CN104570115B - 一种面波衰减方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面波衰减方法及装置。本发明是根据面波和反射波在空间分布范围、以及能量等方面的差异，利用面波频散和线性分布的特征，在面波最大视速度的约束下，用几条射线形成多个倾角模拟面波在炮集记录上形成的多个倾角，然后通过不同射线上面波能量的差异去辨别是否存在面波，如果存在面波就采用径向中值滤波技术进行面波压制的一种方法。该方法及装置不但能衰减面波，提高地震数据信噪比和分辨率，还能更好地保护面波频带范围内的有效信号。

Description

一种面波衰减方法及装置

技术领域

本发明涉及地震数据处理领域，特别涉及一种面波衰减方法及装置。

背景技术

在对地层蕴藏的石油天然气资源（后续简称为“油气资源”）进行开发之前，需要对地层进行勘测以测定是否存在油气资源。地震勘探是勘测地层中是否存在油气资源的重要手段。

目前在地震勘探中，主要采用反射波勘探技术。反射波勘探技术的过程包括地震数据采集、地震数据处理和地震资料解释三个阶段。第一个阶段是地震数据的采集，其主要是在油气勘探的区域，布置二维或三维测线，使用炸药震源或可控震源激发地震波，在测线上等间距布置多个检波器来接收地震波信号，以等时间间隔离散采样地震数据，并以数字形式收集记录。其中，收集的地震数据除了包含反射的有效信号之外，还包括面波。该面波是沿地表传播，能量较强，且具备一定规则性的干扰波，属于噪声。第二阶段是地震数据处理，其主要任务是利用计算机和软件加工处理第一阶段中采集的地震数据，将地震数据处理成能够反映地下构造的地震剖面图和能够反映地下岩性变化的地震波振幅、频率和传播速度等信息。其中包括对第一阶段采集的地震数据中的面波衰减处理，目的是压制面波噪声，提高地震数据信噪比。第三个阶段是地震资料解释，其主要任务是分析解释第二阶段中的地震数据处理所得到的资料，确定地下岩层的产状和构造关系，找出有利的含有油气资源的目标，提供钻井位置。

所述的面波衰减处理，主要是根据面波频率以及面波出现在地震数据上的时间和空间位置，采用时间空间域约束的高通滤波方式进行衰减，达到提高地震数据信噪比的目的。现有技术中，采用高通滤波方式进行面波衰减时，其过程包括：第一步，接收采集到的地震数据，该地震数据包括有效信号和干扰面波；第二步，根据地震数据面波频率比较低，大部分分布在4HZ-18HZ，而有效信号频率一般分布在8HZ-150HZ的特点，设计一个高通滤波算子，将高通滤波算子以下的面波频率滤除，保留高通滤波算子以上的地震数据成分，达到面波衰减、提高地震数据信噪比的目的。

但是，由于面波频率分布和有效信号的频率分布存在交叉频率范围，而用高通滤波方式进行面波滤除时没有区分有效信号和面波，从而导致面波频带范围内的有效信号同样被滤除。而有效信号随面波一起被滤除，就会造成面波频带范围内的有效信号损失，同时使地震数据频带范围变窄，使地震数据的分辨率下降，导致地震数据不能够反映出损失的有效信号含有的地下构造和地下岩性变化的信息。

发明内容

本发明目的在于提供一种面波衰减方法，以在实现面波衰减的同时保留面波频带内的有效信号。

本发明的实现方法包括以下步骤：

S1：将采集的单道地震数据处理成地震数据中的单炮集记录；

S2：在单炮集记录上找到最小炮检距所对应的地震道中的第一个非零样点；

S3：根据单炮集记录上面波的分布估算出最大面波视速度V；

S4：将估算出的最大面波视速度V分成K等份，K为正自然数；

S5：选定V/K为第一面波视速度，根据第一面波视速度在单炮集记录上确定第一个非零样点处该单炮集记录左排列方向上的一条射线，沿这条射线计算出分布在这条射线上的地震数据样点的振幅值的和，取其绝对值记为绝对振幅值AMP1，采用上述同样的方法计算出第一个非零样点处该单炮集记录左排列方向上面波视速度为2V/K，3V/K，4V/K，…，V的绝对振幅值，分别记为AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK；

