[发明专利]一种地震纵横波波场分离与去噪方法

说明书

技术领域

本发明属于地震数据处理技术领域，特别是一种基于正常时差校正(Normal Move Out，简称NMO)与奇异值分解(Singular ValueDecomposition，简称SVD)联合实现地震纵、横波波场分离与去噪的方法和技术。

技术背景

地震波场非常复杂，单一类型地震波激发，当遇到弹性界面以后，波场会发生转换，形成转换波；另外，在野外地震数据采集时，外界各种干扰因素的影响和地震波自身的传播性质，均会带入许多规则和不规则的干扰信号，严重影响了地质信息的提取。地震纵、横波波场分离与去噪非常重要，它是提高地震资料信噪比与分辨率的前提和保障，同时是地震属性信息精细提取的基础。SVD滤波是从多道地震记录中优化提取相关信息，是利用奇异值作为正交基在信号空间正交分解的特征增强相干能量，压制噪声，即它是利用地震波的相干性差异来达到地震波场分离与去噪的方法，如果用较大的奇异值来重构数据就实现了对弱信号和随机噪音的消除；为了消除特定的同相轴，也可以舍去较大的奇异值来重构信号。现有方法几乎都只是用奇异值分解单一方法技术来对地震波场分离与去噪，尤其是不能分离地震纵波与横波，应用空间有限，而且有效信号容易受到破坏，从而妨碍了对地质信息的提取。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种地震纵、横波波场分离与去噪的方法，其依赖地震信号之间的时距规律差异，通过两次正常时差校正处理的手段，分别把P-P波和P-S波校平，使之在横向上达到最佳相干性，目的是把有效信号转换到一种在横向上相干性更好的处理域中，然后分别两次通过奇异值分解，提取目标信号的奇异值重构信号，从而实现地震纵、横波波场分离与去噪，这样做的结果是目的性更强，直接针对感兴趣的地震纵、横波成分进行奇异值分解来实现波场分离与去噪的目的，同时避免了有效信号损失严重等缺陷性，具有地震纵、横波分离彻底等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术和方案是：一种地震纵横波波场分离与去噪的方法，包括如下步骤：

第一步：将含有m道，每道有n个采样点的地震数据读取到二维数组F₁中；

第二步：依据纵波叠加速度和P-P反射波时距规律，将原始地震数据F₁进行正常时差校正，得到L₁。正常时差的确定方法为：

Δt=t-t0=t02+x2vP2-t0]]>

其中：Δt为P-P反射波正常时差，x为偏移距，t是偏移距为x的旅行时，t₀为零炮检距情况下的旅行时，v_P为P波叠加速度；

第三步：对第一次正常时差校正后的地震数据L₁进行奇异值分解：

L1=U1Σ1V1T]]>

其中，上角T表示转置，U₁由L₁L₁^T的特征值向量构成，V₁由L₁^TL₁的特征值向量构成，∑₁由奇异值构成，奇异值由大到小排列在矩阵的主对角线上：