一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法，获取地震资料后,首先对每一道数据做工业干扰频带范围的频率域滤波，分别计算滤波结果的能量A(y(t))和原始数据的能量A(x(t))，并用A(y(t))除以A(x(t))。如果这个比值大于0.001且滤波结果在1s时间内过零点的次数为90～110时，则判定该道存在50Hz工业干扰，否则判定为不存在。对检测出存在干扰的道应用正余弦加权逼近法进行处理，得到去除干扰后的地震数据。本发明专利技术是在原始炮数据的时间域对工业干扰进行检测与压制，无需变换到检波点域或频率域，节省了大量的时间和空间；仅对存在干扰的记录做处理，能够有效提高地震资料信噪比，是一种高效率的保真处理技术。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法
本专利技术涉及地震资料处理，属于地震资料的去噪处理技术，具体是一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法。
技术介绍
在很多勘探区工业化程度高，采集到的地震记录中常常存在强工频噪声，极大地影响了地震资料的品质。这种强工频干扰规律性较强，主频约50Hz，是典型的加性噪声，常与有效信号叠合在一起，在很大程度上影响了地震资料的叠加和偏移成像的质量。地震资料处理中针对这种干扰通常采用频率域陷波法、检波点域分离法，余弦逼近等方法来进行压制。在频率域陷波处理比较简单，容易操作，但是很容易损伤有效信号的50Hz频率成分，同时在频率域也容易产生边界效应。检波点域分离法虽然能够避免陷波法所带来的弊端，但是需要将数据从炮域变换到检波点域，处理后又从检波点域变换到炮域，耗费大量的时间和空间，时间效率低。而余弦逼近法虽然压制效果较好，且不会产生边界效应和时间、空间的浪费，但是余弦逼近法要求有精确的干扰波频率，如果余弦逼近的频率与干扰波的频率存在差异，不仅不能有效去除干扰，反而会与原有的噪声发生干涉使得噪声更强，而干扰波的准确频率是很难确定的。综合以上可得一种新的对工业干扰的自动识别与压制方法是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法。不需要将地震记录由炮域变换到检波点域，也不需要在频率域内压制工业干扰，仅仅在炮数据的时间域就能实现对工业干扰的自动识别与去除。本专利技术可通过以下技术手段实现：基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法，其特征在于，该自动识别与去除工业干扰的处理方法包括以下步骤:1）获取常规的地震原始记录。2）选中地震原始记录中的一道数据，对其进行频率域滤波，频带范围选择工业干扰对应的频率范围。频率域滤波的具体方法是：对选中的一道数据进行傅里叶变换；将傅里叶变换的结果乘以滤波器的频率响应，得到频率域滤波输出；对频率域滤波输出进行傅里叶反变换，得到滤波结果；其流程为：滤波器的频率响应的计算公式为：式中：x(t)是一道地震原始数据，t为时间，单位是ms；X(ω)是x(t)的傅立叶变换；ω为频率，单位是Hz；H(ω)为滤波器的频率响应，Y(ω)为频率域滤波输出，y(t)是滤波后得到的干扰数据。3）分别计算地震原始数据x(t)和滤波得到的干扰数据y(t)的能量值，并做比值，具体计算如下：式中：A(x(t))是x(t)的能量，A(y(t))是y(t)的能量值，t为时间，单位是ms。4）对滤波得到的干扰数据y(t)求其1s时间内过零点的个数b。5）如果同时满足a≥0.001且90≤b≤110，则判定该道数据中存在工业干扰，否则判定为不存在工业干扰。6）将正余弦加权逼近法应用于用上述方法判定的存在干扰的地震记录；判定为不存在的干扰的地震记录则不作任何处理。正余弦加权逼近法的具体计算公式为：w1=c1,w2=c2,u=d;ei=0,zi=0;s1i=cos(2×π×ti×50),s2i=sin(2×π×ti×50);ei=w1×s1i+w2×s2i;zi=xi-ei;w1=w1+u×zi×s1i,w2=w2+u×zi×s2i;(i=0,ΚN-1).