[发明专利]一种地震数据信噪比提升方法

说明书

本发明公开了一种地震数据信噪比提升方法，包括以下步骤：S1：利用分布式光纤传感地震仪，对同一次地震信号，采集带有噪声的地震数据的多张数据记录；S2：利用noise2noise去噪法或noise2void去噪法对神经网络进行训练；S3：利用训练好的神经网络对多张数据记录进行去噪，完成地震数据信噪比提升。本发明利用了多通道、多波长、多频或多码的光纤传感系统可以对同一个地震信号进行多次记录的优势，结合了noise2noise与noise2void去噪方法不需要干净信号，减少了对信号去噪时数据样本的要求，并且可以与传统的累加平均去噪方法相结合，实现了对地震数据的高效降噪。

技术领域

本发明属于地震数据去噪技术领域，具体涉及一种地震数据信噪比提升方法。

背景技术

由于分布式声波传感技术本身的特点，以及光纤本身非常灵敏，容易受到干扰的特点，通过该技术采集到的地震数据往往伴随着较多的噪声，因此，地震数据的去噪环节是该技术面临的一个问题，是该技术进一步发展的一个重要瓶颈。

对于地震数据的传统的降噪方式多少都存在着一些问题：地震数据庞大，算法迭代次数多，复杂度较高；或是局部化分析差，去噪后使得有效信号畸变，从而破坏了地震信号原本的振幅特征，降低了信号保真度。而常规的基于机器学习的数据去噪方法，也都需要使用干净的数据作为目标数据进行网络训练，但是，由于DAS技术的特性问题，干净数据的获取本身就是非常困难的，因此，在实现及使用上也有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有去噪方法泛用性差，过程复杂的问题，提出了一种地震数据信噪比提升方法。

本发明的技术方案是：一种地震数据信噪比提升方法包括以下步骤：

S1：利用分布式光纤传感地震仪，对同一次地震信号，采集带有噪声的地震数据的多张数据记录；

S2：利用noise2noise去噪法或noise2void去噪法对神经网络进行训练；

S3：利用训练好的神经网络对多张数据记录进行去噪，完成地震数据信噪比提升。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用了多通道、多波长、多频或多码的光纤传感系统可以对同一个地震信号进行多次记录的优势，结合了noise2noise与noise2void去噪方法不需要干净信号，同时所需样本数据量少的优点，减少了对信号去噪时数据样本的要求，并且可以与传统的累加平均去噪方法相结合，实现了对地震数据的高效降噪。该方法不仅适用于地震数据的去噪，同时也适用于其他相同类型数据的去噪，且可以推广到分布式光纤测温和应变传感系统中提高传感数据信噪比。

(2)本发明在传统的基于神经网络的数据去噪方法基础上，改变了地震数据的采集方式，网络训练集的数据获取以及损失函数的选取，改进了原有的基于神经网络的去噪方法必须要提前获取干净数据作为训练目标的缺点，简化的去噪的步骤，使其泛用性进一步增强，使地震数据的去噪过程变得更加准确高效并且智能。使用noise2noise进行去噪的方法，实现的是确定的目标在不同噪声环境下的采集到的有噪声信号的去噪工作。使用noise2void进行的地震数据去噪，实现的是时刻变化的信号在不同噪声环境下的去噪工作。

进一步地，步骤S1中，采集带有噪声的地震数据的方法为：沿着光纤测井布设光缆，利用光缆接收地震信号；采用分布式光纤传感地震仪对地震信号进行地震数据采集，对于同一个地震信号，采集获得一组带有噪声的地震数据对。

进一步地，步骤S1中，对于每个地震信号进行地震数据采集的方法为：使用一台双通道光纤传感地震仪，对一根光缆中的两芯光纤同时进行采集；或使用双波长、双频或双码分布式光纤传感地震仪，向同一根光纤中注入两个波长、频率和编码的光，对每个波长进行采集，获取一对带有噪声的地震数据；或使用双编码分布式光纤传感地震仪，向同一根光纤中注入两个编码的光，对每个波长进行采集，获取一对带有噪声的地震数据。