CN104597502A - 一种新的石油地震勘探数据去噪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新的石油地震勘探数据去噪方法，采集得到的石油地震勘探数据，利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声；对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入FrFT域进行变换，在进行FrFT变换时，根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a₀；将FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，反变换的阶数为-a₀，经此变换之后的数据即为所求数据。发明的有益效果是石油勘探数据中的噪声的进一步滤除。

Description

一种新的石油地震勘探数据去噪方法

技术领域

本发明属于地震数据勘探技术领域，涉及一种新的石油地震勘探数据去噪方法。

背景技术

石油勘探地震数据去噪，是石油地震勘探数据处理中非常重要的一个环节。去噪方法一般是根据不同的变换域中信号和噪声的差异进行。常用的变换域有f-k域，f-x域，τ-p域和频域等。如果噪声和信号在所述变换域中差异不明显，或者无差异，则去噪无法进行。例如，经过常用的低通滤波器(可以选用Butterworth滤波器实现)后，噪声和信号在频域将无法再进一步分离，但数据中仍然存在噪声，只不过此时噪声和信号(数据)具有相同的振幅谱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的石油地震勘探数据去噪方法，解决了现有技术常用的低通滤波器噪声和信号在频域将无法再进一步分离，数据中仍然存在噪声的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：首先采集得到的石油地震勘探数据，经过本领域常规的预处理；

步骤2：然后利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声；

步骤3：对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入分数傅立叶变换(FrFT)域进行变换，在进行FrFT变换时，首先按照一定的时间间隔扫描将其分为不同的阶数，在分别计算不同阶数所对应的FrFT变换；

步骤4：根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a₀；

步骤5：将步骤3中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，反变换的阶数为-a₀，经此变换之后的数据即为所求数据。

进一步，所述步骤2中的低通滤波方式采用巴特沃斯滤波器实现。

进一步，所述步骤3中FrFT变换的阶数范围为[0，4]，时间间隔小于0.5秒。

本发明的有益效果是石油勘探数据中的噪声的进一步滤除。

附图说明

图1是本发明方法流程示意图；

图2是Ricker子波的FrFT变换图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明方法按照以下步骤进行：

步骤1：首先在野外采集得到的石油地震勘探数据，经过本领域常规的预处理(预处理可采用数据解编、道编辑等处理方法)；

步骤2：利用FFT(快速傅立叶变换)分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波(可以利用巴特沃斯滤波器实现，也可以选择其他的实现形式)，滤除地震数据的高频噪声；

步骤3：对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入分数傅立叶变换(FrFT)域进行变换，FrFT变换的阶数范围为[0，4]。在进行FrFT变换时，首先进行变换扫描，即在[0，4]范围内按照一定的时间间隔(时间间隔优选小于0.5秒)分别计算不同阶数所对应的FrFT变换，其计算公式为：

$f_a\left(\mathrm{\ξ}\right)\underset{-\∞}{\overset{+\∞}{\∫}}{K}_a(\mathrm{\ξ},x)f\left(x\right)\mathrm{dx}---\left(1\right)$

其中 $K_a(\mathrm{\ξ},x)=\frac{e^{-\frac{\mathrm{i\πsgn}\left(\sin \mathrm{\α}\right)-2\mathrm{\α}}{4}}}{\sqrt{\left|\sin \mathrm{\α}\right|}}{e}^{-\mathrm{i\π}[2\frac{\mathrm{x\ξ}}{\sin \mathrm{\α}}-(x^2+{\mathrm{\ξ}}^2)\cot \mathrm{\α}]},a\∈\left[\mathrm{0,4}\right]$ 为FrFT的阶数，f(t)即为低通滤波之后的地震数据。f(t)和f(x)表示的是同一个函数。

步骤4：根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a₀，即为下一步FrFT反变换所需要的参数。在这一步中，由于数据最为集中，说明期望信号与噪声在FrFT域中得到了最大程度的分离，从而为下一步滤除低频噪声奠定了基础。

步骤5：接下来进行FrFT反变换，将步骤3中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换。在FrFT域，低频噪声变现为‘小毛刺’：幅度小，但振动频率高。根据FrFT域中低频噪声的这一特点，可以确定出期望信号的分布范围，在分布范围之外的区域，变换信号幅值置为0；然后，对此按照公式(1)进行FrFT反变换，即变换阶数为-a₀，经此变换之后的数据即为所求数据。

如图2所示为Ricker子波的FrFT变换，对应的阶数为1.14。从图中可以看到明显的毛刺现象，这是低频噪声的FrFT变换，可以令其为零，然后送入FrFT反变换。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于，该新的石油地震勘探数据去噪方法包括以下步骤：

步骤一：首先采集得到的石油地震勘探数据，预处理；

步骤二：然后利用快速傅立叶变换分析地震数据的频谱，确定有用信号的频谱范围，进而明确低通滤波器的截止频率，利用此截止频率对地震数据进行低通滤波，滤除地震数据的高频噪声；

步骤三：对于滤除高频噪声之后的地震数据，送入分数傅立叶变换FrFT域进行变换，在进行FrFT变换时，首先按照时间间隔扫描将其分为不同的阶数，在分别计算不同阶数所对应的FrFT变换；

步骤四：根据扫描所得到的FrFT域变换，选择出信号最为集中的变换数据和其所对应的阶数a₀；

步骤五：将步骤三中进行FrFT域变换后的数据，再次进行反变换，反变换的阶数为-a₀，经此变换之后的数据即为所求数据。

2.如权利要求1所述新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于：所述步骤二中的低通滤波方式采用巴特沃斯滤波器实现。

3.如权利要求1所述新的石油地震勘探数据去噪方法，其特征在于：步骤三中FrFT变换的阶数范围为[0，4]，时间间隔小于0.5秒。