S6：找出K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK中的最小的绝对振幅值，分别计算出最小绝对振幅值与K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK的比值，分别记为R1，R2，…，RK；

设定一个门槛值M，0＜M≤1，如果比值R1，R2，…，RK不大于M则认为其所对应的面波视速度射线上存在面波；如果比值R1，R2，…，RK大于M就认为其对应的面波视速度射线上不存在面波；

S7：搜索出单炮集记录左排列方向上有面波存在的面波视速度射线上的所有样点振幅值的中值，将处于有面波存在的面波视速度射线上的所有样点的振幅值分别减去各面波视速度所对应的中值；

S8：从根据S2选定的第一个非零样点开始直到最小炮检距所对应的地震道上的最后一个数据样点，这些样点都重复S5，S6，S7；

S9：在S5中采用处理S2所述第一个非零样点处左排列方向上的数据的方法处理S2所述第一个非零样点处右排列方向上的数据，再按照S6，S7，S8继续处理所述第一个非零样点处右排列的数据。

上述所述的面波衰减方法，在S5中，在S2所述的第一个非零样点处分别计算出炮集记录左排列和右排列方向上各面波视速度射线上的样点振幅之和，取其绝对值，再按照S6，S7完成第一个非零样点处的左排列和右排列方向上数据的面波衰减，然后按照S8处理完最小炮检距所对应的地震道上最后一个数据样点左排列和右排列方向上数据的面波衰减。

上述所述的面波衰减方法，若S1中的采集形成的数据是多炮集记录，可以分别对每一单炮集地震数据进行面波衰减。

上述所述的面波衰减方法，其优选方案为，S4中的K值优选取值范围为:3≤K≤8。

上述所述的面波衰减方法，其优选方案为，K的最优取值为5。

上述所述的面波衰减方法，其优选方案为，在于，S8中只计算到最小炮检距所对应的地震道中最大样点的倒数第P个非零样点处，且N-10≤P＜N，P为正整数，N为最小炮检距所对应的地震道中最大的样点数。

上述所述的面波衰减方法，S2可以在S3和S4之后实施。

上述所述的面波衰减方法，其优选方案为，S6中的门槛值M取值范围为：0.3≤M≤0.7。

本发明提供一种使用本发明面波衰减方法的面波衰减装置，其特征在于，所述的面波衰减装置，包括数据处理模块，第一个非零样点计算模块，最大面波视速度估算模块，最大面波视速度等分模块，左右排列视速度振幅计算模块，视速度振幅比较模块，径向中值滤波模块，最小炮检距样点的判断、循环控制模块，左右排列样点的判断、循环控制模块；其中，

数据处理模块，用于将采集的地震数据处理成单炮集数据记录；

第一非零样点计算模块，用于计算单炮集记录上最小炮检距所对应地震道的第一个非零样点，并以该第一非零样点作为计算起点；

最大面波视速度估算模块，用于获取单炮集记录上的最大面波视速度；

最大面波视速度等分模块，用于将最大面波视速度等分成K份，K为正自然数；

左右排列视速度振幅计算模块，用于计算单炮集记录上面波视速度射线上样点振幅之和；

视速度振幅比较模块，用于找出含有面波存在的面波视速度；

径向中值滤波模块，用于衰减面波视速度上的面波；

最小炮检距样点的判断、循环控制模块，用于判断并控制计算完成最小炮检距所对应的地震道上的最后一个所需计算的非零样点的处理；

左右排列样点的判断、循环控制模块，用于判断控制计算完成单炮集记录上左排列和右排列方向上数据的处理。

上述所述的面波衰减装置，其优选方案为，所述径向中值滤波模块，包括：

中值计算模块、滤波模块；其中，

中值计算模块，用于计算得出各个面波视速度射线上所有样点振幅值的中值；

滤波模块，用于面波视速度射线上所有样点的振幅值减去其对应的中值。

本发明是根据面波和反射波在空间和频率分布范围、以及能量方面的差异，在面波最大视速度的约束下，用多条射线形成多个倾角模拟面波在炮集记录上由于频散和线性分布规律而形成的多个倾角，然后通过不同射线上面波的能量差异去辨别该倾角上是否存在面波，如果存在面波就采用径向中值滤波技术进行面波压制的一种方法。由于该方法处理的是面波在炮集记录上模拟形成的多个倾角数据，不需要滤除面波频带分布范围内的有效信号，所以该方法能衰减面波，达到面波衰减后提高地震数据信噪比和分辨率的同时，保护了面波频带内的有效信号的目的。

