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摘要：介绍了地震勘探中噪音的种类和特点，集中阐述了反射法地震勘探噪声消除技术噪音去除的具体方法和分类，并且对反射法地震勘探噪声消除技术的应用进行了科学的探究，给反射法地震勘探噪声消除技术的应用分析带来了先进的积极意义。
关键词：反射法地震勘探 噪音消除 应用分析
中图分类号： O422.8 文献标识码： A 文章编号：
1、前言
随着社会的高速发展, 新型的科学技术正在不断的被开发，带来了新方法的引进与应用, 大大提高了地球物理学研究工作取得第一性资料的效率及资料的质量。而从近年的SEG年会的实际情况来说，地震处理技术已经成为了地球物理学最受关注的主题之一，特别是其中的多次波处理技术的研究基本上已经成为单独的主题，受到广大学者和其他人员的对它热力探讨和对它应用的大力分析。作为地震资料处理环节的重要部分，在提高地震资料信噪比方面的去噪技术正在不断的得到完善和发展。本文通过对噪音消除技术核心内容的科学探究，结合各种噪音的特点，谈一谈反射法地震勘探噪声消除技术的应用。
2、噪音的特性
在反射法地震勘探的工作进行中，地震噪声主要包括除了一次反射波以外的其它任何地震能量。从噪声的数据特征方面上来看，主要把地震噪声分为规则噪声和随机噪声两种。其中规则噪声具有特别明显的运动学特征；而随机噪声则非常常见，尤其是在高频部分它就是最主要的噪声，这也是高分辨率的主要难点和重点。规则噪音主要分为声波、面波、浅层折射波、次生干扰波、50Hz交流电干扰波和多次波六种；而随机噪音主要分为风吹草动及人的噪音、井中激发的微震干扰、大气电离层的噪音和仪器噪音四个方面。
3、反射法地震勘探噪声消除技术的应用
反射法地震勘探噪声消除技术的应用主要体现在其应用过程中对于不同噪音消除技术的运用，只有了解了每一种噪音消除技术的内容和特点，才能在具体应用中科学合理的选择每一种技术。下面从噪音消除技术在方法分类上的两方面来谈谈反射法地震勘探噪声消除技术的应用。
3.1 利用有用信号和噪声的频率成分不同
频率滤波是目前使用最广泛应用的去噪方法，常见的频率滤波器类型主要有以下几种。
第一，高通( 低截) 滤波器。这种滤波器经常用来压制面波方面，其主要因为面波的频率一般在30 Hz 以下，所以部分的频率能够和有效波基本分离。但是因为频率滤波的完成主要是在单道数据上，不会受到静校正时差方面的限制，同时受假频干扰比较小，因此在一些地质条件好的区域，尤其是主要干扰能量位于低频端的低频面波干扰区域，此方法效果明显。但这种方法也存在着面波和有效波的频率成分不能完全分离的缺点，所以，高通滤波器不可能完全消除面波。同时有效波相应频率成分也会得到衰减。而因为低截频率两侧的有效波振幅之间的差异比较大，在面波存在的时间区域内经常利用特定的低截高通器来滤波的。
第二，低通( 高截) 滤波器。它主要用来压制除了效波频带之外的高频干扰，并且在使用这种滤波器来压制高频噪声之前，一定要先调查分析原始资料频率分布情况，以便于确认高频成分中很少包含有效波频率成分，在这之后才能采用此滤波器。
第三，陷频滤波器。它主要用来压制某一固定频率的干扰，方法简单方便，并且压制效果也比较好。但是在压制干扰的同时，也很容易使地震有效波頻率成分中的某一特定频率受到压制。所以，它主要用在某些记录或某些干扰道中，以尽可能的避免其对有效波频率的影响。尤其是在压制50 Hz 工业电干扰方面，它不仅克服了频率域陷波滤波器压制50Hz 工业电干扰的缺点，而且只有效的压制强单频干扰，不会对有效波造成损害。
3.2 利用有用信号和噪声的振幅不同
