geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2019-2-23geophystech-65Research ArticleСтатьиОПТИМИЗАЦИОННАЯ РЕКУРСИВНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ КАК СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ ГАРМОНИК В МЕТОДЕ ВИБРОСЕЙСOPTIMIZATION-BASED RECURSIVE FILTERING FOR VIBROSEIS HARMONIC NOISE ELIMINATIONДенисовМ. С.DenisovM. S.

ДЕНИСОВ Михаил Сергеевич – доктор физико-математических наук, директор по науке ООО «ГЕОЛАБ». Научные интересы: разработка алгоритмов обработки данных сейсморазведки.

119071, Москва, ул. Орджоникидзе, 12/4

Ordzhonikidze Str., 12/4, Moscow, 119071

denisovms@gmail.comЕгоровА. А.EgorovA. A.

ЕГОРОВ Антон Алексеевич – геофизик ООО «ГЕОЛАБ». Научные интересы: разработка алгоритмов обработки данных сейсморазведки, полное обращение волновых полей.

119071, Москва, ул. Орджоникидзе, 12/4

Ordzhonikidze Str., 12/4, Moscow, 119071

anton21egorov@gmail.comООО «ГЕОЛАБ»РоссияGEOLAB LtdRussian Federation201905022020022353Copyright © Денисов М.С., Егоров А.А., 20202020Денисов М.С., Егоров А.А.Denisov M.S., Egorov A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/65

Возбуждение вибрационных колебаний всегда сопровождается появлением гармонических искажений, которые здесь рассматриваются как помеха. На основе ранее полученной математической модели осложненного гармониками импульса виброисточника разработан алгоритм удаления таких шумов. Показано, что идеальный обратный оператор является рекурсивным, т. е. представляет собой фильтр с бесконечной импульсной характеристикой. Однако в силу специфики задачи этот оператор успешно аппроксимируется фильтром с короткой импульсной характеристикой, что допускает линеаризацию задачи оптимизационного поиска неизвестных параметров. Сформированный функционал энергии невязки позволяет применять коррекцию геометрического расхождения несмотря на то, что она вносит искажения в форму протяженного импульса и сопутствующих ему гармоник.

The vibroseis sources always produce harmonics, which are considered here as noise to be eliminated. An algorithm for removing such noise has been developed based on the previously obtained mathematical model of a vibroseis wavelet distorted by the harmonics. It is shown that the ideal inversion operator is recursive, i.e. is a filter with infinite impulse response. However, due to the peculiarity of the problem, this operator is successfully approximated by a filter with a short impulse response, allowing linearization of the optimization scheme. An objective being the energy of the noise attenuation result is formed. It allows application of the geometrical divergence correction despite the fact that it introduces distortions in the signal shape and the harmonics.

