本发明专利技术提供了一种可控震源黑三角噪音压制方法及系统，属于可控震源激发地震资料数据处理领域。所述可控震源黑三角噪音压制方法首先对地震数据进行傅里叶变换，然后采用相关法在不同的频带范围内求解噪音压制算子矩阵，最后采用稀疏约束反演迭代算法，实现可控震源黑三角噪音的有效压制。本发明专利技术采用稀疏约束反演迭代的方法进行可控震源“黑三角”噪音压制，通过差异匹配和约束反演，实现差异最小，通过反复迭代更新，可实现最优的噪音压制处理，本发明专利技术的数据适应性更好。明的数据适应性更好。明的数据适应性更好。
【技术实现步骤摘要】
一种可控震源黑三角噪音压制方法及系统
[0001]本专利技术属于可控震源激发地震资料数据处理领域，具体涉及一种可控震源黑三角噪音压制方法及系统。
技术介绍
[0002]相对于炸药震源，可控震源采集具有“安全、环保、高效、经济”的优点，而且出力大小、频率范围、扫描时间等参数可调整，信号频谱和基本特性可以人为控制，在国内，可控震源施工项目所占的比重约占40％左右，在国外，所占比重达到70％以上，中东地区更几乎达到100％。随着可控震源采集技术的不断发展和相关配套技术的不断进步，可控震源采集将成为今后地震勘探的发展趋势。
[0003]可控震源地震采集技术的采用，对国内沙漠地区物探技术的进步具有重要意义，自2015年开始，中石化、中石油等相继在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠等地实施多块可控震源三维勘探，较好地完成了地质任务，形成了包括推土机路线自动设计技术、动态滑动扫描技术等的大沙漠区高效采集的系列技术与方法，有效提高了大沙漠区可控震源施工的生产效率；高强等采用可控震源在巨厚黄土塬致密砂岩储层勘探中进行了应用，有效提升了致密储层成像能力。
[0004]可控震源地震资料仍存在噪音干扰、频宽和相位等诸多方面的不足。受采集条件和采集装备的限制，沙漠区可控震源资料发育有明显的“黑三角”噪音，其能量强，范围大，频带宽且无线性规律，极大地影响了可控震源资料信噪比。可控震源激发产生的非线性强干扰噪音，在道集上表现为全频带“黑三角”强能量噪音，其影响范围随传播时间渐增，对反射波尤其是深层弱信号的成像产生了严重的影响。
[0005]针对地震资料的强能量噪音，地球物理学者们提出了多种噪音压制方法，例如采用基于低频率特点的高通滤波方法，采用维纳滤波器和F-K滤波技术进行噪音压制，但滤波方法主要是利用噪音与反射波的单一特征差异，在时间域进行全局化处理，这些方法对强能量、宽频带“黑三角”噪音适应性差，并且在去噪的同时会损失较多有效信号；例如利用小波变换的时频分析的特性，对地震道做小波变换并对低频区域做滤波处理来压制噪音；基于有效信号相邻地震道的相关性、小波域能量分布的相似性，提出了自适应噪音压制方法，取得了一定效果；应用F-K相干噪音消除、道组合消除噪声和高精度径向道扫描消除噪声的组合方法进行去噪；对可控震源平板与地面耦合时产生的高次谐波畸变进行了研究，提出谐波干扰联合压制方法，提高了激发信号的可靠性和稳定性；利用地震数据特征进行噪音压制，并对乌兰花地区可控震源采集资料进行了噪音压制处理，取得了较好的效果；基于模拟和多个工区实际采集资料，对沙漠区可控震源“黑三角”强能量干扰形成原因进行了细致分析。地球物理学者们提出了多种可控震源噪音压制方法，但这些方法不可避免地产生一些人为的假象或消除不干净或者损失有效波的现象。因此，开发适用性更强的可控震源“黑三角”噪音压制技术迫在眉睫。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种可控震源黑三角噪音压制方法及系统，基于稀疏约束求解算法，有效消除可控震源“黑三角”区噪音，恢复有效信号，有效提高可控震源资料信噪比。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供了一种可控震源黑三角噪音压制方法，所述方法首先对地震数据进行傅里叶变换，然后采用相关法在不同的频带范围内求解噪音压制算子矩阵，最后采用稀疏约束反演迭代算法，实现可控震源黑三角噪音的有效压制。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述方法包括：
[0010](1)输入含有黑三角噪音的可控震源数据；
[0011](2)对所述含有黑三角噪音的可控震源数据分块进行傅里叶变换；
[0012](3)采用相关法在不同的频带范围内求解噪音压制算子矩阵A；
[0013](4)利用噪音压制算子矩阵A获得稀疏约束算法公式；
[0014](5)判断是否满足约束条件，如果是，则进入步骤(6)，如果否，则返回步骤(4)；
[0015](6)输出黑三角噪音压制后的可控震源数据。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(1)的操作包括：
[0017]采集含有黑三角噪音的可控震源数据，并表示为下式：