根据有效信号和噪声的不同振幅幅值来设计压制噪声的方法，其主要包括以下几个方面。
第一，整道或区域切除或振幅衰减。它是一种较为原始的压制方法.，主要分为两种：一是将有干扰的道作充零处理，进而完全切除该道的能量；二是对干扰区利用区域切除或区域振幅衰减的方法进行处理。虽然这种方法简单明了，并且具有很显著的效果，但是人工的工作量很大，并且也难以控制衰减量的大，导致切除的困难。此外，由于在时间域进行切除工作是一种不可逆的操作，所以在切除相干干扰工作的同时, 也切除了该区域的有效波，并且在后续工作中容易产生强尖脉冲，大大影响了后续处理效果。
第二，自动振幅统计判别衰减。根据地震波在纵向上和横向上传播规律和波的振幅级别对干扰波强振幅进行判别，然后把干扰波强振幅压制到有效波平均振幅水平。此种方法有很广阔的适用范围和很好的压制效果。它可以压制绝大部分的干扰波，但在压制噪声振幅的同时，也会压小噪声中包含的可能有效波成分的振幅。
第三，中值滤波。它是一种能有效抑制随机噪声的非线性信号处理技术，其主要是在同一采集样点时刻对动校正后道集中各道采样值大小进行整理，从而选择中等大小部分进行采样值叠加，去除极大值和极小值，以去除大值干扰的目的。此种方法对资料叠加次数的要求较高，并且要有准确的叠加速度，并且，在中值叠加方法进行中科学的降低叠加次数, 在某些时候可以达到更好的效果。
第四，CMP 叠加。它主要是利用动校正后一次反射信号的统计相似性特点来进行噪声能量的压制，进而使得信噪比大大提高。此方法对远道多次波压制的效果要远远大于近道多次波。主要采用加权叠加的方法来提高压制多次波的效果。最佳加权叠加法要用最小二乘方法来求解叠加各道的权系数，以达到最佳效果。而为了使权值达到最佳，必须要把水深的变化和沉积速度变化以及噪声抑制形式结合在一起，所以权值的变化一定要随空间和时间的改变而有相应的变化。一般来说，滤波器响应对于输入参数不是非常敏感，所以一般不需要重新设计。
第五，改变干扰波频率响应水平的方法。干扰波在其主要的频率范围内，在其响应方面要比有效波主要频带内强，从而导致了干扰频率和有效反射频率在响应方面的失调。如果把记录中这些干扰波的频率响应水平以有效波主要频率的响应水平为标准进行相应的调整，那么干扰波和有效波在记录中振幅强弱的方面也有了鲜明的主次关系。调整的方法主要是在相应的频率域中根据有效波频率响应进行谱均衡处理工。此种方法主要应用在有效波与干扰波振幅相差较大情况下，此时会有较好的应用效果。
4、结语
地震噪声有非常多的种类，因此它所产生的机制也必定非常复杂，导致了针对各个噪声特点设计的去噪方法也变得多种多样。这些去噪方法都是根据有用信号和噪声的特点来设计的，任何一种去噪方法都不能能够保证有用信号完全不受干扰，而且大部分的去噪方法都可以同时的去除好几种噪声，并不具有纯粹的单一性，都有其制约性和相对的优越性。所以，在进行地震资料处理的时候，针对去噪方法的适用范围和对象对其进行科学合理的选择，才是高分辨率地震勘探的工作重点所在。
5、参考文献
[1] 夏洪瑞,朱海波,邹少峰,刘燕峰,常磊. 山前带地震资料噪声消除中存在的问题与对策[J]. 石油物探,2012,06:562-569+535.
[2] 姜弢,林君,贾海青,徐学纯,葛利华,黄大年,陈祖斌,张林行. 基于接收阵列的时域地震波束形成方法[J]. 地球物理学报,2012,12:4277-4287.
[3] 胡国泽,滕吉文,皮娇龙,王伟,乔勇虎. 井下槽波地震勘探——预防煤矿灾害的一种地球物理方法[J]. 地球物理学进展,2013,01:439-451.
[4] 霍浩,查树贵,谢先梅,彭国斌. 转换波地震资料处理技术的应用条件分析[J]. 江汉石油科技,2008,03:12-14+24.
