去除数字检波器单点接收地震记录中的异常噪声方法

摘要

本发明涉及地震资料处理是去除数字检波器单点接收地震记录中的异常噪声方法，具体步骤包括：对每一频率样点相邻的道，对振幅谱取得加权中值，用中值与频率样点的振幅值比较，如大于门槛值，则计算加权值；在频率空间域对所在的道衰减，得到噪声频谱，再对噪声频谱进行反变换，得到时间空间域噪声；将原记录减去噪声，除去频率域的异常值，变换计算包络道衰减记录中剩余的强能量干扰。本发明有效衰减了异常噪声，可以有效的去除记录中高频干扰和异常强能量干扰，提高了地震资料的信噪比。

说明书

技术领域

本发明涉及地震资料处理技术，是压制高频背景和其它强能量干扰的一种去除数字检波器单点接收地震记录中的异常噪声方法。

背景技术

为了提高复杂地下构造的成像质量和地面地震描述油气藏的能力和精度，基于数字检波器单点接收的高密度采集技术应运而生。数字检波器与常规检波器相比，有诸多优点，在低频和高频都有更好的振幅和相位响应，单点多分量接收，拥有更高的向量保真度，并且它不受外界电磁信号干扰的影响，但存在高频背景噪声和其它强能量干扰。现有的去除异常噪声的方法，都是针对常规的模拟检波器组合接收的地震资料开发的，应用到数字检波器单点接收地震资料上，会破坏资料的保真度，特别是损伤地震记录中的高频信息，这样就与数字检波器的应用相违背。

发明内容

本发明是提供了一种可有效的保持地震记录的频带和保真度，不损伤地震记录中的高频信息的去除数字检波器单点接收地震记录中的异常噪声方法。

本发明通过以下技术方案实现，具体步骤包括：

1)在野外采集地震数据，将叠前地震数据道集通过快速傅立叶变到频率空间域；

步骤1)所述的叠前地震数据道集是共炮点道集，共检波点道集，共中心点道集，共偏移距道集。

2)对一道每一频率样点，采用左右相邻的道，对振幅谱取得加权中值，用中值与频率样点的振幅值比较，如大于门槛值，则计算加权值；

步骤2)中计算加权值也可直接用中值。

步骤2)中频率空间域或时间空间域加权中值加权横向道数为2-100或整炮，门槛值1.5-100。

3)若该道离散的频率样点上加权值不等于1.0的样点在离散的样点上非连续的，将该样点上的加权值处理为1.0；

步骤3)所述的处理是将以下离散序列[1.0 1.5 1.6 1.4 1.02.0 1.0 1.7 1.9 1.8 1.0]处理为[1.0 1.5 1.6 1.4 1.01.0 1.0 1.7 1.9 1.8 1.0]。

4)用步骤3)得到的加权值，在频率空间域对所在的道衰减，得到噪声频谱，再对噪声频谱进行反傅立叶变换，得到时间空间域噪声；

5)将原记录减去噪声，除去频率域的异常值；

6)对叠前道集的所有的地震道重复步骤2)至5)；

7)在时间空间域，用希尔伯特变换计算包络道，利用左右相邻的道，对包络道取得加权中值，用该中值与该点的振幅包络值比较，如大于门槛值，则计算一个加权值，衰减记录中剩余的强能量干扰。

本发明有效衰减了异常噪声，可以有效的去除记录中高频干扰和异常强能量干扰，提高了地震资料的信噪比。对地震记录波场保持好，有利于后续处理和地震资料解释。

附图说明

图1是存在高频和强能量干扰的原始单炮记录图；

图2是本发明去异常干扰后单炮记录图；

图3是去掉的异常背景干扰图。

具体实施方式

本发明是在频率空间域、时间空间域完成的，先在频率空间域利用相邻道的加权中值约束，剔除频率域噪声成分，然后再在时间空间域利用相邻道的加权中值约束，进一步剔除噪声成分，达到了有效的衰减异常噪声。

本发明的实现原理如下：

设一组地震记录为x(i，j)，经傅立叶变换后为X(i，j)，振幅谱为F(k，j)，其中i为时间序号(i＝1，2，…，N)；j为道序号(j＝1，2，…，2m+1)；k为频率序号(k＝1，2，…，NFFT)。

序列的每项重复w_k次所组成的序列的中值，为该序列的加权中值，这里w_k为加权系数。可以计算出振幅序列F(i，j)的加权中值M(k)，即

通过定义一个门槛值thr来检测振幅谱中的强能量噪声，以F(k，j)/M(k)为识别参量，并计算加权值e(k，j)。

由此可以写出

C(k)＝thr*M(k)    thr＞1        (2)

$e(k,j)=\left(\begin{array}{cc}\alpha ·F(k,j)/M(k,j)& F(k,j)>C\left(k\right)\\ 1.0& F(k,j)\le C\left(k\right)\end{array}\right)---\left(3\right)$

其中α为衰减系数，小于1，大于1/thr。

之后在频率域进行衰减，得到噪声频谱

N(k，j)＝X(k，j)-X(k，j)/e(k.j)                    (4)

对N(k，j)进行反傅立叶变换，即得到噪声道n(i，j)

x(i，j)＝x(i，j)-n(i.j)                            (5)

这样就去除了频率域的异常值。

为了进一步的去除记录中的强能量干扰，在时间空间域，计算包络道，在包络上利用上述同样的方法计算加权值e(i，j)，对记录中剩余的强能量干扰进一步衰减。

本发明在采集的多分量资料上采用以下步骤应用：

(1)对野外采集的多分量资料加载观测系统，按第一关键字为炮号、第二关键字为偏移距进行道集分选，分选为叠前炮集地震资料；

(2)将一炮叠前地震数据通过快速傅立叶变到频率空间域；

(3)在频率空间域，对一道每一频率样点，采用左右相邻的F_m＝7道，对振幅谱取得加权中值(公式1)，用该中值与该点的振幅值比较，如大于门槛值F_thr＝4(公式2)，则计算一个加权值(公式3)；

也可以直接用取中值，用该中值与该点的振幅值比较，如大于门槛值F_thr＝4(公式2)，则计算一个加权值(公式3)；

(4)若该道离散的样点上加权值是孤立的，将该样点上的加权值的值置为1.0；

(5)用步骤(4)加权值，在频率空间域对该道衰减，得到噪声频谱，再对噪声频谱进行反傅立叶变换，就得到时间空间域噪声；

(6)原记录减去噪声，这样就除去了频率域的异常值；

(7)重复(3)-(6)至完成这一叠前道集的所有的地震道；

(7)为了进一步的去除记录中的强能量干扰，在时间空间域，用希尔伯特变换计算包络道，利用左右相邻的Tm＝7道，对包络道取得加权中值，用该中值与该点的振幅包络值比较，如大于门槛值T_thr＝4，则计算一个加权值，对记录中剩余的强能量干扰进一步衰减；

(8)重复(2)-(8)至完成所有的炮集。这样就完成了去除数字检波器单点接收地震记录中的异常噪声。

图1是X分量记录，存在高频和强能量干扰，图2是去除异常干扰后的记录，高频和强能量干扰被去除了，突出了有效信号，波场连续性变好了。图3是去除的背景干扰。