常見(jiàn)地震插值方法簡(jiǎn)介

1、常見(jiàn)地震插值方法簡(jiǎn)介摘要：在地震數(shù)據(jù)處理中,地震道缺失和空間采樣不足是常見(jiàn)的,其表現(xiàn)為死道，或由于含有強(qiáng)烈的噪聲而在預(yù)處理過(guò)程中被剔除的道記錄。此外,由于野外采集時(shí)排列范圍有限也會(huì)產(chǎn)生此類(lèi)問(wèn)題。本文基于此種情況，對(duì)常見(jiàn)的地震插值方法進(jìn)行了簡(jiǎn)介，并指出了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：插值地震道空間采樣引言在地震數(shù)據(jù)處理中，除因數(shù)據(jù)缺失而直接丟失一部分信息外，還可能導(dǎo)致在后續(xù)處理流程中產(chǎn)生噪聲，使得地震道中出現(xiàn)形態(tài)各異的脈沖。這樣，基于多道處理算法的處理過(guò)程將受到缺失道的影響，其中受影響最嚴(yán)重的包括波動(dòng)方程偏移，基于波動(dòng)方程的抑制表面多次波的方法，與地表有關(guān)的多次波的消除和譜估計(jì)等處理過(guò)程。道內(nèi)插是地

2、震資料常規(guī)處理中不可缺少的步驟，其目的是在偏移之前加密空間方向(特別是三維橫線(xiàn)方向)的采樣，防止因采樣過(guò)疏、在偏移過(guò)程中產(chǎn)生空間假頻，從而提高小構(gòu)造的成像精度。本文主要介紹常用的幾種插值方法：1 f-x域道內(nèi)插f-x域道內(nèi)插技術(shù),是利用線(xiàn)性同相軸在f-x域的可預(yù)測(cè)性,在f-x域中應(yīng)用最小平方原理求取橫向預(yù)測(cè)算子,繼而通過(guò)預(yù)測(cè)算子與內(nèi)插算子之間的對(duì)偶關(guān)系,求得內(nèi)插算子,再應(yīng)用最小平方原理求取內(nèi)插道。2 f-k域道內(nèi)插將f-x域內(nèi)插算子轉(zhuǎn)換為f-k域算子,在f-k域進(jìn)行道內(nèi)插，從而把F-X域道內(nèi)插發(fā)展到在F-K域?qū)崿F(xiàn)道內(nèi)插，進(jìn)而略去了F-X域道內(nèi)插中需要對(duì)每一個(gè)頻率解一個(gè)復(fù)數(shù)的托布里茲矩陣來(lái)計(jì)算F

3、-X域的道內(nèi)插算子，大大地提高了計(jì)算速度。由此我們按F-X域?qū)崿F(xiàn)道內(nèi)插的思路給出在F-K域的實(shí)現(xiàn)方法，即在X方向(對(duì)于某一給定的F),輸人期望(用最小平方原理)求得的濾波算子在K域的響應(yīng)。這樣，便可應(yīng)用F-X域插值的思路，實(shí)現(xiàn)F-K域的插值，從而使得計(jì)算量大大減少。f-k域抗假頻的道內(nèi)插,分別用原始道集中奇數(shù)道所組成的f-k變換和由原始道集中偶數(shù)道組成的道集的f-k變換,進(jìn)而再計(jì)算一個(gè)濾波因子,用于對(duì)原始道集的f-k變換進(jìn)行濾波處理,從而可得內(nèi)插道的f-k變換,用以完成含有空間假頻數(shù)據(jù)的道內(nèi)插。綜上，該方法是將原輸人數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦旎驂嚎s,轉(zhuǎn)換到頻率波數(shù)域進(jìn)行內(nèi)插,然后進(jìn)行反拉伸或壓縮,再轉(zhuǎn)

4、換到常規(guī)空間里。它能很好地減少計(jì)算量以及處理振幅的分配和交叉同相軸。3趨勢(shì)樣條插值法1991年Vers-chuur提出了用趨勢(shì)樣條插值法,先對(duì)CMP道集作NMO,使雙曲同相軸趨于平坦,繼而在橫向上應(yīng)用平滑濾波,在二維t-x域應(yīng)用三次樣條函數(shù)對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)插值,此類(lèi)趨勢(shì)樣條插值法需要知道精確的速度信息，而預(yù)測(cè)誤差濾波法基本上是一維的方法,這類(lèi)方法當(dāng)有噪聲或傾斜同相軸存在時(shí),可能會(huì)引入假同相軸,從而產(chǎn)生不正確的插值振幅。這些方法主要是基于預(yù)測(cè)同相軸的傾角來(lái)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)插值,因此對(duì)于交叉同相軸,其插值效果就會(huì)大打折扣。4旋轉(zhuǎn)傾角疊加該方法是給定一個(gè)時(shí)窗進(jìn)行傾角掃描疊加,用反比加權(quán)來(lái)計(jì)算其結(jié)果,以得到連

