地震记录单频干扰的自动识别与压制方法技术

本发明专利技术涉及地球物理勘探地震记录单频干扰的自动识别与压制方法。先对每一个输入道集的初至前记录进行频率域能量统计，对于能量在单频所在频段明显高于相邻频段的标记为含单频干扰道，通过振幅谱搜索单频干扰的准确频率值ｆ，拆分单频干扰的道进行去直流处理，再将拆分后道的样点值放回到原来位置形成一道，重复处理所有含单频干扰的道，获得改进后的叠加、偏移剖面。本发明专利技术有效地提高了地震资料的信噪比，不影响正常道的原始波场特征。

【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术涉及地球物理勘探中地震数据的处理技术，是一种地震记录单频干扰的自 动识别与压制方法。
技术介绍
目前的地震勘探技术主要利用纵波勘探来获得地下构造信息，再综合利用其它已 有资料确定钻探位置，但在实际的地震勘探中，资料品质会受到各种因素的影响，比如发电 机、高压线及各种工业设备等产生的单频干扰，这些干扰有时会对资料品质造成严重影响。地震勘探技术就是在地面地震勘探和井中地震勘探中利用检波器或检波器组合 采集的地震资料的初至波前背景干扰能量信息，获得干扰波的频率分布信息，在时间域通 过道拆分处理使得单频干扰变为直流或近直流能量，然后通过多点中值滤波预测出单频干 扰，通过减去法实现对单频干扰的压制，提高地震记录的信噪比，提高资料处理成果的精 度，进而通过资料解释提供更可靠的钻探井位。在地震数据处理中，现有各种单频噪声压制方法主要包括频率域滤波法、时间域 拟合法等。油田开发区或井场在进行地震勘探时，工业干扰较严重，尤其是50Hz单频干扰。 由于单频干扰一般在频率域能量比较集中，针对单频干扰的频率，频率域滤波法可以设计 陷波器去除大部分单频干扰能量，但也会对该频段有效波造成不可挽回的损失，同时还存 在吉布斯效应等问题。时间域拟合法可以在时间域扫描单频波的频率和时延，最大程度逼近单频波，然 后将其减去。时间域拟合法将单频干扰用不同振幅的正弦函数与余弦函数的叠加，求取方 法更为简洁，但一次只针对一个频率的干扰进行拟合压制，对于存在整数倍的多组单频干 扰时，运算量成倍增加。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种有效提高地震资料的信噪比，不影响正常道的原始波场 特征、运算量小、没有吉布斯效应的。本专利技术通过以下技术方案实现1)利用单检波器或检波器串组合获取得地震记录；2)对每一个输入道集的初至前记录进行频率域能量统计，对于能量在单频所在频 段明显高于相邻频段的，当大于门坎值时标记为含单频干扰道；步骤2所述的频率域能量统计是选择一个频率间隔Δ ·，在可能存在单频干扰的 频段f l-f2，按频率间隔△ f进行振幅谱能量叠加，正常频谱的能量叠加与相邻频率间隔的 能量叠加之比R—般较小，当大于门坎值Th时即可认为该道含单频干扰，将道号记录下来。3)通过振幅谱搜索单频干扰的准确频率值f ；步骤3所述的搜索单频干扰 准确频率值f是对振幅谱存在单频干扰的频率间逐点比较，找出最大值，最大值对应的频率f即为单频干扰频率；4)对于标记为含单频干扰的道拆分为η道，依据下式求取η，《 = α<4^)其中f单频干扰的频率值，At为采样间隔，单位为毫秒，Ceil为下取整函数，取 不小于该值的最小整数，依据下式将输入的一道数据的每个点放到拆分后η道的对应样点位置，形成η道 数据k = ceil(i/n)(2)j = i-(k-l) Xn(3)式中拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点；5)对拆分后的道进行去直流处理；步骤5)所述的去直流处理是若拆分后的道采样率不变，则拆分后单频干扰及其 整数倍的单频波发生频率混叠，变为OHz或接近0Hz，即直流能量，这时通过多点中值滤波 对直流分量进行预测，然后利用减去法减去。6)将拆分后η道的样点值放回到原来位置形成一道，重复步骤4)、5)、6)处理所有 含单频干扰的道；7)将去噪后记录进行静校正、动校正、反褶积、叠加、偏移等处理，获得改进后的叠 加、偏移剖面。本专利技术利用单频干扰在时间域和频率域的特征进行判别和压制，有效地提高了地 震资料的信噪比，同时由于去噪只在干扰道上进行，不影响正常道的原始波场特征，是一种 相对保真的去噪方法。