分频中值滤波技术在地震资料处理中的应用

２００７年１１月　江汉石油职工大学学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｈａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｕｍｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｔａｆｆ　ａｎｄ　Ｗｏｒｋｅｒｓ　第２Ｏ卷第６期　

中值技术在江汉地区地震资料处理中的应用　

张涛，陈德刚，唐斌　

（江汉油田分公司物探研究院，湖北潜江４３３１２０）　

［摘要］在低信噪比地震资料处理中，随机噪声的消除是至关重要的。基于方向信号测度的多级中值滤波和中值　

约束ＴＮ矢量分解去噪等中值滤波技术，对江汉地区的低信噪比资料进行了处理，结果表明，随机噪声得到了有效的　

压制，信噪比得到了明显的提高。　［关键词］　随机噪声；信噪比；方向信号测度；多级中值滤波；矢量分解　

［中图分类号］ＴＥｌ２１［文献标识码］Ａ［文章编号］　１ｏ０９—３０１Ｘ（２ｏ０７）０６一ｏ０２Ｏ一０３　

目前，油气勘探正逐步向纵深发展，勘探施工大都集　

中在野外地表复杂、地下地质情况复杂的地区。近些年　

来在江汉的沔阳、江陵等地区施工的地震资料信噪比低，　

随机干扰常常伴随着地震信号出现，当这些干扰能量过　

强时，将影响地震资料的速度分析、静校正量的拾取及最　

（ａ）单炮　终成像效果，给后续处理带来不利的影响。如图１一（ａ）　

所示的单炮记录，反射同相轴较好，但在大偏移距的道受　

随机噪声的干扰，难以追踪。图１一（ｂ）干扰能量过强　

时，有效信号被压制且难以分辨。　

图１江汉丫角地区单炮和叠加剖面　

中值是消除观测误差的最好办法之一，它比均值（叠　

加）在克服观测误差方面更有准确性。中值滤波就是将　

当前点的窗口（或邻域）中所有点的值由小到大进行排　

序，中间值作为当前点的输出值。通常用于信号处理的　

噪声点消除问题。它是一种时间域的滤波技术。能很好　

的保持信号的固有特性。　

本文对两项中值滤波技术在江汉地区低信噪比资　

料处理中的进行了应用和分析，为提高低信噪比地震资　

料的处理将提供宝贵的经验。　

ｌ处理方法　

１．１　中值约束下的矢量分解去噪　。　ｊ　（ｂ）叠加剖面　

叠前Q偏移技术在复杂区地震资料处理中的应用

叠前Q偏移技术实现了高分辨率、高保真度的“两高”地震资料处理，同时考虑了地震波传播过程中的高频损失和偏移噪音，实现了补偿介质吸收衰减的高分辨率成像，改善了压制偏移噪音的真振幅偏移处理。

标签：吸收补偿；叠前时间偏移；倾角道集；等效Q值

1 引言

地震波在地下传播时，由于地下介质并非完全弹性，会发生粘性吸收衰减，这一吸收对不同频率成分影响是不同的，频率越高吸收越严重，这直接导致剖面分辨率降低，相位发生变化。如果在成像之前或成像过程中，能够补偿或恢复被实际介质改变的波形特征，提高分辨率的同时压制偏移噪音，那么对于高精度勘探是非常有意义的。

本文對常规叠前时间偏移进行改进，在偏移过程中加入吸收补偿因子，在成像时优选成像波场数据，实现了高分辨率、高保真度的“两高”地震资料处理。

2 叠前Q偏移技术

Q偏移技术是将地震波传播的地层当作粘性介质，将吸收补偿与叠前偏移有效地结合的资料处理手段，它能够在偏移成像的同时，完成中深层地层吸收补偿，进一步恢复深层弱信号能量，提高资料分辨率，同时改善深层成像质量。其原理是在常规时间偏移的基础上，考虑了基于Q指数的相位校正和振幅补偿，如下式：

