CN111551993B - 压制鸣震的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压制鸣震的方法及装置，该方法包括：对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。本发明利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性。

Description

压制鸣震的方法及装置
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及压制鸣震的方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
沙漠地区的地震勘探表明，由于疏松低速的沙层与稳定高速的潜水面形成了一种鸣震介质，导致地震数据(地震数据中包含多个地震道)上出现明显的鸣震干扰，这种鸣震干扰会严重影响到地震数据的品质，尤其在检波域表现更为明显，严重影响地震数据的信噪比。与海洋地震勘探相比，发育于沙丘的鸣震并没有明显的规律性，在实际处理过程中，只能借助沙丘鸣震与多次波或折射波的部分相似特征，采用类似方法进行压制。
一方面，鸣震可被视为一种多次波，可以采用压制多次波的思路对其进行压制，但鸣震周期与沙丘厚度密切相关，鉴于鸣震周期没有固定的预测步长，采用常规的预测反褶积压制多次波的思路，往往难以有效压制鸣震干扰，不能准确求取鸣震周期，导致沙丘鸣震的压制效果较差。若采用拉冬变换压制多次波又容易出现假频问题，特别是当炮检点受沙丘影响分布不规则时，假频问题尤为严重。另一方面，鸣震也可被视为是一种折射波，可以采用压制折射波的思路压制鸣震，但由于炮点分布的不规则性，均匀采样折射波的鸣震压制方法在检波域往往难以奏效，不能有效压制沙丘鸣震，导致沙丘鸣震的压制效果较差。
虽然上述两种方法能在一定程度上压制沙丘鸣震，但压制效果并不理想；特别是在面对实际地震数据时，往往存在压制过重或压制不足的问题。而随着勘探的技术的发展，后续储层预测、裂缝预测、叠前反演等环节对地震数据的保幅性要求越来越高，如果压制过重或者压制不足，将严重影响地震数据的保幅性，不利于后续资料的解释。
因此，现有的压制鸣震的方法存在难以准确求取鸣震周期、假频干扰严重而导致的压制效果差的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种压制鸣震的方法，用以提高鸣震的压制效果，该方法包括：
对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同；
将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合；
根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音；
根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制；
对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，包括：
确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差；
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；
确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，包括：
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度；
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
本发明实施例还提供一种压制鸣震的装置，用以提高鸣震的压制效果，该装置包括：
时差校正模块，用于对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同；
水平叠加模块，用于将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合；
鸣震噪音确定模块，用于根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音；
鸣震噪音压制模块，用于根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制；
时差校正模块，具体用于确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差；根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；
时差校正模块，具体用于根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度；根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述压制鸣震的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述压制鸣震的方法的计算机程序。
本发明实施例中，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。本发明实施例，利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，可以准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响，进而还根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，可以提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例提供的压制鸣震的方法的实现流程图；
图2为本发明实施例提供的压制鸣震的方法的另一实现流程图；
图3为本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤101的实现流程图；
图4为本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤301的实现流程图；
图5为本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤104的实现流程图；
图6为本发明实施例提供的压制鸣震的装置的功能模块图；
图7为本发明实施例提供的压制鸣震的装置的另一功能模块图；
图8为本发明实施例提供的压制鸣震的装置中时差校正模块601的结构框图；
图9为本发明实施例提供的压制鸣震的装置中校正时差确定单元801的结构框图；
图10为本发明实施例提供的压制鸣震的装置中鸣震噪音压制模块604的结构框图；
图11为本发明实施例提供的压制鸣震噪音前的地震道集的示意图；
图12为本发明实施例提供的压制鸣震噪音后的地震道集的示意图；
图13为本发明实施例提供的鸣震噪音道集的示意图；
