强面波干扰的重心迹变换压制方法研究

随着野外施工所处地面地质条件越来越复杂，提高地震资料品质越来越困难，面波特别是强面波干扰已成为油气精细地震勘探技术的主要障碍之一。国内外现有的消减面波技术包括f-k域滤波、tau-p变换技术、小波变换结合其它技术等手段对于强面波、面波的复杂变化、面波与有效同相轴相交部位等经常出现的问题都难以解决。本申请项目以消减强面波干扰有效保护有效同相轴为目标，以迹变换理论为指导，对面波干扰采取"先扬后抑"的思路，建立一种重心迹变换消减面波的滤波技术。该项技术利用面波信息的近似线性波列特点，用迹变换理论的不变泛函和位移敏感泛函建立波场不同位置的重心距函数和迹线的权函数。通过重心迹变换，在迹变换域把面波能量放大，借助阈值消除面波信息，再经反变换得到滤波结果。预计该消减面波技术的成功研制，将会对油气地震勘探技术的新发展将起重要的支撑作用。

本项目针对以往强面波、复杂面波消减以及面波与有效同相轴相交部位处理等方面的不足而展开研究，将消减强面波并同时完好保护有效同相轴作为最终目标，建立基于Trace变换理论的重心迹变换消减强面波的滤波技术。该项技术利用面波信息的近似线性波列特点，用Trace变换理论建立波场不同位置的重心迹函数，并以此组构相应的权函数，通过重心迹变换把面波信息放大，借助阈值消除面波信息，再经反变换得到滤波结果。通过大量严密的理论探讨和实际验算，本项目得到一组极为可贵的学术结果。（1）基于Trace变换理论，建立了用于消减强地震勘探面波的重心迹变换滤波算法，即利用面波同相轴与反射波同相轴、随机噪声的区别，设法先加强面波，增大面波与其它波场信息的差别，再设置阈值消减面波。其中重心迹变换对的构造、加强面波的权值是重心迹变换滤波算法的几个关键要素。（2）定性定量分析了Trace变换本身的迹线采样间隔、重心迹变换滤波阈值等重要参数对滤波结果的影响。对于人工合成地震记录，通过参数优选的重心迹变换滤波算法与Radon、F-K及小波算法相比，其结果在峰谷值、主频、相关性、信噪比等统计特性方面均有极为明显的提高，尤其更善于处理强面波与反射信号相交的情况。（3）对于带有随机噪声的强面波消减问题，重心迹变换除了能够更彻底的消减面波，对随机噪声也有一定的消减效果。这与Trace变换原理本身有一定相关性，也是其它消减面波的传统方法所达不到的。（4）通过Trace变换提取地震记录的三重特征量来表征地震记录的纹理特性，建立描述滤波算法有效性的多角度方法，也是本项目的首创。（5）项目所建立的方法技术已在实际地震勘探记录消减强面波工作中得到验证，并在国外重要期刊发表，相信对今后油气地震勘探技术的新发展将起重要的作用。