一种海上单点采集地震数据室内动态组合的方法

摘要

本发明公开了一种海上单点采集地震数据室内动态组合的方法，包括如下处理步骤：原始高密度数据的采集→预处理→用自适应涌浪噪声压制法进行衰减→用非因果空间预测滤波法进行随机噪声压制→用FX域预测拟合压制线性干扰法去除线性干扰→用相位谱校正动态组合法进行相移时差校正动态组合→输出炮集记录。本发明针对海上单检高密度采集地震数据噪音特征，将自适应涌浪噪声压制方法、非因果空间预测滤波压制随机噪声方法、FX域预测拟合压制线性干扰方法与相位谱校正动态组合有效串联，使得各种干扰得到有效压制，反射信号能量和连续性明显加强，信噪比显著提高。

主权项

一种海上单点采集地震数据室内动态组合的方法，其包括如下处理步骤：原始高密度数据的采集→预处理→用自适应涌浪噪声压制法进行衰减→用非因果空间预测滤波法进行随机噪声压制→用FX域预测拟合压制线性干扰法去除线性干扰→用相位谱校正动态组合法进行相移时差校正动态组合→输出炮集记录；其中：用所述自适应涌浪噪声压制法进行衰减包括如下步骤：1)给定某一时空窗，对该时空窗内所有数据沿时间方向Fourier变换到频率域；2)对给定频段的平均振幅应用空间中值滤波，并将此中值与待处理振幅比较，将大于中值一定倍数的振幅作为涌浪噪声，通过置0或用邻道正常振幅值替换来进行压制；3)改变频段范围，做与2)同样处理，直至覆盖所有包含涌浪噪声的频段范围；4)最后反Fourier变换回到时间域，得到去除涌浪噪声的结果；用所述非因果空间预测滤波法进行随机噪声压制包括如下步骤：1)首先将数据Fourier变换到频率域，对每一频率切片，建立双边Yule‑Walker正则方程： E ( f 0 ) = Σ x [ s ( f 0 , x ) - Σ l = 1 s ( f 0 , x - l ) · a ( f 0 , l ) - Σ l = - p s ( f 0 , x - l ) · a ( f 0 , l ) ] 2 - - - ( 2.1 ) 2)使目标泛函E(f0)极小，得方程： R ( 0 ) + δ 2 R * ( 1 ) . . . R * ( p - 1 ) R ( 1 ) R ( 0 ) + δ 2 . . . R * ( p - 2 ) . . . . . . . . . . . . R ( p - 1 ) R ( p - 2 ) . . . R ( 0 ) + δ 2 a ( - p / 2 ) . . . a ( 0 ) . . . a ( p / 2 ) = R * ( p / 2 ) . . . R ( 0 ) . . . R ( p / 2 ) - - - ( 2.2 ) 其中，R表示自相关，*表示复共轭，p为算子长度；3)求解滤波算子a与原始频率切片褶积得到滤波后的频率切片；4)最后反Fourier变换回到时间域，即得到压制随机噪声后的结果；用所述FX域预测拟合压制线性干扰法去除线性干扰时，包括如下步骤：1)首先将地震剖面Fourier变换到频率域： D ( f , x ) = Σ t = 0 j - 1 d ( t , x ) e - i 2 πft / j - - - ( 3 . 1 ) 其中，d(t，x)为时间域地震道，x为道数，j为采样点数，D(f，x)为频率域数据；2)通过频率扫描分析和视速度分析确定线性噪声频带范围及视速度，只在此频段内预测拟合指定视速度的线性干扰，波数与视速度对应关系：k＝f/v；3)利用最小平方算法求解非因果预测拟合算子： R ( 0 ) + δ 2 R * ( 1 ) . . . R * ( p - 1 ) R ( 1 ) R ( 0 ) + δ 2 . . . R * ( p - 2 ) . . . . . . . . . . . . R ( p - 1 ) R ( p - 2 ) . . . R ( 0 ) + δ 2 a ( - p ) . . . a ( 0 ) . . . a ( p ) = 0 . . . 1 . . . 0 - - - ( 3.2 ) R(m)＝ei2πkmΔx，m＝1，...，p‑1    (3.3)其中，上标*表示复共轭，δ2为白噪因子，陷波宽度由算子长度p控制，p越大，波数陷波宽度越窄；4)将频率域数据与预测拟合算子a(m)褶积： D ′ ( f , x ) = Σ m = 0 p - 1 a ( m ) D ( f , x - m ) , x＝1，...，n    (3.4)其中，D′(f，x)为去线性噪声后频率域数据；5)将D′(f，x)反Fourier变换回时间域，即得预测拟合的线性干扰；6)从原始记录中减去线性干扰，得到去噪后的结果；用相位谱校正动态组合法进行相移时差校正动态组合的步骤包括：1)建立褶积模型，表述地震道是由震源子波和反射系数褶积的结果，对于不含随机噪音的地震数据，褶积模型表述为： s ( t ) = w ( t ) * Σ n = 1 N r n δ ( t - t n ) - - - ( 4.1 ) , 式中，w(t)为地震子波，rn为第n层反射系数，tn为第n层双程反射时间，N为总层数；s(t)的频谱表达式为：S(ω)＝W(ω)R(ω)    (4.2)；式中，W(ω)为w(t)的频谱： W ( ω ) = | W ( ω ) | e - i φ w ( ω ) - - - ( 4.3 ) ; R(ω)是反射系数序列的频谱： R ( ω ) = Σ n = 1 N r n e - iω t n = | R ( ω ) | e - i φ R ( ω ) - - - ( 4.4 ) ; 则振幅谱和相位谱分别为： | R ( ω ) | = ( ( Σ n = 1 N r n cos ω t n ) 2 + ( Σ n = 1 N r n sin ω t n ) 2 ) 1 / 2 = ( Σ n = 1 N r n Σ m = 1 N r m cos ω ( t n - t m ) ) 1 / 2 - - - ( 4.5 ) ; φ R ( ω ) = arctan ( Σ n = 1 N r n sin ω t n / Σ n = 1 N r n cos ω t n ) - - - ( 4.6 ) ; 有效信号的振幅谱和相位谱分别为：|S(ω)|＝|W(ω)|R(ω)|     (4.7)；φ(ω)＝φw(ω)+φR(ω)    (4.8)。