噪聲分析GRISYSPX(蔡希玲)

1、 蔡希玲1. 引言引言2. 地震數(shù)據(jù)中噪聲的分類地震數(shù)據(jù)中噪聲的分類3. 噪聲分析方法噪聲分析方法4. 小結小結 “ 地震勘探的歷史地震勘探的歷史 就是與干擾波做斗爭的歷史就是與干擾波做斗爭的歷史” 1. 引言引言 野外采集：野外采集： 表層調查：表層調查： 激發(fā)：激發(fā)： 井深、藥量、激發(fā)方式井深、藥量、激發(fā)方式 接收：接收： 檢波器組合檢波器組合 埋置埋置 觀測：觀測： 覆蓋次數(shù)覆蓋次數(shù) 炮檢距炮檢距 室內處理：室內處理： 疊前疊前 疊后疊后1. 引言引言多環(huán)節(jié)去噪多環(huán)節(jié)去噪 東部地區(qū)地表特征：東部地區(qū)地表特征： 地表相對平緩地表相對平緩 表層結構簡單表層結構簡單1. 引言引言東東部地區(qū)地下

2、地質特征：部地區(qū)地下地質特征： 區(qū)域差異較大區(qū)域差異較大 多斷陷、多斷塊、薄互層多斷陷、多斷塊、薄互層 多含油層、多油藏類型多含油層、多油藏類型炮集統(tǒng)計自相關函數(shù)過蘆葦蕩過蘆葦蕩地表高程曲線地表高程曲線測線方向測線方向A0過蘆葦蕩過蘆葦蕩地表高程曲線地表高程曲線 西部地區(qū)地表特征：西部地區(qū)地表特征： 地形變化劇烈地形變化劇烈 表層結構復雜表層結構復雜1. 引言引言 地表、地下雙重復雜地表、地下雙重復雜 西部地區(qū)地域廣闊西部地區(qū)地域廣闊 ，地形地貌差異較大，地形地貌差異較大，地震數(shù)據(jù)的特征與表層結構有直接的聯(lián)系地震數(shù)據(jù)的特征與表層結構有直接的聯(lián)系 ，不同的地表條件下接收到的地震記錄的內容不同的地

3、表條件下接收到的地震記錄的內容是很不相同的。是很不相同的。兩類典型地區(qū)：兩類典型地區(qū)： 沙漠地區(qū)沙漠地區(qū) 山地山前帶區(qū)山地山前帶區(qū)1. 引言引言沙漠地區(qū)沙漠地區(qū) 表層覆蓋的巨厚風化沙層，表層覆蓋的巨厚風化沙層， 對地震波的能量和高頻吸收嚴重。對地震波的能量和高頻吸收嚴重。地表起伏和表層不均勻，地表起伏和表層不均勻， 產生各種原生干擾和次生干擾。產生各種原生干擾和次生干擾。1. 引言引言N1. 引言引言1040106010801100112011401160157113 169 225 281 337 393 449 505 561 617 673 729檢波點高程炮點高程10401060108

4、01100112011401160118012001220159117 175 233 291 349 407 465 523 581 639 697 755檢波點高程炮點高程1040106010801100112011401160118012001220156111 166 221 276 331 386 441 496 551 606 661 716檢波點高程炮點高程沙漠地區(qū)原始單炮記錄沙漠地區(qū)原始單炮記錄沙丘下、上激發(fā)的原始炮集記錄沙丘下、上激發(fā)的原始炮集記錄表層結構橫向劇烈變化，表層結構橫向劇烈變化， 地震記錄炮與炮、道與道之間地震記錄炮與炮、道與道之間 能量、頻率差異大。能量、頻率差

5、異大。地表復雜使得激發(fā)、接收條件差，地表復雜使得激發(fā)、接收條件差， 能量下傳困難，多種干擾發(fā)育。能量下傳困難，多種干擾發(fā)育。1. 引言引言1. 引言引言地表以山地為主，地形起伏劇烈；地表以山地為主，地形起伏劇烈；地勢南高北低，東高西低；地勢南高北低，東高西低；海拔在海拔在505-1157.8505-1157.8m m，最大高差最大高差652.8652.8m m。1. 引言引言測線位置視圖測線位置視圖ABC山地山地2 2D D測線測線不同地段單炮差異較大不同地段單炮差異較大ABC1. 引言引言 不同激發(fā)方式不同激發(fā)方式 噪音類型存在差異噪音類型存在差異1. 引言引言噪聲分類噪聲分類環(huán)境噪聲環(huán)境噪