图14为本发明实施例提供的压制鸣震噪音前叠加地震道剖面的示意图；
图15为本发明实施例提供的压制鸣震噪音后叠加地震道剖面的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
虽然本发明提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本发明实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行。
针对现有技术中压制鸣震的方法存在的难以准确求取鸣震周期、假频干扰严重而导致的压制效果差的缺陷，本发明的申请人提出了一种压制鸣震的方法及装置，其通过利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响；另外根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，达到了提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性的目的。
图1示出了本发明实施例提供的压制鸣震的方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，压制鸣震的方法，包括：
步骤101，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同；
步骤102，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合；
步骤103，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音；
步骤104，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。
在每个观测点上记录地震波，都必须经过检波器、放大系统和记录系统三个基本环节，它们连在一起总称为“地震道”。地震道，是指由一定频率范围的能量组成的。地震数据中包含了一系列地震道，或者说地震数据中包含了很多个地震道。地震数据包括二维地震数据和/或三维地震数据。
预设邻域范围为预先设置的邻域范围。当前地震道的预设邻域范围，是指与当前地震道相邻的、在一定范围内的多个地震道。在本发明的一实施例中，为了提高提取鸣震噪音的准确度，当前地震道预设邻域范围内的地震道，以当前地震道为中心对称分布。在本发明的其他实施例中，当前地震道预设邻域范围内的地震道，也可以不以当前地震道为中心对称分布。
例如当前地震道预设邻域范围的地震道包括：与当前地震道相邻的前5个地震道和后5个地震道，或者与当前地震道相邻的前3个地震道和后3个地震道。本领域技术人员可以理解的是，可以根据实际需求和具体情况设置不同的邻域范围，例如当前地震道预设邻域范围的地震道包括：与当前地震道相邻的前6个地震道和后6个地震道，或者与当前地震道相邻的前4个地震道和后4个地震道，本发明实施例对此不做特别的限制。
鉴于当前地震道预设邻域范围内的每个地震道，与当前地震道都具有一定的时差，这就导致当前地震道预设邻域范围内的每个地震道中鸣震噪音，与当前地震道中鸣震噪音的存在不同的相位。因此，为了准确提取地震道中的鸣震噪音，需要对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，以使时差校正后当前地震道预设邻域范围内的每个地震道中的鸣震噪音的相位，与当前地震道中鸣震噪音的相位相同。
在对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正后，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合。具体可以通过下述公式获取水平叠加后的地震道集合：
Figure GDA0004051921560000051
其中，Q表示水平叠加后的地震道集合，i＝1,2,3…K-2,K-1,K，K表示地震道集合中地震道的数量，Xi表示地震道集合第i个地震道。
鉴于对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正后，当前地震道预设邻域范围内的每个地震道中的有效信号和当前地震道中的有效信号的时差和相位是不同的，这样在对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道及当前地震道进行水平叠加时，时差和相位不相同的有效信号会大大削弱，在水平叠加后的信号中占比极少，而鉴于校正后的鸣震噪音时差和相位相同，水平叠加后鸣震噪音的信号成倍的加强，因此，当前地震道预设邻域范围内的每个地震道与当前地震道进行水平叠加，得到的信号基本可以认为只包含噪音信号，而不包含有效信号。
在获得水平叠加后的地震道集合后，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音。叠加后的地震道集合包含多个相位相同、没有时差的鸣震噪音，水平叠加后鸣震噪音的振幅将加强数倍，鸣震噪音的信噪比明显提高，进而根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。利用自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，可以有效避免假频问题。
一般来讲，提取的鸣震噪音在振幅、相位上和实际地震数据中的鸣震噪音之间存在一定的差异，需要对提取的鸣震噪音进行匹配，才能将匹配后的鸣震噪音从地震数据中减去，其中对鸣震噪音进行匹配的过程称为自适应滤波。将匹配后的鸣震噪音从地震数据中减去，以校正地震数据的误差的过程称为自适应相减。自适应滤波相减即为自适应滤波与自适应相减的结合。最常用的自适应相减方法为基于L2范数的自适应相减算法，该算法假设相减后地震数据的能量最小，通过最小化当前地震道与匹配后的鸣震噪音之间的差异求解。
在本发明实施例中，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。本发明实施例，利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，可以准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响，进而还根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，可以提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性。
在本发明的一实施例中，压制鸣震的方法中，步骤103，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，包括：根据叠加后的地震道集合与地震道集合中地震道的数量，确定当前地震道的鸣震噪音。
具体可以通过下述公式确定当前地震道的鸣震噪音：
Figure GDA0004051921560000061
其中，m表示当前地震道的鸣震噪音，Q表示水平叠加后的地震道集合，K表示地震道集合中地震道的数量。
