[發(fā)明專利]一種頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610008843.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105425301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;鄧紅珍;楊海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/36
• 分類號(hào): G01V1/36
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

本發(fā)明提出了一種頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法，其特征在于，首先利用傅立葉變換將時(shí)間域三維地震數(shù)據(jù)變換到頻率域，然后采用凸集投影算法思想和引入能夠刻畫(huà)地震數(shù)據(jù)局部化特征的曲波變換；在迭代過(guò)程中提出新的按指數(shù)規(guī)律衰減的閾值參數(shù)，采用軟閾值算子，對(duì)每個(gè)頻率切片單獨(dú)進(jìn)行重建，從而降低了迭代次數(shù)和提高了重建精度，達(dá)到重建三維地震數(shù)據(jù)的目的。本發(fā)明提出了新的按指數(shù)規(guī)律衰減的閾值參數(shù)，采用軟閾值算子，對(duì)每個(gè)頻率切片單獨(dú)進(jìn)行重建，克服了傳統(tǒng)閾值參數(shù)收斂速度較慢的缺點(diǎn)，降低了算法的計(jì)算復(fù)雜度，大幅度地提高了計(jì)算效率，節(jié)省了運(yùn)算時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種缺失道地震數(shù)據(jù)重建的方法，具體是一種頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法。

技術(shù)背景

在野外數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，由于采集設(shè)備、項(xiàng)目成本以及地形條件的限制，地震數(shù)據(jù)沿空間方向上通常低于奈奎斯特采樣定理要求進(jìn)行不規(guī)則采樣，從而導(dǎo)致采集到的地震數(shù)據(jù)不規(guī)則、不完整，出現(xiàn)空間假頻，難以滿足后續(xù)處理的要求,例如速度分析、自由表面多次波消除、偏移歸位等，在這種情況下，需要發(fā)展較好的地震數(shù)據(jù)重建方法，重建出缺失的地震道，得到滿足處理要求的地震數(shù)據(jù)，并且該方法也可以指導(dǎo)野外數(shù)據(jù)采集，壓縮地震數(shù)據(jù)采集量。

基于曲波變換的數(shù)據(jù)重建方法不需要地下結(jié)構(gòu)的先驗(yàn)信息，能夠重建出規(guī)則缺失和不規(guī)則缺失的地震道，且計(jì)算速度快，精度高，得到了廣泛的應(yīng)用。薛念等采用閾值迭代法，實(shí)現(xiàn)了基于曲波變換的二維地震數(shù)據(jù)重建(基于Curvelet變換的地震數(shù)據(jù)插值和去噪[碩士論文]，西南交通大學(xué),2010)，劉國(guó)昌等采用凸集投影算法，在曲波域?qū)崿F(xiàn)了基于POCS算法的二維地震數(shù)據(jù)重建(基于curvelet變換的缺失地震數(shù)據(jù)插值方法[J].石油地球物理勘探,2011，46(2),237-245。)，該方法更能夠重建非線性同相軸，更加適合具有各項(xiàng)異性特征的地震波場(chǎng)，但沒(méi)有深入研究基于曲波變換的三維數(shù)據(jù)重建方法，而且對(duì)閾值參數(shù)選擇也沒(méi)有進(jìn)一步研究，僅僅采用指數(shù)閾值參數(shù)公式，其重建后的效果還是有限。而后張華等在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了基于曲波變換的三維地震數(shù)據(jù)重建(基于jitter采樣和曲波變換的三維地震數(shù)據(jù)重建[J].地球物理學(xué)報(bào),2013,56(5):1637-1649。)，通過(guò)對(duì)時(shí)間切片進(jìn)行逐次重建，取得較好的重建效果，并且探討了閾值參數(shù)選擇策略。王本鋒等提出了不同閾值下的曲波重建方法(POCS聯(lián)合改進(jìn)的Jitter采樣理論曲波域地震數(shù)據(jù)重建方法[J].地球物理學(xué)報(bào),2015,50(1):20-27。)，然而該方法在時(shí)間域進(jìn)行重建，且只采用硬閾值參數(shù)進(jìn)行處理，當(dāng)重建數(shù)據(jù)同時(shí)包含高和低能量振幅同相軸時(shí)，由于POCS算法在前幾次迭代過(guò)程中，低于閾值參數(shù)以下的同相軸系數(shù)被濾除，因此這些方法在重建低振幅有效波同相軸的效果有限，不能完全恢復(fù)出地震信號(hào)的低能量同相軸及提高局部異常區(qū)的信噪比，并且迭代次數(shù)多，重建效率低，制約了該方法的進(jìn)一步應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了能夠快速高精度的重建出缺失道三維地震數(shù)據(jù)，而提供了一種頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法。

本發(fā)明技術(shù)方案：

本發(fā)明提出頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法，首先利用傅立葉變換將時(shí)間域三維地震數(shù)據(jù)變換到頻率域，然后采用凸集投影算法思想和引入能夠刻畫(huà)地震數(shù)據(jù)局部化特征的曲波變換。在迭代過(guò)程中提出新的按指數(shù)規(guī)律衰減的閾值參數(shù)，采用軟閾值算子，對(duì)每個(gè)頻率切片單獨(dú)進(jìn)行重建，降低了迭代次數(shù)和提高了重建精度，從而達(dá)到重建三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)的目的。

一種頻率域三維不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建方法，地震數(shù)據(jù)的重建問(wèn)題描述為由一組不完整數(shù)據(jù)通過(guò)線性算子的作用恢復(fù)出完整的數(shù)據(jù)，假設(shè)如下線性正演模型：

y_obs＝Mf

這里y_obs∈Rⁿ代表采集的地震數(shù)據(jù)；f∈R^N，且N≥n，表示待重建的無(wú)假頻數(shù)據(jù)；M∈R^n×N表示對(duì)角矩陣，其元素1和0分別表示已知地震道和未知地震道，假設(shè)系數(shù)x是f在曲波域C中的稀疏表示，則上述方程為：