[发明专利]基于重构地面力信号的可控震源谐波压制方法

摘要

本发明涉及一种基于重构地面力信号的可控震源谐波压制方法。在不能通过加权和方法估计地面力信号的情况下，利用直达波与其它地震波到时不一致的特点，通过合理匹配滤波器，从基板附近信号中有效分离、提取直达波作为重构地面力信号代替实际的可控震源下传信号，对地震记录进行反褶积处理，以达到压制谐波。本方法不依赖于震源的控制方式和具体耦合条件，不仅很好的压制谐波，还大大提升了资料品质，对可控震源控制方法和控制精度要求较低，对震源与地表耦合没有严格限制，允许震源采用低成本开环控制模式。适用范围广，目标定位误差小，不仅适用于液压式可控震源谐波压制，也适用于开环控制或耦合条件不好的各类可控震源的谐波压制等。

主权项

1.一种基于重构地面力信号的可控震源谐波压制方法，其特征在于，包括以下步骤：a、采用常规电磁式可控震源地震勘探方法采集未经过相关处理的单炮点记录和基板附近信号y1(t)；b、令可控震源扫描信号s(t)为Chirp信号，即其中a₁为扫描信号的振幅，f_l和f_h分别为起始和终止扫描频率，T为扫描长度，根据信噪比最大原则，设计扫描信号s(t)的匹配滤波器，其单位冲激响应为：h(t)＝s(‑t+T)    (1)式中时间变量t满足0≤t≤T；c、取基板附近信号y1(t)，令v1(t)＝y1(t)*h(t)    (2)式中*代表褶积，则褶积结果v1(t)中包含直达波、反射波、折射波和其他干扰波等，构建窗函数，分离初至信号d1(t)作为直达波信号，其中，窗口长度的选取要能够完整地将初至信号分离，同时又不包含反射波、折射波等相干噪声；d、定义：g(t)＝F‑1{F[d1(t)]/F[h(t)]}    (3)式中F代表傅里叶变换，F‑1代表傅里叶反变换，由于h(t)已知，d1(t)已采用步骤c由基板附近信号中分离得到，因此由公式(3)可计算得到g(t)，g(t)即为重构的震源激发信号；e、可控震源地震记录可表示成地面力信号与大地地层响应之间的褶积，因此，合成地震记录的褶积模型为：x(t,j)＝g(t)*r(t,j)    (4)式中x(t,j)为第j道地震信号，r(t,j)为对应第j道地震信号的地层响应；f、由公式(4)，进行反褶积处理得到：r(t,j)＝F‑1{F[x(t,j)]/F[g(t)]}    (5)g、构建全通滤波器z(t)，其相频响应与上述反褶积过程的相频特性相反，对r(t,j)进行零相位滤波校正，得到r'(t,j)；h、对当前单炮记录的各道信号依次重复e步骤至g步骤，直至完成当前共激发点集的所有地震道信号处理，到此一个单炮地震记录的谐波干扰被有效压制。