一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法及装置，所述方法包括：采集VSP地震资料原始数据，使用初至时间对所述原始数据进行下行波拉平预处理；采用傅里叶变换将预处理后的数据变换到频率域，进行频谱分析得到每一道记录的振幅谱；对所有记录道振幅谱进行归一化均值处理，建立振幅谱统计模型；对比所述振幅谱统计模型，对单道记录振幅谱进行修正，直到所有记录处理完毕；对处理完的频率域数据进行傅里叶反变换，得到分离井筒波的时间域数据；在时间域上对所述使用统计模型替换振幅谱的单道记录进行能量幅度修正；输出资料数据。本发明专利技术提供的方法操作简单、运算高效，可减少余波及假频等人为主观性的干扰，属于地震勘探资料处理技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法及装置
本专利技术属于地震勘探资料处理
，主要涉及一种VSP地震资料中井筒波的频率域滤波方法及装置。
技术介绍
地震勘探中的VSP(垂直地震剖面)资料由于特殊的采集方式和固井质量差异，数据采集时经常受到井筒波干扰，使得资料信噪比降低，对后续处理造成很大影响。当前常用的井筒波压制方法有中值滤波和F-K滤波(频率-波数域滤波)。中值滤波具有较强的统计性，需要准确的井筒波初至时间，再按照初至对井筒波进行滤除，其缺点在于滤除井筒波的同时会改变原始数据的相位和能量关系，且会留下较强的残余井筒波。F-K滤波利用视速度的差异，清零井筒波视速度范围内的F-K谱以滤除井筒波，其缺点在于无法消除当F-K谱中的波数大于空间采样中的奈奎斯特波数时所产生的假频。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种操作简单，运算高效的VSP地震资料中井筒波的频率域滤波方法及装置，以去除人为主观性的噪声干扰。本专利技术提出一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，所述方法包括：S1、采集VSP地震资料原始数据，使用初至时间对所述原始数据进行下行波拉平预处理；S2、采用傅里叶变换将所述预处理后的数据变换到频率域，进行频谱分析得到每一道记录的振幅谱；S3、对所有记录道振幅谱进行归一化均值处理，建立振幅谱统计模型；S4、对比所述振幅谱统计模型，对单道记录振幅谱进行修正，直到所有记录处理完毕；S5、对处理完的频率域数据进行傅里叶反变换，得到分离井筒波的时间域数据；S6、在时间域上根据能量随初至时间呈指数衰减的理论关系，对步骤S4中所述使用统计模型替换振幅谱的单道记录进行能量幅度修正；S7、输出分离了井筒波的VSP资料数据。可选的，步骤S4所述对单道记录振幅谱进行修正的具体过程为：S41、确定所述统计模型主频范围、主频峰值MPV(ModelPeakValue)及峰值位置MPP(ModelPeakPosition)；得到归一化处理后的单道记录振幅谱；S42、确定所述统计模型主频范围内单道记录振幅谱的峰值SPV(SinglePeakValue)及峰值位置SPP(SinglePeakPosition)；S43、对SPP进行判断，如果SPP偏离MPP的距离超过预设阈值，则使用统计模型替换单道记录道振幅谱；S44、如果SPP偏离MPP的距离在预设阈值范围内，计算SPV与MPV的比值Rmax，按照Rmax来修正单道记录振幅谱上其他异常峰值。可选的，所述步骤S44中，所述按照Rmax来修正单道记录振幅谱上其他异常峰值的具体过程为：S441、根据所述单道记录振幅谱的峰值SPV及峰值位置SPP寻找左右边界，确定SPV对应的峰值区间，保存所述峰值区间；S442、除开所有保存过的峰值区间，在单道记录振幅谱其他范围内寻找最大峰值SMPV以及峰值位置SMPP，并确定峰值区间C，保存峰值区间C；S443、确定统计模型在区间C上的峰值MMPV，并计算SMPV与MMPV的比值R；S444、预设一个经验阈值DT(DifferenceThreshold)，计算比值R和Rmax的相对差异，如果相对差异大于所述经验阈值DT，则使用比值Rmax来修正单道记录在区间C内的振幅谱；如果相对差异不超过所述经验阈值DT，则不做任何处理；S445、重复步骤S442至步骤S444，直到单道记录振幅谱上所有异常峰值修正完毕。