6、聲風吹草動風吹草動 機械干擾：機械干擾：車輛行駛、人員走動、設備運轉等車輛行駛、人員走動、設備運轉等電力干擾：電力干擾：高壓線、電話線、無線電、雷電、發(fā)電機等高壓線、電話線、無線電、雷電、發(fā)電機等 系統(tǒng)噪聲系統(tǒng)噪聲儀器、采集站、大、小線、檢波器的固有噪聲儀器、采集站、大、小線、檢波器的固有噪聲激發(fā)后形成的噪聲激發(fā)后形成的噪聲伴生干擾：聲波、面波等伴生干擾：聲波、面波等次生干擾：次生反射、側面波、建筑物引起的擾動等次生干擾：次生反射、側面波、建筑物引起的擾動等2. 噪聲分類噪聲分類噪聲分類噪聲分類規(guī)則噪聲規(guī)則噪聲 面波、線性干擾、交流電干擾等面波、線性干擾、交流電干擾等 隨機噪聲隨機噪聲 風吹草

7、動、背景噪音風吹草動、背景噪音異常噪聲異常噪聲 猝發(fā)脈沖、擾動等猝發(fā)脈沖、擾動等2. 噪聲分類噪聲分類 多方位、多角度分析噪聲多方位、多角度分析噪聲 認識噪聲，認識噪聲， 尋找信號與噪聲的差異，尋找信號與噪聲的差異， 期望最大限度地壓制噪聲，期望最大限度地壓制噪聲， 提高信噪比。提高信噪比。 2. 噪聲分類噪聲分類 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關

8、系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系每炮道數(shù)分布：900 720 600 400道 全區(qū)檢波點高程分帶圖全區(qū)檢波點高程分帶圖炮記錄炮檢距分布CMP炮檢距分布檢波點位置（高程）CMP覆蓋次數(shù)CMP方位角炮點位置（高程）多次波炮集全區(qū)資料中噪聲分布規(guī)律：不正常道分布區(qū)域不正常道分布區(qū)域多次波嚴重區(qū)域多次波嚴重區(qū)域多次波分布區(qū)域多次波分布區(qū)域規(guī)則干擾分布區(qū)域規(guī)則干擾分布區(qū)域其它噪聲

9、無規(guī)則分布其它噪聲無規(guī)則分布 環(huán)境噪聲、激發(fā)產生的噪聲與地環(huán)境噪聲、激發(fā)產生的噪聲與地表條件有密切的聯(lián)系。表條件有密切的聯(lián)系。 分析地震數(shù)據(jù)中的噪聲與近地表分析地震數(shù)據(jù)中的噪聲與近地表特征的關系有助于全面了解數(shù)據(jù)中噪特征的關系有助于全面了解數(shù)據(jù)中噪聲的分布規(guī)律和各種噪聲的特點，以聲的分布規(guī)律和各種噪聲的特點，以便采取適當?shù)拇胧褐圃肼?。便采取適當?shù)拇胧?、壓制噪聲?3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、

10、噪聲分析方法、噪聲分析方法 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.23、噪聲分析方法、噪聲分析方法 山地資料共炮集記錄山地資料共炮集記錄炮集近排列 不正常道不正常道高頻噪聲高頻噪聲沙丘下原始共檢點集沙丘下原始共檢點集沙丘上原始共檢點集沙丘上原始共檢點集3、噪聲分析方法、噪聲分析方法在共檢點集上，在共檢點集上，干擾波具有明干擾波具有明顯的線性規(guī)律。顯的線性規(guī)律?？梢栽诠矙z點集上可以在共檢點集上有效地壓制線性干擾有效地壓制線性干擾3、噪聲分析方法、噪聲分析方法沙漠地區(qū)共檢波點記錄沙漠地區(qū)共檢波點記錄（1）靜校正問題分析）靜校正問題分析

