[發明專利]基于基追蹤算法的面波分離與壓制方法

有效

• 申請號: 201010269692.1
• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN102043165A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 彭更新;尹忠科;段文勝;桂麗華;崔永福;周黎霞
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種用于壓制地震資料面波干擾的面波基追蹤算法分離與壓制方法。

背景技術

面波是陸上地震勘探遇到最多的相干干擾波。它的特點是：能量強；頻率低，一般為幾赫茲～30赫茲；速度低，為橫波傳播速度的0.9倍，視速度一般為100～1000m/s，其中以200～500m/s的視速度最為常見。面波的時距曲線為直線。由于介質的頻散效應和吸收衰減作用，面波的能量會隨著深度和傳播距離的增加而迅速衰減，同時，其頻率由高向低變化，形成“掃帚狀”，即發生頻散。在地震資料處理中通常利用面波與反射波的頻率差異和速度差異來去除面波。過去采用的模擬濾波器進行濾波存在嚴重的缺點，如結構復雜、改變特性較困難、存在不需要的相移等。后來廣泛采用了數字濾波方法來消除它，如一維濾波(康冶，于承業，賈臥等.f-x域去噪方法研究[J].石油地球物理勘探，2003，38(2)：136-138)、F-K濾波(閆立志，景新義，李剛.F-K濾波在噪音減去法中的作用[J].海洋地質動態，2006，22(10)：28-32)、τ-p變換(曾有良.Radon變換波場分離技術研究.中國石油大學碩士研究生學位論文，2007.4)和小波變換(羅國安，杜世通.小波變換及信號重建在壓制面波中的應用[J].石油地球物理勘探，1996，31(3)：337-349)等。這些方法雖然見到了一定的處理效果，但仍然存在兩方面的不足：①經濾波處理后，受面波干擾影響的地震信號與未受影響的地震信號能量相差懸殊。若在疊前不進行必要的處理，則對速度參數的提取、對振幅隨炮檢距變化關系的處理以及疊加等均會帶來較大的誤差，而最終影響地震剖面的質量。②在消除面波干擾的同時也消掉了與面波干擾同頻帶的有效信號。這對于分析中、深層反射信號和提高地震記錄的分辨率都是極為不利的。

S.Mallat和Z.Zhang于1993年首次提出了信號在過完備庫上分解的思想，并引入了匹配追蹤算法(Matching?Pursuit，MP)(Mallat?S，Zhang?Z.Matching?pursuits?withtime-frequency?dictionaries[J].IEEE?Trans?Signal?Process.1993，41(12)：3397-3415)，1998年，D.Donoho等人又另辟蹊徑，提出了基追蹤算法(Basis?Pursuit，BP)(S.Chen，D.Donoho?and?M.Saunders，“Atomic?decomposition?by?basis?pursuit”，SIAM?Journal?onScientific?Computing，1998，20(1)：33-61)，此方法采用表示系數的范數作為信號稀疏性的度量，通過最小化l1范數將信號稀疏表示問題定義為一類有約束的極值問題，進而轉化為線性規劃問題進行求解。此方法提出后，隨之就出現了相關的應用，如：信號去噪、特征識別和醫學圖像處理等，盡管已經有學者將基追蹤算法應用到了地震資料去噪方面，但大多是去除隨機噪聲，對于將其應用到面波的識別及提取就少之甚少。根據地震信號的特性將此方法應用到地震資料面波壓制中，為獲得高分辨率的地震資料提供了新的研究方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于基追蹤算法的面波分離與壓制方法，該方法能夠有效的壓制面波，并且在壓制面波的同時對有效信號的損傷較小。

本發明所述的基于基追蹤算法的面波分離與壓制方法，包括如下步驟：

(1)Ricker原子過完備原子庫的形成：

按時間采樣間隔ΔT得到大小為M×N的地震剖面F，其中M為每道地震信號的采樣點數，N為地震剖面的道數。對地震剖面的每道地震信號{F_i，i＝1，2，3，K，N}做離散傅里葉變換，利用傅里葉變換頻譜圖并根據ΔT確定地震剖面F的模擬頻率范圍為0～f_max。選用Ricker原子構造稀疏分解用的過完備原子庫D，一個Ricker原子的表達式如下：