一种地震数据信噪比估算方法及装置与流程

本发明涉及地震数据分析，特别地涉及一种地震数据信噪比估算方法及装置。

背景技术：

1、地震勘探的实质是地震数据的信号与噪声问题，即信噪比问题，贯穿于地震采集和资料处理全过程。

2、地震数据信噪比定义方法有很多，例如：使用信号与噪声的最大振幅比、能量比、功率比、取对数的分贝表示方法等等。理论模型中，信噪比可以定义为信号和噪声的功率信噪比和振幅信噪比。其中，功率信噪比是指有效信号的平均功率和干扰噪声信号的平均功率之比。而振幅信噪比则是指有效信号的振幅与干扰噪声信号的振幅均方根比值。地震勘探中较常用的信噪比定义是信号和噪声的功率比。

3、在信噪比分析时窗内，数据体记为：

4、d＝[dij]m*n，其中，i＝1,2,…,m。j＝1,2,…,n。m,n分别为时窗内时间采样点数和地震道数。

5、即有：dij＝sij+nij，其中sij为信号振幅，nij为噪音振幅。

6、时窗内的信噪比：

7、地震信噪比的定义是严格的，而在实际生产科研中，人们很难严格分离信号和噪声，因此，对信噪比的计算实质是一种估计。

8、现有的地震数据信噪比的计算方法很多，主要有能量叠加法、频谱估算法、互相关法、功率谱法以及特征值法等，但大多计算复杂，需要分析处理大量的地震数据，花费大量的时间，且目前没有方法严格的分离信号和噪声，使得信噪比的估算并不准确，无法满足目前的理论研究和生产科研的需要。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种地震数据信噪比估算方法及装置，能够更加快捷、准确地对地震数据信噪比进行估算，从而满足目前的理论研究和生产科研的需要。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种地震数据信噪比估算方法，所述方法包括：

4、采集标准地震道上的地震数据作为标准地震数据；其中，所述标准地震道预先设定，且所述标准地震道上的地震数据无噪声；

5、采集实际地震道上的地震数据作为实际地震数据；

6、基于所述标准地震数据和所述实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声；

7、基于所述标准地震数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比。

8、在一些实施例中，所述标准地震道采用以下方式预先设定：

9、获取声波测井资料；

10、基于所述声波测井资料，获得地震声波合成记录或正演单炮道集；

11、将所述地震声波合成记录对应的地震道或所述正演单炮道集设定为所述标准地震道。

12、在一些实施例中，所述标准地震道采用以下方式预先设定：

13、获取所有已有的地震道上的地震数据；

14、从所述所有已有的地震道上的地震数据中选取信噪比大于预设阈值的地震数据所对应的地震道作为待选地震道；

15、将所述待选地震道中区域构造最平缓的地震道设定为所述标准地震道。

16、在一些实施例中，所述基于所述标准地震数据和所述实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声，包括：

17、将所述标准地震数据转换为预设时窗内、预设频率范围内的功率谱，获得标准功率谱；

18、将所述实际地震数据转换为所述预设时窗内、所述预设频率范围内的功率谱，获得实际功率谱；

19、计算所述实际功率谱与所述标准功率谱之间的差值，获得所述实际地震数据的噪声；

20、所述基于所述标准地震数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比，包括：

21、基于所述标准功率谱和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比。

22、在一些实施例中，所述基于所述标准功率谱和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比，包括：

23、采用以下表达式计算所述实际地震数据的信噪比：

24、

25、其中，(t0，t)为所述预设时窗；(f1，f2)为所述预设频率范围；为所述实际地震数据的信噪比；为所述标准功率谱；为所述实际地震数据的噪声；x(f,t)为所述标准地震数据；y(f,t)为所述实际地震数据。

26、在一些实施例中，所述基于所述标准地震数据和所述实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声，包括：

27、获取预设时窗内和预设频率范围内所述标准地震数据所有采样点的振幅值；基于所述预设时窗内和所述预设频率范围内所述标准地震数据所有采样点的振幅值，计算所述预设时窗内和所述预设频率范围内所述标准地震数据所有采样点的振幅值平方和，获得标准振幅数据；

28、获取所述预设时窗内和所述预设频率范围内所述实际地震数据所有采样点的振幅值；

29、基于所述预设时窗内和所述预设频率范围内所述实际地震数据所有采样点的振幅值，计算所述预设时窗内和所述预设频率范围内所述实际地震数据所有采样点的振幅值平方和，获得实际振幅数据；

30、计算所述实际振幅数据与所述标准振幅数据之间的差值，获得所述实际地震数据的噪声；

31、所述基于所述标准地震数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比，包括：

32、基于所述标准振幅数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比。

33、在一些实施例中，所述基于所述标准振幅数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比，包括：

34、采用以下表达式计算所述实际地震数据的信噪比：

35、

36、其中，(t0，t)为所述预设时窗；(f1，f2)为所述预设频率范围；为所述实际地震数据的信噪比；为所述标准振幅数据；为所述实际地震数据的噪声；x(f,t)为所述标准地震数据；；y(f,t)为所述实际地震数据；a为振幅。

37、在一些实施例中，所述方法还包括：

38、判断所述实际地震数据的信噪比是否大于预设阈值；

39、当所述实际地震数据的信噪比不大于所述预设阈值时，对所述实际地震数据进行信号增强处理，获得处理后的实际地震数据；

40、所述基于所述标准地震数据和所述实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声，包括：

41、基于所述标准地震数据和所述处理后的实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声。

42、在一些实施例中，所述当所述实际地震数据的信噪比不大于所述预设阈值时，对所述实际地震数据进行信号增强处理，获得处理后的实际地震数据，包括：

43、当所述实际地震数据的信噪比不大于所述预设阈值时，采用以下表达式对所述实际地震数据进行信号增强处理，获得处理后的实际地震数据：

44、

45、其中，a*y(i,j)为所述处理后的实际地震数据；a1y(i,j)为所述实际地震数据；a2x(i,j)为所述标准地震数据；k为预设系数；i为采样点序号；j为地震道序号。

46、第二方面，本发明实施例提供了一种地震数据信噪比估算装置，所述装置包括：

47、第一采集单元，用于采集标准地震道上的地震数据作为标准地震数据；其中，所述标准地震道预先设定，且所述标准地震道上的地震数据无噪声；

48、第二采集单元，用于采集实际地震道上的地震数据作为实际地震数据；

49、噪声计算单元，用于基于所述标准地震数据和所述实际地震数据，获得所述实际地震数据的噪声；

50、信噪比估算单元，用于基于所述标准地震数据和所述实际地震数据的噪声，获得所述实际地震数据的信噪比。

51、第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地震数据信噪比估算方法。

52、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地震数据信噪比估算方法。

53、本发明实施例提供的地震数据信噪比估算方法、装置、存储介质及电子设备，通过采集标准地震道上的地震数据作为标准地震数据，采集实际地震道上的地震数据作为实际地震数据，基于标准地震数据和实际地震数据，获得实际地震数据的噪声，基于标准地震数据和实际地震数据的噪声，获得实际地震数据的信噪比，使得对实际地震数据的信噪比的估算只需要结合标准地震数据和实际地震数据即可，而无需进行复杂的数据分析，因此更加快捷。同时，由于预先设定的标准地震道上的地震数据无噪声，因此可直接将其作为地震有效信号参考，进而准确地估算实际地震数据的信噪比。可见，本发明实施例提供的技术方案，能够更加快捷、准确地对地震数据信噪比进行估算，从而满足目前的理论研究和生产科研的需要。