[發(fā)明專(zhuān)利]基于形態(tài)濾波的高效濾除地震數(shù)據(jù)隨機(jī)干擾的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710512108.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109143369A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝金娥;許璐;熊艷梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/36
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/36
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專(zhuān)利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發(fā)明提出一種基于形態(tài)濾波的高效濾除地震數(shù)據(jù)隨機(jī)干擾的方法，該方法包括：輸入含隨機(jī)噪聲的原始數(shù)據(jù)；構(gòu)建時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素；利用時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，將信號(hào)和噪聲分解到不同的尺度上；對(duì)含噪聲尺度上的信號(hào)進(jìn)行開(kāi)啟閉合結(jié)合策略的數(shù)學(xué)形態(tài)法進(jìn)行運(yùn)算；將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度重構(gòu)，獲得結(jié)果。本發(fā)明采用子波型時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素，采用開(kāi)啟運(yùn)算和閉合運(yùn)算結(jié)合策略，對(duì)隨機(jī)噪聲進(jìn)行壓制。通過(guò)將地震信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，選擇隨機(jī)噪聲所在的尺度，在該尺度內(nèi)采用開(kāi)啟閉合結(jié)合策略對(duì)信號(hào)道進(jìn)行處理，小于結(jié)構(gòu)元素的隨機(jī)噪聲便被消除，從而提高了信號(hào)的信噪比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油地球物理勘探領(lǐng)域，更具體地，涉及石油地球物理勘探中的一種基于形態(tài)濾波的高效濾除地震數(shù)據(jù)隨機(jī)干擾的地震資料處理方法。

背景技術(shù)

隨著地表及地質(zhì)構(gòu)造的越來(lái)越復(fù)雜，采集到的地震信號(hào)信噪比低，導(dǎo)致成像困難或不能成像。對(duì)于地表地形地貌、近地表巖性條件和復(fù)雜地下地質(zhì)構(gòu)造同時(shí)并存，地形高差變化劇烈、低降速層厚度變化大、高陡巖層出露地表、地下逆掩推覆構(gòu)造多的地質(zhì)情況，常規(guī)的地震勘探對(duì)于復(fù)雜的山地地質(zhì)條件并不完全適用。

為了提高地震資料的品質(zhì)，有必要研究地震資料中噪音的濾除方法，而目前主要的去噪方法，主要通過(guò)域變換的方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到其他域中進(jìn)行處理，再將處理以后的結(jié)果反變換回原來(lái)的域中，例如K-L變換，f-x濾波等，這一類(lèi)的方法能夠去除常規(guī)隨機(jī)噪聲，但是不能有效去除隨機(jī)噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明研究的一種基于形態(tài)濾波的高效濾除地震數(shù)據(jù)隨機(jī)干擾的方法不僅能有效去除隨機(jī)噪聲，還具有較好地保幅性。將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)引入到地震數(shù)據(jù)隨機(jī)噪聲處理中，構(gòu)建適合隨機(jī)噪聲壓制的時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素，采用開(kāi)啟運(yùn)算和閉合運(yùn)算結(jié)合策略，對(duì)隨機(jī)噪聲進(jìn)行壓制。

首先將地震信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，選擇隨機(jī)噪聲所在的尺度，采用開(kāi)啟閉合結(jié)合策略對(duì)信號(hào)道進(jìn)行處理，小于結(jié)構(gòu)元素的隨機(jī)噪聲便被消除，本發(fā)明提出的子波型結(jié)構(gòu)元素壓制隨機(jī)噪聲效果好于常規(guī)結(jié)構(gòu)元素結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種基于形態(tài)濾波的高效濾除地震數(shù)據(jù)隨機(jī)干擾的方法，該方法包括：

輸入含隨機(jī)噪聲的原始數(shù)據(jù)；

構(gòu)建時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素；

利用時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，將信號(hào)和噪聲分解到不同的尺度上；

對(duì)含噪聲尺度上的信號(hào)進(jìn)行開(kāi)啟閉合結(jié)合策略的數(shù)學(xué)形態(tài)法進(jìn)行運(yùn)算；

將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度重構(gòu)，獲得結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述方法進(jìn)一步包括驗(yàn)證所述結(jié)果，如果所述結(jié)果不滿足要求，則重新執(zhí)行構(gòu)建時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素的步驟，并順序執(zhí)行下面的步驟。

進(jìn)一步地，結(jié)構(gòu)時(shí)空變?cè)匕ㄈ切巍⒕€性、橢圓形或地震子波型時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素。

優(yōu)選地，構(gòu)建時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素步驟中，構(gòu)建地震子波型時(shí)空變結(jié)構(gòu)元素。

進(jìn)一步地，對(duì)含噪聲尺度上的信號(hào)進(jìn)行開(kāi)啟閉合結(jié)合策略的數(shù)學(xué)形態(tài)法進(jìn)行運(yùn)算中：

開(kāi)啟運(yùn)算定義為

閉合運(yùn)算定義為

腐蝕運(yùn)算定義為

膨脹運(yùn)算定義為

其中A為目標(biāo)圖像的集合；B為結(jié)構(gòu)元素的集合。

優(yōu)選地，采用開(kāi)啟閉合平均組合形式對(duì)含噪聲尺度上的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)法進(jìn)行運(yùn)算。

進(jìn)一步地，開(kāi)啟閉合平均組合形式如下：

設(shè)輸入信號(hào)為x(k)＝s(k)+n(k) (k＝1，…，N)

式中s(k)為原始信號(hào)，n(k)為噪聲，