图2示出了本发明实施例提供的压制鸣震的方法的另一实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，如图2所示，在上述方法步骤的基础上，压制鸣震的方法，还包括：
步骤201，对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正。
相应的，步骤104，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，包括：
步骤202，根据自适应滤波相减对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制。
申请人在研究本申请的过程中发现，在确定当前地震道的鸣震噪音后，直接对当前地震道的鸣震噪音进行压制，鸣震的压制效果并不是很理想。因此，在确定当前地震道的鸣震噪音后，为了进一步提高鸣震噪音的压制效果，分别对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正。反校正，与时差校正相对应，进行与时差校正相反的过程，进而获得反校正后的当前地震道，以及反校正后的鸣震噪音，然后在根据自适应滤波相减对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制，提高了鸣震噪音的压制效果。
在本发明实施例中，对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正，进而根据自适应滤波相减对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
图3示出了本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤101的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，如图3所示，压制鸣震的方法中，步骤101中，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，包括：
步骤301，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差；
步骤302，根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正。
在对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正时，首先需要确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，然后即可根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正。
在本发明实施例中，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，然后根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
在本发明的一实施例中，在上述方法步骤的基础上，压制鸣震的方法，还包括：
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间与当前地震道的初至时间，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
在本发明的一实施例中，在确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差时，可以根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间与当前地震道的初至时间，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。即当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间与当前地震道的初至时间之间的差值，即为当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
图4示出了本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤301的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，如图4所示，压制鸣震的方法中，步骤301，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，包括：
步骤401，根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度；
步骤402，根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
申请人经过进一步研究发现，利用当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间与当前地震道的初至时间之间的差值，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差时，存在一定的误差，导致确定的当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差不准确，影响鸣震噪音的提取，进而影响鸣震噪音的压制效果。
沙丘鸣震干扰是由于地震波在炮点处沙层中往返传播造成的。鸣震可以视为一种折射波，也可以视为一种折射波。正常的折射波的时距曲线可以表示为：
Figure GDA0004051921560000091
其中，Trf表示折射波的初至时间，T0表示时间常数项，X1表示折射波的偏移距，V1表示折射波速度。
由此可见，折射波的时距曲线是一条直线，其斜率为折射波速度V1的的导数，据此可以通过拾取折射波的初至时间，拟合折射波速度V1，具体可以通过下述公式拟合折射波速度：
Figure GDA0004051921560000092
其中，X11表示第一检波点的偏移距，X12表示第二检波点的偏移距，Trf1表示第一折射波的初至时间，Trf2表示第二折射波的初至时间。
当地震波在沙层中传播时，鸣震的时距曲线为：
Figure GDA0004051921560000093
其中，Td表示地震道的初至时间，T0表示时间常数项，X2表示地震道的偏移距，V2表示鸣震速度，H表示沙层厚度，V0表示沙层速度，
Figure GDA0004051921560000095
表示鸣震在沙层中往返传播一次的时间，即鸣震周期；N表示鸣震在沙层中的往返次数。
由上述鸣震的时距曲线可以得知，不同地震道中鸣震噪音之间的校正时差为：
Figure GDA0004051921560000094
其中，ΔT表示当前地震道预设邻域范围内的每个地震道与当前地震道中鸣震噪音之间的时差，Td2表示当前地震道预设邻域范围内的每个地震道的初至时间，Td1表示当前地震道的初至时间，X22表示当前地震道预设邻域范围内的每个地震道的偏移距，X21表示当前地震道的偏移距。
