一种谐波压制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种谐波压制方法及系统，属于可控震源激发地震资料数据处理领域。所述谐波压制方法利用谐波权重因子对震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声，然后采用自适应相减算法将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的地震数据。本发明专利技术首先对有效信号和谐波畸变差异构造高精度谐波预测滤波算子，将噪音和信号进行有效区分和分离，并采用自适应相减算法，避免了在噪音估计不准确情况下，导致谐波压制效果不佳进而导致对有效信号的损伤，从而最大限度地保护了有效信号。效信号。效信号。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波压制方法及系统


[0001]本专利技术属于可控震源激发地震资料数据处理领域，具体涉及一种谐波压制方法及系统。

技术介绍

[0002]对于可控震源噪音，其产生的原因主要有两个：一是由于可控震源机械装置和震动装置以及液压伺服系统的非线性导致的干扰；二是震板与大地的耦合效应产生的谐波干扰。谐波及沙漠区强散射噪音损害了可控震源采集资料的品质，严重降低了资料的分辨率。
[0003]对于谐波的压制，地球物理学者们提出了多种方法，Seriff等率先探讨了可控震源与地面耦合时出现的高次谐波畸变问题。随后，Sallas通过分析测井接收点的可控震源信号，并结合理论推导，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更深入地研究，提出了采用平板加速度信息抑制谐波畸变产生的方法，提高了激发信号的可靠性和稳定性。
[0004]Schrodt、Martin等和Reust分别从井下接收的远场子波，硬、软地表可控震源耦合等方面，讨论了可控震源谐波畸变的相位变化问题，得到“出力越大，地面越坚硬，则可控震源的谐波畸变越重”的结论。Li也提出了一种基于小波变换的可控震源地震信号高次谐波滤除的方法。
[0005]近来，可控震源地震数据后期处理办法愈加多元化。相关法、PPSF(Pure Phase Shift Filter)法、反褶积法、模型法的相继专利技术，均为谐波压制提供了有效途径。相关法的做法在于利用不同类别的信号，如扫描信号、力信号、底扳信号等，与地层反射系数序列做褶积，得到相关前地震记录，再利用上述信号与相关前地震记录进行互相关得到相关后地震道。此种方法仅在使用只含基波的扫描信号时得到的相关后地震记录道高频干扰少，使用实际信号时得到的高频干扰严重，导致后期处理结果不够理想。
[0006]Li.X.P.提出的PPSF法在于结合确定性反褶积，根据扫描参数设计纯相移因子后，将其用于对互相关前的地震记录进行分频时移，之后结合低通滤波将地震记录中移至负时间轴的谐波进行大范围压制。做法简单，得到的效果相对于相关法更加理想，但缺点是只能用于压制升频扫描数据的初至或巧层反射等强能量信号处的谐波，而升频扫描导致适用范围缩小，不同震次信号间的谐波不能完全得到压制导致压制不完全，且实现方法上采用时频域处理导致处理效率低下。Li.X.P.提出的反褶积法则是利用实际传入地下的可控震源信号对互相关前的记录做反褶积，该方法的优点是，可以直接得到反射系数序列，缺点是要求传入到地下的信号己知，且如使用的数据为可控震源与其它震源类型(如炸药)进行的拼接时，由于可控震源己经通过处理得到反射系数序列，其它震源所得到的资料仍为地震子波阶段，将给二者拼接及后续处理造成困难。
[0007]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，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。但受采集条件和采集装备的限制，可控震源滑动扫描中，液压机械装置内出现的
非线性过程及震源振动平板与地面相互作用会产生非线性畸变，导致谐波噪音产生，严重影响可控震源资料信噪比。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种谐波压制方法及系统，有效提高可控震源资料信噪比，有利于后续资料的处理解释。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]本专利技术的第一个方面，提供了一种谐波压制方法，所述谐波压制方法利用谐波权重因子对震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声，然后采用自适应相减算法将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的地震数据。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述方法包括：
[0012](1)、将原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到原始相关地震数据；
[0013](2)、预测出谐波噪声；
[0014](3)、将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的数据。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(1)的操作包括：
