預(yù)測(cè)誤差能量Q（f）最小。當(dāng)其能量為最小時(shí)，一階導(dǎo)數(shù)為零，故可以得到矩陣方程：

S′是復(fù)頻域中多道地震數(shù)據(jù)自相關(guān)的埃爾米特矩陣；S 是復(fù)頻域多道地震數(shù)據(jù)自相關(guān)列陣；是預(yù)測(cè)算子的各分量的列陣。

在此基礎(chǔ)上求解出矩陣算子的各分量，進(jìn)一步解出矩陣預(yù)測(cè)算子。用此算子對(duì)該頻率成分的復(fù)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行褶積，即可得到去噪后的結(jié)果。

三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)在該區(qū)的應(yīng)用

內(nèi)蒙古某礦區(qū)進(jìn)行了三維地震勘探?？碧絽^(qū)位于鄂爾多斯高原東南部，勘探區(qū)內(nèi)地形總體趨勢(shì)是北高南低，屬半沙漠地貌，勘探區(qū)內(nèi)大部分被第四系風(fēng)積沙所覆蓋，沙丘形態(tài)以新月形或波狀呈現(xiàn)，全區(qū)沒有基巖出露。

該區(qū)的勘探特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

第一、該區(qū)地表為固定、半固定風(fēng)積沙及沙層覆蓋，沙層松散、干燥，引砂層自有特性，檢波器與地面耦合較差，有效波的高頻信息衰減較為強(qiáng)烈，致使有效信號(hào)能量變?nèi)酰?/p>

第二、該區(qū)構(gòu)造形態(tài)呈現(xiàn)為向北西傾斜的單斜，地層傾角較小，地層產(chǎn)狀沿走向及傾向有一定變化，但變化不大。綜合評(píng)價(jià)勘查區(qū)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類型。主要煤層段煤厚度較大，沉積穩(wěn)定，煤層賦存條件好，煤層頂?shù)装逡话銥樯百|(zhì)泥巖，煤層與圍巖的波阻抗差異較大，有利于地震反射波的形成。

在該區(qū)的實(shí)地施工中，單炮面貌較差，有效波在單炮上沒有明顯的標(biāo)識(shí)，無(wú)法在單炮上獲取任何關(guān)于目的層的信息。如圖1所示。

在采集過程中，采用加大激發(fā)能量和檢波器面積組合的方法減小和壓制面波、聲波等干擾。同時(shí)采用高覆蓋次數(shù)（24次）的觀測(cè)系統(tǒng)，充分壓制干擾（隨機(jī)噪音）、增加目的層的反射能量，從而提高資料的信噪比。

圖1　該區(qū)單炮記錄

圖2　該區(qū)初次疊加剖面

圖3　 經(jīng)過三維疊后隨機(jī)噪音衰減的疊加剖面

在處理過程中，采用去噪、內(nèi)切等方法最大限度地消除各種干擾，使用初至靜校正、層析靜校正等多種方法進(jìn)行對(duì)比確定最優(yōu)的靜校正方法，提高有效波的信噪比。

經(jīng)過以上努力最終得到的疊加剖面效果依然無(wú)法滿足需求。如圖2所示。故針對(duì)該區(qū)以上特點(diǎn)，決定在地震數(shù)據(jù)處理中使用三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)，以期大幅提高現(xiàn)場(chǎng)資料處理的質(zhì)量。

在綜合各種數(shù)據(jù)后，選定相關(guān)參數(shù)，確定處理流程，經(jīng)三維疊后隨機(jī)噪音衰減技術(shù)處理后，得到剖面如圖3所示。在處理后的剖面中相應(yīng)的目的層層位清晰，為該區(qū)煤層解釋提供了基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)

三維疊后隨機(jī)噪音衰減，這種去噪方法明顯好于常規(guī)去噪方法。因?yàn)樵摲椒軌虺浞掷萌S信息，并完整地保留了構(gòu)造形態(tài)，去噪能力更強(qiáng)。去噪后，斷點(diǎn)更清晰，波形更自然，無(wú)相干蚯蚓化等現(xiàn)象。在地層產(chǎn)狀變化不大、地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單、原始資料信噪比較差的區(qū)域有極為良好的使用效果。

田錦瑞

河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì)田錦瑞，職稱：物探工程師。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.07.001