叠前Q偏移技术的关键是等效Q场的建立和稳向叠加的实现。等效Q场的建立是基于引入的粘性参数和等效Q值概念，使每个成像点存在均方根速度和等效Q两个参数，使等效Q值扫描具备可能性，然后根据Q值扫描结果和均方根速度场，建立等效Q场，正确表达了地层粘弹性特点，然后配合均方根速度建立了叠前时间偏移的基础。

稳相叠加算法的实现是基于倾角场的建立。通过计算地层倾角，保留第一菲涅尔带数据成像，构造倾角道集，实现孔径空变，然后采用稳相偏移算法，实现有效信息叠加，克服了偏移噪声，提高成像结果信噪比。稳向叠加结果不论是在浅层还是中深层分辨率都有明显提高，层间信息更加丰富清晰，波组特征明显改善，同相轴更加连续收敛。

能源与环境ＤＡＯＢＡＯ２００８第１期总第８５期

白硕程志平（桂林工学院资环系，广西桂林５４１００４）［摘要］地震数据道的振幅信息是地震资料处理和解释的一个重要参数，对提高地震勘探精度起着举足轻重的作用，因为各种振幅补偿技术都存在自身的不足，ＨＨＴ变换分析法结合其它补偿技术的综合运用可以达到比较理想的处理效果。［关键词］地震资料处理；振幅补偿技术；ＨＨＴ变换分析振幅补偿技术在地震资料处理中的发展及应用

地震数据道的振幅信息是地震资料处理和解释的一个重要参数，对提高地震勘探精度起着举足轻重的作用。随着反射法地震资料处理和解释方法的不断发展，要求对振幅信息进行更精确的处理。真振幅处理在许多问题中具有重要的意义，其中包括高分辨率处理、烃类的直接检测、储层研究和声阻抗转换等。地震波的振幅随着传播距离（时间）的增大而不断衰减，振幅的衰减既随传播时间的不同而变化，又随频率的不同而变化，高频成份比低频成份衰减得更快，主频向低频方向移动，使得分辨率降低。振幅处理的是否合适，直接影响着某些处理方法效果的成败，因为很多方法的假设条件是各数据道的振幅是均衡或者是均匀变化的。因此为了满足某些特殊需要，要做到相对振幅保持处理，只有这样，我们才能利用剖面上数据的振幅信息，进行一些定量的分析和地质现象的解释，如储层研究，层位标定，亮点显示等。一、国内外的研究现状目前对数据振幅的处理方法很多，按其用途的不同大致可以分为两类：一类是为了显示的需要进行的振幅增益控制处理；一类是对地震波在传播过程中的能量损耗进行补偿。振幅补偿的方法，在应用软件包内，统称为振幅增益处理。主要有地表一致性振幅补偿、球面发散补偿、几何排列补偿、小波变换频率补偿等等。以往的振幅处理方法都是在时间域或空间域进行处理，只适应于一维处理，虽然对能量随时间的衰减以及道间调整方面起到了很好的作用。但是，这些方法都不能补偿能量随频率的衰减。对于时间方向的瞬时吸收补偿方法主要有反Ｑ滤波、谱白化等方法。反Ｑ滤波要求事先知道精确的Ｑ值，实际中这是很难做到的。此外，Ｑ滤波的机制还不是非常清楚，反Ｑ滤波的数学方法也不十分严密。谱白化虽然没有说明反射系数是白噪的假设，但在反射系数非白时，无疑会破坏反射系数的关系。此外，经过谱白化处理后的地震数据，振幅的相对关系又难以描述。在实际地震资料处理中，我们通常是采用以上一种或几种方法组合来完成球面发散和吸收补偿。二、基本原理和实现方法在地震勘探中，通过观测可以直接记录下来的最重要的参数是反射波的到达时间ｔ和反射波振幅Ａ。从开始应用反射波法地震勘探以来，很早就知道在接收到的地震反射信号中包含许多有用的信息，特别是反射振幅与界面两边介质的物理性质有着密切的联系。为此在地震仪器发展过程中曾设计了各种增益控制方案，努力保留相对振幅。但是由于以往地震勘探仪器精度不高，相对振幅保持工作在将近２０年漫长时间里未能取得有意义的进展。直到六十年代初，逐渐引进了二进制增益系统和浮点增益系统，于是才有了实现恢复地震波真振幅的可能。再加上多次覆盖野外工作方法和水平叠加技术，大大提高了地震资料的信噪比。在这个基础上，配合了对影响地震波振幅的因素和振幅与岩性的关系的理论与试验研究所取得的成果，发展了一套相应的相对振幅保持处理方法。这一切使利用地震波振幅技术有了突破，真正能用于生产并迅速发展。（一）影响反射波振幅的因素要利用反射波振幅信息就要充分了解影响反射波振幅的各种因素，以便从观测资料中消除各种干扰因素，使反射波振幅仅仅（或主要）反映要了解的地质因素。影响反射波振幅的因素是很多的，激发条件决定了地震波的起始振幅；波前扩散，介质吸收，界面的反射和透射，多次反射，反射界面的形态，各种干扰以及记录仪器的特性等等又影响地震波向外传播的振幅。各种影响因素归纳为：（１）激发条件；（２）接收条件；（３）处理对反射波振幅的影响；（４）微屈多次反射；（５）各种噪声的干扰；（６）波前扩散；（７）吸收衰减；（８）中间界面的透过损失；（９）反射界面形态产生的聚焦和发散作用；（１０）界面的反射系数；（１１）入射角的变化；（１２）岩相的变化；（１３）波的干涉等。（二）振幅处理方法目前，振幅处理方法已经很多，在应用软件包内，统称为振幅增益处理。１．单道振幅均衡这一类振幅均衡方法是在各个地震道上独立进行的，不涉及道与道之间的均衡问题。一般做法是，从浅至深在不同长度的时窗内求取振幅补偿因子，然后把这些因子内插到每一个样点上，这样可得到一条与地震道数据采样点相同的振幅补偿曲线。２．地表一致性振幅补偿主要思想是在给定的时窗内计算全测线所有数据道的能量，采用高斯—塞得尔迭代法求出各炮集，各接收道集，各炮检距道集上的补偿系数同时应用于各数据道进行补偿。该４１

