反滤波中某些问题的讨论

(一)提高纵向分辨率的困难和发展方向

提高纵向分辨率是地震勘探工作中的一个重要任务。其理想结果是地震子波压缩成为尖脉冲，地震记录变为反射系数序列.如能得到这一结果，就相当于完成了反演工作。但是，尽管目前存在不少反滤波方法，而实际应用的效果往往并不理想。为什么呢?

一个重要的原因是各种反滤波方法都必须有若干假设条件。地震记录g(t)是地震子波b(t)和反射系数序列R(t)的褶积结果，地震勘探反滤被工作中通常只知地震记录g(t)，不知道子波b(t)，此时要由g(t)求出唯一的R(t)是不可能的。因此，必须对b(t)和/或R(t)作一定限制，即假设条件，求出在这些假设条件下的唯一最佳解。反滤波效果好坏同实际情况是否与这些假设条件一致有很大关系，例如，最小平方反滤波、预测反滤波都要求子波为最小相位，反射系数序列为白噪。实际工作中地震子波往往是混合相位的，反射系数序列也不完全是白噪，这样当然不可能得到理想的反滤波结果。因此，研究反滤波的一个努力方向就是要发展和应用其假设尽可能接近实际的反滤波方法。

第二个重要原因是反射地震记录的褶积模型((1-114)式)不可靠。褶积模型中的地震子波是大地滤波器的脉冲响应。然而，大地滤波的作用十分复杂，到目前为止还未完全弄清。也就是说，正演问题还未彻底解决，当然谈不上反演问题的彻底解决了。所以，为了发展提高分辨率的反滤波方法，必须努力研究大地滤波的机制。随着对正演问题认识的深入，反滤波方法才能得到愈来愈大的发展。

第三个重要原因在于反滤波可能会提高记录噪声水平，使面貌变坏。下面将讨论这一点。所以，另一个发展方向是研究同时提高分辨率和信噪比的方法。

(二)提高纵向分辨率与提高信噪比的关系

一般来说，反滤波在提高纵向分辨率的同时，往往会降低信噪比。这一点从频率域上进行讨论较为方便。

理想反滤波的输入为地震记录，输出为白噪反射系数序列。从频率域上说就是将地震记录的谱变为幅值近似相等的白噪的谱。这样，如果记录上的干扰没有消除干净，则残留的干扰会同时得到放大，于是降低了信噪比。因此，在进行反滤波之前应当经过较为彻底的去噪处理以最大限度地压制干扰，在反滤波之后还需进行宽档滤波以提高信噪比。发展同时提高信噪比和分辨率的特殊处理方法，首先必须发展可以识别有效波或能区分有效波与干扰的特殊处理方法，否则是不现实的。

当然，某些反滤波方法(如预测反滤波)也可用来专门压制某类干扰(如鸣震)。这与上述反滤波会降低信噪比是两个问题，此时反滤波的目的不再是提高分辨率了。

(三)用预测反滤波消除鸣震干扰(交混回响)

鸣震干扰是指在海洋地震勘探中接收到的一种海面与海底面之间产生的多次反射。图4-27给出了一种鸣震干扰形成的示意图。从滤波的观点考虑问题，可以将鸣震看作为一个滤波器的作用，其输入为一次反射波s(t)，输出为带有鸣震干扰的记录R(t)(图4-28)。

图4-27 海上一级鸣震形成示意图(为了方便，垂直入射画成了斜线)

图4-28 鸣震形成的滤波观点

因此，利用反滤波，将g(t)作为输入，有可能得到只含一次波s(t)的输出。按预测的观点，因为鸣震干扰是一种多次波，且在一次反射波之后H时刻开始有规律地出现(图4-28)，属于可预测量。在预测滤波中选择预测步长α=H，用求出的预测因子进行滤波，得到的预测结果是鸣震干扰，预测误差当然即为需要的一次波。因此，可以利用预测反滤波消除鸣震干扰而得到无鸣震的一次波记录，其成功的关键在于正确选择预测步长α。若α正好选择得等于海水层双程旅行时H，则可达到压制鸣震的目的。实践中用估测_H和试验的方法确定α。