[发明专利]基于径向道变换的SVD自适应面波压制方法

说明书

技术领域

本发明属于油气勘探地震资料处理技术领域，特别是一种以保护低频信息为基础的基于径向道变换的SVD(SVD-奇异值分解)自适应面波压制方法。

现有技术

面波是地震勘探中广泛存在的一种规则干扰波,具有低频、低速、高能量、横向衰减较慢的特点。目前在资料处理过程中大多采用高通滤波的方法来压制它,但这同时也对和面波处于同一频带的信号成分造成损害。一般消除面波的方法是利用面波和反射波的频率差异及视速度差异，如一维滤波和F-K滤波。但因面波的频带往往和反射信号的频带有重叠，即便是F-K域滤波也不能只对与有效信号相同频带的噪声进行压制，其实在滤波的同时也对有效波的低频成分造成了损害，而且斜坡长(陡度小)的滤波响应在反褶积或谱白化处理后，面波往往又被突出出来。

近年来,不断有人尝试用新的方法来消除面波,如线性调频理论、tau-p变换法、外科手术式的切除法等，这些都有一定程度的改进,其中以切除法效果较好。该方法是先作FFT，自动分离出其低频分量，再作IFFT，建立内切除时窗,并用加权减去法剔除面波的主要能量，其必要条件为原始单炮上面波的振幅必须比有效波强得多。但该方法在切除时仍然会把属于该频带的一些有效信号一起切去。

另外,也有学者提出在野外数据采集阶段采用不等间距接收方式,以便使室内处理时可以不采用普通的二维滤波,而采用高保真云面波技术，这样就在消除面波的同时保留信号的低频成分,达到使地震资料频谱向低频端展宽的目的,从而提高了记录的分辨率；近几年，利用小波变换与特征值分析结合去面波也取得一定效果，该方法以较低频率处面波的能量强于反射波、在小频率范围和小空间范围内面波能量变化缓慢为假设条件,利用小波变换进行频带分解,用面波的视速度对面波作线性时移,再使面波逐道相干,最后利用KL分解的方法来提取面波。但是对面波做人为时移时需要人为干涉，可操作性差，并且面波发生频散，很难做线性时移，同时部分有效波相干性也得到提高，用KL分解时会造成有效信息损失。

由于面波的频率特征，很多面波衰减方法在处理过程中极容易误伤有效信息，造成与面波频带重合的有效低频成分的丢失。而随着油气勘探工作的不断深化，地震资料处理中对地震低频信息重要性的认识越来越深入。低频信息在改善深部地层成像质量、速度分析、叠前反演以及“低频伴影”直接油气检测等方面具有重要意义，在数据处理过程中如何最大限度地保护好低频信息显得越来越重要。

发明目的

本发明目的就是针对上述问题，提供一种最大限度保护低频有效信息的基于径向道变换的SVD自适应面波压制方法。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提出的技术方案包括：

(1)该方法所采用的技术路线

基于径向道变换的SVD自适应面波压制方法，其实质就是先利用径向道变换使面波频带向更低频率范围移动，然后利用低通滤波在径向道域得到低频面波信号(可以将低通滤波频率设置得相对小点)，再利用SVD将上一步得到的面波信号中的有效低频信号分离出来，最后从原始数据中将面波减去。为了尽可能消除径向道变换插值带来的误差，可以对整个数据先进行一次径向道变换，该方法可以根据面波的视速度合理选择作用范围，减小对面波范围之外信号的影响。利用该方法可以在不损失有效低频信号的前提下减去面波干扰，为后期叠前反演等特殊处理打下基础。

基于上述技术路线的基于径向道变换的SVD自适应面波压制方法，包括：

步骤101：选择含有典型面波的原始单炮记录作为输入数据；

步骤102：对输入的含有典型面波的原始单炮记录针对面波区域作频谱分析，以确定面波的频带范围；

步骤103：选择合理的速度扫描范围以及扫描步长对原始单炮记录作一次径向道正变换；

步骤104：对步骤103得到的数据做一次径向道反变换，消除径向道变换过程中插值造成的影响；

步骤105：设置低通滤波器，在径向道域进行低通滤波，得到含有少量低频有效信号的面波噪声；利用最大面波视速度作为径向道变换的速度扫描约束，即径向道正变换后径向道域只存在最大面波视速度范围内的信号，这样就只在面波存在的范围进行径向道变换；

步骤106：对步骤105得到的数据作径向道反变换，还原到时间域信号；

步骤107：对步骤106得到的时间域信号作SVD分解，利用面波和有效信号相干性不同将面波中的有效低频信号分离出来；

步骤108：利用奇异值拐点法确定奇异值范围，利用确定出的奇异值范围对分离后的面波进行剩余干扰SVD重构，得到不含有效低频信号的面波成分；