可控震源滑动扫描谐波干扰压制方法

可控震源滑动扫描是高密度地震勘探中的一种高效采集技术,但它在大幅度提高野外地震数据采集作业效率的同时,其固有的谐波干扰也严重地影响了地震资料品质。目前常用的滑动扫描谐波干扰压制方法是模型法,即基于震源力信号设计谐波预测算子,求取相关后记录中的谐波干扰,将求得的谐波干扰从被干扰区域中剔除。然而在实际地震数据采集中由于设备等原因往往缺失震源力信号,因此无法应用模型法压制谐波。本文基于准噶尔西北缘玛西1井三维震源力信号的实际数据,尝试应用独立同步扫描邻炮干扰压制方法滤除滑动扫描资料上的谐波干扰,取得了令人满意的处理效果。     

利用可控震源的力信号压制谐波干扰

谐波是可控震源采集中的一种特殊干扰,压制谐波一直是可控震源资料处理中的任务之一。迄今为止,大部分压制谐波的方法都是基于理论扫描信号与实际震动记录相关的技术特点提出的,易受表层介质特点的影响,很难取得明显的效果。事实上,可控震源的力信号才是真正的下传信号,其包含扫描基波和谐波分量,因此震源记录可近似看成力信号与反射系数系列的褶积体。提出了用力信号代替理论扫描信号,用反褶积算法代替传统的相关算法实现震动记录的反褶积处理。该方法的直接输出资料是褶积记录,与可控震源的相关记录相比,谐波成分得到消除,信噪比明显提高。     

一种检测可控震源特征信号异常记录的方法

地面力是可控震源在施工过程中箱体记录的震源特征信号之一,在可控震源滑动扫描、高保真扫描、超高效混叠采集等项目中具有重要作用。但震源箱体在记录震源特征信号的过程中,会有少部分震源特征信号记录异常,特别是地面力异常,会影响后续的谐波衰减、数据分离等资料处理。本文针对VE464箱体和Vib Pro箱体记录的震源特征信号,提出了一种利用时间信息、状态码、不计算QC的时窗数量、出力、局部能量等进行震源特征信号异常记录的检测方法。通过对震源特征信号记录检测结果表明,这种方法能够有效、快速地发现震源特征信号的异常记录,在要求提交可控震源特征信号记录的采集项目中具有重要意义。     

滑动扫描谐波的现场压制方法

高密度宽方位三维勘探在成为主流地震勘探技术的同时,也带来激发成本的大幅度提高。应用滑动扫描能有效降低激发成本,提高施工效率。但可控震源激发本身存在的谐波因采用滑动而不可避免地干扰了相邻炮记录,因此压制谐波成为确保滑动扫描采集地震资料品质的前提。本文从可控震源激发的基本原理出发,分析了谐波产生的机理、谐波干扰的能量级别,并有针对性地设计滑动扫描相关参数,侧重压制滑动扫描产生的能量较强的二、三次谐波。试验及滑动扫描实际采集的地震资料显示本文的谐波压制方法效果良好。     

滑动扫描可控震源地震数据谐波干扰的消除方法

滑动扫描技术由于缩短了相邻两炮的滑动时间,使得采集效率得到很大提高,同时也使得后一炮中的谐波畸变对前一炮的基波产生影响, 降低了地震资料的质量。对扫描信号进行时频分析,利用基波及谐波相关后的特征,设计出提取谐波的算子。将该算子作用于相关前原始地震 记录,可以提取记录中的高阶谐波。实际资料处理前、后的时频分析验证了该方法的效果。     

