[发明专利]基于主频波数域均值滤波的地震数据去噪方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于主频波数域均值滤波的地震数据去噪方法及系统，所述方案利用频率波数域的共轭对称性和有效地震信号的频率带限性，对时空域地震数据进行二维傅里叶变换并截取主频波数成分，并利用离散曲波变换，将上述成分变换到曲波域；通过对曲波域中各系数矩阵进行均值滤波处理，得到去噪后的曲波系数，最后依次进行曲波逆变换和二维傅里叶逆变换得到去噪后的时空域地震数据，最终实现了含深层弱信号的复杂构造地震数据的随机噪声有效压制。

技术领域

本公开属于石油物探工程地震数据处理领域，尤其涉及一种基于主频波数域均值滤波的地震数据去噪方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在地震数据采集过程中，受到环境噪声影响，地震记录中往往含有大量的随机噪声。随机噪声的存在影响了地震资料后续处理的精度和叠前、叠后地震反演解释的可靠性。在过去的几十年里，地球物理学家提出了许多有效的随机噪声衰减算法，主要包括空间类算法、基于变换的算法和综合性算法。

发明人发现，空间类去噪算法利用有效信号与噪声在时空域的相关性或相似性等差异进行去噪，能直接有效地压制随机噪声，但对于含深层弱信号的复杂构造地震资料的噪声压制显得有些力不从心。基于变换的去噪算法利用有效信号与噪声在变换域的差异(如频率、倾角时差)进行去噪,相比空间类算法丰富了去噪策略，但对于含深层弱信号的复杂构造地震资料的噪声压制依旧难以解决。综合性去噪算法将空间类和基于变换的算法相结合，展现出一定的技术优势，然而不可避免增加了计算量。在稀疏变换中，曲波变换由于其多尺度、多方向性而被广泛应用于去噪。然而，由于基于阈值策略的时空域曲波去噪方法忽略了弱有效信号与强噪声在时空域的振幅差异和复杂构造的多方向性，因此在实际数据处理中也难以取得理想的效果；同时，针对深层弱信号的复杂构造地震资料的噪声压制，传统的阈值策略在强噪声环境下难以保留弱有效信号，时空域曲波去噪方法对复杂构造地震资料的多方向特征表征有限的问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种基于主频波数域均值滤波的地震数据去噪方法及系统，所述方案利用频率波数域的共轭对称性和有效地震信号的频率带限性，对时空域地震数据进行二维傅里叶变换并截取主频波数成分，并利用离散曲波变换，将上述成分变换到曲波域；通过对曲波域中各系数矩阵进行均值滤波处理，得到去噪后的曲波系数，最后依次进行曲波逆变换和二维傅里叶逆变换得到去噪后的时空域地震数据，最终实现了含深层弱信号的复杂构造地震数据的随机噪声有效压制。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于主频波数域均值滤波的地震数据去噪方法，包括：

对获得的地震数据进行分段处理；

基于傅里叶频谱计算，统计每段数据中有效频带的范围；

截取每段数据中主频波数域成分，并将所述主频波数域成分变换到曲波域，获得曲波系数矩阵；

利用能量均值滤波算法对所述曲波系数矩阵进行随机噪声的压制；

对于去噪后的曲波系数，依次进行曲波逆变换和二维傅里叶逆变换得到每段时空域去噪地震数据。

进一步的，所述基于傅里叶频谱计算，统计每段数据中有效频带的范围，具体为求取各道数据的傅里叶频谱，构建整个地震数据的平均傅里叶频谱，获得符合地震数据的有效频带范围，对主频成分截取提供依据。

进一步的，所述截取每段数据中主频波数域成分，具体为利用二维傅里叶变换将时空域数据变换到频率波数域，根据频率波数域的共轭对称性和确定的有效频带范围，截取正主频波数域成分。