[0016]依次利用下式将每一炮的原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到每一炮的原始相关地震数据
[0017][0018]其中，D为该炮的原始未相关地震记录，为该炮记录相关后对应的基波能量，为该炮记录相关后对上一炮产生的谐波畸变，即震源信号的谐波分量；
[0019]上角标*表示共轭，R为大地响应r(t)的傅立叶变换，w1表示基波的权重因子，S1为参考信号，w
i
代表基波和谐波的频率权重因子，S
i
是基波和谐波的傅立叶变换，n表示第n阶谐波。
[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]依次利用下式对每一炮的震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声
[0022][0023][0024]其中，表示利用Tukey时窗T将中的尖脉冲提取出来。
[0025]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(3)是采用自适应相减算法从原始相关数据中减去谐波噪声得到去除谐波噪声的数据。
[0026]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(3)的操作包括：
[0027]按照从倒数第二炮到第一炮的顺序，依次对每一炮进行以下处理：
[0028]将该炮的原始相关地震记录减去其下一炮中的谐波噪声得到该炮的去除谐波噪声的数据。
[0029]本专利技术的第二个方面，提供了一种谐波压制系统，所述系统包括：
[0030]相关单元，用于将原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到原始相关地震数据；
[0031]噪声预测单元，与所述相关单元连接，用于预测出谐波噪声；
[0032]谐波压制单元，与所述噪声预测单元连接，用于将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的数据。
[0033]本专利技术的进一步改进在于，所述相关单元依次利用下式将每一炮的原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到每一炮的原始相关地震数据震记录与参考信号做相关，得到每一炮的原始相关地震数据
[0034]其中，D为该炮的原始未相关地震记录，为该炮记录相关后对应的基波能量，为该炮记录相关后对上一炮产生的谐波畸变，即震源信号的谐波分量；
[0035]上角标*表示共轭，R为大地响应r(t)的傅立叶变换，w1表示基波的权重因子，S1为参考信号，w
i
代表基波和谐波的频率权重因子，S
i
是基波和谐波的傅立叶变换，n表示第n阶谐波。
[0036]本专利技术的进一步改进在于，所述噪声预测单元依次利用下式对每一炮的震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声
[0037][0038]其中，表示利用Tukey时窗T将中的尖脉冲提取出来。
[0039]本专利技术的进一步改进在于，所述谐波压制单元进行以下操作：
[0040]按照从倒数第二炮到第一炮的顺序，依次对每一炮进行以下处理：
[0041]将该炮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐波压制方法，其特征在于：所述谐波压制方法利用谐波权重因子对震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声，然后采用自适应相减算法将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的地震数据。2.根据权利要求1所述的谐波压制方法，其特征在于：所述方法包括：(1)、将原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到原始相关地震数据；(2)、预测出谐波噪声；(3)、将谐波噪声从原始相关地震数据中减去，得到去除谐波噪声的数据。3.根据权利要求2所述的谐波压制方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作包括：依次利用下式将每一炮的原始未相关地震记录与参考信号做相关，得到每一炮的原始相关地震数据相关地震数据其中，D为该炮的原始未相关地震记录，为该炮记录相关后对应的基波能量，为该炮记录相关后对上一炮产生的谐波畸变，即震源信号的谐波分量；上角标*表示共轭，R为大地响应r(t)的傅立叶变换，w1表示基波的权重因子，S1为参考信号，w
i
代表基波和谐波的频率权重因子，S
i
是基波和谐波的傅立叶变换，n表示第n阶谐波。4.根据权利要求3所述的谐波压制方法，其特征在于：所述步骤(2)的操作包括：依次利用下式对每一炮的震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声依次利用下式对每一炮的震源信号的谐波分量进行估算，预测出谐波噪声其中，表示利用Tukey时窗T将中的尖脉冲提取出来。5.根据权利要求4所述的谐波压制方法，其特征在于：所述步骤(3)是采用自适应相减算法从原始相关数据中减去谐波噪声得到去除谐波噪声的数据。6.根据权利要求5所述的谐波压制方法，其特征在于：所述步骤(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪建，刘定进，
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：