5、續(xù)的同相軸。它能較好地解決空間假頻和交叉同相軸向題,但由于時(shí)窗的大小是人為給定的,所以輸出的振幅在橫向上的變化常常是模糊不清的。5基本模型法這個(gè)方法是根據(jù)地下界面的傾角和速度的空間變化建立一個(gè)模型,用該模型進(jìn)行內(nèi)插。所以,它原則上能解決所有向題,但實(shí)際上要建立一個(gè)滿(mǎn)足地下極其盆雜構(gòu)造的地質(zhì)模型是很困難的。6相關(guān)門(mén)法該方法大概是當(dāng)前最流行的一種方法,它是給一個(gè)門(mén)與相鄰道進(jìn)行相關(guān),選擇最大相關(guān)及它所對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲,從而進(jìn)行正確的內(nèi)插。相關(guān)門(mén)法可以解決空間假頻問(wèn)題,并能很好地進(jìn)行振幅分配,但遇到交叉同相軸時(shí),它將選擇一個(gè)同相軸而舍棄另一個(gè),這也不同程度地影響了內(nèi)插的效果。7機(jī)智（靈活）內(nèi)插法該方法涉

6、及人工智能方面的研究成果,當(dāng)同相軸出現(xiàn)交叉或其它情況時(shí),它能對(duì)大量有用的信息作出有效的邏輯性的推理選擇。機(jī)智內(nèi)插必須建立使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的模型。它是在道與道之間根據(jù)最大振幅、時(shí)間寬度、頻率、波峰或波谷、次波峰的個(gè)數(shù)、傾角等等,將同相軸分類(lèi),使子波定量化,再視道與道之間的地球物理特征的變化,將具有相同特性的同相軸連接起來(lái),便得到同相軸的最佳連續(xù)性。于是,在一個(gè)地震道內(nèi)用最類(lèi)似的、具有橫向連續(xù)性最好的同相軸與鄰道匹配,待該道完全與鄰道匹配后,再進(jìn)行下一道,直到完成一個(gè)方向(如主測(cè)線(xiàn)方向) 的所有道的內(nèi)插,再在另一方向進(jìn)行同樣的工作,就完成了整個(gè)內(nèi)插。機(jī)智內(nèi)插法原則上可以解決包括消除空間假頻、振幅分

7、配、交叉同相軸的處理以及陡傾角等問(wèn)題,它代表了內(nèi)插方法的發(fā)展趨向。機(jī)智內(nèi)插法相對(duì)其他內(nèi)插法更為真實(shí)。由以上給出的各種內(nèi)插法的簡(jiǎn)介可以看出，每種內(nèi)插方法都有其優(yōu)點(diǎn)，但各自都有其特定的適用范圍。如f-x域道內(nèi)插技術(shù)存在著計(jì)算量大、精度低等一些問(wèn)題。后來(lái)雖然又提出了新的改進(jìn)方法具有速度快、精度高、內(nèi)插出的地震道波形自然、不受空間假頻影響等優(yōu)點(diǎn)，但前提是要求在作道內(nèi)插之前道距必須相等；在f-k域進(jìn)行道內(nèi)插能很好地減少計(jì)算量以及處理振幅的分配和交叉同相軸，但是需要用原始道集中奇數(shù)道所組成的f-k變換和由原始道集中偶數(shù)道組成的道集的f-k變換,進(jìn)而再計(jì)算一個(gè)濾波因子,用于對(duì)原始道集的f-k變換進(jìn)行濾波處理

8、,從而可得內(nèi)插道的f-k變換,用以完成含有空間假頻數(shù)據(jù)的道內(nèi)插以消除假頻，操作起來(lái)過(guò)程復(fù)雜；趨勢(shì)樣條插值法當(dāng)有噪聲或傾斜同相軸存在時(shí),可能會(huì)引入假同相軸,從而產(chǎn)生不正確的插值振幅，此方法主要是基于預(yù)測(cè)同相軸的傾角來(lái)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)插值,因此對(duì)于交叉同相軸,其插值效果就會(huì)大打折扣；旋轉(zhuǎn)傾角疊加能較好地解決空間假頻和交叉同相軸問(wèn)題,但由于時(shí)窗的大小是人為給定的,所以輸出的振幅在橫向上的變化常常是模糊不清的；基本模型法原則上能解決所有向題,但實(shí)際上要建立一個(gè)滿(mǎn)足地下極其盆雜構(gòu)造的地質(zhì)模型是很困難的；相關(guān)門(mén)法可以解決空間假頻問(wèn)題,并能很好地進(jìn)行振幅分配,但遇到交叉同相軸時(shí),它將選擇一個(gè)同相軸而舍棄另一個(gè),這也不同程度地影響了內(nèi)插的效果。參考文獻(xiàn):1美渥伊爾馬滋著，劉懷山等譯，地震資料分析，石油工業(yè)出版社，2006年.2國(guó)九英，周興元，俞壽朋.F-X域等道距道內(nèi)插J.石油地球物理勘探，1996，31(1)28-34. 3黃德濟(jì)等編，地震勘探資料數(shù)字處理M，北京：地質(zhì)出版社，19904李添才海上時(shí)