[0018]y＝Ax+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0019]其中，y表示含有黑三角噪音的可控震源数据，A表示噪音压制算子矩阵，b表示随机噪音，x表示去噪后的数据。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(2)的操作包括：
[0021](21)将所述含有黑三角噪音的可控震源数据分为两块，分别为信号区域数据和噪音区域数据；
[0022](22)分块进行傅立叶变换。
[0023]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(22)的操作包括：
[0024]分别对含有黑三角噪音的可控震源数据、信号区域数据、噪音区域数据进行傅里叶变换，得到含有黑三角噪音的可控震源数据的振幅谱和相位谱、信号区域数据的振幅谱和相位谱、噪音区域数据的振幅谱和相位谱。
[0025]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(3)的操作包括：
[0026]利用下式计算得到噪音压制算子矩阵A：
[0027]A＝R
sa
/R
na
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0028]R
sa
表示信号区相关因子，R
na
表示噪音区相关因子。
[0029]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(3)中是利用下式求得信号区相关因子R
sa
、噪音区相关因子R
na
：
[0030]R
sa
＝∑F
sd
*F
ad
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0031]R
na
＝∑F
nd
*F
ad
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0032]其中，∑表示求和计算，F
sd
为信号区域数据的频谱值，F
ad
为含有黑三角噪音的可控震源数据的频谱值；F
nd
为噪音区域数据的频谱值。
[0033]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(4)的操作包括：
[0034]将步骤(3)求得的A代入到下式中，
[0035][0036]其中，J为最终的约束范围，λ为加权因子。
[0037]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(5)中的所述约束条件是J最小，或者J小于设定的阈值。
[0038]本专利技术的第二个方面，提供了一种可控震源黑三角噪音压制系统，所述系统包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述方法首先对地震数据进行傅里叶变换，然后采用相关法在不同的频带范围内求解噪音压制算子矩阵，最后采用稀疏约束反演迭代算法，实现可控震源黑三角噪音的有效压制。2.根据权利要求1所述的可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述方法包括：(1)输入含有黑三角噪音的可控震源数据；(2)对所述含有黑三角噪音的可控震源数据分块进行傅里叶变换；(3)采用相关法在不同的频带范围内求解噪音压制算子矩阵A；(4)利用噪音压制算子矩阵A获得稀疏约束算法公式；(5)判断是否满足约束条件，如果是，则进入步骤(6)，如果否，则返回步骤(4)；(6)输出黑三角噪音压制后的可控震源数据。3.根据权利要求2所述的可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作包括：采集含有黑三角噪音的可控震源数据，并表示为下式：y＝Ax+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，y表示含有黑三角噪音的可控震源数据，A表示噪音压制算子矩阵，b表示随机噪音，x表示去噪后的数据。4.根据权利要求3所述的可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述步骤(2)的操作包括：(21)将所述含有黑三角噪音的可控震源数据分为两块，分别为信号区域数据和噪音区域数据；(22)分块进行傅立叶变换。5.根据权利要求3所述的可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述步骤(22)的操作包括：分别对含有黑三角噪音的可控震源数据、信号区域数据、噪音区域数据进行傅里叶变换，得到含有黑三角噪音的可控震源数据的振幅谱和相位谱、信号区域数据的振幅谱和相位谱、噪音区域数据的振幅谱和相位谱。6.根据权利要求5所述的可控震源黑三角噪音压制方法，其特征在于：所述步骤(3)的操作包括：利用下式计算得到噪音压制算子矩阵A：A＝R
sa
/R
na
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
【专利技术属性】
技术研发人员：李洪建，蔡杰雄，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。