[发明专利]基于有效频率波数域去混叠的地震数据分离方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于有效频率波数域去混叠的地震数据分离方法及系统，该方法包括如下步骤：(1)基于观测地震数据提取有效频率域地震数据；(2)基于Curvelet变换采用迭代阈值方法对有效频率域地震数据进行去混叠处理得到频率域的主震源和副震源数据；(3)对频率域的主震源和副震源数据进行处理，得到时间域的主震源和副震源数据，完成地震数据分离。与现有技术相比，本发明地震数据分离过程中保证去混叠精度的同时有效地提高了去混叠效率。

技术领域

本发明涉及一种混叠地震数据采集中的地震数据分离方法，尤其是涉及一种基于有效频率波数域去混叠的地震数据分离方法及系统。

背景技术

随着高效地震数据采集的深入，混叠采集方式扮演越来越重要的角色。传统的地震数据处理、反演及偏移等方法均需要波场分离后的地震数据，因此去混叠技术成为混叠采集数据处理的必需流程。去混叠方法一般可分为基于滤波的方法、基于反演的方法，例如中值滤波、改进的中值滤波、基于稀疏变换的反演方法等。中值滤波及其改进方法需要设计合理的窗函数以及滤波倾角，技巧性较强。基于稀疏变换的方法，假设地震信号是相关的，可由若干较大的稀疏系数进行表征；混叠噪声是随机不相关的，在稀疏域由低幅值的系数进行表征，可以通过阈值迭代的方法去除混叠噪声，得到去混叠后的地震数据。而稀疏变换一般为冗余变换，其计算量随着数据规模的增加急剧增加，如何进行高效去混叠处理，成为高效地震勘探的瓶颈。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于有效频率波数域去混叠的地震数据分离方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于有效频率波数域去混叠的地震数据分离方法，该方法包括如下步骤：

(1)基于观测地震数据提取有效频率域地震数据；

(2)基于Curvelet变换采用迭代阈值方法对有效频率域地震数据进行去混叠处理得到频率域的主震源和副震源数据；

(3)对频率域的主震源和副震源数据进行处理，得到时间域的主震源和副震源数据，完成地震数据分离。

步骤(1)对观测地震数据利用沿着时间方向的Fourier变换得到有效频率域地震数据。

步骤(1)有效频率域地震数据通过如下方法确定：对观测地震数据进行频谱分析，确定截止频率，选取截止频率范围内的数据为有效频率域地震数据。

步骤(2)具体为：

(21)确定混叠算子Γ，赋值n＝1，为频率域的主震源第n次迭代值，为频率域的副震源第n次迭代值；

(22)更新频率域的主震源和副震源数据：

其中，为频率域的主震源第n+1次迭代值，为频率域的副震源第n+1次迭代值，d为有效频率域地震数据，F_x、为空间方向的Fourier正、逆变换，C、C^H为Curvelet正、逆变换，T_λ为硬阈值函数，Γ^H为混叠算子的共轭算子；

(23)判断n是否小于N，若是则赋值n＝n+1并返回步骤(22)，否则输出频率域的主震源和副震源数据，其中，N为最大迭代次数。

所述的混叠算子Γ具体确定为：

其中，e为自然常数，i为虚数单位，ω为圆频率，t_k为副震源中第k炮的时间延迟，k＝1,...,M，M为副震源中炮的数量。

步骤(3)对频率域的主震源和副震源数据利用沿着时间方向的Fourier逆变换得到时间域的主震源和副震源数据。