SEISMIC SIGNAL ANALYSIS USING MINIMUM PHASE AND SINGULAR VALUE DECOMPOSITION METHODS. APPLICATION TO GROUNDROLL ATTENUATION

Abstract

ABSTRACT. A challenge in land seismic data processing is the coherent noise groundroll. This noise is related to the propagation of surface waves of the Rayleigh type, this undesired event has as characteristics: low frequencies, high amplitudes and strong dispersion, which masks the events of interest in the stacked seismic section. The seismic data from the Tacutu Basin, besides having a low signal-to-noise ratio, are also strongly contaminated by groundroll noise, which makes it a challenge to obtain stacked seismic section with high resolution of this sedimentary basin. The 1D and 2D frequency filters are widely used for groundroll attenuation, but these methods besides attenuating the noisy also eliminate part of the signal by rejecting part of the frequency band of the seismic signal. Therefore, we are introduce a new filter to groundroll attenuation that uses two powerful tools for decomposition of the seismic signal together, minimum phase decomposition and singular value decomposition. The proposed method aims to estimate the reflectivity function for each seismic trace and then perform a decomposition of this reflectivity function. Since the low frequency noise is confined in the first portion of the decomposed signal it is possible to make a separation between the noise and the signal. The filtering method was included in the 2D seismic processing flow chart of the Tacutu Basin. The results showed that the proposed method was capable of attenuate the groundroll noise and generated at the end a stacked seismic section with a good resolution.

Keywords: minimum phase decomposition, singular value decomposition, groundroll attenuation.

RESUMO. Um desafio no processamento de dados sísmicos terrestres é o ruído coerente groundroll. Este ruído está relacionado à propagação de ondas de superfície do tipo Rayleigh, este evento indesejado tem como características: baixas frequências, altas amplitudes e forte dispersão, o que mascara os eventos de interesse na seção sísmica empilhada. Os dados sísmicos da Bacia do Tacutu, além de apresentar uma baixa relação sinal-ruído, também estão fortemente contaminados pelo ruído do solo, o que dificulta a obtenção de seções sísmicas empilhadas com alta resolução desta bacia sedimentar. Os filtros de frequência 1D e 2D são amplamente utilizados para a atenuação do groundroll, mas esses métodos além de atenuar o ruído também eliminam parte do sinal rejeitando parte da banda de frequência do sinal sísmico. Portanto, estamos introduzindo um novo filtro para a atenuação de groundroll que usa duas ferramentas poderosas para a decomposição do sinal sísmico, decomposição em fase mínima e decomposição em valor singular. O método proposto tem como objetivo estimar a função de refletividade para cada traço sísmico e então realizar a decomposição dessa função refletividade. Uma vez que o ruído de baixa frequência é confinado na primeira porção do sinal decomposto, é possível fazer uma separação entre o ruído e o sinal. O método de filtragem foi incluído no fluxograma de processamento sísmico 2D da Bacia do Tacutu. Os resultados mostraram que o método proposto foi capaz de atenuar o ruído groundroll e gerar ao final uma seção sísmica empilhada com boa resolução.

Palavras-chave: decomposição em fase mínima, decomposição em valores singulares, atenuação do groundroll.