式中，xi(i=0,ΚN-1)，为原始数据，N为采样点数；w1,w2,u分别为加权值，并给定一个初始值；s1,s2分别为给定的频率为50Hz的初始正余弦函数；ti(i=0,ΚN-1)为离散的时间值；ei(i=0,ΚN-1)为对干扰的估计；zi(i=0,ΚN-1)为去除干扰后的地震记录。7）重复步骤2）到6），直到地震原始记录中所有道的数据都被处理后停止。8）采用常规方法输出压制干扰后的地震资料。进一步，所述步骤2）中，所述工业干扰对应的频率范围为48～52Hz，进一步优选49～51Hz。进一步，所述步骤3）中能量的求取方法是通过求时间序列的范数，然后开平方得到的。进一步，所述步骤5）中a的取值范围进一步优选为0.001≤a≤1，以保证能够将所有的干扰道识别出来；b的取值范围进一步优选为95≤b≤105，能够保证a所确定出的地震道都存在工业干扰。进一步，所属步骤6）中的正余弦加权逼近法是一种对工业干扰的高精度估计并去除工业干扰的方法，其中，加权值w1,w2,u的初始值分别为0.1,0.1,0.05。本专利技术在时间域中进行工业干扰的自动识别与压制，能够有效避免常规压制工业干扰方法中存在的有效信号保真问题，并且可以直接在炮集上做处理，具有稳定性强、效率高和计算结果更加真实可靠的优点。本专利技术中所采用的去除工业干扰的正余弦加权逼近法是一种新方法，方法简单实用，效果好。附图说明图1为本专利技术的自动识别与压制工业干扰方法的流程图。图2为胜利油田某块区的原始地震资料炮记录。图3为对地震资料中的每一道地震数据进行频率域滤波，得到滤波结果能量与原始数据能量的比值a以及滤波结果1s时间内过零点的个数b的示意图。图4为基于a与b确定的干扰道，利用正余弦加权逼近法对原始地震资料做处理，得到的去除干扰的地震记录。图5为应用本专利技术去除的工业干扰记录。图6为应用本专利技术去除工业干扰前后地震资料的傅里叶振幅谱对比图。图中实线是原始地震资料振幅谱；加号线是本专利技术处理后的地震资料振幅谱。图7为应用本专利技术去除的工业干扰的振幅谱。具体实施方式实施例1。一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法,包括下列步骤：1）采用常规的地震资料（原始单炮数据）。2）对地震记录中的每一道数据进行频带范围为48～52Hz的频率域滤波。具体计算公式与实现过程如下：式中：x(t)是一道地震数据，t为时间，单位是ms；X(ω)是x(t)的傅立叶变换；ω为频率，单位是Hz；H(ω)为滤波器的频率响应，Y(ω)为频率域滤波输出，y(t)是滤波结果。3）分别计算原始数据x(t)和滤波得到的干扰数据y(t)的能量值，并做比值，具体计算如下：式中：A(x(t))是x(t)的能量，A(y(t))是y(t)的能量值，t为时间，单位是ms。4）对y(t)求其1s时间内过零点的个数b。5）如果同时满足a≥0.001且90≤b≤110则证明该道数据中存在工业干扰，否则不存在。这里给出的0.001很小，确保检测出所有的干扰道；a的取值范围是足够大的，能够将所有的干扰道识别出来；b的取值范围是依据50Hz工业干扰在1s时间内的周期数确定的，b值的确定能够保证a所确定出的地震道都存在工业干扰。6）将正余弦加权逼近法应用于检测到存在干扰的地震记录，不存在的则不作任何处理，正余弦加权逼近法的具体计算公式为：w1=c1,w2=c2,u=d;ei=0,yi=0;s1i=cos(2×π×ti×50),s2i=sin(2×π×ti×50);ei=w1×s1i+w2×s2i;zi=xi-ei;w1=w1+u×zi×s1i,w2=w2+u×zi×s2i;(i=0,ΚN-1).式中，xi(i=0,ΚN-1)，为原始数据，N为采样点数；w1,w2,u分别为加权值，并给定一个初始值；s1,s2分别为给定的频率为50Hz的初始正余弦函数；ti(i=0,ΚN-1)为离散的时间值；ei(i=0,ΚN-1)为对干扰的估计；zi(i=0,ΚN-1)为去除干扰后的地震记录。