附图说明

图1是本发明实施例1中面波衰减前单炮集记录；

图2是本发明实施例1中使用高通滤波方法对图1数据面波衰减后的单炮集记录；

图3是本发明实施例1中使用本发明方法对图1数据面波衰减后的单炮集记录；

图4是地震数据采集测线布置示意图；

图5是本发明实施例2中面波衰减前多炮集记录；

图6是本发明实施例2中面波衰减后多炮集记录；

图7是本发明实施例1面波衰减的方法流程图；

图8是本发明实施例3面波衰减装置的模块结构示意图；

图9是本发明实施例3面波衰减中的径向中值滤波模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的第一个实施例是对采集的单炮集数据记录进行面波衰减的过程，图7示出了本发明的操作实施过程。其具体的实施过程包括以下处理步骤：

S1：采集单道地震数据，形成地震数据中的单炮集记录。

地震数据的采集方法主要是在油气勘探的区域，布置二维或三维测线，使用炸药震源或可控震源激发地震波，在测线上等间距布置多个检波器来接收地震波信号，以等时间间隔离散采样地震数据，并收集记录。图4示出了本发明实施例中在地面设置检波点检测地震波信号的俯视示意图。如图4所示，O点（与D8点重合）为炮点；D1到D13点代表检波点。如图4中所示，东西方向为第一方向，南北方向为第二方向。检波点D1、D4、D8、D12为第一方向的第一测线；检波点D2、D5、D9、D13为第一方向的第二测线；检波点D3、D4、D5、D6为第二方向的第一测线；检波点D7、D8、D9、D10为第二方向的第二测线；检波点D11、D12、D13、D14为第二方向的第三测线。在炮点上安置炸药震源或可控震源，作为地震波的激发点。在每个检波点上设置检波器，用于检测地震波。如图4所示，检波点设置在测线上，并且同一测线上的检波点为等距分布。

在地震数据采集记录中，每个检波点上记录的地震波数据称为地震道。一个检波点上的地震道为一个单道或一个道。沿某一测线上的检波器记录的一次地震或多次地震的地震道的集合称为炮集记录。激发一次地震（也称为单炮）后由某一测线上所布置的检波器记录的地震波的数据集合称为单炮集记录。多炮集记录是由多个单炮集记录在同一张地震数据上的并列显示，其面波衰减方法是对每个单炮集记录分别处理，实质上还是对单炮集记录进行处理。

本实施例步骤S1中，即是要采集单道地震数据，形成地震数据中的单炮集记录。

S2：在上述得到单炮集记录上找到最小炮检距并确定最小炮检距所对应的地震道，获得该地震道的第一个非零样点，并将该非零样点作为开始处理的第一个数据样点。

首先要确定最小炮检距所对应的地震道。炮检距是炮点到检波点的距离。最小炮检距即炮点到检波点的最小距离。例如图4中所示，O点为炮点，则D4、D7、D9、D12为距炮点O具有最小炮检距的检波点。相应地，检波点D4、D7、D9、D12的地震道为相对于炮点O具有最小炮检距的检波点所对应的地震道。

在上述得到的单炮集记录上找到最小炮检距，具体可以通过地震数据道头中的最小偏移距来找出最小炮检距。所述偏移距是震源激发点到检波点的距离。偏移距由检波器在接收并记录地震数据的过程中记录在地震数据道头中。一个检波点接收并记录的信息称为单道地震数据。检波点记录的单道地震数据分为道头和数据两部分。其中，道头是用来记录和描述该道记录数据的特征信息，如第一个非零样点的时间记录、震源坐标、偏移距、记录延迟时间、采样间隔等。数据部分中包括检波点记录的采样数据，包括采样的振幅与时间之间关系的信息。

炮检距与偏移距都是描述震源到检波点之间的距离，因此最小偏移距对应的地震道就是最小炮检距对应的地震道。通过计算机抽取地震数据道头中的偏移距信息可以找到最小的偏移距，最小偏移距所在的地震道就是最小偏移距所对应的地震道，也就是最小炮检距所对应的地震道。

