CN111965704B - 井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法及系统，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
Description
技术领域
本申请涉及地球物理勘探方法，更具体的，涉及一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法及系统。
背景技术
井中地震勘探目前已经可以利用最新的光纤分布式声波传感技术(DAS)得到高密度采样的井中地震数据，光纤分布式声波传感技术主要利用激光在光纤中传播时产生的瑞利逆向散射，当光纤周围的介质有振动时，瑞利散射也会发生相应的变化，通过连续观测和对这种光信号的解调就可以得到地层的地震波信息。
光纤分布式声波传感比较适合在井中观测地震波，但在套管内采集时由于光纤与井壁的脱耦会形成非常强的光缆次生震荡噪声，严重影响井中地震波的接收效果，如何有效去除这种强干扰是DAS井中地震工作的一个重点和难点课题，国内外许多地球物理学家都致力于消除这种复杂干扰。现存方法在实际应用中还存在许多不足之处，如何准确高效地压制这种光纤与井壁脱耦产生的光缆次生震荡噪声的需求十分迫切。
发明内容
为了解决上述不足，本申请提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法及系统。
本申请第一方面实施例提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法，包括：
对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
在某些实施例中，在进行频谱分析之前，还包括：
对所述井中地震波场数据进行预处理。
在某些实施例中，所述对所述井中地震波场数据进行预处理，包括如下至少之一：
去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
在某些实施例中，所述对井中地震波场数据进行频谱分析，包括：
对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
在某些实施例中，所述从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围，包括：
以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为所述异常脉冲；
迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
在某些实施例中，所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
在某些实施例中，所述利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，包括：
对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
本申请第二方面实施例提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统，包括：
频谱分析模块，对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
道拆分模块，利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
拆分道组装模块，去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
在某些实施例中，还包括：
预处理模块，对所述井中地震波场数据进行预处理。
在某些实施例中，所述预处理模块包括如下至少一个：
随机干扰去除单元，去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
初至拾取单元，获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
接收点坐标设置单元，设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
在某些实施例中，所述频谱分析模块，包括：
傅里叶变换单元，对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
次生震荡参数获取单元，从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
在某些实施例中，所述次生震荡参数获取单元，包括：
时窗选择单元，以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
拾取单元，计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为所述异常脉冲；
迭代验证单元，迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
输出单元，输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
在某些实施例中，所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
在某些实施例中，所述道拆分模块包括：
时深转换单元，对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
道拆分单元，在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
本申请第三方面提供一种电子设备，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程序时实现上述所述的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的步骤。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的步骤。
本申请的有益效果如下：
本申请提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法及系统，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
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。
图1示出本申请实施例中一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的流程示意图之一。
图2a示出本申请实施例中光纤采集井中地震数据单炮记录。
图2b示出本申请实施例中光纤采集井中地震数据单炮频谱图。
图2c示出本申请实施例中去除光缆次生震荡干扰后的光纤采集井中地震数据单炮记录。
图2d示出本申请实施例中去除光缆次生震荡干扰后的光纤采集井中地震数据单炮频谱图。
图3示出本申请实施例中去除光缆次生震荡干扰后的光纤采集井中地震数据成像嵌入地面地震后对比图。
图4示出本申请实施例中图1的步骤S100的具体流程示意图。
图5示出本申请实施例中图4中步骤S120的具体流程示意图。
图6示出本申请实施例中图1的步骤S200的具体流程示意图。
图7示出本申请实施例中一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的流程示意图之二。
图8示出本申请实施例中一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统结构示意图之一。