由此可知，鸣震的时距曲线也是一条直线，斜率为鸣震速度的导数，同样据此可以通过拾取地震道的初至时间，拟合鸣震速度。假设拟合后的鸣震速度为V3(鉴于V3为拟合得到的鸣震速度，其和理论计算得到的鸣震速度V2存在一定差别)，在拟合鸣震速度V3时，需要借助获得的拟合数据，拟合数据包括当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，进而通过上述拟合数据，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度。
在确定拟合得到的鸣震速度V3后，利用拟合得到的鸣震速度V3替换鸣震速度V2，再根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。利用拟合的鸣震速度V3确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，可以提高确定的校正时差的准确度，准确提取鸣震噪音，进而进一步提高压制鸣震噪音的效果。
在本发明实施例中，根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度，根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，利用拟合的鸣震速度可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
在本发明的一实施例中，步骤104中的自适应滤波相减为基于L2范数的自适应滤波相减。L2范数，是指矩阵的各个元素平方之和再开平方根，也称为矩阵的F范数，基于L2范数的自适应相减算法，该算法假设相减后地震数据的能量最小，通过最小化当前地震道与匹配后的鸣震噪音之间的差异求解。
图5示出了本发明实施例提供的压制鸣震的方法中步骤104的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，如图5所示，压制鸣震的方法中，步骤104中，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，包括：
步骤501，根据当前地震道及其鸣震噪音，构建基于L2范数的当前地震道的能量目标函数；
步骤502，确定当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子；
步骤503，根据当前地震道及其鸣震噪音，以及当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，对当前地震道的鸣震噪音进行压制。
假设滤波前和滤波后的当前地震道用x和x0表示，当前地震道x的鸣震噪音为m，根据当前地震道x及其鸣震噪音为m，构建基于L2范数的当前地震道x的能量目标函数E：
Figure GDA0004051921560000101
Figure GDA0004051921560000102
其中，E表示当前地震道x的能量目标函数，f表示滤波算子，
Figure GDA0004051921560000111
表示滤波器的滤波算子f和鸣震噪音m的褶积，即自适应滤波。
将鸣震噪音m表示为矩阵的形式M，则
Figure GDA0004051921560000112
为了使当前地震道的能量目标函数E最小，需满足x0＝x-Mf对滤波算子f的偏导数等于零，据此可求得滤波算子的表达式：
f＝(MTM+λI)-1MTx；
其中，MT表示鸣震噪音矩阵形式M的转置矩阵，MTM表示鸣震噪音的自相关，MTx表示鸣震噪音与当前地震道的互相关，λI表示阻尼约束算子，目的是增强自相关矩阵求解的稳定性。至此，通过线性方程组求解即可得到滤波算子f。在得到滤波算子f后，可根据
Figure GDA0004051921560000113
对当前地震道x的鸣震噪音m进行压制，得到压制鸣震噪音m后的地震道。
在本发明实施例中，根据当前地震道及其鸣震噪音，构建基于L2范数的当前地震道的能量目标函数，然后确定当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，最后根据当前地震道及其鸣震噪音，以及当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，对当前地震道的鸣震噪音进行压制，根据构建的基于L2范数的能量目标函数确定滤波算子，进而对当前地震道的鸣震噪音进行压制，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
本发明实施例中还提供了一种压制鸣震的装置，如下面的实施例所述。由于这些装置解决问题的原理与压制鸣震的方法相似，因此这些装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图6示出了本发明实施例提供的压制鸣震的装置的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
参考图6，所述压制鸣震的装置所包含的各个模块用于执行图1对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图1以及图1对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述压制鸣震的装置包括时差校正模块601、水平叠加模块602、鸣震噪音确定模块603及鸣震噪音压制模块604。
时差校正模块601，用于对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同。
水平叠加模块602，用于将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合。
鸣震噪音确定模块603，用于根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音。
鸣震噪音压制模块604，用于根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。
在本发明实施例中，时差校正模块601对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同，水平叠加模块602将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合，鸣震噪音确定模块603根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，鸣震噪音压制模块604根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。本发明实施例，鸣震噪音确定模块603利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，可以准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响，进而鸣震噪音压制模块604还根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，可以提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性。
