[发明专利]一种基于振动信号矢量分解原理的叠前地震数据去噪方法

说明书

本发明公开了一种基于振动信号矢量分解原理的叠前地震数据去噪方法，用在石油天然气行业反射波法地震勘探、浅层反射地震勘探、深地震反射剖面探测等生产和科学研究领域，具体是一种利用噪声与有效信号在传播方向上的差异进行不规则时窗振动信号矢量分解的叠前去噪方法。本发明的理论基础在于合振动可看作若干个方向不同的振动矢量共同作用的结果，和相邻道的有效地震信号具有相关性，当噪声与有效地震信号的时频特征接近，传统的带通滤波、小波去噪等时频域滤波手段便难以达到理想的去噪效果时，利用本发明提供的利用噪声与有效信号在传播方向方面的差异进行基于不规则时窗振动信号矢量分解原理的去噪技术方案，通常能够实现进一步的去噪效果。

技术领域

本发明涉及一种石油地震勘探领域、城市近地表精细结构地震探测领域的反射波法叠前地震数据去噪方法，尤其是利用噪声与有效信号在传播方向上的差异进行基于不规则时窗振动信号矢量分解的叠前去噪方法，具体是一种基于振动信号矢量分解原理的叠前地震数据去噪方法。

背景技术

滤除、压制反射地震勘探数据中的噪声，提高地震资料的信噪比，是地震数据处理工作中的一项重要内容，通常被简称为去噪处理。随着地震勘探技术的发展，尤其是叠前偏移地震成像技术的发展，在叠加处理之前进行高效的地震数据去噪处理日益得到了行业内的高度重视。

好的去噪技术往往是建立在充分分析噪声与有效地震信号特征差异的基础上，从能够有效区分噪声与有效地震信号的较为明显的某方面特征入手建立合理的技术处理方案。在工作经常会遇到由于噪声与有效地震信号的时频特征接近，传统的带通滤波、小波去噪等时频域滤波手段便难以达到理想的去噪效果的情况。

发明内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种基于振动信号矢量分解原理的叠前地震数据去噪方法。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种基于振动信号矢量分解原理的叠前地震数据去噪方法，包括以下步骤：

步骤一，设定地震数据处理时窗大小，包括纵向上包含的采样点数以及横向上包含相邻的地震道数；

步骤二，设定地震数据处理时窗内除中间道以外地震道的最大时移范围；

步骤三，根据步骤一和步骤二所设定的参数确定初始规则时窗；

步骤四，根据最大相关系数原则，计算初始规则时窗内除中间道以外的地震道与中间道相关系数达到最大时的最佳时移值，计算公式如下：

其中，R_i(δ)表示窗口中第i道信号，在δ时移量下，与中间道S₀(t)的相关系数；S_i(t+δ)表示经δ时移后的第i道信号，表示S_i(t+δ)的平均值，规定在允许的范围内使R_i(δ)达到最大的δ为第i地震道的最佳时移值，记为δ_i；

步骤五，根据通过步骤四统计出的各道最佳时移值将初始规则时窗修改为不规则时窗；

步骤六，利用步骤五所建立的不规则时窗内的地震数据，把对应时刻不同地震道信号的振幅值作为三维空间坐标系中不同坐标轴方向上的坐标投影构建地震信号矢量；

步骤七，预定义一个初始单位矢量N为时窗内相邻地震道的数目；

步骤八，利用垂直于初始单位矢量的空间平面将步骤五所构建出的信号矢量划分为位于空间平面一侧的部分和位于空间平面另一侧的部分；

步骤九，将位于空间平面两侧的地震信号矢量分别进行矢量相加运算，最终得到分别位于空间平面两侧的两个信号矢量，分别为和