CN104820244A - 一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法，包括以下步骤：1)激发并记录地震波，取得地震数据并进行分频扫描；2)确定地震数据中各种噪声的分布频带，并且将地震记录进行子空间分解；3)在各子空间中对数据进行空间变换；4)对经过空间变换后的数据进行线性干扰衰减操作；5)对经过空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作；6)对每一个频带和每一个子空间中的地震数据进行地震数据的保真重构，并且通过自适应滤波器去除噪声。该提高石油勘探资料处理信噪比的方法能够有效地消除面波、折射波尤其是较强的散射噪音和多次波的影响，提高资料的信噪比。

Description

一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法

技术领域

本发明涉及一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法。

背景技术

由于大庆油田外围盆地三江和依舒地堑方正断陷复杂区表层以及地下地质条件极其复杂，地表起伏变化剧烈，地表速度复杂，目标层埋藏较深，上覆地层沉积大多为物源沉积，岩性横向变化快，地下构造复杂，断裂发育，尤其是复杂断裂区，资料信噪比低，反射同向轴破碎，杂乱，特征不清楚，给构造成像带来了较大的困难。

目前，没有一种方法能够在全频范围的基础上全面压制所有的噪声，传统的去噪方法不能完全消除所有的噪声，对于一些厉害的噪声还能伤害到有效信号。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法，包括以下步骤：

1)激发并记录地震波，取得地震数据并进行分频扫描；

2)确定地震数据中各种噪声的分布频带，并且将地震记录进行子空间分解；

3)在各子空间中对数据进行空间变换；

4)对经过空间变换后的数据进行线性干扰衰减操作；

5)对经过空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作；

6)对每一个频带和每一个子空间中的地震数据进行地震数据的保真重构，并且通过自适应滤波器去除噪声。

作为优选，步骤4)中，采用二维滤波、预测滤波和中值滤波三种方法分别对空间变换后的数据进行线性干扰衰减的操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到线性干扰波形图。

作为优选，步骤5)中，采用二维滤波、预测滤波和拉冬变换三种方法分别对空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到散射干扰波形图。

作为优选，步骤6)中，去噪的过程为：

取地震信号d(x,t),假设数据的地震道数和时间点数目分别为I和J，则有I＝2*N+1，J＝2*L+1，其中，N和L均为自然数，对应得到一个2D切片，用Z表示I*J的矩阵，其元素为Zi，j＝D(i，j)，根据奇异值分解理论，

Z可写成： $Z={\mathrm{UEV}}^T{\Σ}_{k=1}^r{\mathrm{\σkukV}}_t^k,$

式中，r为Z的秩，U、V分别是Z、Z^T的特征量，ui＝1，…I，vj＝1，…j组成矩阵，又被称为Z奇异向量矩阵，E是ZZ^T的特征值按递减顺序组成的对角矩阵，这些矩阵分别表示如下：

E＝diag(σ₁σ₂σ₃…σ_r)，

U＝[u₁，u₂，…u_i]，

V＝[v₁，v₂，…v_j]，

选取一个滤波参数h，h＜r，重构一个矩阵Z₀，来逼近原始矩阵Z，

$Z_0={\mathrm{\Σ}}_{k=1}^r{\mathrm{\σ}}^k{u}^{{\mathrm{kV}}_t^k}-F*{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^r{\mathrm{\σ}}^k{u}^{{\mathrm{kV}}_t^k},$ 式中F为自适应带通滤波器，*为卷积运算，再对Z₀进行反线性化变换即可完成整个去噪过程。

本发明的有益效果是，该提高石油勘探资料处理信噪比的方法能够有效地消除面波、折射波尤其是较强的散射噪音和多次波的影响，提高资料的信噪比。

具体实施方式

一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法，包括以下步骤：

1)激发并记录地震波，取得地震数据并进行分频扫描；

2)确定地震数据中各种噪声的分布频带，并且将地震记录进行子空间分解；

3)在各子空间中对数据进行空间变换；

4)对经过空间变换后的数据进行线性干扰衰减操作；

5)对经过空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作；

6)对每一个频带和每一个子空间中的地震数据进行地震数据的保真重构，并且通过自适应滤波器去除噪声。

作为优选，步骤4)中，采用二维滤波、预测滤波和中值滤波三种方法分别对空间变换后的数据进行线性干扰衰减的操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到线性干扰波形图。