其次，再找到最小炮检距所对应的地震道的第一个非零样点。通常，检波点上设置的包括检波器在内的设备，在记录的地震数据道头中包含第一个非零样点对应的时间记录。最小炮检距所对应的地震道中的第一个非零样点时间处的样点即为第一个非零样点。

如果检波点上设置的包括检波器在内的设备，在记录的地震数据中，在道头中并不包括第一个非零样点对应的时间记录，可以通过其它方式获得第一个非零样点，例如通过人工方式获得。在地震数据采集中，通常将有效波到达检波器时的时间记为非零样点时间，并认为第一个非零样时间之前记录的信号为环境噪声或背景噪声。环境噪声或背景噪声振幅相对于有效波的振幅很小。基于上述原理，此处所述的通过人工方式获得第一个非零样点，可以由所属领域技术人员在最小炮检距所对应的地震道上通过样点振幅值的突变找到第一个非零样点。当然，即使在记录的地震数据道头中有第一个非零样点对应的时间记录，也可以通过上述方式获得第一个非零样点。

通过上述方法在单炮集记录上找到最小炮检距并确定最小炮检距所对应的地震道，获得该地震道的第一个非零样点后，将该非零样点作为开始处理的第一个数据样点，如图1中的O1点。

S3：根据单炮集记录上面波的分布估算出面波的最大面波视速度V。

视速度是地震波沿某一测线方向观测到的传播速度。面波在炮集记录上有局部的传播距离与传播时间呈线性分布的特性，且面波相比有效波能量强、频率低。基于此特性，可以估算出面波的视速度。

图1是面波衰减前单炮集记录图。如图1中所示，横轴是地震道号。纵轴是地震记录的时长，单位是毫秒。通常每个单道接收的离散地震数据的正值部分用黑色表示，便于显示和辨别接收信号的振幅强度、周期等信息。

所述最大面波视速度估算方法为：面波在炮集记录上的传播的一段距离与其所对应的传播时间的比值。每个单道地震数据中包含着采样数据的振幅、频率等信息。根据面波局部线性分布，结合面波能量相比有效信号强、频率低的特性，选择如图1中所示的300毫秒到600毫秒，地震道号从4033到4063的面波视速度V为该炮集记录的最大面波视速度。对每一个检波点赋予的一个编号，称为地震道号或道序序号。横坐标上标明各个检波点的编号。如图1中的地震道号3880到地震道号4060，这些地震道号标明的地震道为沿某一方向的某一检波点测线依次分布的地震道，例如图4中的第一方向的检波点D1、D4、D8、D12所在测线上的地震道。地震数据记录时间轴形成炮集记录上的纵向坐标，如图1中的100毫秒到2100毫秒。

面波在这个坐标上的传播距离与其对应的传播时间的比值构成了面波在该坐标上的一个斜率，斜率越小，则表示面波视速度越大。所述最大面波视速度为本领域技术人员根据面波在炮集记录上的分布估算出的一段面波传播距离与其传播时间的比值。该最大面波视速度V包含了其所在炮集记录中所有可能存在面波的视速度。

S4：将估算出的最大面波视速度V分成K等份，K为正整数。

K的取值可以是任意正整数，但因为后续计算量会随着这个K数值的增大而增大，所以K的优选取值范围为：3≤K≤8。

S5：选定V/K为第一面波视速度，根据这个第一面波视速度在单炮集记录上确定第一个非零样点处左排列方向上的一条射线，沿这条射线计算出分布在这条射线上的地震数据样点的振幅值的和，取其绝对值记为绝对振幅值AMP1。采用上述同样的方法计算出第一个非零样点处单炮集记录左排列方向上面波视速度为2V/K，3V/K，4V/K，…，V的绝对振幅值，分别记为AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK。

当选定某一个面波视速度以后，即确定了面波在该单炮集记录上传播一段距离与其对应传播时间的比值，也就是确定了一条直线的斜率值。该斜率的直线以上述所述的第一个非零样点为端点，如图1中O1点，以左排列方向为射线方向便确定了该单炮集记录上一条射线，如图1中的V/K。

上述最小炮检距所对应的地震道将炮集记录分成左右两个排列。炮集记录上横向坐标小于最小炮检距所对应的横向坐标的所有地震道的组合形成左排列，横向坐标大于最小炮检距所对应的横向坐标的所有地震道的组合形成右排列。

