一种地震数据的插值去噪方法以及系统技术方案

本发明专利技术提供一种地震数据的插值去噪方法及系统，所述方法包括：获取预先设定的采样矩阵；根据所述的采样矩阵采集观测数据；构建目标泛函；根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体。通过研究低信噪比地震数据的插值与去噪一体化方案，在每次插值处理后，用阈值进行去噪处理，最终得到高信噪比的完整规则地震数据体，为基于波动方程表面相关多次波压制、偏移成像和波动方程反演等多道处理奠定数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种地震数据的插值去噪方法以及系统
本专利技术关于地球物理勘探
，特别是关于油气田勘探领域的地震资料处理技术，具体的讲是一种地震数据的插值去噪方法及系统。
技术介绍
在油气田勘探领域，由于采集成本的限制以及禁采区、障碍物、海洋拖缆羽状飘移的影响，使得采集的地震数据在空间方向是不规则的。其次，处理过程中废炮废道的剔除也是引起数据不规则的原因之一。而后续地震资料处理过程中，基于波动方程表面相关多次波压制、偏移成像和波动方程反演，需要基于完整规则且信噪比较高的地震数据体。因此，地震数据插值是地震资料处理中的一个重要环节。现有技术中，众多的处理方法一般是地震数据的插值与去噪处理分开执行，但实现地震数据插值前提是地震数据的信噪比较高，而地震数据缺失又影响去噪处理效果，两者存在矛盾。因此，对低信噪比地震数据插值通常采用加权的方式，其处理效果并不理想。因此，如何开发出一种新的地震数据的插值去噪处理方案，其能最大程度的重建缺失数据，同时去除剖面中的随机噪声，最终得到高信噪比的完整规则地震数据是本领域亟待解决的技术难题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述技术难题，本专利技术提供了一种地震数据的插值去噪方法及系统，通过研究低信噪比地震数据的插值与去噪一体化方案，在每次插值处理后，用阈值进行去噪处理，最终得到高信噪比的完整规则地震数据体，为基于波动方程表面相关多次波压制、偏移成像和波动方程反演等多道处理奠定数据基础。本专利技术的目的之一是，提供一种地震数据的插值去噪方法，包括：获取预先设定的采样矩阵；根据所述的采样矩阵采集观测数据；构建目标泛函；根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体。在本专利技术的优选实施方式中，构建的目标泛函为：其中，Φ(x)为目标泛函，x为曲波系数向量，CT为曲波逆变换，C为曲波变换，λ为正则化因子，P(x)为稀疏约束，dobs为观测数据，R为采样矩阵。在本专利技术的优选实施方式中，根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体包括：根据所述的观测数据确定阈值；根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定硬阈值函数；根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定软阈值函数；构建插值去噪迭代方程；根据所述的观测数据、硬阈值函数、软阈值函数以及插值去噪迭代方程求解所述的目标泛函，得到插值去噪后的地震数据体。在本专利技术的优选实施方式中，根据所述的观测数据确定阈值包括：采用稀疏变换曲波变换将所述的观测数据变换到曲波域；获取所述的观测数据变换到曲波域后的振幅最大的曲波系数；获取预先设定的最大权重因子、最小权重因子以及最大迭代次数；根据所述的最大权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最大阈值；根据所述的最小权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最小阈值；根据所述最小阈值、最大阈值、最大迭代次数以及指数函数确定阈值。在本专利技术的优选实施方式中，所述的指数函数为：τk＝τmaxec(k-1)/(N-1)c＝ln(τmin/τmax)其中，N为最大迭代次数，k＝1,2,...,N，τk为第k次迭代的阈值，τmax为最大阈值，τmin为最小阈值，c为中间变量。在本专利技术的优选实施方式中，根据所述的观测数据、硬阈值、软阈值以及插值去噪迭代方程求解所述的目标泛函，得到插值去噪后的地震数据体包括：确定数据空间域的迭代初值以及权重因子；根据所述的权重因子以及所述的观测数据确定部分观测平面；根据数据空间域的迭代初值、权重因子以及插值去噪迭代方程确定数据空间域迭代产生的解；将所述数据空间域迭代产生的解投影到所述的部分观测平面上；在曲波域采用阈值策略去除噪声对应分量，得到模型空间域中的解；将模型空间域中的解投影到数据空间域，得到插值去噪后的地震数据体。本专利技术的目的之一是，提供了一种地震数据的插值去噪的系统，包括：采样矩阵获取装置，用于获取预先设定的采样矩阵；观测数据采集装置，用于根据所述的采样矩阵采集地震数据对应的观测数据；目标泛函构建装置，用于构建目标泛函；地震数据体确定装置，用于根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体。在本专利技术的优选实施方式中，所述的地震数据体确定装置包括：阈值确定模块，用于根据所述的观测数据确定阈值；硬阈值函数确定模块，用于根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定硬阈值函数；软阈值函数确定模块，用于根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定软阈值函数；迭代方程构建模块，用于构建插值去噪迭代方程；地震数据体确定模块，用于根据所述的观测数据、硬阈值函数、软阈值函数以及插值去噪迭代方程求解所述的目标泛函，得到插值去噪后的地震数据体。