7）重复步骤2）到6），直到全部地震资料完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法，其特征在于：该自动识别与去除工业干扰的处理方法包括以下步骤:1）获取常规的地震原始记录；2）选中地震原始记录中的一道数据，对其进行频率域滤波，频带范围选择工业干扰对应的频率范围；频率域滤波的具体方法是：对选中的一道数据进行傅里叶变换；将傅里叶变换的结果乘以滤波器的频率响应，得到频率域滤波输出；对频率域滤波输出进行傅里叶反变换，得到滤波结果；其流程为：滤波器的频率响应的计算公式为：式中：x(t)是一道地震原始数据，t为时间，单位是ms；X(ω)是x(t)的傅立叶变换；ω为频率，单位是Hz；H(ω)为滤波器的频率响应，Y(ω)为频率域滤波输出，y(t)是滤波后得到的干扰数据；3）分别计算地震原始数据x(t)和滤波得到的干扰数据y(t)的能量值，并做比值，具体计算如下：a=A(y(t))A(x(t))]]>式中：A(x(t))是x(t)的能量，A(y(t))是y(t)的能量值，t为时间，单位是ms；4）对滤波得到的干扰数据y(t)求其1s时间内过零点的个数b；5）如果同时满足a≥0.001且90≤b≤110，则判定该道数据中存在工业干扰，否则判定为不存在工业干扰；6）将正余弦加权逼近法应用于用上述方法判定的存在干扰的地震记录；判定为不存在的干扰的地震记录则不作任何处理；正余弦加权逼近法的具体计算公式为：w1=c1,w2=c2,u=d;ei=0,zi=0;s1i=cos(2×π×ti×50),s2i=sin(2×π×ti×50);ei=w1×s1i+w2×s2i;zi=xi‑ei;w1=w1+u×zi×s1i,w2=w2+u×zi×s2i;(i=0,KN‑1).式中，xi(i=0,KN‑1)，为原始数据，N为采样点数；w1,w2,u分别为加权值，并给定一个初始值；s1,s2分别为给定的频率为50Hz的初始正余弦函数；ti(i=0,KN‑1)为离散的时间值；ei(i=0,KN‑1)为对干扰的估计；zi(i=0,KN‑1)为去除干扰后的地震记录；7）重复步骤2）到6），直到地震原始记录中所有道的数据都被处理后停止；8）采用常规方法输出压制干扰后的地震资料。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双因素的自动识别与去除工业干扰的方法，其特征在于：该自动识别与去除工业干扰的方法包括以下步骤:1)获取常规的地震原始记录；2)选中地震原始记录中的一道数据，对其进行频率域滤波，频带范围选择工业干扰对应的频率范围；频率域滤波的具体方法是：对选中的一道数据进行傅里叶变换；将傅里叶变换的结果乘以滤波器的频率响应，得到频率域滤波输出；对频率域滤波输出进行傅里叶反变换，得到滤波结果；其流程为：滤波器的频率响应的计算公式为：式中：x(t)是一道地震原始数据，t为时间，单位是ms；X(ω)是x(t)的傅里叶变换；ω为频率，单位是Hz；H(ω)为滤波器的频率响应，Y(ω)为频率域滤波输出，y(t)是滤波后得到的干扰数据；3)分别计算地震原始数据x(t)和滤波得到的干扰数据y(t)的能量值，并做比值，具体计算如下：式中：A(x(t))是x(t)的能量值，A(y(t))是y(t)的能量值，t为时间，单位是ms；4)对滤波得到的干扰数据y(t)求其1s时间内过零点的个数b；5)如果同时满足a≥0.001且90≤b≤110，则判定该道数据中存在工业干扰，否则判定为不存在工业干扰；6)将正余弦加权逼近法应用于用上述方法判定的存在工业干扰的地震记录；判定为不存在工业干扰的地震记录则不作任何处理；正余弦加权逼近法的具体计算公式为：w1＝c1,w2＝c2,u＝d；ei＝0,zi＝0；s1i＝cos(2×π×ti×50),s2i＝sin(2×π×ti×50)；ei＝w1×s1i+w2×s2i；zi＝xi-ei；w...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翠霞，尚新民，刁瑞，赵爱国，王蓬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11