可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法

文档序号:5957739阅读:231来源:国知局
专利名称:可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法
技术领域
本发明涉及一种地球物理数据预处理方法,尤其是可控震源地震数据的去噪处理方法。
背景技术
强脉冲噪声是指幅度大但持续时间短的噪声,强脉冲噪声对冲击类震源如爆炸震源地震数据的影响是短时的,易于压制;由于可控震源与炸药震源的工作原理不同,要得到类似炸药类震源的地震信号,原始可控震源数据必须经过相关检测处理,但是强脉冲噪声信号经相关处理后对数据造成的影响是长时间的、持续性,严重影响了数据采集质量及后续数据处理结果及解释。现有的可控震源地震勘探方法,由于对环境的无破坏性,在地震勘探中受到越加 广泛的关注。可控震源地震勘探存在的主要问题是震源能量弱,背景噪声强,因此接收数据信噪比较低,从而影响勘探精度,降低勘探深度。地震噪声有很多种,其中常见的一类为强脉冲噪声,既包括可控震源系统内部以及背景中的电磁脉冲噪声,也包括周围环境的震动噪声。分析表明冲击类震源地震记录的强脉冲噪声持续时间短,相对容易去除;而采用调频信号的可控震源数据若混有强噪声,经过相关处理后,会在相当长的时窗内造成噪声水平普遍提升,从而淹没该段有效地震数据,形成类似于坏道的效果,甚至造成单炮地震记录不可用。现有的可控震源地震数据处理方法在相关处理后,强脉冲噪声与有效数据混叠在一起,难以有效压制。

发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种适于可控震源地震勘探数据采集过程的可控震源地震数据强脉冲噪声检测及压制方法。本发明提出在可控震源数据相关处理之前对强脉冲噪声进行检测并实施压制。主要思想是首先依据可控震源地震数据的概率统计分布特点,定义强脉冲噪声检测阈值;然后根据阈值设计可控震源强脉冲信号检测算法,自动识别强脉冲噪声;最后采用清零、或振幅压缩算法实现噪声压制。本发明的目的是通过以下技术方案实现的可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法,包括以下步骤a、输入一道原始非相关数据,自动拾取该道信号的全部峰值和谷值数据;b、对所有峰值及谷值数据分别排序,去除这些峰值和谷值中的若干个最大值和最小值,求得峰值平均值和谷值平均值,作为该道数据的峰值基准振幅I;和谷值基准振幅: ,具体计算公式如下
—jA 二一h…………………………………(I)
"i Ti—I w
Γ λ λ J J ΠΛ - - 、 I j a······································ I f I
L0011J A/ — Ti νι
ηι J=i式⑴和⑵中ηι为检测到的峰值个数,n2为检测到的谷值个数,i为峰值点序号,j为谷值点序号,存在i e [l,nj,je [1,n2],Pi为峰值数据,Vj为谷值数据;C、定义强脉冲噪声检测的正阈值4和负阈值次=况χξ,其中N为权值,原则上N值应大于等于3,一般建议N值取为3至9之间;d、以阈值A+和A_为门限,采用比较算法,在地震数据中检测强脉冲信号,具体地, 令U为采样点序列,每道地震记录用S(U)表示,则所有满足判定条件s(u) >A+....................................... (3)或s (u) SA-....................................... (4)的米样点处均存在强噪声;e、对强脉冲噪声位置的地震数据清零或噪声振幅压缩,然后采用相关检测技术,获得脉冲形式的可控震源地震数据。有益效果经试验,本发明公开的可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法广泛适用于具有较强背景噪声,难以得到高信噪比数据的可控震源地震数据预处理过程,图I和图2展示了采用强脉冲噪声压制技术前后的地震数据,可以看出本发明对改善地震数据质量效果明显,可有效恢复被强脉冲噪声淹没的地震波信号。


图I强脉冲噪声压制前的单炮地震记录图2强脉冲噪声压制后的单炮地震记录
具体实施例方式下面结合附图和实施例作进一步的详细说明可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法,是在相关处理前进行噪声压制。主要依据统计规律中的随机理论,计算各道地震信号基准振幅,从而定义强脉冲检测阈值,实现强脉冲噪声检测。在此基础上,应用清零或噪声振幅压缩方法,抑制强脉冲干扰。可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法,包括以下步骤a、输入一道原始非相关数据,自动拾取该道信号的全部峰值和谷值数据;b、对所有峰值及谷值数据分别排序,去除这些峰值和谷值中的若干个最大值和最小值,求得峰值平均值和谷值平均值,作为该道数据的峰值基准振幅$和谷值基准振幅I ,具体计算公式如下
_ I nIA =—ΣΛ...................................⑴
nx
—I n2A =—Ση·.......................................(2)
2 /=1式⑴和⑵中ηι为检测到的峰值个数,n2为检测到的谷值个数,i为峰值点序号,j为谷值点序号,存在i e [l,nj,je [1,n2],Pi为峰值数据,Vj为谷值数据;
C、定义强脉冲噪声检测的正阈值< = 和负阈值皮=ΛΓχ^,其中N为权值,原则上N值应大于等于3,一般建议N值取为3至9之间;d、以阈值A+和A_为门限,采用比较算法,在地震数据中检测强脉冲信号,具体地,令U为采样点序列,每道地震记录用S(U)表示,则所有满足判定条件s (U)≥ A+....................................... (3)或s (U≤ A_....................................... (4)的米样点处均存在强噪声;e、对强脉冲噪声位置的地震数据清零或噪声振幅压缩,然后采用相关检测技术, 获得脉冲形式的可控震源地震数据。以吉林某矿区可控震源地震实验第10炮第80道数据强脉冲噪声检测及压制方法为例可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法,包括以下步骤a、输入第80道原始非相关数据,自动拾取该道信号的全部峰值Pi和谷值 ' 数据,其中i为峰值点序号,j为峰值点序号,检测得到峰值3942个,谷值3951个;b、然后对所有峰值及谷值数据分别排序,去除这些峰值和谷值中的395个最大值和395个最小值,求得峰值平均值和谷值平均值,作为该道数据的峰值基准振幅f和谷值
基准振幅: ,具体计算公式如下

权利要求
1.一种可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法,其特征在于,包括以下步骤 a、输入一道原始非相关数据,自动拾取该道信号的全部峰值和谷值数据; b、对所有峰值及谷值数据分别排序,去除这些峰值和谷值中的若干个最大值和最小值,求得峰值平均值和谷值平均值,作为该道数据的峰值基准振幅I;和谷值基准振幅I"具体计算公式如下
全文摘要
本发明涉及一种可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法。依据数理统计的随机误差理论,计算可控震源地震记录的各采集道基准振幅,输入一道原始非相关数据,对所有峰值及谷值数据分别排序,去除峰值和谷值中的最大值和最小值,定义强脉冲噪声检测的正阈值,在地震数据中检测强脉冲信号,对强脉冲噪声位置的地震数据清零或噪声振幅压缩。经试验,本发明公开的可控震源地震数据的强脉冲噪声检测及压制方法广泛适用于具有较强背景噪声,难以得到高信噪比数据的可控震源地震数据预处理过程,图1和图2展示了采用强脉冲噪声压制技术前后的地震数据,可以看出本发明对改善地震数据质量改善效果明显,能有效恢复被强脉冲噪声淹没的地震波信号。
文档编号G01V1/36GK102879825SQ20121034689
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者姜弢, 贾海青, 徐学纯, 林君, 葛利华, 杨志超, 宋健 申请人:吉林大学
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