一种消除工业干扰的处理方法与流程

本发明属于工频干扰滤除，具体涉及一种消除工业干扰的处理方法。

背景技术：

1、在石油天然气地震勘探过程中，50hz工业干扰是主要的强干扰，其能量常常达到采集的地震资料能量的10倍以上。它主要是勘探工区电网离接收设备距离过近引起的，一般来说，其影响范围可达200m以上，大大降低了地震资料的品质。

2、50hz干扰不仅影响50hz附近的资料，其谐波还会以倍频的形式影响更高频率的资料，区域性性强，因而影响地震资料空间属性的应用。

3、目前常规的处理方法采用了逐道判断、统一处理的方法，具体做法如下：

4、1)陷波处理；

5、2)异常振幅衰减；

6、3)通过计数法确定工业干扰频率，然后按照迭代逼近方法逐道求取工业干扰的振幅和相位。

7、以上常规处理方法显然存在不足，主要体现在：

8、1)无论事先对采集的数据是否分选，都会对50hz附近的有效信号造成伤害。

9、2)存在对50hz附近的有效信号造成伤害的风险，且干扰消除不彻底。

10、3)由于没有分离被干扰的地震数据道和正常的无干扰的地震数据道，所有数据道均参与了处理，浪费了大量的计算资源，延长了数据的处理周期。

11、总之，使用现有技术对含有干扰信号的数据进行去噪处理，得到的消除工业干扰后的数据中仍存在谐波干扰，消除工业干扰后的数据品质差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种消除工业干扰的处理方法，用以解决使用现有技术得到的消除工业干扰后的数据品质差和效果差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

3、本发明的一种消除工业干扰的处理方法，包括以下步骤：

4、s1.获取原始地震数据；

5、s2.对原始地震数据进行n次高通滤波，以分别得到包含有k*50hz附近的工业干扰信号的第k组数据，n＞1，k从1到n中遍历取值；

6、s3.对n组数据分别在对应的k*50hz附近进行振幅谱分析，相应获得k*50hz附近数据对应的峰值频率，记为第k个峰值频率；

7、s4.依据各组数据的峰值频率以及设定的峰值频率范围对所述原始地震数据进行数据分选，以获得含工业干扰的地震数据part1和不含工业干扰的地震数据part2；

8、s5.对含工业干扰的数据part1进行去噪处理，以得到去噪后的数据；

9、s6.将步骤s4得到的不含工业干扰的数据part2与步骤s5中获得去噪后的数据合并后输出，以得到消除工业干扰后的数据。

10、上述技术方案的有益效果为：本发明第一方面，通过事先频谱分析，准确定位了工业干扰存在的部位，通过分选将未被工业干扰污染的数据与被工业干扰污染的数据分离开来，只针对被工业干扰污染的数据进行处理，使处理效率大大提高，还能够节约计算资源，并能灵活应用于叠前处理各个阶段。第二方面，本发明方法通过利用高通滤波和利用峰值频率分选等两级判断，提高了数据处理的稳定性和准确度，有效提高了地震信号的信噪比，使地震数据保持了较高的频带宽度和高分辨率的潜能。第三方面，本发明方法在对存在50hz工业干扰的地震数据进行了固有频率干扰消除的同时，又通过对其谐波频率干扰进行了衰减，保证了资料高频端的品质。