在本专利技术的优选实施方式中，所述的阈值确定模块包括：变换单元，用于采用稀疏变换曲波变换将所述的观测数据变换到曲波域；曲波系数获取单元，用于获取所述的观测数据变换到曲波域后的振幅最大的曲波系数；获取单元，用于获取预先设定的最大权重因子、最小权重因子以及最大迭代次数；最大阈值确定单元，用于根据所述的最大权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最大阈值；最小阈值确定单元，用于根据所述的最小权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最小阈值；阈值确定单元，用于根据所述最小阈值、最大阈值、最大迭代次数以及指数函数确定阈值。在本专利技术的优选实施方式中，所述的地震数据体确定模块包括：迭代初值确定单元，用于确定数据空间域的迭代初值以及权重因子；部分观测平面确定单元，用于根据所述的权重因子以及所述的观测数据确定部分观测平面；数据空间域解确定单元，用于根据数据空间域的迭代初值、权重因子以及插值去噪迭代方程确定数据空间域迭代产生的解；投影单元，用于将所述数据空间域迭代产生的解投影到所述的部分观测平面上；模型空间域解确定单元，用于在曲波域采用阈值策略去除噪声对应分量，得到模型空间域中的解；地震数据体确定单元，用于将模型空间域中的解投影到数据空间域，得到插值去噪后的地震数据体。本专利技术的有益效果在于，提供了一种地震数据的插值去噪方法及系统，最大程度的重建缺失数据，同时去除剖面中的随机噪声，最终得到高信噪比的完整规则地震数据。本专利技术是在研究了地震数据插值问题以及地震数据去噪问题后，结合插值、去噪问题共同特点的基础上提出的，插值问题仅仅考虑数据重建，往往受噪声的影响，使得重建效果不理想；数据缺失一般会影响去噪的效果，因此本专利技术针对低信噪比的缺失地震数据，提出了插值、去噪一体化的方法，在每次插值处理后用阈值策略进行去噪处理，迭代结束后得到高信噪比的完整规则数据体，相对常规的插值方法，该方法具有较强的抗噪性，重建结果的信噪比高，达到了插值去噪同时处理的优点。为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种地震数据的插值去噪方法的流程图；图2为图1中的步骤S104的具体流程图；图3为图2中的步骤S201的具体流程图；图4为图2中的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震数据的插值去噪方法，其特征是，所述的方法包括：获取预先设定的采样矩阵；根据所述的采样矩阵采集观测数据；构建目标泛函；根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体。

【技术特征摘要】
1.一种地震数据的插值去噪方法，其特征是，所述的方法包括：获取预先设定的采样矩阵；根据所述的采样矩阵采集观测数据；构建目标泛函；根据所述的观测数据以及所述的目标泛函确定所述观测数据对应的插值去噪后的地震数据体，该步骤包括：根据所述的观测数据确定阈值；根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定硬阈值函数；根据所述的阈值以及所述的目标泛函确定软阈值函数；构建插值去噪迭代方程；根据所述的观测数据、硬阈值函数、软阈值函数以及插值去噪迭代方程求解所述的目标泛函，得到插值去噪后的地震数据体；其中，根据所述的观测数据确定阈值包括：采用稀疏变换曲波变换将所述的观测数据变换到曲波域；获取所述的观测数据变换到曲波域后的振幅最大的曲波系数；获取预先设定的最大权重因子、最小权重因子以及最大迭代次数；根据所述的最大权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最大阈值；根据所述的最小权重因子以及振幅最大的曲波系数确定最小阈值；根据所述最小阈值、最大阈值、最大迭代次数以及指数函数确定阈值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，构建的目标泛函为：其中，Φ(x)为目标泛函，x为曲波系数向量，CT为曲波逆变换，C为曲波变换，λ为正则化因子，P(x)为稀疏约束，dobs为观测数据，R为采样矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的指数函数为：τk＝τmaxec(k-1)/(N-1)c＝ln(τmin/τmax)其中，N为最大迭代次数，k＝1,2,...,N，τk为第k次迭代的阈值，τmax为最大阈值，τmin为最小阈值，c为中间变量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征是，根据所述的观测数据、硬阈值、软阈值以及插值去噪迭代方程求解所述的目标泛函，得到插值去噪后的地震数据体包括：确定数据空间域的迭代初值以及权重因子；根据所述的权重因子以及所述的观测数据确定部分观测平面；根据数据空间域的迭代初值、权重因子以及插值去噪迭代方程确定数据空间域迭代产生的解；将所述数据空间域迭代产生的解投影到所述的部分观测平面上；在曲波域采用阈值策略去除噪声对应分量，得到模型空间域中的解；将模型空间域中的解投影到数据空间域，得到插值去噪后的地震数据体。5.一种地震数据的插值去噪系统，其特征是，所述的系统包括：采样矩阵获取装置，用于获取预先设定的采样矩阵；观测数据采集装置，用于根据所述的采样矩阵采集地震数据对应的观测数据；目标泛函构建装置，用于构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：李景叶，王本锋，陈小宏，王守东，刘国昌，马继涛，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，中国石油天然气集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11