作为优选，步骤5)中，采用二维滤波、预测滤波和拉冬变换三种方法分别对空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到散射干扰波形图。

作为优选，步骤6)中，去噪的过程为：

取地震信号d(x,t),假设数据的地震道数和时间点数目分别为I和J，则有I＝2*N+1，J＝2*L+1，其中，N和L均为自然数，对应得到一个2D切片，用Z表示I*J的矩阵，其元素为Zi，j＝D(i，j)，根据奇异值分解理论，

Z可写成： $Z={\mathrm{UEV}}^T{\Σ}_{k=1}^r{\mathrm{\σkukV}}_t^k,$

式中，r为Z的秩，U、V分别是Z、Z^T的特征量，ui＝1，…I，vj＝1，…j组成矩阵，又被称为Z奇异向量矩阵，E是ZZ^T的特征值按递减顺序组成的对角矩阵，这些矩阵分别表示如下：

E＝diag(σ₁σ₂σ₃…σ_r)，

U＝[u₁，u₂，…u_i]，

V＝[v₁，v₂，…v_j]，

选取一个滤波参数h，h＜r，重构一个矩阵Z₀，来逼近原始矩阵Z，

$Z_0={\mathrm{\Σ}}_{k=1}^r{\mathrm{\σ}}^k{u}^{{\mathrm{kV}}_t^k}-F*{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^r{\mathrm{\σ}}^k{u}^{{\mathrm{kV}}_t^k},$ 式中F为自适应带通滤波器，*为卷积运算，再对Z₀进行反线性化变换即可完成整个去噪过程。

与现有技术相比，该提高石油勘探资料处理信噪比的方法能够有效地消除面波、折射波尤其是较强的散射噪音和多次波的影响，提高资料的信噪比。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种提高石油勘探资料处理信噪比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)激发并记录地震波，取得地震数据并进行分频扫描；

2)确定地震数据中各种噪声的分布频带，并且将地震记录进行子空间分解；

3)在各子空间中对数据进行空间变换；

4)对经过空间变换后的数据进行线性干扰衰减操作；

5)对经过空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作；

6)对每一个频带和每一个子空间中的地震数据进行地震数据的保真重构，并且通过自适应滤波器去除噪声。

2.如权利要求1所述的提高石油勘探资料处理信噪比的方法，其特征在于，步骤4)中，采用二维滤波、预测滤波和中值滤波三种方法分别对空间变换后的数据进行线性干扰衰减的操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到线性干扰波形图。

3.如权利要求1所述的提高石油勘探资料处理信噪比的方法，其特征在于，步骤5)中，采用二维滤波、预测滤波和拉冬变换三种方法分别对空间变换后的数据进行散射干扰衰减操作，将三种方法进行衰减后得到的数据进行比对，并且取得均值，得到散射干扰波形图。

4.如权利要求1所述的提高石油勘探资料处理信噪比的方法，其特征在于，步骤6)中，去噪的过程为：

取地震信号d(x,t),假设数据的地震道数和时间点数目分别为I和J，则有I＝2*N+1，J＝2*L+1，其中，N和L均为自然数，对应得到一个2D切片，用Z表示I*J的矩阵，其元素为Zi，j＝D(i，j)，根据奇异值分解理论，

Z可写成：

式中，r为Z的秩，U、V分别是Z、Z^T的特征量，ui＝1，…I，vj＝1，…j组成矩阵，又被称为Z奇异向量矩阵，E是ZZ^T的特征值按递减顺序组成的对角矩阵，这些矩阵分别表示如下：

E＝diag(σ₁σ₂σ₃…σ_r)，

U＝[u₁，u₂，…u_i]，

V＝[v₁，v₂，…v_j]，

选取一个滤波参数h，h＜r，重构一个矩阵Z₀，来逼近原始矩阵Z，

式中F为自适应带通滤波器，*为卷积运算，再对Z₀进行反线性化变换即可完成整个去噪过程。