基于S 变换时频域极化滤波的面波压制方法研究.PDF

2013 年 9 月 APPLIED GEOPHYSICS （应用地球物理） 第 10 卷，第 3 期 基于S变换时频域极化滤波的面波压制方法研究//Ground roll attenuation using a time-frequency dependent polarization fi lter based on the S transform, APPLIED GEOPHYSICS, 2013, 10(3), P. 279-294. DOI:10.1007/s11770-013-0383-3 基于 S 变换时频域极化滤波的面波压制方法 研究 1♦ 1 2 3 谭玉阳 ，何川 ，王艳冬 ，赵忠 （1. 北京大学地球与空间科学学院石油与天然气研究中心，北京 100871；2. 中 国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛 266555 ；3. 中石化地球物 理公司胜利分公司，山东东营 257086 ） 摘要：针对地震记录中的面波通常与体波在初至到时、频率成分以及极化特征方 面存在明显差异，而单纯的时间域或者频率域极化滤波方法又无法同时考虑到这 些要素，本文提出了一种基于 S 变换时频域极化滤波的面波压制方法。该方法通 过利用多分量地震数据的 S 变换复系数计算得到多种能够表征数据极化特征的参 数，并利用这些极化属性参数来构造滤波器函数。本文选用 S 变换来设计该极化 滤波器是由于它所采用的高斯窗函数的宽度与频率成反比，能够保证每一频率成 分所对应的时窗内均包含相同数目的谐波周期，因此，利用 S 变换可以更加准确 地计算出时频域内每一点的局部极化属性。合成数据以及实际数据的处理结果表 明本文提出的方法不仅能够有效压制面波，同时还能较好地保护体波。 关键词：面波，S 变换，谱矩阵，极化属性，极化滤波器 引言 的面波压制方法主要包括使用震源-检波器组 合、叠加组合方法以及频率域、f-k 域、τ-p 域或 小波变换域内的滤波方法等(De Meersman and 地震勘探中的面波产生于地表附近的低速 Kendall, 2005)。然而，这些方法中有些可能无法 带，具有低速、低频、强振幅以及频散等特征。 有效地压制面波，有些则可能在压制面波的同时 在地震记录上，面波通常被认为是最主要的干扰 对体波造成了一定程度的破坏，因此，我们仍然 波之一，它能够掩盖某些来自深层的有效反射 需要研究其它更为有效的面波压制方法。 波，并使地震记录的信噪比降低，给后续的处理 众所周知，由于面波表现出椭圆极化的特征 和解释带来困难。如果面波得不到有效地压制， 而体波基本上是呈线性极化的，因此，可以利用 它会严重影响到速度分析以及转换波处理过程 二者在极化特征上的不同将面波从地震记录中 中 S 波静校正量的计算(Chen e