在该单炮集记录第一个非零样点处左排列方向上分别计算出分布在不同面波视速度射线上地震数据样点的振幅值的和，取各自振幅值和的绝对值，分别记作AMP1，AMP2，APM3，…,AMPK。

S6：找出S5中获得的K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK中的最小的绝对振幅值，分别计算出最小的绝对振幅值与K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK的比值，记为R1，R2，…，RK。在此设定门槛值M，且0＜M≤1。如果比值R1，R2，…，RK不大于M就认为该比值所对应的面波视速度为面波的视速度，即该面波视速度射线上存在面波，需要衰减；如果比值R1，R2，…，RK大于M就认为该面波视速度射线上不存在面波，不需要衰减。

由面波在地震波形记录中相比有效信号有振幅和周期较大，能量较强的特性，且在炮集记录上呈局部线性分布可知，如果最小绝对振幅值与某个射线上的绝对振幅值的比值越小，代表这两个绝对振幅值所对应的面波视速度射线上的振幅值差值越大，即能量差越大，说明该射线上面波存在的可能性越大。当能量差值大于某个阀值（即K值的选定，例如K取值0.5代表能量差值大于最小绝对振幅值的1倍）时，则认为比值中较大的绝对振幅值对应的面波视速度射线上存在面波。上述所述门槛值K的如果取值过大，代表不同面波视速度射线上允许的振幅能量差越小，会带来冗余的计算量；K的取值过小，代表不同面波视速度射线上允许的振幅能量差越大，则有可能会漏掉需要衰减的面波。因此M的优选取值范围为：0.3≤M≤0.7。通常M取值0.5即可。

用最小绝对值振幅与K个绝对值振幅进行比较，通过设定的门槛值筛选和判定后，找到认为有面波存在的面波视速度。

S7：搜索出单炮集记录左排列方向上有面波存在的面波视速度射线上的所有样点振幅值的中值，将处于有面波存在的面波视速度射线上的所有样点的振幅值分别减去各面波视速度所对应的中值。

上述处理方法是地震数据处理中的径向中值滤波方法。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术。径向中值滤波法，具体的，是基于地震资料中各个波场视速度差异，运用中值滤波法分离出线性干扰（面波视速度射线上用中值代替后的数据被认为是线性干扰），再用原数据记录减去分离出的线性干扰数据来衰减线性干扰，从而增强有效信号。上述所述波场是指地震波传播的空间。

在炮集记录上，将认为有面波存在的面波视速度射线上的所有样点振幅值减去其对应的中间值，完成第一个非零样点的面波衰减。

S8：从上述S2选定的第一个非零样点开始，继续选定第二个非零样点，第三个非零样点，直到最小炮检距所对应的地震道上的最后一个样点，这些样点都重复S4，S5，S6，S7。

由于实际计算处理时为了提高计算效率，通常是从最小炮检距对应的地震道中的第一个非零样点开始一次计算P个样点，计算完后再从P+1样点处选P个样点继续计算，直到最小炮检距所对应的地震道中最大样点前不足P个样点完成一次计算时停止计算。P为正整数，一般计算处理时取值为1到10。在本实施中P取值为0。

从上述S2所选定第一个非零样点开始直到最小炮检距所对应的地震道上的最后一个样点，这些样点都重复S4，S5，S6，S7后就完成该单炮集记录左排列上的数据的面波衰减。

S9：在上述S5中采用处理S2中所述的第一个数据样点处左排列方向上的数据来处理第一个数据样点处右排列方向上的数据，再按照S6，S7，S8完成该单炮集记录右排列方向的数据的面波衰减。

在上述S5中可以用处理S2所述第一个数据样点左排列方向上的数据的方法先处理S2所述第一个数据样点处右排列方向上的数据，再按照S6，S7，S8的步骤完成该单炮集记录右排列方向上的数据的面波衰减，这样就完成了整个单炮集记录的面波衰减。

在上述S5中可以同时处理S2所述第一个数据样点左排列和右排列方向上的数据，再按照S6、S7完成第一个数据样点的面波衰减，然后按照S8完成最后一个数据样点面波衰减同样可以完成整个单炮集记录的面波衰减。