可选的，所述步骤S6中，所述对使用统计模型替换振幅谱的道进行能量幅度修正的具体过程为：S61、在时域波形中选定包含前三个波峰的时间范围TS；S62、对每道记录在TS范围内的数据求平方和，得到能量振幅向量A，并根据记录道初至时间得出初至时间向量t，A＝A0ta，其中A0为初至时间最小的记录道对应的能量振幅，a为衰减因子；S63、分别对A和初至时间向量t进行对数运算，通过一次线性拟合得到每道记录能量理论大小的对数向量LA；S64、确定通过统计模型替换振幅谱的单道记录n，找到A中对应位置的能量值，记为E；S65、对LA中对应位置的值进行指数运算，记为LE，并计算LE与E的比值B；S66、使用B对单道记录n进行能量修正；S67、重复步骤S64至步骤S66，直到所有通过统计模型替换振幅谱的单道记录修正完毕。本专利技术还提供一种VSP地震资料井筒波频率域滤波装置，所述装置包括：采集处理模块：采集VSP地震资料原始数据，使用初至时间对所述原始数据进行下行波拉平预处理；采用傅里叶变换将所述预处理后的数据变换到频率域，频谱分析得到每一道记录的振幅谱；统计建模模块：对所有记录道振幅谱进行归一化均值处理，建立振幅谱统计模型；频域修正模块：对比所述振幅谱统计模型，对单道记录振幅谱进行修正，直到所有记录处理完毕；时域变换模块：对经过频域修正模块处理完的频率域数据进行傅里叶反变换，得到分离井筒波的时间域数据；时域修正模块：在时间域上根据能量随初至时间呈指数衰减的理论关系，对使用统计模型替换振幅谱的道进行能量幅度修正；输出分离了井筒波的VSP资料数据。可选的，所述频域修正模块包括：极值确定单元：确定所述统计模型主频范围、主频峰值MPV及峰值位置MPP；得到归一化处理后的单道记录振幅谱；确定所述统计模型主频范围内单道记录振幅谱的峰值SPV及峰值位置SPP；位置判断单元：对SPP进行判断，判断SPP偏离MPP的距离是否超过预设阈值；替换修正单元：如果SPP偏离MPP的距离超过预设阈值，则使用统计模型替换单道记录道振幅谱；比值修正单元：如果SPP偏离MPP的距离在预设阈值范围内，计算SPV与MPV的比值Rmax，确定峰值SPV对应的峰值区间，保存所述峰值区间，按照Rmax来修正单道记录振幅谱上的异常峰值；所述按照Rmax来修正单道记录振幅谱上的异常峰值的过程为：除去所有保存过的峰值区间，在单道记录振幅谱的其他范围内寻找最大峰值SMPV以及峰值位置SMPP，并确定峰值区间C，保存峰值区间C；确定所述统计模型在所述峰值区间C上的峰值MMPV，并计算SMPV与MMPV的比值R；预设一个经验阈值DT，计算比值R和Rmax的相对差异，如果所述相对差异大于所述经验阈值DT，则使用比值Rmax来修正单道记录在区间C内的振幅谱；如果所述相对差异小于等于所述经验阈值DT，则不做任何处理；重复所述按照Rmax来修正单道记录振幅谱上的异常峰值的过程，直到单道记录振幅谱上所有异常峰值修正完毕可选的，所述时域修正模块包括：计算单元：在时域波形中选定包含前三个波峰的时间范围TS；对每道记录在TS范围内的数据求平方和，得到能量振幅向量A，并根据记录道初至时间得出初至时间向量t，VSP地震资料总的振幅衰减公式为：A＝A0ta，其中A0为初至时间最小的记录道对应的能量振幅，a为衰减因子；分别对A和初至时间向量t进行对数运算，通过一次线性拟合得到每道记录能量理论大小的对数向量LA；能量修正单元：确定通过统计模型替换振幅谱的单道记录n，找到A中对应位置的能量值，记为E；对LA中对应位置的值进行指数运算，记为LE，并计算LE与E的比值B，使用B对单道记录n进行能量修正；重复能量修正单元，直到所有通过统计模型替换振幅谱的单道记录修正完毕。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种VSP地震资料中井筒波的频率域滤波方法及装置，与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，其特征在于，所述方法包括：S1、采集VSP地震资料原始数据，使用初至时间对所述原始数据进行下行波拉平预处理；S2、采用傅里叶变换将所述预处理后的数据变换到频率域，进行频谱分析得到每一道记录的振幅谱；S3、对所有记录道振幅谱进行归一化均值处理，建立振幅谱统计模型；S4、对比所述振幅谱统计模型，对单道记录振幅谱进行修正，直到所有记录处理完毕；S5、对处理完的频率域数据进行傅里叶反变换，得到分离井筒波的时间域数据；S6、在时间域上根据能量随初至时间呈指数衰减的理论关系对数据进行能量幅度修正；S7、输出分离了井筒波的VSP资料数据。

