[發明專利]基于3D shearlet變換的井中微地震信號去噪方法

有效

• 申請號: 201810591853.5
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN109212608B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 李娟;李元;李月;錢志鴻;盧長剛;葉心
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

本發明公開基于3 Dshearlet變換的井中微地震信號去噪方法，包括以下步驟：步驟一、將井中微地震三個分量數據轉為三維數據集；步驟二、對所述數據集進行剪切變換以獲得剪切系數；步驟三、對所述剪切系數進行閾值處理得閾值后系數：步驟四、對所述閾值后系數應用逆剪切變換得時域去噪后信號；步驟五、輸出所述時域去噪后信號前三個表面得到有效信號。本發明利用了微地震數據和剪切域中系數分布的相關性，應用3Dshearle處理三分量信號，并采用多尺度閾值函數去噪，在有效信號保留和噪聲衰減方面取得了優良的性能。

技術領域

本發明涉及地震信號處理技術領域，更具體的是，本發明涉及基于3D shearlet變換的井中微地震信號去噪方法。

背景技術

微地震監測在儲層監測和資源特征研究中發揮著重要作用。但是，微地震數據往往受到不必要噪聲的強烈污染，這導致現場記錄的信噪比(SNR) 較低。因此，抑制噪聲是微地震處理中提高監測質量的重要步驟。

在獲取微地震數據方面，井中監測越來越受歡迎。井中微地震數據由三個分量(3C)組成：x、y和z分量，它們之間有很強的相關性。然而，井中微地震數據的頻率高于地面微地震信號。因此對于常見地震信號的降噪方法，不適用于井中微地震去噪。近年來，國內外學者對于研究井中地震數據去噪方法已經做出了一些努力。在現有技術中，有人提出了一種基于頂點偏移拋物Radon變換的自適應信號檢測和數據去噪算法。該方法利用拋物線逼近提高算法速度。而它的主要工作集中在信號檢測而不是噪聲抑制。有研究者開發了一種基于數學形態學的新型濾波方法。該方法改進了頂帽過濾器難擴展的缺點。但它僅限于應用低頻噪聲處理。針對非平穩特性，提出了一種基于集合經驗模式分解(EEMD)和置換熵的非平穩隨機噪聲抑制方法。有研究者通過基于Radon變換的自適應矢量方向中值濾波器提出了一種新的去噪方案。它成功地檢測和衰減了噪聲。但是，這兩種方法只有在輸入信號信噪比較高時有效。

Shearlet變換(ST)提供了一個多尺度，多方向和位置函數組成的表示系統。二維剪切變換(2DST)與閾值相結合的算法已被廣泛用于圖像去噪和微地震處理。但是，將其應用于井中微地震數據時，幾乎完全忽略了3C數據之間的相關性。

發明內容

本發明為解決目前的技術不足之處，提供了基于3D shearlet變換的井中微地震信號去噪方法，在保留有效信號前提下，更加徹底地去除背景噪音。

本發明提供的技術方案為：基于3D shearlet變換的井中微地震信號去噪方法，包括以下步驟：

步驟一、將井中微地震三個分量數據轉為三維數據集；

步驟二、對所述數據集進行剪切變換以獲得剪切系數；

步驟三、對所述剪切系數進行閾值處理得閾值后系數：

步驟四、對所述閾值后系數應用逆剪切變換得時域去噪后信號；

步驟五、輸出所述時域去噪后信號前三個表面得到有效信號；

其中，所述閾值后系數SH'_ψ(S_j)通過如下計算過程得到：

其中，S為所述數據集，SH_ψ(S_j)為剪切系數，j為尺度，λ_j為隨尺度j變化的閾值；μ為第一系數，并且滿足0≤μ≤1。

優選的是，在所述步驟二中所述的剪切變換滿足：

SH_ψ(S_j)＝<S,ψ_j,l,k>