上述S1中所述的炮集记录可以是多炮集，其面波衰减方法是对炮集记录上的每个单炮集记录按照本发明方法分别处理。多炮集记录的面波衰减结果实质上是每个单炮集记录面波衰减后并列合并。

下面是本发明具体运用于实际单炮集地震数据记录进行面波衰减的过程。图1是采集的存在面波的单炮集记录，其道间距为15米。根据地震数据道头字中的信息找到最小炮检距对应的地震道的地震道号为4063，第一个非零样点时间为1毫秒，由此确定最小炮检距所对应的第一个非零样点处如图1中O1点所示。根据面波的分布，选定炮集上一段传播了450米用时0.31秒作为本次单炮集记录的最大面波视速度，即图1所示的上端是0.3秒，下端是0.61秒，地震道号从4033道至4063道的一段面波，据此估算出面波的最大视速度大概为1500米/秒。在本实施例中K值选择5，计算出最大视面波视速度以内的其它4个可能存在的面波视速度分别为：300米/秒，600米/秒，900米/秒，1200米/秒。以最小炮检距所对应的地震道上第一个非零样点O1为端点，以300米/秒，600米/秒，900米/秒，1200米/秒，1500米/秒为视速度形成五个射线倾角如图1所示V/K，2V/K，3V/K，4V/K，V。沿5个射线倾角，分别计算出分布在这5条射线上的地震数据样点振幅值的和的绝对值，分别记为AMP1=136，AMP2=85，AMP3=202，AMP4=639，AMP5=517，找出其中的最小绝对振幅值为85。计算85与5个绝对值振幅值的比值，计算结果按面波视速度顺序排列为：0.625，1.0，0.421，0.133，0.164。本实施例设定的门槛值M为0.5，即倾角射线上的能量之和大于最小值的两倍就认为该倾角射线上有面波存在。其中，面波视速度为3V/5，4V/5，V的比值都小于0.5，则认为其所对应的面波视速度为面波的视速度，即该面波视速度射线上存在面波，需要衰减；V/5，2V/5大于0.5就认为其对应的面波视速度射线上没有面波存在，不需要衰减。对已经认为有面波存在的面波视速度3V/5，4V/5，V，分别搜索出该单炮集记录上处于这三个面波视速度射线上的所有样点振幅值的中间振幅值，分别为1.102，3.145，2.318，将处于三个视速度射线上的所有样点的振幅值减去它们各自相对应中间振幅值，就完成了第一个非零样点的面波衰减。第一个非零样点所对应的左排列射线上的面波被衰减后，采用上述同样的方法继续计算第二个样点，第三个样点，直到完成最小炮检距所对应的地震道中最后一个样点左排列方向上的面波衰减后就完成了单炮集记录左排列方向上的数据的面波衰减。

采用上述同样的计算方法，可以完成该单炮集记录右排列方向上的数据的面波衰减，进而完成整个单炮集记录的面波衰减。图3为使用本发明方法对图1进行面波衰减后的单炮集记录，图2为采用常规高通滤波方式进行面波衰减后的单炮集记录。

所属领域技术人员对比图1中的A1处与图2中的A2处可以发现，图2中的地震数据进行高通滤波衰减面波的同时也衰减了有效信号。对比图2中的A2处与图3中的A3处，发现图3中的A3处去噪后能观察到有效信号，图2中A2处由于采用高通滤波的方法衰减面波，在衰减面波的同时也衰减了有效信号，所以在图2中A2处看不到有效信号。上述实施例1说明本发明不但能衰减面波，还能更好地保护面波频带的有效信号，同时能够达到面波衰减后提高地震数据信噪比和分辨率的目的。

实施例2是本发明方法对多炮集记录进行的面波衰减。图5是含有三个单炮集记录的多炮集记录数据。其面波衰减方法是对使用本发明方法每一个单炮集进行面波衰减。每一个单炮集记录的衰减操作过程与实施例1一样。图6示出了图5中三个单炮集记录面波衰减后的结果。上述实施例2说明本发明方法不但能衰减单炮集记录的面波，也能完成衰减多炮集记录的面波衰减。