图9示出本申请实施例中图8中频谱分析模块100的具体结构示意图。
图10示出本申请实施例中图9中次生震荡参数获取单元120的具体结构示意图。
图11示出本申请实施例中图8中道拆分模块200的具体结构示意图。
图12示出本申请实施例中一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统结构示意图之二。
图13示出适于用来实现本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请主要基于光纤采集的井中地震数据的光缆次生震荡噪声具有严格的周期性震荡的特点，估算次生震荡的震动周期，并采用道拆分的方式进行精确的压制，在实际生产应用中，对于改善光纤井中地震数据采集质量具有重要意义。
下面结合附图对本申请实施例进行详细说明。
本申请第一方面实施例提供一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法，如图1所示，包括：
S100:对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
S200:利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
S300:去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
本方面提供的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
下面具体对上述步骤进行详细说明。
在步骤S100中，首先利用光纤分布式声波传感采集仪器，在地面或井中利用爆炸震源或人工可控震源激发，采集得到井中地震波场数据。然后对井中地震波场数据进行频谱分析。
如图4所示，频谱分析具体包括：
S110:对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
S120:从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
所述井中地震波场数据，是指激发点在地表或井中布设、光纤在井中套管内布设的观测方式下所采集得到的井中地震波场数据。
所述频谱分析，是指利用傅里叶变换计算每个地震道的振幅谱，在振幅谱上拾取异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，异常脉冲的起止道范围所对应的深度范围作为次生震荡分布深度范围。
在一些实施例中，如图5所示，频谱分析中的步骤S120的具体步骤包括：
S121:以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
S122:计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为所述异常脉冲；
S123:迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
S124:输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
频谱分析时窗选择：以初至为起始点，选择至少一个次生震荡振动周期D为最佳。由于地震数据以离散数据形式记录，波形统计存在着一定的不确定性，为兼顾不同深度段出现的不同光缆次生震荡周期的差异，应以最大可能出现的光缆次生震荡周期作为频谱分析的计算时窗。
光缆次生震荡频率值f拾取：应以频谱的背景趋势曲线为参考来判断光缆次生震荡频率异常脉冲，可设置脉冲能量与背景趋势能量比阈值，一般阈值应大于2，阈值越大，检测到的次生震荡能量越大。
光缆次生震荡噪声分布深度范围确定：通过频谱上光缆次生震荡频率异常脉冲连续分布的范围来确定次生震荡分布深度范围起止点A1和A2。
光缆次生震荡频率和分布深度范围的验证：设次生震荡在光缆的传播速度为Vh，则次生震荡应满足：
D＝1/f＝2×(A2-A1)/Vh
如果前述步骤拾取的光缆次生震荡频率值f和次生震荡分布深度范围起止点A1和A2不满足上式，则应重新检查、重新拾取。
即所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
在一实施例中，如图6所示，步骤S200具体包括：
S201:对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
S202:在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
具体的，利用拾取的光缆次生震荡频率值f，对深度范围起止点A1和A2间的每一道数据进行道拆分。在时间域将地震道拆分为n道，这里：
其中：f光缆次生震荡干扰的频率值，Δt为时间采样间隔，单位为毫秒。Ceil表示下取整函数，即取不小于该值的最小整数。
拆分依据以下原则，即拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点：
k＝ceil(i/n)
j＝i-(k-1)×n
完成拆分后，光缆次生震荡干扰及其整数倍的谐波发生频率混叠，变为0Hz或接近0Hz,即直流能量，这时可以通过中值滤波对直流分量进行预测，然后利用减去法去除直流分量。
在一优选实施例中，在进行频谱分析之前，如图7所示，上述方法还包括：
S001：对所述井中地震波场数据进行预处理。
具体的，步骤S001包括如下至少之一：
S001a：去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
S001b:获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
S001c：设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
预处理步骤的目的在于减少后续的频谱分析的处理量以及误差，经过炮点接收点坐标设置、去除随机干扰、拾取纵波初至等三步处理，得到预处理后数据有利于后续的频谱分析得到更准确的光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值。
完成以上步骤后，将拆分道进行组装，就可得到去除光纤采集数据光缆次生震荡干扰的地震道。
下面结合具体案例进行说明。
对记录上所有20个含光缆次生震荡干扰的深度段，重复执行上述步骤，图2a为光纤采集井中地震数据的单炮记录。图2b为光纤采集井中地震数据单炮频谱图，可以看到明显的次生震荡脉冲能量。图2c为光缆次生震荡干扰压制后的单炮记录，图2d为光缆次生震荡干扰压制后的单炮记录频谱图，可以看到光纤采集井中地震数据单炮的光缆次生震荡干扰得到极大的压制，有效地震波场得到很好地恢复，信噪比明显提高。用所得到的压制光缆次生震荡干扰后的光纤采集井中地震数据进行后续的处理解释，提供可用于地质研究的地球物理成果数据。图3为光缆次生震荡干扰压制后的井中地震成像剖面嵌入地面地震剖面的对比图，可以看到光纤采集数据成像具有较高的信噪比和分辨率，能够满足地质要求。
可以知晓，本方面提供的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
基于相同的发明构思，本申请第二方面实施例提供.一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统，如图8所示，包括：
频谱分析模块100，对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
道拆分模块200，利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
拆分道组装模块300，去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