【技术特征摘要】
1.一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，其特征在于，所述方法包括：S1、采集VSP地震资料原始数据，使用初至时间对所述原始数据进行下行波拉平预处理；S2、采用傅里叶变换将所述预处理后的数据变换到频率域，进行频谱分析得到每一道记录的振幅谱；S3、对所有记录道振幅谱进行归一化均值处理，建立振幅谱统计模型；S4、对比所述振幅谱统计模型，对单道记录振幅谱进行修正，直到所有记录处理完毕；S5、对处理完的频率域数据进行傅里叶反变换，得到分离井筒波的时间域数据；S6、在时间域上根据能量随初至时间呈指数衰减的理论关系对数据进行能量幅度修正；S7、输出分离了井筒波的VSP资料数据。2.根据权利要求1所述一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述对单道记录振幅谱进行修正的具体过程为：S41、确定所述统计模型主频范围、主频峰值MPV及峰值位置MPP；得到归一化处理后的单道记录振幅谱；S42、确定所述统计模型主频范围内单道记录振幅谱的峰值SPV及峰值位置SPP；S43、对SPP进行判断，如果SPP偏离MPP的距离超过预设阈值，则使用统计模型替换所述单道记录道振幅谱；S44、如果SPP偏离MPP的距离在预设阈值范围内，计算SPV与MPV的比值Rmax，按照Rmax来修正单道记录振幅谱上其他异常峰值。3.根据权利要求2所述一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，其特征在于，所述步骤S44中，所述按照Rmax来修正单道记录振幅谱上其他异常峰值的具体过程为：S441、根据所述单道记录振幅谱的峰值SPV及峰值位置SPP寻找左右边界，确定SPV对应的峰值区间，保存所述峰值区间；S442、除开所有保存过的峰值区间，在单道记录振幅谱其他范围内寻找最大峰值SMPV以及峰值位置SMPP，并确定对应的峰值区间C，保存峰值区间C；S443、确定所述统计模型在所述峰值区间C上的峰值MMPV，并计算SMPV与MMPV的比值R；S444、预设一个经验阈值DT，计算比值R和Rmax的相对差异，如果所述相对差异大于所述经验阈值DT，则使用比值Rmax来修正单道记录在区间C内的振幅谱；如果所述相对差异小于等于所述经验阈值DT，则不做任何处理；S445、重复步骤S442至步骤S444，直到单道记录振幅谱上所有异常峰值修正完毕。4.根据权利要求2所述一种VSP地震资料井筒波频率域滤波方法，其特征在于，所述步骤S6的具体过程为：S61、在时域波形中选定包含前三个波峰的时间范围TS；S62、对每道记录在TS范围内的数据求平方和，得到能量振幅向量A，并根据记录道初至时间得出初至时间向量t，VSP地震资料总的振幅衰减公式为A＝A0ta，其中A0为初至时间最小的记录道对应的能量振幅，a为衰减因子；S63、分别对A和初至时间向量t进行对数运算，通过一次线性拟合得到每道记录能量理论大小的对数向量LA；S64、确定通过统计模型替换振幅谱的单道记录n，找到A中对应位置的能量值，记为E；S65、对LA中对应位置的值进行指数运算，记为LE，并计算LE与E的比值B；S66、使用B对单道记录n进行能量修正；S67、重复步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟熙，孙祥娥，方碧云，魏建，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42