вибросейсгармоникифильтрацияадаптацияvibroseisharmonicsfilteringadaptationReferencesВаракин Л.Е. Теория сложных сигналов. – М.: Советское радио, 1970. – 376 с.Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. – М.: Советское радио, 1970. – 376 с.Ведерников Г.В., Максимов Л.А., Жарков А.В. Исследование кратных гармоник вибросигналов // Геофизика. – 2001. – Спецвыпуск к 30–летию «Сибнефтегеофизики». – С. 33–38.Ведерников Г.В., Максимов Л.А., Жарков А.В. Исследование кратных гармоник вибросигналов // Геофизика. – 2001. – Спецвыпуск к 30–летию «Сибнефтегеофизики». – С. 33–38.Винер Н., Пэли Р. Преобразование Фурье в комплексной области. – М.: Наука, 1964. – 268 с.Винер Н., Пэли Р. Преобразование Фурье в комплексной области. – М.: Наука, 1964. – 268 с.Гафаров Р.М. Применение следящей фильтрации при обработке данных Slip sweep // Геофизика. – 2012. – № 4. – С. 47–53.Гафаров Р.М. Применение следящей фильтрации при обработке данных Slip sweep // Геофизика. – 2012. – № 4. – С. 47–53.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1986. – 512 с.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1986. – 512 с.Денисов М.С., Егоров А.А. Построение модели вибросейсмического сигнала, осложненного гармониками // Геофизические технологии. – 2019. – № 1. – С. 72–83.Денисов М.С., Егоров А.А. Построение модели вибросейсмического сигнала, осложненного гармониками // Геофизические технологии. – 2019. – № 1. – С. 72–83.Денисов М.С., Шалашников А.В. Способ подавления корреляционных помех в высокопроизводительной вибросейсморазведке // Геофизика. – 2012. – № 1. – С. 8–15.Денисов М.С., Шалашников А.В. Способ подавления корреляционных помех в высокопроизводительной вибросейсморазведке // Геофизика. – 2012. – № 1. – С. 8–15.Денисов М.С., Шнеерсон М.Б. Использование гармоник для расширения спектрального состава волн в вибрационной сейсморазведке. Часть 2 // Технологии сейсморазведки. – 2017. – № 3. – С. 36–54. Денисов М.С., Шнеерсон М.Б. О природе гармоник в вибросейсмическом методе разведки и возможности их использования для расширения спектра сигнала // Геофизика. – 2018. – № 3. – С. 24–27.Денисов М.С., Шнеерсон М.Б. Использование гармоник для расширения спектрального состава волн в вибрационной сейсморазведке. Часть 2 // Технологии сейсморазведки. – 2017. – № 3. – С. 36–54. Денисов М.С., Шнеерсон М.Б. О природе гармоник в вибросейсмическом методе разведки и возможности их использования для расширения спектра сигнала // Геофизика. – 2018. – № 3. – С. 24–27.Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки. – М.: Недра, 2000. – 100 с.Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки. – М.: Недра, 2000. – 100 с.Козлов Е.А., Гогоненков Г.Н., Лернер Б.Л., Мушин И.А., Мешбей В.И., Климович Н.И., Янковский И.И. Цифровая обработка сейсмических данных. – М.: Недра, 1973. – 309 с.Козлов Е.А., Гогоненков Г.Н., Лернер Б.Л., Мушин И.А., Мешбей В.И., Климович Н.И., Янковский И.И. Цифровая обработка сейсмических данных. – М.: Недра, 1973. – 309 с.Кондратьев И.К. Линейные обрабатывающие системы в сейсморазведке. – М.: Недра, 1976. – 175 с. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М.: Наука, 1974. – 832 с.Кондратьев И.К. Линейные обрабатывающие системы в сейсморазведке. – М.: Недра, 1976. – 175 с. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М.: Наука, 1974. – 832 с.Малкин А.Л., Сорин А.Я., Фиников Д.Б. Селективная предсказывающая деконволюция сейсмических записей // НТИС Сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. Вып.10. – М.: ВНИИОЭНГ, 1985. C. 11–14.Малкин А.Л., Сорин А.Я., Фиников Д.Б. Селективная предсказывающая деконволюция сейсмических записей // НТИС Сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. Вып.10. – М.: ВНИИОЭНГ, 1985. C. 11–14.Малкин А.Л., Фиников Д.Б. Способы оценивания временной разрешенности сейсмической записи // Геология и геофизика. – 1986. – № 12. – С. 90–101.Малкин А.Л., Фиников Д.Б. Способы оценивания временной разрешенности сейсмической записи // Геология и геофизика. – 1986. – № 12. – С. 90–101.Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. – М.: Связь, 1979. – 416 с.Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. – М.: Связь, 1979. – 416 с.Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. – М.: Мир, 1982. – 428 с.Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. – М.: Мир, 1982. – 428 с.Рапопорт М.Б. Вычислительная техника в полевой геофизике. – М.: Недра, 1993. – 350 с.Рапопорт М.Б. Вычислительная техника в полевой геофизике. – М.: Недра, 1993. – 350 с.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. – М.: Мир, 1978. – 848 с. Робинсон Е., Трейтел С. Цифровая обработки сигналов в геофизике // Применение цифровой обработки сигналов / под ред. Э. Оппенгейма. – М.: Мир, 1980. – С. 486–544.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. – М.: Мир, 1978. – 848 с. Робинсон Е., Трейтел С. Цифровая обработки сигналов в геофизике // Применение цифровой обработки сигналов / под ред. Э. Оппенгейма. – М.: Мир, 1980. – С. 486–544.