[發(fā)明專利]用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910166009.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109884691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉強(qiáng);陸斌;王云宏;王保利;覃思;崔偉雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28;G01V1/36
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發(fā)明涉及一種用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明首先壓制參考道的強(qiáng)單頻噪聲；然后采用基于互相關(guān)理論的方法降低全部道集的單頻噪聲能量；最后在時(shí)頻域通過(guò)自適應(yīng)的閾值方法壓制隨機(jī)噪聲和殘余單頻噪聲，得到高信噪比的隨采地震互相關(guān)記錄。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)強(qiáng)單頻對(duì)應(yīng)頻率坐標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別，相比依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或手工識(shí)別單頻噪聲頻率坐標(biāo)的方法，人為干預(yù)影響更小，更節(jié)省計(jì)算成本；本發(fā)明采用基于互相關(guān)理論的方法一次性壓制所有道集的強(qiáng)單頻能量，相比逐道壓制噪聲的方法，運(yùn)行效率更高；通過(guò)得出的高信噪比的互相關(guān)隨采地震記錄，將為后期成像處理提供更高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高成像精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種隨采地震信號(hào)噪聲壓制方法及系統(tǒng)，屬于地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨采地震勘探技術(shù)，即在對(duì)工作面開(kāi)展地震勘探的過(guò)程中，將采煤機(jī)截割煤巖體的能量作為震源以替換炸藥震源，隨著采煤機(jī)作業(yè)的同時(shí)，同步進(jìn)行地震勘探。此項(xiàng)技術(shù)革新不僅可以解決炸藥激發(fā)引起的各種安全隱患問(wèn)題，而且可以達(dá)到即時(shí)探測(cè)由煤巖體采動(dòng)而誘發(fā)的瞬時(shí)地應(yīng)力變化及斷層活化等災(zāi)變地質(zhì)體的目的，同時(shí)不干預(yù)煤礦正常作業(yè)。

雖然隨采地震勘探技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，但由于采煤機(jī)截割煤巖體的震動(dòng)能量遠(yuǎn)小于炸藥激發(fā)產(chǎn)生的能量，因此隨采勘探方式采集到的有效信號(hào)能量也低于采用炸藥作為震源的傳統(tǒng)勘探方式，并且由于長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)探測(cè)，環(huán)境噪聲(如單頻干擾、機(jī)械振動(dòng)干擾以及隨機(jī)干擾等)也會(huì)被更多引入，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)的信噪比降低，嚴(yán)重影響后續(xù)頻散分析、反演成像等處理精度。綜上所述，在開(kāi)展后續(xù)工作之前，必須對(duì)原始采集信號(hào)開(kāi)展信噪分析及噪聲衰減處理。通過(guò)對(duì)實(shí)際隨采數(shù)據(jù)的信噪分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲嚴(yán)重影響了信號(hào)質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中不存在針對(duì)隨采地震信號(hào)中強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲的壓制方法，而將一般地震信號(hào)中的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲的壓制方法應(yīng)用到隨采地震信號(hào)的處理中會(huì)存在諸多問(wèn)題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般地震信號(hào)中的強(qiáng)單頻噪聲處理為對(duì)每一個(gè)檢波器采集到的地震信號(hào)逐道重復(fù)以下處理：先將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換入頻率域，對(duì)原始數(shù)據(jù)開(kāi)展頻譜分析，再?gòu)念l譜中標(biāo)記出單頻噪聲并對(duì)其進(jìn)行能量壓制，然后將噪聲壓制后的數(shù)據(jù)從頻率域轉(zhuǎn)入時(shí)間域。由于隨采地震信號(hào)也采用逐道集方法進(jìn)行單頻噪聲壓制預(yù)處理，因此其在一定程度上增加了計(jì)算成本，并且挑選單頻噪聲的過(guò)程較多依賴人為干預(yù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)隨機(jī)噪聲壓制，較為廣泛采用的是基于時(shí)頻分析的去噪方法，基本思路是對(duì)每一個(gè)檢波器采集到的地震信號(hào)逐道重復(fù)以下處理：先將原始數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)頻變換轉(zhuǎn)換入時(shí)頻域，再利用信號(hào)和噪聲在時(shí)頻域具有系數(shù)差異的特點(diǎn)在時(shí)頻域選擇合適閾值衰減噪聲，然后將噪聲衰減后的時(shí)頻系數(shù)逆變換至?xí)r間域。而一般情況下隨采地震環(huán)境中存在強(qiáng)單頻噪聲干擾，當(dāng)采用這種處理方式時(shí)，信號(hào)和噪聲的時(shí)頻系數(shù)基本沒(méi)有差別，因此達(dá)不到理想的去噪效果。

綜上所述，提供一種用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法及系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題，是隨采地震勘探技術(shù)領(lǐng)域迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法及系統(tǒng)。訪方法及系統(tǒng)首先壓制參考道的強(qiáng)單頻噪聲，然后采用基于互相關(guān)理論的方法降低全部道集的單頻噪聲能量；最后在時(shí)頻域通過(guò)自適應(yīng)的閾值方法壓制隨機(jī)噪聲和殘余單頻噪聲，得到高信噪比的隨采地震互相關(guān)記錄。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種用于隨采地震信號(hào)的強(qiáng)單頻和隨機(jī)噪聲壓制方法，包括以下步驟：

參考道單頻噪聲壓制步驟，將參考道轉(zhuǎn)換為頻率域信號(hào)后求取包絡(luò)，對(duì)包絡(luò)進(jìn)行中值濾波并與原始包絡(luò)對(duì)比求取強(qiáng)單頻噪聲對(duì)應(yīng)的頻率坐標(biāo)，將所述頻率坐標(biāo)原始信號(hào)的振幅值代替以中值濾波后的振幅并將得到的新參考道轉(zhuǎn)換回時(shí)間域；

道集單頻噪聲壓制步驟，采用基于互相關(guān)理論的方法降低全部道集的單頻噪聲能量；