本方面提供的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
当然，在频谱分析之前，首先利用光纤分布式声波传感采集仪器，在地面或井中利用爆炸震源或人工可控震源激发，采集得到井中地震波场数据。然后对井中地震波场数据进行频谱分析。
如图9所示，所述频谱分析模块100，包括：
傅里叶变换单元110，对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
次生震荡参数获取单元120，从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
所述井中地震波场数据，是指激发点在地表或井中布设、光纤在井中套管内布设的观测方式下所采集得到的井中地震波场数据。
所述频谱分析，是指利用傅里叶变换计算每个地震道的振幅谱，在振幅谱上拾取异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，异常脉冲的起止道范围所对应的深度范围作为次生震荡分布深度范围。
在一些实施例中，如图10所示，所述次生震荡参数获取单元120，包括：
时窗选择单元121，以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
拾取单元122，计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为所述异常脉冲；
迭代验证单元123，迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
输出单元124，输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
频谱分析时窗选择：以初至为起始点，选择至少一个次生震荡振动周期D为最佳。由于地震数据以离散数据形式记录，波形统计存在着一定的不确定性，为兼顾不同深度段出现的不同光缆次生震荡周期的差异，应以最大可能出现的光缆次生震荡周期作为频谱分析的计算时窗。
光缆次生震荡频率值f拾取：应以频谱的背景趋势曲线为参考来判断光缆次生震荡频率异常脉冲，可设置脉冲能量与背景趋势能量比阈值，一般阈值应大于2，阈值越大，检测到的次生震荡能量越大。
光缆次生震荡噪声分布深度范围确定：通过频谱上光缆次生震荡频率异常脉冲连续分布的范围来确定次生震荡分布深度范围起止点A1和A2。
光缆次生震荡频率和分布深度范围的验证：设次生震荡在光缆的传播速度为Vh，则次生震荡应满足：
D＝1/f＝2×(A2-A1)/Vh
如果前述步骤拾取的光缆次生震荡频率值f和次生震荡分布深度范围起止点A1和A2不满足上式，则应重新检查、重新拾取。
即所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
在一实施例中，如图11所示，所述道拆分模块200包括：
时深转换单元201，对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
道拆分单元202，在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
具体的，利用拾取的光缆次生震荡频率值f，对深度范围起止点A1和A2间的每一道数据进行道拆分。在时间域将地震道拆分为n道，这里：
其中：f光缆次生震荡干扰的频率值，Δt为时间采样间隔，单位为毫秒。Ceil表示下取整函数，即取不小于该值的最小整数。
拆分依据以下原则，即拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点：
k＝ceil(i/n)
j＝i-(k-1)×n
完成拆分后，光缆次生震荡干扰及其整数倍的谐波发生频率混叠，变为0Hz或接近0Hz,即直流能量，这时可以通过中值滤波对直流分量进行预测，然后利用减去法去除直流分量。
在一优选实施例中，如图12，本系统还包括：
预处理模块001，对所述井中地震波场数据进行预处理。
具体的，所述预处理模块包括如下至少一个：
随机干扰去除单元，去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
初至拾取单元，获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
接收点坐标设置单元，设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
预处理步骤的目的在于减少后续的频谱分析的处理量以及误差，经过炮点接收点坐标设置、去除随机干扰、拾取纵波初至等三步处理，得到预处理后数据有利于后续的频谱分析得到更准确的光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值。
下面结合具体案例进行说明。
对记录上所有20个含光缆次生震荡干扰的深度段，重复执行上述步骤，图2a为光纤采集井中地震数据的单炮记录。图2b为光纤采集井中地震数据单炮频谱图，可以看到明显的次生震荡脉冲能量。图2c为光缆次生震荡干扰压制后的单炮记录，图2d为光缆次生震荡干扰压制后的单炮记录频谱图，可以看到光纤采集井中地震数据单炮的光缆次生震荡干扰得到极大的压制，有效地震波场得到很好地恢复，信噪比明显提高。用所得到的压制光缆次生震荡干扰后的光纤采集井中地震数据进行后续的处理解释，提供可用于地质研究的地球物理成果数据。图3为光缆次生震荡干扰压制后的井中地震成像剖面嵌入地面地震剖面的对比图，可以看到光纤采集数据成像具有较高的信噪比和分辨率，能够满足地质要求。
可以知晓，本方面提供的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统，首先对井中地震波场数据进行频谱分析，然后利用频谱分析的结果对每个地震道进行道拆分，剔除直流能量分量后，将去除直流能量分量后的拆分道对应组装得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据，通过本方法的处理后光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图13，所述电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604；
其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信；
所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
S100:对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
S200:利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
S300:去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
从上述描述可知，本申请提供的电子设备使光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
S100:对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
S200:利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
S300:去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据。
