[发明专利]基于分数阶傅里叶变换的随机噪声压制方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地震勘探，属于地震勘探资料处理领域。更具体地讲，本发明涉及一种对低信噪比资料中的随机噪声进行压制来提高地震资料的信噪比的方法，该方法能够使得去噪效果与信号保真达到最佳的折中。

背景技术

利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法称为地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。在地震勘探中，最为基础和重要的工作是如何采集到野外地震数据并对其进行有效的处理和解释。为了能够获得有效的地震数据，需要在野外设置大量的监测仪器，其中，每一个监测仪器采集到的数据称作一道地震数据。

复杂山地地震数据噪声来源十分复杂，噪声对有效波有较强的干扰，尤其是无处不在的随机干扰，导致地震资料的信噪比低，严重影响了地震数据的分析和处理。而信噪比是基础，提高信噪比是地震数据处理的首要任务，所以必须对地震数据的随机干扰进行衰减和压制。

目前，现有的与频率域相关的去噪方法都是基于经典傅里叶变换或在其基础上延伸出来的去噪方法，如频率波数(F-K)域滤波、频率空间(F-X)域去噪等。然而，经典傅里叶变换存在明显的缺陷，它是一种全局性变换，得到的是地震信号的整体频谱，因而无法表述信号的时频局部特性，而这种特性正是非平稳信号最根本和最关键的性质。有效的去噪方法是寻求一种在时域(空域)或频域上的信噪自适应分离。一般而言，地震信号的噪声覆盖了整个频谱段，因此，不论在时域或频域都难以将二者区分开来。实际数据处理中，通常是采用了折中的办法，即，在去掉噪声的同时，也会牺牲部分有效信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够针对复杂山地低信噪比数据中的随机噪声进行基于分数阶下拟线性空间预测去噪方法。

根据本发明的一方面，提供一种基于分数阶傅里叶变换的随机噪声压制方法，所述方法包括：(1)针对采集的地震数据，利用正交多项式逼近法，采用最大相似系数准则，计算描述地震数据中同相轴走势的相关系数；(2)利用计算的相关系数对地震数据在空间上进行拟线性化变换；(3)根据分数阶傅里叶变换的最优阶次求取法，求取地震数据中信号最集中的分数阶域最优阶次；(4)利用最优阶次下的分数阶傅里叶变换将地震数据从时空域变换到分数阶域；(5)求解地震道的预测算子，利用所述预测算子预测出地震道的地震数据，由此来消除无规律分布的随机噪声；(6)利用分数阶傅里叶逆变换将去噪后的地震数据从分数阶域变换到时空域；(7)利用计算的相关系数对地震数据进行反拟线性变换，完成地震数据的随机噪声压制，得到消除随机噪声后的有效信号的地震剖面。

在步骤(1)中，可利用正交多项式逼近法对表示叠加地震数据的反射同相轴的时间多项式进行变换，逐项扫描变换后的时间多项式的系数，将扫描得到的系数作为所述相关系数。

在逐项扫描变换后的时间多项式的系数的过程中，每次扫描新的系数时使先前确定的系数保持不变。

可在叠加地震数据的剖面上设置多个时窗，在每个时窗内通过多地震道互相关扫描来确定该时窗内的时间多项式系数。

在步骤(3)中，可根据下面的等式来计算所述最优阶次：

tan(2pπ)=4μ0(w0-w1)4μ02-(w0-w1)2]]>