11、进一步地，为了使提取的工业干扰数据更准确更彻底，以防遗漏干扰数据，k＝1时，步骤s2中对应的高通滤波截止频率设置为35-40hz范围内任一值。

12、进一步地，为了使提取的工业干扰的谐波数据更准确更彻底，以防遗漏干扰数据，k＝2时，步骤s2中对应的高通滤波截止频率设置为80-90hz范围内任一值。

13、进一步地，步骤s4中采用如下方法得含工业干扰的地震数据part1和不含工业干扰的地震数据part2：

14、若地震数据存在位于设定的峰值频率范围内的峰值频率，则该地震数据为含工业干扰的地震数据part1；

15、若地震数据不存在位于设定的峰值频率范围内的峰值频率，则该地震数据为不含工业干扰的地震数据part2。

16、进一步地，为了确保提取的干扰数据的稳定性，设定的峰值频率范围包括47-53hz。

17、进一步地，为了确保提取的谐波数据的稳定性，设定的峰值频率范围还包括97-103hz。

18、进一步地，步骤s5中使用信号重构的方法对含工业干扰的数据part1进行去噪处理。

19、进一步地，所述信号重构的方法包括：

20、s40.设定含工业干扰的数据part1表示为t(k)＝s(k)+n(k)，其中，t(k)为含工业干扰的数据part1，s(k)为去噪后的数据，n(k)为噪音信号；

21、s41.对噪音信号n(k)进行信号分解：n(k)＝acos(2πfkδt)+bsin(2πfknδt)，其中，f为噪音频率，k为样点数，n为谐波数，δt为采样间隔，a和b为噪音信号振幅；

22、s42.使用最小平方法求取噪音信号振幅和噪音相位；

23、s43.利用求取的干扰信号振幅、谐波信号振幅和噪音相位确定噪音信号n(k)，从而得到去噪后的数据：s(k)＝t(k)-n(k)。

24、进一步地，步骤s42中使用最小平方法求取噪音振幅和噪音相位包括：

25、s420.使用最小平方法通过迭代求取噪音振幅，公式如下：

26、a(k+1)＝a(k)-feedback×grada[err2(k)]

27、b(k+1)＝b(k)-feedback×gradb[err2(k)]

28、其中，grada为振幅a的数学求导数算法，gradb为振幅b的数学求导数算法，feedback为反馈系数，err2(k)为均方根偏误差；

29、s421.使用最小平方法通过迭代求取噪音相位：

30、grada[err2(k)]＝-2err(k)cos(2πfnkδt)

31、gradb[err2(k)]＝-2err(k)sin(2πfnkδt)。

32、上述技术方案的有益效果为：本发明利用工业干扰的固有频率，利用地震道的振幅特征确定期振幅，利用时差(相位)逼近，求取相位，从而重构噪音信号，从而在地震数据全频段实现了保真处理。

技术特征：

1.一种消除工业干扰的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：k＝1时，步骤s2中对应的高通滤波截止频率设置为35-40hz范围内任一值。

3.根据权利要求1所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：k＝2时，步骤s2中对应的高通滤波截止频率设置为80-90hz范围内任一值。

4.根据权利要求1所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：步骤s4中采用如下判定方法得到含工业干扰的地震数据part1和不含工业干扰的地震数据part2：

5.根据权利要求4所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：设定的峰值频率范围包括47-53hz。

6.根据权利要求5所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：设定的峰值频率范围还包括97-103hz。

7.根据权利要求1所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：步骤s5中使用信号重构的方法对含工业干扰的数据part1进行去噪处理。

8.根据权利要求7所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：所述信号重构的方法包括：

9.根据权利要求8所述的消除工业干扰的处理方法，其特征在于：步骤s42中使用最小平方法求取噪音振幅和噪音相位包括：

技术总结
本发明属于工频干扰滤除技术领域，具体涉及一种消除工业干扰的处理方法，包括：对原始地震数据进行2次高通滤波，得到包含有谐波干扰信号和工频干扰信号的地震数据；分别对包含有谐波干扰信号和工业干扰信号的地震数据进行振幅谱分析，获得对应的峰值频率；按照对应的峰值频率和设定的峰值频率范围对原始地震数据进行分选，以获得含工业干扰的地震数据和不含工业干扰的地震数据，对含工业干扰的数据进行噪音的信号重构，进而获得噪音数据；将含工业干扰的数据减去此噪音信号，得到去噪后的数据。将不含工业干扰的数据与去噪后的数据合并后输出，得到消除工业干扰后的数据。由此，本发明解决了现有技术对地震数据进行干扰信号消除时品质差的问题。

技术研发人员：陈振忠,杜春江,马运利,梁殿文,张欣,闫瑞娟,蒋红志
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15