[发明专利]地震资料中的随机噪音消除方法及系统

说明书

公开了一种地震资料中的随机噪音消除方法及系统。该方法可以包括：针对单道地震信号进行连续小波变换，获得小波系数矩阵；针对小波系数矩阵进行SVD分解，获得多个奇异值；根据小波系数矩阵，计算奇异熵；根据奇异熵筛选重构奇异值，对重构奇异值进行SVD逆分解，进而获得重构后的小波系数矩阵；针对重构后的小波系数矩阵进行小波逆变换，得到去噪后的地震信号。本发明针对含噪信号进行单道处理，进而实现信噪分离提高地震资料的信噪比，能够更好的消除随机噪音对地震资料的干扰。

技术领域

本发明涉及地震数据信号分析技术领域，更具体地，涉及一种地震资料中的随机噪音消除方法及系统。

背景技术

地震资料中的噪声通常分为两类：随机噪声(无规则干扰)和相干噪声(规则干扰)。随机噪声在地震资料中与地震有效信号相伴相随，当随机噪声具有相对较高的能量时，将对地震资料处理中的NMO速度分析、静校正产生不利影响，最终使偏移成像的效果欠佳，给后续的地震解释工作带来诸多不利影响。但是现有的随机噪音消除技术一种是基于统计的思想通过建立模型道的方式处理，统计的思想前提假设是噪音的非常随机的也就是随机噪音的和为零，进而通过统计叠加建立的模型道是不含噪声的；另一种是基于前后两道地震资料的有效信号部分相似性假设的前提下，利用前一道预测后一道或者后一道预测前一道进而达到增强地震资料的有效信号部分，压制随机噪音。

随机噪音是加性噪音伴随在地震资料采集的整个过程中，且不同的采集区域噪音的能量水平不一致。随机噪音的频带也伴随于地震资料的有效频带内，所以单纯应用频率域区分信号的方法是不能完成的。但上述的两种常用的方法基于统计学和相似性的原理也是相对牵强的，因为实际采集的资料中所包含的随机噪音不是完全的和为零的随机序列，而且地震采集过程中的相邻两道受到地表条件和子波形态的影响也不是完全相似的，尤其是地表差异相对较大的地区。所以现有技术在消除随机噪音的基础假设上是有缺陷的，造成去噪后的结果可能在增强信号的同时相应的使相干噪音的连续性得到加强，并没有提高资料的信噪比。

众所周知，传统的消除地震资料随机噪声的方法有F-X域反褶积，多项式拟合，中值滤波等方法。F-X域反褶积是基于前后两道地震记录的有效信号部分相似性假设的基础，在频率域内利用前一道信号预测后一道信号，或者后一道信号预测前一道信号，以此增强信号压制噪声。此方法在实际处理中应用广泛，是增强信号连续性的不错选择，但是该方法也存在两点不足：一是在增强信号的同时也会使相干噪音得到加强；二是在地震信号的高频段信噪比相对较低，该方法去噪处理后易使高频段信号产生畸变。中值滤波方法基于地震有效信号的空间相似性，通过多道记录相关确定有效同相轴的位置，得出有效信号的模型道，进而根据相关系数完成有效信号在时间和振幅大小的拟合，以增强有效信号的连续性，压制随机噪声提高信噪比。但对于随机噪声相对严重的情况下，有时会造成假的同相轴出现。另外，多项式拟合法压制随机噪声需要在地震资料没有断层或断层不发育的情况下，处理后同相轴的连续性大大提高，有效信号获得明显提升。对于起伏变化剧烈，断层发育丰富的区域，此法拟合有效信号会造成时空位置发生改变。

综上所述，传统方法是有效信号过于强劲致使波形呆板。公式表述为：

s_e(t)＝(1-c)s_p(t)+cs_s(t) (5)

式中，s_e(t)为最终结果，s_s(t)为原始记录，s_p(t)为最终处理结果，c为混波系数(0<c<1)，t为时间。实际上可以将其形式统一到矢量分解方法上。矢量分解方法的处理公式为：

A'_s＝A_s+cA_n (6)