摘要：苏里格地区地震资料在中深层普遍发育有多组多次波和类双曲线形干扰波，严重影响叠前反演及叠前偏移的精度。为了能取得多次波衰减的理想效果，文中对不同多次波衰减方法进行了原理分析及应用对比研究。结果表明聚束滤波法在不损害一次波的前提下能对多次波进行有效压制，文中重点对该方法在苏里格地区的应用效果进行了展示及分析。

　　关键词：多次波， 聚束滤波，苏里格地区，干扰波

　　引言

　　苏里格地区地震资料在中深层普遍发育有多组多次波和类双曲线形干扰波，严重影响叠前反演及叠前偏移的精度。如果不对多次波进行有效的衰减，得到的处理结果会很大程度影响解释人员对地质结构的认识，甚至于带来错误的解释结果。因此多次波的有效衰减一直是该区地震资料处理中的一个重点，同时也是难点。

　　不同方法的效果分析

　　根据一次波和多次波的动校正差异, 通常可用预测反褶积、f-k域滤波、Radon 滤波、域反褶积等方法来消除多次波, 但这些方法都有一些不足。当参数选取比较合理时, 预测反褶积对压制短周期的多次波有较好效果, 但对长周期的多次波却无能为力。f-k域滤波、Radon滤波、域反褶积等都是时差滤波法, 可利用一次波与多次波的速度差异而产生动校时差将其分开, 这对于有较大时差的大炮检距道效果较好, 但对于时差较小的小炮检距道, 多次波和一次波却难以分离。因此，时差滤波法得到的结果是，要么不能真正有效地进行多去次波消除，要么就会在消除多次波的同时在一定程度上损伤了有效信号。

　　近几年来，国内由胡天跃等(2000) 详细讨论了聚束滤波方法原理，并将该方法应用于地震资料处理中取得了很好的效果。该方法在苏里格地区的地震资料处理中的应用效果比其他的多次波衰减方法更为理想。聚束滤波方法在信号处理领域已有很长的发展史。Shumw ay 和Dean (1968) 给出了最小方差、无偏(MVU ) 聚束滤波方法的统计学基础。Cox 等人(1987) 曾系统地论述了聚束滤波方法。W h ite 应用MVU 聚束滤波方法从勘探资料中提取一次反射信号。

　　聚束滤波方法与Radon 变换方法类似, 是一种包括信号和相关噪声的模型拟合的处理方法。它根据数据来调整模型, 使聚束滤波模型能够考虑振幅和相位随炮检距的变化(AVO 和PVO ) 及大炮检距处因切除直达波和折射波造成的记录道损失。因而, 聚束滤波方法特别有利于避免畸变，如图1。

　　图1 CMP道集(左)、Radon变换方法(中)与自适应聚束滤波方法(右)对比

　　为了有效压制多次波和类双曲线形干扰波，同时又不伤害有效信号，通过多种多次波压制方法对比试验，最后我们采用聚束滤波的办法来压制多次波。

　　聚束滤波方法原理

　　聚束滤波是一种多道滤波方法, 它能在输出噪声能量为最小的前提下, 提取无畸变的信号。自适应聚束滤波方法在提取信号的过程中, 可估计出信号和噪声的特性。为了将一次波和相关噪声分开, 聚束滤波中的数据模型x可由信号s, 相关噪声v 和随机噪声u 表述为

　　x = Bp + Cv + u　 　(1)

　　式(1) 中,

　　其中,,和,以及，和分别是第个有效信号，以及第个相关噪音在第道上的振幅、相位和时间延迟。

　　聚束滤波方法的基本设计准则是最小方差和无偏, 即必须满足无信号(一次波) 畸变和输出噪声能量为最小等两个条件。对于消除相关噪声的聚束滤波方法, 其约束条件是: ①相关噪声(多次波)的零(或最小)响应;②控制随机噪声的增益。这个多约束问题的解或滤波器是

　　H = G(AHQ-1A ) -1AHQ-1 　(2)

　　其中: G= ( I , 0)，I是一个单位矩阵，0是一个零矩;A= (B , C); Q = E [ uu ]H , E [ ]表示估计值。如果随机噪声是正态分布的、且在每道能量相同, 即Q= I , 那么信号可由下式估计出

　　P=G(AHA)-1AHX　　 (3)

　　聚束滤波法的应用效果

　　在该工区，应用聚束滤波法去多次和类双曲线，效果很明显。其他方法在压制次波时，CMP从道集上看有一定的效果，但是通过叠前偏移后CRP道集上则几乎看不到效果，这并不能满足项目需要。因此，不但要在CMP上效果好，更重要的是在CRP上要见到效果。图2苏里格地区某测线多次波压制前后的速度谱和大道集对比图，从图上可见多次波压制之后速度谱上的一次波能量更加集中了，从大道集上也能清楚看到压制前未较平的多次波得到有效压制，同时一次波的成像更好了。图3中的测线叠加剖面对比图也说明了这一点。

　　图2 多次波压制前后的速度普和大道集对比，左为压制前，右为压制后

　　图3 多次波压制前后叠加剖面对比图，上为压制前，下为压制后

　　另外，从叠前CRP道集和剩余均方根速度谱上也能的明显地看出聚束滤波法对该区多次波的压制效果明显。图4为多次波压制前后的叠前CRP道集和剩余均方根速度谱对比，压制后的CRP道集上的多次波能量得到明显的削弱，同时剩余速度谱能量也相对集中了。

　　图4 多次波压制前后CRP道集和剩余速度谱对比图，左为压制前，右为压制后

　　结 论

　　通过对不同多次波衰减方法的原理及在苏里格地区地震资料中的应用效果对比分析，可以看出聚束滤波法在该区应用效果较其它方法更加明显。聚束滤波法在进行多次波衰减时能有效的避免对一次波能量的损害，该区资料进去多次波衰减之后，为叠前偏移提供了高质量的道集，同时也很大程度上提高了叠加剖面的成像效果。

　　参考文献

　　[1]　胡天跃, 王润秋,W h ite R E. 地震资料处理中的聚束滤波方法. 地球物理学报, 2000, 105～ 115。

　　[2] 胡天跃，王润秋,温书亮。 聚束滤波法消除海上地震资料的多次波。 石油地球物理勘探，2002，18～ 23。

　　[3] 洪菲，胡天跃，张文坡，刘东奇。用优化聚束滤波方法消除低信噪比地震资料中的多次。地球物理学报， 2004，1106～1110。

　　[4] Hong Fei and Hu Tianyue Beamforming with the Generalized Sidelobe Canceller for Coherent Noise Attenuation in 3D Seismic Data。APPLIED GEOPHYSICS, Vol.1, No.1(July 2004)，14～19。