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南海地震资料多次波压制技术研究
摘要
南海海域地震频繁，地震波场中存在大量的次波干扰，对于地震勘探的精度和可靠性产生了严重影响。为了更好地压制次波干扰，提高地震勘探的质量和效率，本文综述了南海地震波次波干扰的特点，分析并比较了常规波场分离、WEMD和EEMD等多种次波压制技术，详细介绍了EEMD技术的原理和优势，并通过实际案例验证其在南海地震资料中的实用性和效果。
关键词：南海地震，次波干扰，波场分离，WEMD，EEMD
Abstract
FrequentseismicactivitiesintheSouthChinaSearesultinlargeamountofinterferencefromseismicwaves,whichseriouslyaffectstheaccuracyandreliabilityofseismicexploration.Inordertobettersuppresstheinterferencefromsecondharmonicwavesandimprovethequalityandefficiencyofseismicexploration,thispapersummarizesthecharacteristicsofthesecondharmonicwavesinterferenceintheSouthChinaSea,analyzesandcomparesvarioustechniquesforsuppressingsecondharmonicwavesinterference,suchasconventionalwavefieldseparation,WEMDandEEMD.TheprincipleandadvantagesoftheEEMDtechniqueareintroducedindetail,anditspracticalityandeffectivenessinSouthChinaSeaseismicdataareverifiedthroughactualcasestudies.
Keywords:SouthChinaSeaearthquake,secondharmonicwaveinterference,wavefieldseparation,WEMD,EEMD
一、引言
南海海域是中国近海重要的能源和战略资源开发区域，地震勘探是评估油气资源和地质体结构的重要手段。但是近年来，南海地震频繁，地震波场中存在大量的次波干扰，给地震勘探带来了严重影响，降低了地震数据质量，增加了解释难度和勘探成本。因此，研究次波干扰的特点和压制方法，对于提高南海地震勘探的精度和可靠性具有重要意义。
二、南海地震资料中次波干扰的特点
在南海地震区域，由于复杂的地形地貌和多种地质结构的作用，地震波传播路径复杂，同时地震波还会被海床反射、折射和透射等现象影响，导致地震波场中出现大量的次波干扰，对于地震数据的采集、处理和解释造成较大的困难。次波干扰主要有以下几个特点：
（1）振幅比主波小。次波振幅通常比主波小2个数量级以上，如图1所示，次波干扰呈现明显节能现象。
（2）形态特征各异。次波干扰的振幅和相位主要受到地下介质和海底反射等因素影响，形态特征各异，长度也有一定的差异。
（3）波形重叠严重。在南海地震资料中，主波和次波波形重叠较严重，导致二者难以有效分离。
（4）严重干扰地震数据。次波干扰会造成地震数据的失真和误判，影响地质勘探的结果和预测。
三、常规波场分离方法
为了降低南海地震资料中次波干扰的影响，研究人员采用了多种波场分离技术。
常规波场分离方法主要是利用滤波器分离不同频率成分的地震波。具体方法有振幅谱分析、相位谱分析、小波变换等，其中小波变换分解可以实现多尺度处理，适用于不同的地震勘探任务。
但是，常规波场分离方法受到地震波形重叠较严重的影响，很难实现主、次波的清晰分离。另外，常规波场分离方法需要手动设置振幅和相位的阈值，缺乏自动化和智能化，易受人为因素影响。
四、WEMD技术
WEMD（WaveletEnergyDensityModulation）技术是一种基于小波变换的次波压制方法。WEMD技术可以将地震信号分解成不同的频率成分，进而实现次波压制。与常规波场分离方法相比，WEMD技术具有以下优点：
（1）可实现多尺度分解，适用于不同尺度的地震勘探任务。
（2）无需设置阈值，可自动选择有效频率成分。
（3）分离效果较好，能够较清晰地分离主、次波。
但是，WEMD技术存在以下问题：
（1）分解结果不稳定，波形受到小波基函数的选择和分解层数的影响。
（2）需要手动选择小波基函数，对操作人员的能力要求较高。
五、EEMD技术
EEMD（EnsembleEmpiricalModeDecompos