[发明专利]一种地震记录迭代型组合域去噪方法及系统

说明书

本发明属于地震探测数据处理技术领域，公开了一种地震记录迭代型组合域去噪方法及系统，将wavelet域高阶相关统计叠加理论与curvelet域变换有机结合；利用基于wavelet和curvelet小波基函数的curvelet域阀值去噪算法，结合wavelet域高阶相关统计叠加技术，实现迭代型组合域去噪。本发明利用合成含躁地震记录及实测地震记录去噪实验验证本发明提出的组合域去噪算法的有效性及可行性。项目研究成果为复杂含噪地震记录的去噪处理提供了新的技术手段，为组合域去噪算法的实用化奠定了理论基础。

技术领域

本发明属于地震探测数据处理技术领域，尤其涉及一种地震记录迭代型组合域去噪方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

地震勘探一直是石油与天然气资源探测、矿产资源勘查、煤田和工程地质勘查、区域地质及地壳研究的重要物探方法，如反射波、折射波及瑞雷面波法等在探测不同深度的各类地质目标体方面有着不可取代的作用。然而，随着勘探目标要求越来越精细，如何在强能量的各种复杂干扰噪声湮没环境中提取微弱的目标信号是一项艰巨的任务。

当前，研究与开发的用于地震记录去噪方法技术颇多，理论与应用研究亦比较广泛。如常规的F-K(频率-波数)域滤波方法(Warden et al.，2012)、压制随机噪声的F-X(频率-空间)域预测反褶积方法(张军华等，2006)、高精度Randon变换及其变形变换(线性的、多项式的)去噪方法(牛滨华等，2001；黄新武等，2003；Warden et al.，2012)、用于随机噪声聚类分析去噪的K-L(Karhunen-Lòeve)变换(Ribaric and Fratric，2005)、用于线性噪声压制的τ-P变换(王维红等，2006)等等。但是上述传统地震记录去噪技术多基于简单的最优化或正交的变换算法，其形成的是固定滤波窗口，具有特定噪声去噪的局限性。同时，固定式阀值滤波不适应于微弱有效波的保真，亦容易去噪过度，导致地震信号失真(Shan etal.，2009)。因此，有必要对传统的地震记录去噪处理解释技术做进一步的改进创新。

“保真去噪”是地震记录数据处理的目标，即最大限度的保留目标信号的强度、形态及特征，同时尽可能去除干扰解释的噪声信号。傅里叶分析及窗口傅里叶变换提供了信号的整体频谱，并克服了时频局部化方面的缺陷，但仍使用非自适应时频窗口。Wavelet(小波)理论的提出一定程度上弥补了上述缺点，即可根据信号的特点提供自适应的时频窗口，并提供多频带、多尺度的信号分析能力(Saracco et al.，2007；Ma and Plonka，2010；Mauri et al.，2012)。对于地震记录去噪而言，每一个地震道可视为一个具有伸缩和平移特性的一维wavelet基函数，通过在特定频段的稀疏表示以达到保真去噪的目的。然而，一维wavelet变换具有明显的方向选择性，其没有充分利用二维地震剖面特性的优势，故去噪效果局限于单个数据道(Roueff et al.，2006；Shah et al.，2009)。二维wavelet变换的出现一定程度上改善了wavelet变换去噪的效果，其本质上可表述为一维离散wavelet变换的矢量积分，因而二维wavelet变换具有水平、对角及垂向上的去噪能力(Xue et al.，2015；Vuong et al.，2015)。当地震记录数据中含有多方向的线状特征信息，wavelet变换不能提供有效的表征和检测，无法对原始信号进行最优化非线性重建(Ventosa et al.，2012；Chopra and Marfurt，2015)。