中标量波场分离的VSP处理方法比较分析

简介：
本文对比分析了不同中标量波场分离技术在垂直地震剖面(VSP)数据处理中的应用效果，旨在探索最优的数据处理方案。 垂直地震剖面（VSP）技术在地球物理勘探中的作用至关重要，尤其是在复杂地层成像及储层特征识别方面具有重要地位。然而，原始的VSP数据通常包含上行波与下行波混合的信息，这使得直接解释变得困难。因此，在VSP数据处理中应用波场分离技术成为关键步骤之一。 文章首先介绍了wave-by-wave 波场分离方法的基本原理，这是一种基于时-空域逐波处理的技术，假设选定的时间窗口内波传播是均匀的。该方法能够有效地实现波场分离，尤其是在没有断层的情况下效果更佳。然而，在实际地震波传播过程中，速度、形状以及上行与下行波振幅的变化使得wave-by-wave 方法在应用中需考虑这些因素。 随后文章比较了多种常用的波场分离技术。f-k滤波是一种广泛使用的去除线性干扰的方法，通过视速度差异来过滤噪声。然而，在多道处理时可能出现混叠和假频现象，这可能改变有效波的特性。为了克服这些问题，研究提出了平滑扇形边界与轮廓-切片滤波器作为解决方案。此外，均值滤波及中值滤波也是常用技术，它们分别基于信号平均和中位数统计来分离波场，但可能会降低数据分辨率。 文中通过实例详细分析了这四种方法在处理地面近零井源距VSP、地面三维VSP以及海上三维VSP 数据中的表现。结果显示，在这些应用场景下wave-by-wave 方法的性能优于其他技术，并且能够更好地保留原始波形信息同时减少失真现象的发生。 文章指出，对wave-by-wave 方法进行改进的关键在于设定两个限制条件：限定分析时窗内波形数量及控制振幅与波型变化率。这一调整使该方法更能适应实际地震波传播特性中的波动性变化。 总之，在VSP数据处理中选择合适的波场分离技术是一项复杂任务，需要根据具体的数据特征做出决策。通过对比不同方法的优势和局限性可以进一步优化VSP 数据的解释效果及应用价值。未来的研究将继续致力于探索更加高效准确的技术以提升VSP 在地球物理勘探领域的实用性与精确度。