Сильвиа М.Т., Робинсон Э.А. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ. – М.: Недра, 1983. – 247 с.Сильвиа М.Т., Робинсон Э.А. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ. – М.: Недра, 1983. – 247 с.Фиников Д.Б. Симметризующие фильтры // Технологии сейсморазведки. – 2007. – № 1. – С. 26–36.Фиников Д.Б. Симметризующие фильтры // Технологии сейсморазведки. – 2007. – № 1. – С. 26–36.Хьюбер П. Робастность в статистике. – М.: Мир, 1984. – 304 с.Хьюбер П. Робастность в статистике. – М.: Мир, 1984. – 304 с.Abd El‐Aal A. E. Harmonic by harmonic removal technique for improving vibroseis data quality // Geophysical Prospecting. – 2011. – Vol. 59, No. 2. – P. 279–294.Abd El‐Aal A. E. Harmonic by harmonic removal technique for improving vibroseis data quality // Geophysical Prospecting. – 2011. – Vol. 59, No. 2. – P. 279–294.Baobin W., Hequn L., Bo Z., Zhi H., Mugang Z., Lulu M. Cross-harmonic noise removal on slip-sweep vibroseis data // 82 th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2012. – P. 1–5.Baobin W., Hequn L., Bo Z., Zhi H., Mugang Z., Lulu M. Cross-harmonic noise removal on slip-sweep vibroseis data // 82 th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2012. – P. 1–5.Dal Moro G., Scholtz P., Iranpour K. Harmonic noise attenuation for vibroseis data // GNGTS. – 2007. Session 3.2. – P. 511–513.Dal Moro G., Scholtz P., Iranpour K. Harmonic noise attenuation for vibroseis data // GNGTS. – 2007. Session 3.2. – P. 511–513.Dal Moro G., Scholtz P., Iranpour K., Saragiotis C. Optimized harmonic noise reduction in vibratory seismic data // Geophysical Transactions. – 2011. – Vol., 45, No. 4. – P. 283–290.Dal Moro G., Scholtz P., Iranpour K., Saragiotis C. Optimized harmonic noise reduction in vibratory seismic data // Geophysical Transactions. – 2011. – Vol., 45, No. 4. – P. 283–290.Dean T., Iranpour K., Clark M., Poole A. Dithered sweep lengths – a new technique for attenuating harmonic noise in vibroseis data // 78 th EAGE Conference & Exhibition: Expanded Abstracts. – 2016. – We LHR4 03. Harrison C.B., Margrave G., Lamoureux M., Siewert A., Barrett A. Harmonic decomposition of a Vibroseis sweep using Gabor analysis // CREWES Research Report. – 2011. – Vol. 23. – P. 1–27.Dean T., Iranpour K., Clark M., Poole A. Dithered sweep lengths – a new technique for attenuating harmonic noise in vibroseis data // 78 th EAGE Conference & Exhibition: Expanded Abstracts. – 2016. – We LHR4 03. Harrison C.B., Margrave G., Lamoureux M., Siewert A., Barrett A. Harmonic decomposition of a Vibroseis sweep using Gabor analysis // CREWES Research Report. – 2011. – Vol. 23. – P. 1–27.Li X.P., Sollner W., Hubral P. Elimination of harmonic distortion in vibroseis data // Geophysics. – 1995. – Vol. 60, No. 2. – P. 503–516.Li X.P., Sollner W., Hubral P. Elimination of harmonic distortion in vibroseis data // Geophysics. – 1995. – Vol. 60, No. 2. – P. 503–516.Liang X.F., Wang C.H., Lei Y.S., Zhou H., Huang Y.L., Li B.M. Eliminating harmonic noise in correlated vibroseis data // 76 th EAGE Conference & Exhibition: Expanded Abstracts. – 2014. – Th P03 10.Liang X.F., Wang C.H., Lei Y.S., Zhou H., Huang Y.L., Li B.M. Eliminating harmonic noise in correlated vibroseis data // 76 th EAGE Conference & Exhibition: Expanded Abstracts. – 2014. – Th P03 10.Meunier J., Bianchi T. Harmonic noise reduction opens the way for array size reduction in vibroseis operations // 72 nd SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2002. – P. 70–73.Meunier J., Bianchi T. Harmonic noise reduction opens the way for array size reduction in vibroseis operations // 72 nd SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2002. – P. 70–73.Rietsch E. Reduction of harmonic distortion in vibratory source records // Geophysical Prospecting. – 1981. Vol. 29, No. 2. – P. 178–188.Rietsch E. Reduction of harmonic distortion in vibratory source records // Geophysical Prospecting. – 1981. Vol. 29, No. 2. – P. 178–188.Rozemond H.J. Slip-sweep acquisition // 66 th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 1996. – P. 64–67.Rozemond H.J. Slip-sweep acquisition // 66 th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 1996. – P. 64–67.Seriff A.J., Kim W.H. The effect of harmonic distortion in the use of vibratory surface sources // Geophysics. 1970. – Vol. 35, No 2. – P. 234–246.Seriff A.J., Kim W.H. The effect of harmonic distortion in the use of vibratory surface sources // Geophysics. 1970. – Vol. 35, No 2. – P. 234–246.Sicking C., Fleure T., Nelan S., McLain B. Slip sweep harmonic noise rejection on correlated shot data // 79th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2009. – P. 36–40.Sicking C., Fleure T., Nelan S., McLain B. Slip sweep harmonic noise rejection on correlated shot data // 79th SEG Annual Meeting and Exposition: Expanded Abstracts. – 2009. – P. 36–40.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.