图7示出了本发明实施例提供的压制鸣震的装置的另一功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，参考图7，所述压制鸣震的装置所包含的各个模块用于执行图2对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图2以及图2对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，在上述模块结构的基础上，所述压制鸣震的装置，还包括反校正模块701。
反校正模块701，用于对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正。
相应的，鸣震噪音压制模块604，还用于根据自适应滤波相减对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制。
在本发明实施例中，反校正模块701对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正，进而根据自适应滤波相减鸣震噪音压制模块604对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
图8示出了本发明实施例提供的压制鸣震的装置中时差校正模块601的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，参考图8，所述时差校正模块601所包含的各个单元用于执行图3对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图3以及图3对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述时差校正模块601包括校正时差确定单元801和时差校正单元802。
校正时差确定单元801，用于确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
时差校正单元802，用于根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正。
在本发明实施例中，校正时差确定单元801确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，然后时差校正单元802根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
图9示出了本发明实施例提供的压制鸣震的装置中校正时差确定单元801的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，参考图9，所述校正时差确定单元801所包含的各个子单元用于执行图4对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图4以及图4对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述校正时差确定单元801包括鸣震速度确定子单元901和校正时差确定子单元902。
鸣震速度确定子单元901，用于根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度。
校正时差确定子单元902，用于根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
在本发明实施例中，鸣震速度确定子单元901根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度，校正时差确定子单元902根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，利用拟合的鸣震速度可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
图10示出了本发明实施例提供的压制鸣震的装置中鸣震噪音压制模块604的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高压制鸣震噪音的效果，参考图10，所述鸣震噪音压制模块604所包含的各个单元用于执行图5对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图5以及图5对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述鸣震噪音压制模块604包括能量目标函数构建单元1001、滤波算子确定单元1002及鸣震噪音压制单元1003。
能量目标函数构建单元1001，用于根据当前地震道及其鸣震噪音，构建基于L2范数的当前地震道的能量目标函数。
滤波算子确定单元1002，用于确定当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子。
鸣震噪音压制单元1003，用于根据当前地震道及其鸣震噪音，以及当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，对当前地震道的鸣震噪音进行压制。
在本发明实施例中，能量目标函数构建单元1001根据当前地震道及其鸣震噪音，构建基于L2范数的当前地震道的能量目标函数，然后滤波算子确定单元1002确定当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，最后鸣震噪音压制单元1003根据当前地震道及其鸣震噪音，以及当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，对当前地震道的鸣震噪音进行压制。根据构建的基于L2范数的能量目标函数确定滤波算子，进而对当前地震道的鸣震噪音进行压制，可以进一步提高压制鸣震噪音的效果。
对地震道集中的每个地震道应用上述实施例所述的鸣震压制的方法，即可得到压制鸣震噪音后地震道集。
为了验证本发明中压制鸣震的方法及装置的准确性和稳定性，测试本发明的普适性，特别是验证针对野外采集的实际地震资料的有效性，选取地球物理界内最典型、最复杂的西部某复杂沙丘地区的实际地震数据进行测试验证。
图11示出了该复杂沙丘地区的实际地震数据，即压制鸣震噪音前的地震道集(地震道集中包含多个地震道)，从图11中可以看出，平行于初至折射波的鸣震噪音非常发育，具有明显的周期性，严重影响信噪比。
利用本发明上述实施例提供的压制鸣震的方法，压制图11中的实际地震数据的鸣震噪音，获得压制鸣震噪音后的地震数据，即压制鸣震噪音后的地震道集。
图12示出了压制鸣震噪音后的地震道集，从图12中可以看出，压制鸣震噪音后地震道集中，有效信号的双曲线特征得以显现，信噪比明显提高。
在压制鸣震噪音的过程中，提取出实际地震数据的鸣震噪音。图13示出了鸣震噪音道集，从图13中可以看出，鸣震噪音的显性特征非常明显，具有近似固定的长度，并没有伤害到实际地震数据中的有效信号。