11、炮集炮集（2）噪聲分析）噪聲分析野值大值野值大值沙漠地區(qū)共炮檢距剖面沙漠地區(qū)共炮檢距剖面3、噪聲分析方法、噪聲分析方法X100X1100X35003、噪聲分析方法、噪聲分析方法 山地資料共炮檢距記錄山地資料共炮檢距記錄X660X1260X1860X2460X3060X3660山地資料不同炮檢距剖面山地資料不同炮檢距剖面3、噪聲分析方法、噪聲分析方法CMP gathersCMP gathersCMP gathersCMP集多方位分析多方位分析數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法 從多種數(shù)據(jù)集上分析原始資料，能夠更從多種數(shù)據(jù)集上分析原始資料，能夠更全面地了解數(shù)據(jù)中各種波的分布規(guī)律

12、。認識全面地了解數(shù)據(jù)中各種波的分布規(guī)律。認識噪聲在不同數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)特征后，可以選噪聲在不同數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)特征后，可以選擇在某種數(shù)據(jù)集上壓制某種特定的噪聲，確擇在某種數(shù)據(jù)集上壓制某種特定的噪聲，確定疊前去噪流程，最大限度地壓制噪聲，提定疊前去噪流程，最大限度地壓制噪聲，提高疊前數(shù)據(jù)的信噪比。高疊前數(shù)據(jù)的信噪比。3.2 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.3 能量特征分析能量

13、特征分析能量分析方式能量分析方式 A-offsetA-TA-XA-surface繪制各種能量曲線顯示不同類型的數(shù)據(jù)集分析信號與噪聲的能量差異，在壓制噪聲后來選擇振幅補償方式及補償參數(shù)。3、噪聲分析方法、噪聲分析方法能量特征分析能量特征分析3.3山地資料炮點高程與野外校正量曲線山地資料炮點高程與野外校正量曲線715炮炮469炮炮339炮炮ACB3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3、噪聲分析方法、噪聲分析方法 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.

14、5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.4 頻率特征分析頻率特征分析頻率分析方式頻率分析方式 F-offsetF-TF-XF-surface分頻掃描 振幅譜FK譜 FX譜時頻分析3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.43、噪聲分析方法、噪聲分析方法山地資料單炮記錄分頻掃描（局部）山地資料單炮記錄分頻掃描（局部）分頻掃描(sw20) 10-55Hz頻譜分析頻譜分析 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析

15、自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法 3.5 自相關特征分析自相關特征分析3、噪聲分析方法、噪聲分析方法地震數(shù)據(jù)統(tǒng)計自相關參數(shù)的求取方法地震數(shù)據(jù)統(tǒng)計自相關參數(shù)的求取方法自相關函數(shù)的計算自相關函數(shù)的計算 nnnxxxxr fxfxfxfRxx2設單道地震記錄設單道地震記錄 能量有限，它的自相關函數(shù)為能量有限，它的自相關函數(shù)為：nx由信號在時、頻域的表示關系可知：由信號在時、頻域的表示關系可知：記錄的功率譜記錄的功率譜 就是自相關函數(shù)的頻譜。就是自相關函數(shù)的頻譜。由于振幅譜相同而相位譜不同的信號具有相同的自相關函數(shù)，由于振幅譜相同而相位譜不同的信號具有相同的自

16、相關函數(shù)，這樣，對一個特定的數(shù)據(jù)集而言，可以不考慮反射波的道間這樣，對一個特定的數(shù)據(jù)集而言，可以不考慮反射波的道間時差，而在一個時窗內求取統(tǒng)計自相關函數(shù)。時差，而在一個時窗內求取統(tǒng)計自相關函數(shù)。 2fx 自相關特征分析自相關特征分析3.5統(tǒng)計自相關函數(shù)的計算統(tǒng)計自相關函數(shù)的計算為了保證統(tǒng)計結果的穩(wěn)健性，程序中首先對一個數(shù)據(jù)集為了保證統(tǒng)計結果的穩(wěn)健性，程序中首先對一個數(shù)據(jù)集內的自相關函數(shù)值進行排序，取一定長度的中值或加權內的自相關函數(shù)值進行排序，取一定長度的中值或加權中值疊加作為最終的統(tǒng)計結果。避免異常噪聲對統(tǒng)計結中值疊加作為最終的統(tǒng)計結果。避免異常噪聲對統(tǒng)計結果的影響。果的影響。 等權處理等權