图8为本发明提供一种使用本发明方法的面波衰减装置实施例3的模块结构图，该面波衰减装置包括数据处理模块，第一非零样点计算模块，最大面波视速度估算模块，最大面波视速度等分模块，左右排列视速度振幅计算模块，视速度振幅比较模块，径向中值滤波模块，最小炮检距样点的判断、循环控制模块，左右排列样点的判断、循环控制模块。

数据处理模块，可以将采集的地震数据处理成单炮集数据记录，也可以处理成多炮集数据记录。后续模块对多炮集数据记录的处理是对多炮集数据记录中的每个单炮集分别用处理后在同一张数据记录上显示。

第一非零样点计算模块，可以计算单炮集记录上最小炮检距所对应地震道的第一个非零样点，并以该第一非零样点作为计算起点。该模块根据地震道的道头中的偏移距信息找到最小炮检距所对应的地震道，再结合地震道道头中的时间信息找到最小炮检距所对应的地震道的第一个非零样点。本领域技术人员也可以根据最小炮检距所对应的检波点最先接收到地震波和第一个非零样点的振幅突变判断特征找到最小炮检距所对应的第一个非零样点，然手输入该模块中。

最大面波视速度估算模块，可以获取单炮集记录上的最大面波视速度。该最大面波视速度可以由本领域技术人员估算得出，然后输入该模块中。

最大面波视速度等分模块，用于将最大面波视速度等分成K份，K为正自然数。

左右排列视速度振幅计算模块，可以单独计算单炮集记录上左排列或右排列上面波视速度射线上样点的振幅之和。左右排列视速度振幅计算模块也可以同时计算左排列和右排列面波视速度射线上样点的振幅之和。上述振幅之和可以是取面波视速度射线上数据样点的振幅值的绝对值后再进行相加求和，也可以是取面波视速度射线上数据样点振幅之和的绝对值。

视速度振幅比较模块，可以找出含有面波存在的面波视速度。该模块找出当前计算的最小炮检距所对应的地震道上非零样点处的含有面波存在的面波视速度。

径向中值滤波模块，可以衰减面波视速度上的面波。图9为本实施例3中的径向中值滤波模块，所述的径向中值滤波模块可以包括中值计算模块、滤波模块。其中，中值计算模块是计算得出各个面波视速度射线上所有样点振幅值的中值；滤波模块是将面波视速度射线上所有样点的振幅值减去其对应的中值。

最小炮检距样点的判断、循环控制模块，可以判断是否计算完成最小炮检距所对应的地震道上的最后一个所需计算的非零样点。若已完成所需计算的最后一个非零样点的处理，则进行下一模块处理；若未完成所需计算的最后一个非零样点的处理，则由当前处理的非零样点开始继续处理最小炮检距所对应的地震道的下一处非零样点。

左右排列样点的判断、循环控制模块，可以判断是否完成单炮集记录上左排列和右排列方向上的数据。在左右排列视速度振幅计算模块中若先计算的是一个排列方向上的数据，则在此模块中当完成这一排列方向上数据的面波衰减后将转到处理另一排列方向上的数据，直到完成单炮集记录上左排列和右排列方向上所有样点数据的处理。

需要说明的是，所述的面波衰减方法中，S2也可以在S3之前。计算时可以根据顺序调整。本发明对此并不作出限定。

需要说明的是，所述的面波衰减方法中，S6中绝对振幅比较可以采用其它数学计算方法比较出各绝对振幅值差距。本发明对此不作出限定。

Claims (10)

1.一种面波衰减方法，其特征在于，该方法实现过程包括以下步骤：

S1：将采集的单道地震数据处理成地震数据中的单炮集记录；

S2：在单炮集记录上找到最小炮检距所对应的地震道中的第一个非零样点；

S3：根据单炮集记录上面波的分布估算出最大面波视速度V，所述最大面波视速度估算方法为：面波在炮集记录上的传播的一段距离与其所对应的传播时间的比值；

S4：将估算出的最大面波视速度V分成K等份，K为正自然数；

S5：选定V/K为第一面波视速度，根据第一面波视速度在单炮集记录上确定第一个非零样点处该单炮集记录左排列方向上的一条射线，沿这条射线计算出分布在这条射线上的地震数据样点的振幅值的和，取其绝对值记为绝对振幅值AMP1，采用上述同样的方法计算出第一个非零样点处该单左排列方向上面波视速度为2V/K，3V/K，4V/K，…，V的绝对振幅值，分别记为AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK；