从上述描述可知，本申请提供的计算机可读存储介质使光纤采集井中地震数据光缆次生震荡噪声可以得到很大程度的压制和剔除，资料品质明显提升，为后续的地震数据处理解释提供了保障。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。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多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例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，本说明书实施例可采用在一个或多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。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (16)
1.一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，包括：
对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据；
所述利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分包括：
利用拾取的光缆次生震荡频率值f，对深度范围起止点A1和A2间的每一道数据进行道拆分，在时间域将地震道拆分为n道，这里：
其中：f光缆次生震荡干扰的频率值，Δt为时间采样间隔，单位为毫秒，Ceil表示下取整函数，即取不小于该值的最小整数；
拆分依据以下原则，即拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点：
k＝ceil(i/n)
j＝i-(k-1)×n。
2.根据权利要求1所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，在进行频谱分析之前，还包括：
对所述井中地震波场数据进行预处理。
3.根据权利要求2所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，所述对所述井中地震波场数据进行预处理，包括如下至少之一：
去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
4.根据权利要求1所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，所述对井中地震波场数据进行频谱分析，包括：
对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
5.根据权利要求4所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，所述从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围，包括：
以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为异常脉冲；
迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
6.根据权利要求5所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
7.根据权利要求1所述的光缆次生震荡噪声压制方法，其特征在于，所述利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，包括：
对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
8.一种井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，包括：
频谱分析模块，对井中地震波场数据进行频谱分析，得到光缆次生震荡噪声的分布深度范围和光缆次生震荡频率值；所述井中地震波场数据通过光纤声波传感采集仪器采集得到；
道拆分模块，利用所述光缆次生震荡频率值对所述分布深度范围内的每个地震道进行道拆分，分别生成对应每个地震道的多个拆分道；
拆分道组装模块，去除所有拆分道中的直流能量分量，并将去除直流能量分量后的拆分道对应组装，得到去除光缆次生震荡干扰的井中地震波场数据；
所述道拆分模块具体用于，利用拾取的光缆次生震荡频率值f，对深度范围起止点A1和A2间的每一道数据进行道拆分，在时间域将地震道拆分为n道，这里：
其中：f光缆次生震荡干扰的频率值，Δt为时间采样间隔，单位为毫秒，Ceil表示下取整函数，即取不小于该值的最小整数；
拆分依据以下原则，即拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点：
k＝ceil(i/n)
j＝i-(k-1)×n。
9.根据权利要求8所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，还包括：
预处理模块，对所述井中地震波场数据进行预处理。
10.根据权利要求9所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，所述预处理模块包括如下至少一个：
随机干扰去除单元，去除所述井中地震波场数据中的随机干扰；
初至拾取单元，获取所述井中地震波场数据中对应每个接收点的初至波到达时间点；
接收点坐标设置单元，设置所述井中地震波场数据中的炮点接收点坐标。
11.根据权利要求8所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，所述频谱分析模块，包括：
傅里叶变换单元，对井中地震波场数据利用傅里叶变换计算得到每个地震道的振幅谱；
次生震荡参数获取单元，从每个地震道的振幅谱中获取光缆次生震荡频率值和次生震荡分布深度范围。
12.根据权利要求11所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，所述次生震荡参数获取单元，包括：
时窗选择单元，以初至波的到达时刻为时间起点，在每个地震道的振幅谱中分别选择至少一个次生震荡振动周期作为频谱分析的时窗；
拾取单元，计算每个时窗中脉冲能量与每个时窗的背景趋势能量比，拾取能量比大于初始设定阈值的脉冲作为异常脉冲；
迭代验证单元，迭代验证所述异常脉冲，基于验证的结果对设定阈值进行修正，用修正的设定阈值替换所述初始设定阈值，直至验证设定阈值下异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围满足设定条件为止；
输出单元，输出最终拾取的异常脉冲的值和异常脉冲连续分布的范围；其中最终拾取的异常脉冲的值作为光缆次生震荡频率值，最终拾取的异常脉冲的连续分布的范围作为次生震荡分布深度范围。
13.根据权利要求12所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，所述设定条件为异常脉冲连续分布的范围与次生震荡在光缆的传播速度之比等于次生震荡振动周期与设定阈值之比。
14.根据权利要求13所述的光缆次生震荡噪声压制系统，其特征在于，所述道拆分模块包括：
时深转换单元，对所述分布深度范围进行深度域向时间域的转换，生成分布时间范围；
道拆分单元，在分布时间范围内根据所述光缆次生震荡频率值以及时间采样间隔，按照设定拆分规则将每个地震道拆分为多个拆分道。
15.一种电子设备，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程序时实现权利要求1至7任一项所述的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的井中地震数据的光缆次生震荡噪声压制方法的步骤。
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