17、處理中值處理中值處理 mjLLiijjimjxxxxmrmrjj122,111 自相關特征分析自相關特征分析3.5統(tǒng)計自相關函數(shù)的特征參數(shù)的提?。航y(tǒng)計自相關函數(shù)的特征參數(shù)的提?。?主極值主極值r r0 0 次極值次極值r r1 1 再次極值再次極值r r2 2 第一過零點時間第一過零點時間 第二過零點時間第二過零點時間 第三過零點時間第三過零點時間 合理計算合理計算 23312211022011002TTTrrArrArA123 自相關特征分析自相關特征分析3.5 一段實際地震記錄一段實際地震記錄t(ms)Axxr(ms)1自相關函數(shù)自相關函數(shù) xxr1自相關特征參數(shù)示意圖自相關特征參數(shù)示意圖

18、r0r1r212323312211022011002TTTrrArrArA物理意義：物理意義：A0 A0 能量特征能量特征 A1 A2 A1 A2 波形特征波形特征 T 1 T 1 頻率特征頻率特征 T2 T3 T2 T3 波形特征波形特征1.0(ms)（4）能量分析）能量分析 檢波點統(tǒng)計自相關能量橫向變化大 檢波點高程曲線檢波點高程曲線沙漠地區(qū)檢波點統(tǒng)計自相關函數(shù)沙漠地區(qū)檢波點統(tǒng)計自相關函數(shù)自相關參數(shù)自相關參數(shù)A0A0曲線曲線自相關參數(shù)自相關參數(shù)T1T1曲線曲線沙漠地區(qū)地表高程曲線沙漠地區(qū)地表高程曲線3、噪聲分析方法、噪聲分析方法山地資料單炮記錄局部放大局部放大3、噪聲分析方法、噪聲分析方法

19、山地資料單炮記錄局部放大局部放大3、噪聲分析方法、噪聲分析方法炮集統(tǒng)計自相關函數(shù)炮集統(tǒng)計自相關函數(shù)3、噪聲分析方法、噪聲分析方法山區(qū)資料炮集統(tǒng)計自相關函數(shù)特征曲線山區(qū)資料炮集統(tǒng)計自相關函數(shù)特征曲線高程曲線高程曲線 炮集統(tǒng)計分析炮集統(tǒng)計分析 檢波點統(tǒng)計分析檢波點統(tǒng)計分析 炮檢距集統(tǒng)計分析炮檢距集統(tǒng)計分析 地表條件的變化、野外采集因素的變化地表條件的變化、野外采集因素的變化等多種因素的影響使得我們獲得的地震數(shù)據(jù)等多種因素的影響使得我們獲得的地震數(shù)據(jù)（無論是信號還是噪聲）在橫向上的波形、（無論是信號還是噪聲）在橫向上的波形、頻率和能量有較大的差異，通過自相關特征頻率和能量有較大的差異，通過自相關特征

20、分析可以進一步認識這些變化的原因及與地分析可以進一步認識這些變化的原因及與地表特征的關系。表特征的關系。 自相關特征分析自相關特征分析3.5 3.1 噪聲分布與近地表特征關系噪聲分布與近地表特征關系 3.2 數(shù)據(jù)多域顯示數(shù)據(jù)多域顯示 3.3 能量特征分析能量特征分析 3.4 頻率特征分析頻率特征分析 3.5 自相關特征分析自相關特征分析 3.6 可視化顯示可視化顯示3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.6 可視化顯示可視化顯示 BALCHBALCH（19711971）：）： “ “ 記錄在標準測線上的總信息記錄在標準測線上的總信息量是巨大的，按照一種能理解的方量是巨大的，按照一種能理解的方式向用戶顯示這全部信息，實際上式向用戶顯示這全部信息，實際上是不可能的是不可能的”。 3 3DV DV 是一種新型的軟件顯示工具，是一種新型的軟件顯示工具， 為數(shù)據(jù)的多方位分析提供了可能。為數(shù)據(jù)的多方位分析提供了可能。 3 3DVDV采用了旋轉、伸縮、切割等靈采用了旋轉、伸縮、切割等靈活的顯示方式，允許分析人員觀察到活的顯示方式，允許分析人員觀察到數(shù)據(jù)體的內部。色彩的搭配、色調、數(shù)據(jù)體的內部。色彩的搭配、色調、飽和度、濃度和透明度等因素的調整飽和度、濃度和透明度等因素的調整有助于我們認識地震數(shù)據(jù)體中的各種有助于我們認識地震數(shù)據(jù)體中的各種特性。特性。3、噪聲分析方法、噪聲分析方法3.6