[發(fā)明專利]基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的相干噪聲抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110130279.1
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102323618A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華;陳愛萍;何光明;曹中林;羅紅明;呂文彪;王玉華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;張軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油地震勘探數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，涉及用于消除噪聲干擾的技術(shù)，更具體地說，涉及一種用于利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換來抑制相干噪聲的方法。

背景技術(shù)

利用地下介質(zhì)彈性和密度的差異，通過觀測和分析大地對人工激發(fā)地震波的響應(yīng)，推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法稱為地震勘探。地震勘探是鉆探前勘測石油與天然氣資源的重要手段，在煤田和工程地質(zhì)勘查、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應(yīng)用。在地震勘探中，最為基礎(chǔ)和重要的工作是如何采集到野外地震數(shù)據(jù)并對其進行有效的處理和解釋。為了能夠獲得有效的地震數(shù)據(jù)，需要在野外設(shè)置大量的監(jiān)測儀器，其中，每一個監(jiān)測儀器采集到的數(shù)據(jù)稱作一道地震數(shù)據(jù)。

在采集到的地震資料中，不可避免地存在著一定數(shù)量的噪聲干擾。對于山地地震資料而言，其噪聲來源十分復(fù)雜，噪聲對有效波有較強的干擾，尤其是地震資料中普遍存在著相當(dāng)嚴(yán)重的線性干擾，如淺層強能量的地表多次折射波和面波，中層、深層的強聲波干擾，以及頻帶很寬的地表直達波等。一般情況下，這些干擾破壞了有效反射信號，嚴(yán)重時覆蓋了整個地震記錄，完全淹沒了有效信號，大大降低了地震資料的信噪比。對這些干擾，常規(guī)的處理方法是采用f-k濾波法、τ-p變換法、中值濾波法、速度陷波法等。這些方法雖然對相干干擾的消除有一定的作用，但它們本身都存在一定的局限性。例如，f-k濾波技術(shù)要求均勻的空間采樣，而陸地數(shù)據(jù)尤其3D數(shù)據(jù)常常難以滿足這一苛刻條件；經(jīng)典的τ-p變換也存在同樣的問題；速度陷波濾波器則要求滿足噪聲為線狀噪聲的這一條件。這些方法都對不同道間的地震數(shù)據(jù)的振幅變化相當(dāng)敏感，即使細微的變化也會使濾波的效果變得極差。所以如果這些相干噪聲不能得到很好的抑制，則最終會影響地震記錄的疊加成像質(zhì)量及地震剖面的橫向分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換來抑制地震資料中的相干噪聲的方法，從而提高在較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中獲得的地震數(shù)據(jù)(尤其是低信噪比的地震數(shù)據(jù))的處理質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于在監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中抑制相干噪聲的方法，所述方法包括：在監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中估計相干噪聲的頻帶和視速度范圍，并提取所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)；在視速度范圍內(nèi)，針對提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)來確定與視速度對應(yīng)的視速度方向；基于所述視速度和對應(yīng)的視速度方向來確定視傾角；根據(jù)視傾角對提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行分?jǐn)?shù)階傅里葉變換；對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行相干預(yù)測，以得到預(yù)測的相干噪聲；以及從監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中消除預(yù)測的相干噪聲。

估計相干噪聲的頻帶和視速度范圍的步驟可包括：人工估計監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中相干噪聲的頻帶，并估計出相干噪聲的視速度范圍。

提取所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)的步驟可包括：在估計出相干噪聲的頻帶之后，構(gòu)建相應(yīng)的帶通濾波器，應(yīng)用所述帶通濾波器對監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)進行濾波，以得到濾波后的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)。

確定視速度方向的步驟可包括：在估計出的視速度范圍內(nèi)，選取一個或多個視速度來對提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)依次進行掃描，并由此確定與所述一個或多個視速度對應(yīng)的視速度方向。

當(dāng)對提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)依次進行掃描時，沿著各個方向?qū)λ鲱l帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)進行采樣，從而在每個方向上得到一組采樣數(shù)據(jù)，然后對每個方向上的一組采樣數(shù)據(jù)相加求和，將絕對值最大的求和值所對應(yīng)的方向確定為相應(yīng)視速度的視速度方向。

將視速度的方向確定為視傾角的方向。

確定視傾角的步驟可包括：對于二維疊前地震數(shù)據(jù)，基于視速度和監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中的地震道間距來確定視傾角的大小。

視傾角的大?。?1000×地震道間距)/視速度，其中，地震道間距的單位為米，視速度的單位為米/秒。

確定視傾角的步驟包括：對于三維疊前地震數(shù)據(jù)，基于視速度和監(jiān)測的地震數(shù)據(jù)中的偏移距來確定視傾角的大小。

根據(jù)視傾角對提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的步驟可包括：將提取的所述頻帶內(nèi)的地震數(shù)據(jù)與視傾角下的分?jǐn)?shù)傅里葉變換核矩陣相乘，以得到分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)。

對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行相干預(yù)測的步驟可包括：采用F-X域濾波算法對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行相干預(yù)測。

對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行相干預(yù)測的步驟可包括：利用在所述頻帶外的頻段求取的預(yù)測因子對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換后的地震數(shù)據(jù)執(zhí)行相干預(yù)測。

所述頻帶外的頻段是指相干噪聲較少的頻段。

所述相干噪聲較少的頻段為中頻段。