[5] 王典,刘财,刘洋,王培茂,许卓. 反射法地震勘探噪声消除技术研究[J]. 地球物理学进展,2006,03:957-970.
关键词：反射法地震勘探 噪音消除 应用分析
中图分类号： O422.8 文献标识码： A 文章编号：
1、前言
随着社会的高速发展, 新型的科学技术正在不断的被开发，带来了新方法的引进与应用, 大大提高了地球物理学研究工作取得第一性资料的效率及资料的质量。而从近年的SEG年会的实际情况来说，地震处理技术已经成为了地球物理学最受关注的主题之一，特别是其中的多次波处理技术的研究基本上已经成为单独的主题，受到广大学者和其他人员的对它热力探讨和对它应用的大力分析。作为地震资料处理环节的重要部分，在提高地震资料信噪比方面的去噪技术正在不断的得到完善和发展。本文通过对噪音消除技术核心内容的科学探究，结合各种噪音的特点，谈一谈反射法地震勘探噪声消除技术的应用。
2、噪音的特性
在反射法地震勘探的工作进行中，地震噪声主要包括除了一次反射波以外的其它任何地震能量。从噪声的数据特征方面上来看，主要把地震噪声分为规则噪声和随机噪声两种。其中规则噪声具有特别明显的运动学特征；而随机噪声则非常常见，尤其是在高频部分它就是最主要的噪声，这也是高分辨率的主要难点和重点。规则噪音主要分为声波、面波、浅层折射波、次生干扰波、50Hz交流电干扰波和多次波六种；而随机噪音主要分为风吹草动及人的噪音、井中激发的微震干扰、大气电离层的噪音和仪器噪音四个方面。
3、反射法地震勘探噪声消除技术的应用
反射法地震勘探噪声消除技术的应用主要体现在其应用过程中对于不同噪音消除技术的运用，只有了解了每一种噪音消除技术的内容和特点，才能在具体应用中科学合理的选择每一种技术。下面从噪音消除技术在方法分类上的两方面来谈谈反射法地震勘探噪声消除技术的应用。
3.1 利用有用信号和噪声的频率成分不同
频率滤波是目前使用最广泛应用的去噪方法，常见的频率滤波器类型主要有以下几种。
第一，高通( 低截) 滤波器。这种滤波器经常用来压制面波方面，其主要因为面波的频率一般在30 Hz 以下，所以部分的频率能够和有效波基本分离。但是因为频率滤波的完成主要是在单道数据上，不会受到静校正时差方面的限制，同时受假频干扰比较小，因此在一些地质条件好的区域，尤其是主要干扰能量位于低频端的低频面波干扰区域，此方法效果明显。但这种方法也存在着面波和有效波的频率成分不能完全分离的缺点，所以，高通滤波器不可能完全消除面波。同时有效波相应频率成分也会得到衰减。而因为低截频率两侧的有效波振幅之间的差异比较大，在面波存在的时间区域内经常利用特定的低截高通器来滤波的。
第二，低通( 高截) 滤波器。它主要用来压制除了效波频带之外的高频干扰，并且在使用这种滤波器来压制高频噪声之前，一定要先调查分析原始资料频率分布情况，以便于确认高频成分中很少包含有效波频率成分，在这之后才能采用此滤波器。
第三，陷频滤波器。它主要用来压制某一固定频率的干扰，方法简单方便，并且压制效果也比较好。但是在压制干扰的同时，也很容易使地震有效波頻率成分中的某一特定频率受到压制。所以，它主要用在某些记录或某些干扰道中，以尽可能的避免其对有效波频率的影响。尤其是在压制50 Hz 工业电干扰方面，它不仅克服了频率域陷波滤波器压制50Hz 工业电干扰的缺点，而且只有效的压制强单频干扰，不会对有效波造成损害。
3.2 利用有用信号和噪声的振幅不同
根据有效信号和噪声的不同振幅幅值来设计压制噪声的方法，其主要包括以下几个方面。