可控震源信号中的谐波畸变影响及消除

可控震源信号中存在谐波畸变是不可避免的,而谐波产生的原因多种多样。若想最大程度地减小可控震源信号谐波,就必须清楚谐波声生的原因,进而有针对性地采取措施以减小震源谐波。由于可控震源相关地震记录的产生存在着的一些特殊问题,本文提出有必要对可能导致“源致干扰”产生的参考信号中的谐波畸变分量大小进行监控。震源信号中谐波畸变对相关地震资料面貌的不良影响与所采用的扫描信号类型和扫描参数有关。因此,在地震勘探工作的实践中,应视具体施工环境和针对具体勘探任务目的,合理地选用扫描信号参数,使谐波对地震资料的影响程度降到最低。本文提出了除在可控震源施工时减小或消除谐波影响所应采用的几种方法之外,还分析了其它可能导致可控震源信号谐波产生的因素,并从可控震源设计制造角度提出了减小可控震源信号谐波产生的几项措施。     

可控震源谐波影响因素分析及对策

在应用可控震源进行地震资料采集时会产生谐波干扰,谐波畸变包括振幅畸变和相位畸变,这些畸变会降低相关信号的质量。本文从可控震源机械本身、地表耦合以及震源参数三个方面对谐波干扰产生的原因以及分布特征进行了分析。以可控震源振动与大地耦合响应、谐波能量与施工参数关系理论分析为基础,对不同地表耦合程度和不同激发参数产生谐波的大小及对资料的影响程度进行了科学分析和定量计算。在地表耦合上,首次提出了基于"半刚度"地表耦合谐波压制技术,指出增加一次空振扫描可改善可控震源与疏松地表耦合效果。在震源参数上,分析了震源台数、扫描长度、振动次数、扫描宽度等参数对谐波出现时间和振幅能量的影响,建议采用"少台、少次、低驱动、长扫描"激发方式。     

可控震源高效采集数据特征干扰压制技术

可控震源远距离同步滑动扫描(DS4)高效采集方式极大地提高了野外采集效率,但这种采集方式会产生两种较为严重的特征干扰噪声——谐波干扰噪声和交涉干扰噪声,给室内数据处理造成了较大的困难。针对这两种特征干扰噪声分别进行噪声压制:对谐波干扰采用自适应匹配预测滤波谐波压制方法,克服了地面力信号记录不准确和大地对基波信号和谐波信号衰减不同造成的预测谐波不准确问题,准确地压制谐波干扰,同时几乎不损害有效能量;将存在交涉干扰的记录变换到人工分选道集中再进行随机噪声压制。模型试算和野外实际资料的测试结果证明了特征干扰压制方法能很好地压制谐波干扰和交涉干扰,且谐波干扰和交涉干扰压制后的叠加剖面中谐波噪声被消除,交涉干扰导致的同相轴不连续现象也得到了明显改善。     

可控震源分频同时扫描技术

可控震源作为地震勘探的信号源已得到广泛应用。数据处理技术的进步催生了许多提高可控震源施工效率的方法,但这些方法或多或少存在一些缺点,如滑动扫描方法的谐波干扰强,多震源同时激发方法因同时扫描信号之间的相关性导致邻炮干扰强,距离分离的同时扫描方法需投入众多装备。本文引入分频同时扫描(FS3)方法,通过信号切分、重组实现多震源同时扫描,利用不同频率之间的互不相干特性,将一个目标扫描信号分离成若干不同或相关性很小频带的子信号,实现无邻炮干扰或干扰最小的同时扫描,然后把所有同点包含一个目标扫描信号的子信号(扫描数据)重组为该点的观测数据输出形成单炮记录。因该方法可增强特定频带(尤其是低频)的能量,故既能减少由非线性扫描带来的谐波干扰,还可使记录中各频带输出能量均衡。     

可控震源地震数据谐波滤除方法

本文分析了可控震源滑动扫描中各种谐波产生的原因,指出高次谐波是其中最严重的谐波干扰类型;通过原理分析及数值试验探讨了滑动扫描方法,并基于高次谐波与原始激发信号在各频段的能量呈线性关系这个假设建立了谐波滤除的数学模型;利用参考信号倍增法生成各次谐波,并用各次谐波相关对比法估算各次谐波的能量比。将本文滤除谐波算法应用于实际数据处理,所得结果表明该方法不仅滤除谐波效果好,而且运算速度快。