图14示出了压制鸣震噪音前叠加地震道剖面，图15为本发明实施例提供的压制鸣震噪音后叠加地震道剖面，结合图14及图15中的叠加地震道剖面可以看出：压制鸣震噪音之前，叠加地震道剖面的弱反射底层特征并不明显；而压制鸣震噪音之后，叠加地震道剖面的弱反射底层特征得以显现，信噪比有了明显的提升，由此证明了本发明上述实施例提供的压制鸣震的方法的有效性和普适性。
本发明主要具备以下有益效果：
(1)将当前地震道预设邻域范围内每个地震道中的鸣震噪音，与当前地震道中的鸣震噪音校正为水平同相轴，即校正后每个地震道的鸣震噪音不存在时差和相位差，便于后续准确提取鸣震噪音，进而提高压制鸣震的效果。
(2)通过当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合鸣震速度，准确提取鸣震噪音，进而提高压制鸣震的效果。
(3)通过时差校正后的当前地震道预设邻域范围内的每个地震道与当前地震道进行水平叠加，确定当前地震道的鸣震噪音，准确提取鸣震噪音，进而提高压制鸣震的效果。
(4)利用基于L2范数的自适应滤波相减当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，提高压制鸣震的效果，提高地震数据的保幅性。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述压制鸣震的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述压制鸣震的方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同，将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制。本发明实施例，利用时差校正后所有地震道与当前地震道水平叠加形成的地震道集合，可以准确提取当前地震道的鸣震噪音，不受鸣震噪音多次波周期不固定和不均匀采样的影响，进而还根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，有效避免了假频干扰，可以提高鸣震噪音的压制效果，提高地震数据的保幅性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或每个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或每个流程和/或方框图一个方框或每个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或每个流程和/或方框图一个方框或每个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或每个流程和/或方框图一个方框或每个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种压制鸣震的方法，其特征在于，包括：
对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同；
将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合；
根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音；
根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制；
对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正，包括：
确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差；
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；
确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，包括：
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度；
根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对当前地震道及其鸣震噪音进行反校正；
根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，包括：
根据自适应滤波相减对反校正后的当前地震道的反校正后的鸣震噪音进行压制。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音，包括：
根据叠加后的地震道集合与地震道集合中地震道的数量，确定当前地震道的鸣震噪音。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应滤波相减为基于L2范数的自适应滤波相减。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制，包括：
根据当前地震道及其鸣震噪音，构建基于L2范数的当前地震道的能量目标函数；
确定当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子；
根据当前地震道及其鸣震噪音，以及当前地震道的能量目标函数最小时的滤波算子，对当前地震道的鸣震噪音进行压制。
6.一种压制鸣震的装置，其特征在于，包括：
时差校正模块，用于对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；时差校正后每个地震道与当前地震道鸣震噪音的相位相同；
水平叠加模块，用于将时差校正后的所有地震道与当前地震道进行水平叠加，获取水平叠加后的地震道集合；
鸣震噪音确定模块，用于根据叠加后的地震道集合确定当前地震道的鸣震噪音；
鸣震噪音压制模块，用于根据自适应滤波相减对当前地震道的鸣震噪音进行压制；
时差校正模块，具体用于确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差；根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差，对当前地震道预设邻域范围内的每个地震道进行时差校正；
时差校正模块，具体用于根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的初至时间和偏移距，与当前地震道的初至时间和偏移距，拟合当前地震道中鸣震噪音的鸣震速度；根据当前地震道预设邻域范围内每个地震道的偏移距和当前地震道的偏移距，及拟合后的鸣震速度，确定当前地震道预设邻域范围内每个地震道与当前地震道的校正时差。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至5任一所述方法的计算机程序。
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