VSP的资料处理

地震资料处理的目的归结为下列四点

（1）、增强信号，压制噪声，提高信噪比；

（2）、数据归位（偏移）；

（3）、从测量数据中提取速度、振幅、频率、极性、等特性；

（4）、使成果资料便于解释人员容易理解的方式进行显示。

这四点也可以归结为两大类：

（1）、信息增强处理；

（2）、信息分析与提取。

信息的形式既包括数据也包括图像。

VSP资料的处理，除了上述一般原则外，还有其本身的一些特点：（1）在VSP资料中我们主要用上行波，但是在原始的VSP资料中，上行波很弱，它被较强的下行波所掩盖而模糊不清，必须经过处理，才能分离出上行波。（2）我们也要利用下行波初至，希望从中提取简单理想的子波和精确地计算时—深曲线关系，但是震源子波一般延续较长，并且波形往往又逐道变化，因此必须对引起这些变化的各种原因进行补偿（处理）；（3）我们期望从VSP资料得出比地面常规地震剖面更精确，或从常规地震剖面难以得出的频谱、振幅、层速度、波阻抗曲线、衰减、传递函数等易于与岩性相互关联的动力学信息，而这些也要通过更先进的处理才能有效地提取出来。

第一节 VSP资料处理流程

总的说来，VSP资料处理的项目大致可以分为三类。第一类，预备处理。包括解编、相关、编辑、增益恢复等。第二类，常规处理。包括主要用于零偏移距VSP资料处理的同深度叠加、初至拾取、静态时移和排齐、震源子波整形、带通滤波、振幅处理、分离上行波和下行波、反褶积，垂直叠加等。第三类，其他处理。包括偏移距VSP资料处理，斜井VSP、移动震源VSP、三分量VSP资料处理。

因为每口井的记录条件和激发条件变化很大，希望达成的目的也不同，所以每一组VSP资料都有其单独的特点。因此，不同的资料就要求不同的处理内容和不同的处理顺序。

第二节 常规处理

1、 同深度叠加

同深度叠加类似于常规地震勘探中的垂直叠加，即对每一井下观测深度，重复激发5到30次，每次独立地记录，而后将这些多次记录的起始时间对齐并相加。