[发明专利]一种可控震源相关前子波旁瓣压制方法及系统

说明书

本发明提供了一种可控震源相关前子波旁瓣压制方法及系统，属于地震资料处理领域。该方法根据震源扫描信号的起始频率和终止频率获得理想脉冲信号，利用震源扫描信号和理想脉冲信号获得反褶积滤波器，并利用反褶积滤波器获得子波旁瓣压制后的互相关记录。本发明通过设计反褶积算子，对相关前记录进行反褶积处理，明显改善了相关子波旁瓣的影响。试验结果表明：利用本发明方法对地震资料进行子波反褶积压缩处理后，精度高，效果好，本发明可用于可控震源相关前地震记录处理中，能够压制相关子波旁瓣。

技术领域

本发明属于地震资料处理领域，具体涉及一种可控震源相关前子波旁瓣压制方法及系统。

背景技术

可控震源以连续地震波形式向地下发射扫描信号，再通过相关技术将调频信号压缩成带有延时信息的脉冲信号，从而实现地下目标的检测和地下信息成像。可控震源相关技术严格地讲是一种互相关处理，相关后震源子波被看作“克劳德(Klauder)”子波。可控震源互相关处理会带来子波旁瓣问题，对地震记录分辨率带来一定影响。针对可控震源相关子波旁瓣的干扰问题，国内外学者从不同方面进行过研究。

Eugene C.Trantham和Ni提出利用震源特征信号，对相关记录进行反褶积处理，达到压缩子波的目的。张宏乐等提出采用对数分段扫描信号能够使得相关子波有着极小的相关边叶。沈媛媛等对自相关函数及振幅谱进行仿真分析，提出了线性扫描信号参数优化设计方法，一定程度上改善了子波相关特性。曹务祥提出利用质量因子计算地层吸收衰减作用下的扫描信号，提出Q相关技术，即采用加入衰减因子后的扫描信号与原始记录进行互相关处理，与传统相关算法相比，Q相关算法具有明显优势，在相关过程中补偿了大地衰减，数据分辨率得到很大提高，特别是对于高频弱信号。倪育东提出采用两个震源阵列来提高发射能量，同时利用地面力信号对震源记录进行反褶积，得到具有一定保真度的数据，避免了相关噪声，提高信噪比。Christine E.Krohn等提出了将振动信号分离和振动子波特征反褶积方法，其输出是严格最小相位，并与炸药数据相匹配。从震源地面力信号计算振动信号，利用多个震源和多个振动特征信号设计分离滤波器，最优地将每个震源信号进行分离，并用设计的脉冲响应取代互相关扫描。

中国专利公开文献CN107367758A公开了一种提高信噪比的可控震源加权相关的方法，该方法包括以下步骤：获得可控震源单炮的主频和主频部分的斜率；改造参考信号的频谱，提升主频部分的能量，得到加权后的频谱曲线；将该加权后的频谱曲线转化为加权扫描信号；采用该加权扫描信号与原始记录进行相关，得到加权相关后的可控震源单炮记录。该方法通过在相关前提高参考信号的主频部分能量，转化为加权扫描信号，再将加权扫描信号与原始母记录进行相关得到单炮记录，使用该方法得到的单炮记录较常规方法得到的单炮记录信噪比更高。但是该专利公开的方法对原始单炮的资料品质要求较高，当原始单炮噪音较强、资料信噪比较低时，主频部分的斜率提取可能会产生较大误差，从而导致加权扫描信号准确度降低，相关后记录的可靠性无法得到保障。

中国专利公开文献CN105572723A公开了一种基于自相关子波的可控震源扫描信号的设计方法，该方法包括：根据勘探区域频率要求，优选出子波形态好、频带较宽的子波，并设计扫描信号的起止频率、扫描长度及起止斜坡长度；求取子波频谱；按照各个频率的扫描时间应与该频率成分要求的振幅呈正比的关系进行分配，求出每个采样频率所对应的时间函数t(f)；将时间函数t(f)进行反变换求取时频函数f(t)；通过对时频函数f(t)进行积分求取瞬时相位，进而求取正弦可控震源扫描信号。本发明产生的可控震源扫描信号克服常规扫描信号子波形态差、“旋转相位、对数分段”扫描信号在高频段的能量较低，激发单炮频带较窄的问题，可以大大提高可控震源地震资料品质。但是该专利公开的方法是一种针对勘探区域频率要求的扫描信号的设计方法，与常规扫描信号不同，本方法设计出的扫描信号通常为非线性扫描信号，采用时需要兼顾野外震源仪器的实际可操作性。