[发明专利]用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法及系统。本发明首先压制参考道的强单频噪声；然后采用基于互相关理论的方法降低全部道集的单频噪声能量；最后在时频域通过自适应的阈值方法压制随机噪声和残余单频噪声，得到高信噪比的随采地震互相关记录。本发明实现了对强单频对应频率坐标的自动识别，相比依据经验或手工识别单频噪声频率坐标的方法，人为干预影响更小，更节省计算成本；本发明采用基于互相关理论的方法一次性压制所有道集的强单频能量，相比逐道压制噪声的方法，运行效率更高；通过得出的高信噪比的互相关随采地震记录，将为后期成像处理提供更高质量的基础数据，提高成像精度。

技术领域

本发明涉及一种随采地震信号噪声压制方法及系统，属于地震勘探技术领域，具体涉及一种用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法及系统。

背景技术

随采地震勘探技术，即在对工作面开展地震勘探的过程中，将采煤机截割煤岩体的能量作为震源以替换炸药震源，随着采煤机作业的同时，同步进行地震勘探。此项技术革新不仅可以解决炸药激发引起的各种安全隐患问题，而且可以达到即时探测由煤岩体采动而诱发的瞬时地应力变化及断层活化等灾变地质体的目的，同时不干预煤矿正常作业。

虽然随采地震勘探技术具有诸多优势，但由于采煤机截割煤岩体的震动能量远小于炸药激发产生的能量，因此随采勘探方式采集到的有效信号能量也低于采用炸药作为震源的传统勘探方式，并且由于长时间的持续探测，环境噪声(如单频干扰、机械振动干扰以及随机干扰等)也会被更多引入，导致采集数据的信噪比降低，严重影响后续频散分析、反演成像等处理精度。综上所述，在开展后续工作之前，必须对原始采集信号开展信噪分析及噪声衰减处理。通过对实际随采数据的信噪分析发现，强单频和随机噪声严重影响了信号质量。

现有技术中不存在针对随采地震信号中强单频和随机噪声的压制方法，而将一般地震信号中的强单频和随机噪声的压制方法应用到随采地震信号的处理中会存在诸多问题。

在现有技术中，一般地震信号中的强单频噪声处理为对每一个检波器采集到的地震信号逐道重复以下处理：先将原始数据转换入频率域，对原始数据开展频谱分析，再从频谱中标记出单频噪声并对其进行能量压制，然后将噪声压制后的数据从频率域转入时间域。由于随采地震信号也采用逐道集方法进行单频噪声压制预处理，因此其在一定程度上增加了计算成本，并且挑选单频噪声的过程较多依赖人为干预。

现有技术中，针对随机噪声压制，较为广泛采用的是基于时频分析的去噪方法，基本思路是对每一个检波器采集到的地震信号逐道重复以下处理：先将原始数据通过时频变换转换入时频域，再利用信号和噪声在时频域具有系数差异的特点在时频域选择合适阈值衰减噪声，然后将噪声衰减后的时频系数逆变换至时间域。而一般情况下随采地震环境中存在强单频噪声干扰，当采用这种处理方式时，信号和噪声的时频系数基本没有差别，因此达不到理想的去噪效果。

综上所述，提供一种用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法及系统，以解决上述问题，是随采地震勘探技术领域迫切需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明公开了一种用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法及系统。访方法及系统首先压制参考道的强单频噪声，然后采用基于互相关理论的方法降低全部道集的单频噪声能量；最后在时频域通过自适应的阈值方法压制随机噪声和残余单频噪声，得到高信噪比的随采地震互相关记录。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于随采地震信号的强单频和随机噪声压制方法，包括以下步骤：

参考道单频噪声压制步骤，将参考道转换为频率域信号后求取包络，对包络进行中值滤波并与原始包络对比求取强单频噪声对应的频率坐标，将所述频率坐标原始信号的振幅值代替以中值滤波后的振幅并将得到的新参考道转换回时间域；

道集单频噪声压制步骤，采用基于互相关理论的方法降低全部道集的单频噪声能量；