第一，整道或区域切除或振幅衰减。它是一种较为原始的压制方法.，主要分为两种：一是将有干扰的道作充零处理，进而完全切除该道的能量；二是对干扰区利用区域切除或区域振幅衰减的方法进行处理。虽然这种方法简单明了，并且具有很显著的效果，但是人工的工作量很大，并且也难以控制衰减量的大，导致切除的困难。此外，由于在时间域进行切除工作是一种不可逆的操作，所以在切除相干干扰工作的同时, 也切除了该区域的有效波，并且在后续工作中容易产生强尖脉冲，大大影响了后续处理效果。
第二，自动振幅统计判别衰减。根据地震波在纵向上和横向上传播规律和波的振幅级别对干扰波强振幅进行判别，然后把干扰波强振幅压制到有效波平均振幅水平。此种方法有很广阔的适用范围和很好的压制效果。它可以压制绝大部分的干扰波，但在压制噪声振幅的同时，也会压小噪声中包含的可能有效波成分的振幅。
第三，中值滤波。它是一种能有效抑制随机噪声的非线性信号处理技术，其主要是在同一采集样点时刻对动校正后道集中各道采样值大小进行整理，从而选择中等大小部分进行采样值叠加，去除极大值和极小值，以去除大值干扰的目的。此种方法对资料叠加次数的要求较高，并且要有准确的叠加速度，并且，在中值叠加方法进行中科学的降低叠加次数, 在某些时候可以达到更好的效果。
第四，CMP 叠加。它主要是利用动校正后一次反射信号的统计相似性特点来进行噪声能量的压制，进而使得信噪比大大提高。此方法对远道多次波压制的效果要远远大于近道多次波。主要采用加权叠加的方法来提高压制多次波的效果。最佳加权叠加法要用最小二乘方法来求解叠加各道的权系数，以达到最佳效果。而为了使权值达到最佳，必须要把水深的变化和沉积速度变化以及噪声抑制形式结合在一起，所以权值的变化一定要随空间和时间的改变而有相应的变化。一般来说，滤波器响应对于输入参数不是非常敏感，所以一般不需要重新设计。
第五，改变干扰波频率响应水平的方法。干扰波在其主要的频率范围内，在其响应方面要比有效波主要频带内强，从而导致了干扰频率和有效反射频率在响应方面的失调。如果把记录中这些干扰波的频率响应水平以有效波主要频率的响应水平为标准进行相应的调整，那么干扰波和有效波在记录中振幅强弱的方面也有了鲜明的主次关系。调整的方法主要是在相应的频率域中根据有效波频率响应进行谱均衡处理工。此种方法主要应用在有效波与干扰波振幅相差较大情况下，此时会有较好的应用效果。
4、结语
地震噪声有非常多的种类，因此它所产生的机制也必定非常复杂，导致了针对各个噪声特点设计的去噪方法也变得多种多样。这些去噪方法都是根据有用信号和噪声的特点来设计的，任何一种去噪方法都不能能够保证有用信号完全不受干扰，而且大部分的去噪方法都可以同时的去除好几种噪声，并不具有纯粹的单一性，都有其制约性和相对的优越性。所以，在进行地震资料处理的时候，针对去噪方法的适用范围和对象对其进行科学合理的选择，才是高分辨率地震勘探的工作重点所在。
5、参考文献
[1] 夏洪瑞,朱海波,邹少峰,刘燕峰,常磊. 山前带地震资料噪声消除中存在的问题与对策[J]. 石油物探,2012,06:562-569+535.
[2] 姜弢,林君,贾海青,徐学纯,葛利华,黄大年,陈祖斌,张林行. 基于接收阵列的时域地震波束形成方法[J]. 地球物理学报,2012,12:4277-4287.
[3] 胡国泽,滕吉文,皮娇龙,王伟,乔勇虎. 井下槽波地震勘探——预防煤矿灾害的一种地球物理方法[J]. 地球物理学进展,2013,01:439-451.
[4] 霍浩,查树贵,谢先梅,彭国斌. 转换波地震资料处理技术的应用条件分析[J]. 江汉石油科技,2008,03:12-14+24.
[5] 王典,刘财,刘洋,王培茂,许卓. 反射法地震勘探噪声消除技术研究[J]. 地球物理学进展,2006,03:957-970.