附图说明图1是实例1的3D-VSP单炮(左)，陷波器滤波(中)及本专利技术去噪对比图(右)；图2是实例1的3D-VSP单炮(左)，陷波器滤波(中)及本专利技术频谱对比图(右)；图3是实例1的3D-VSP单炮(上)，陷波器滤波(中)及本专利技术频谱放大对比图 (下)；图4是实例1的道拆分后的显示； 图5是实例2的3D-VSP单炮(左)，陷波器滤波(中)及本专利技术去噪对比图(右)；图6是实例2的3D-VSP单炮(左)，陷波器滤波(中)及本专利技术频谱对比图(右)；图7是实例2的3D-VSP单炮(左)，陷波器滤波(中)及本专利技术频谱放大对比图 (右)图8是实例2的道拆分后的显示。 具体实施例方式以下结合附图详细说明。本专利技术用野外单检波器或检波器串组合采集地震记录，利用初至前振幅统计对单 频干扰在频率域的分布进行搜索，并区分正常道和单频干扰严重的道，然后在时间域利用4道拆分的原理使得单频干扰变为直流或近直流能量，然后通过多点中值滤波预测出单频干 扰，通过减去法实现对单频干扰的压制，提高地震记录的信噪比。本专利技术具体实施方案及步骤详述如下1)利用单检波器或检波器串组合获取得地震记录；在采集地震数据过程中，受发电机干扰、工业用电感应等影响，在记录上会出现单 频干扰，一般在50Hz附近，也可能出现该频率整数倍的干扰，这些干扰并不是地下地震波 场的反映，一般能量稳定，随时间变化很小，记录道之间干扰波振幅和相位不完全一致(见 图1左、图5左)。采用陷波器进行滤波处理可以压制单频干扰，但不够彻底，且存在吉布斯 效应(见图1中、图5中)。2)对每一个输入道集的初至前记录进行频率域能量统计，对于能量在单频所在频 段明显高于相邻频段的，当大于门坎值时标记为含单频干扰道；步骤2所述的频率域能量统计是选择一个频率间隔Δ ·，在可能存在单频干扰的 频段f l-f2，按频率间隔△ f进行振幅谱能量叠加，正常频谱的能量叠加与相邻频率间隔的 能量叠加之比R—般较小，当大于门坎值Th时即可认为该道含单频干扰，将道号记录下来。 将这些干扰污染的道标识出来的目的是让后续的去噪处理更有针对性，让没有污染的道保 持原状，同时也减少了计算量。3)通过振幅谱搜索单频干扰的准确频率值f ；步骤3所述的搜索单频干扰的准确频率值f是对振幅谱存在单频干扰的频率间隔 逐点比较，找出最大值，最大值对应的频率f即为单频干扰频率。单频干扰频率求得越准 确，后面计算的精度越高。4)对于标记为含单频干扰的道拆分为η道，拆分后的道如图4、图8所示；依据下式求取n，" = ce<4^)其中f单频干扰的频率值，At为采样间隔，单位为毫秒，Ceil为下取整函数，取 不小于该值的最小整数，依据下式将输入的一道数据的每个点放到拆分后η道的对应样点位置，形成η道 数据k = ceil(i/n)(2)j = i-(k-l) Xn(3)式中拆分前第i个样点拆分后位于第j道的第k个样点。根据采样定律，拆分后的道由于欠采样而发生频率混叠，变为直流或近直流频率 成分，为下一步处理奠定基础。5)对拆分后的道进行去直流处理；步骤5)所述的去直流处理是若拆分后的道采样率不变，则拆分后单频干扰及其 整数倍的单频波发生频率混叠，变为OHz或接近0Hz，即直流频率成分，这时通过多点中值 滤波对直流分量进行预测，然后利用减去法减去。有效波一般为宽频数据，且具有时变的特 点，因此在上述处理中得到保留。6)将拆分后η道的样点值放回到原来位置形成一道，重复步骤4)、5)、6)处理所有 含单频干扰的道(见图1右、图5右)；5与原始记录频谱(见图2左、图3上、图6左、图7左)相比，去单频干扰后频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震记录单频干扰的自动识别与压制方法，特征是按照以下具体步骤实现：１）利用单检波器或检波器串组合获取得地震记录；２）对每一个输入道集的初至前记录进行频率域能量统计，对于能量在单频所在频段明显高于相邻频段的，当大于门坎值时标记为含单频干扰道；３）通过振幅谱搜索单频干扰的准确频率值ｆ；４）对于标记为含单频干扰的道拆分为ｎ道，依据下式求取ｎ，ｎ＝ｃｅｉｌ（１０００／ｆ×Δｔ）（１）其中：ｆ单频干扰的频率值，Δｔ为采样间隔，单位为毫秒，Ｃｅｉｌ为下取整函数，取不小于该值的最小整数，依据下式将输入的一道数据的每个点放到拆分后ｎ道的对应样点位置，形成ｎ道数据：ｋ＝ｃｅｉｌ（ｉ／ｎ）（２）ｊ＝ｉ－（ｋ－１）×ｎ（３）式中：拆分前第ｉ个样点拆分后位于第ｊ道的第ｋ个样点；５）对拆分后的道进行去直流处理；６）将拆分后ｎ道的样点值放回到原来位置形成一道，重复步骤４）至６）处理所有含单频干扰的道；７）将去噪后记录进行静校正、动校正、反褶积、叠加、偏移等处理，获得改进后的叠加、偏移剖面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦鹏，陈沅忠，
申请(专利权)人：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]