S6：找出K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK中的最小的绝对振幅值，分别计算出最小绝对振幅值与K个绝对振幅值AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，…，AMPK的比值，分别记为R1，R2，…，RK；

设定一个门槛值M，0＜M≤1，如果比值R1，R2，…，RK不大于M则认为其所对应的面波视速度射线上存在面波；如果比值R1，R2，…，RK大于M就认为其对应的面波视速度射线上不存在面波；

S7：搜索出单炮集记录左排列方向上有面波存在的面波视速度射线上的所有样点振幅值的中值，将处于有面波存在的面波视速度射线上的所有样点的振幅值分别减去各面波视速度所对应的中值；

S8：从根据S2选定的第一个非零样点开始直到最小炮检距所对应的地震道上的最后一个数据样点，这些样点都重复S5，S6，S7；

S9：在S5中，采用处理S2所述第一个非零样点处左排列方向上的数据的方法处理S2所述第一个非零样点处右排列方向上的数据，再按照S6，S7，S8继续处理所述第一个非零样点处右排列方向上的数据。

2.如权利要求1所述的面波衰减方法，其特征在于，在S5中，先计算S2所述第一个非零样点处右排列方向上的数据，在S9中再处理S2所述第一个非零样点处左排列方向上的数据。

3.如权利要求1所述的面波衰减方法，其特征在于，在S5中，在S2所述的第一个非零样点处分别计算出炮集左排列和右排列方向上各面波视速度射线上的样点振幅之和，取其绝对值，再按照S6，S7完成第一个非零样点处的左排列和右排列方向上数据的面波衰减，然后按照S8处理完最小炮检距所对应的地震道上最后一个数据样点左排列和右排列方向上数据的面波衰减。

4.如权利要求1、2或3所述的面波衰减方法，其特征在于，S4中的K值优选取值范围为:3≤K≤8。

5.如权利要求4所述的面波衰减方法，其特征在于，K的最优取值为5。

6.如权利要求1、2或3所述的面波衰减方法，其特征在于，S8中只计算到最小炮检距所对应的地震道中最大样点的倒数第P个非零样点处，且N-10≤P＜N，P为正整数，N为最小炮检距所对应的地震道中最大的样点数。

7.如权利要求1、2或3所述的面波衰减方法，其特征在于，S6中的门槛值M的优选取值范围为：0.3≤M≤0.7。

8.如权利要求1、2或3所述的面波衰减方法，其特征在于，S1中的采集形成的数据是多炮集记录，分别对多炮集记录数据的每一单炮集记录进行面波衰减。

9.一种面波衰减装置，其特征在于，所述的面波衰减装置，包括数据处理模块，第一非零样点计算模块，最大面波视速度估算模块，最大面波视速度等分模块，左右排列视速度振幅计算模块，视速度振幅比较模块，径向中值滤波模块，最小炮检距样点的判断、循环控制模块，左右排列样点的判断、循环控制模块；其中，

数据处理模块，用于将采集的地震数据处理成单炮集数据记录；

第一非零样点计算模块，用于计算单炮集记录上最小炮检距所对应地震道的第一个非零样点，并以该第一非零样点作为计算起点；

最大面波视速度估算模块，用于获取单炮集记录上的最大面波视速度；

最大面波视速度等分模块，用于将最大面波视速度等分成K份，K为正自然数；

左右排列视速度振幅计算模块，用于计算单炮集记录上面波视速度射线上样点振幅之和；

视速度振幅比较模块，用于找出含有面波存在的面波视速度；

径向中值滤波模块，用于衰减面波视速度上的面波；

最小炮检距样点的判断、循环控制模块，用于判断并控制计算完成最小炮检距所对应的地震道上的最后一个所需计算的非零样点的处理；

左右排列样点的判断、循环控制模块，用于判断控制计算完成单炮集记录上左排列和右排列方向上数据的处理。

10.如权利要求9所述的面波衰减装置，其特征在于，所述径向中值滤波模块，包括：中值计算模块、滤波模块；其中，

中值计算模块，用于计算得出各个面波视速度射线上所有样点振幅值的中值；

滤波模块，用于面波视速度射线上所有样点的振幅值减去其对应的中值。