[发明专利]可控震源地震记录中脉冲噪声干扰的分析方法

摘要

本发明涉及一种可控震源地震记录中脉冲噪声干扰的分析方法。首先根据可控震源的工作原理，利用可控震源的直达波信号确定基准振幅值和噪声检测阈值；然后根据检测阈值，设计自动检测记录中脉冲噪声的算法；最后，通过检测得到的脉冲噪声进行分析，评价可控震源记录受脉冲噪声的影响程度。本发明公开的分析方法能够广泛适应于可控震源线性和非线性的扫频方式，在地震数据采集现场快速有效地实现可控震源地震勘探数据采集过程的噪声分析，实时分析可控震源的脉冲噪声对记录的影响，避免由于噪声水平强或包含随机强脉冲噪声引起的可控震源相关记录质量不佳情况，从而降低成本，有效保证了可控震源的采集质量。

主权项

1.一种可控震源地震记录中脉冲噪声干扰的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：a、输入一炮非相关形式的原始可控震源地震记录，根据非相关记录，人工拾取有效记录道中所有有效道的初至波信号的初始时刻T_b，T_b=(T_b(1),T_b(2),T_b(3),...,T_b(i),...,T_b(n_tr))，n_tr该炮记录的有效道数，T_b(i)为第i有效道的初始时刻，依据公式（1）求取相应第i有效道的终止时刻T_e(i)=T_b(i)+t_sweep………………………………（1）公式（1）中，T_e(i)为第i有效道的终止时刻，t_sweep为可控震源的扫描时间，i=1,2,3,...,n_tr；如果T_e(i)大于记录时间t_record的最大时刻t_max，则T_e(i)=t_max；b、可控震源非相关记录包含辅助道和有效记录道两部分数据，有效记录道一般含多道数据，首先取出有效记录道的第一道数据，记为u(t)，t为采样时间序列，t=1,2,3,...,k，k为最大采样点数，自动拾取该道数据u(t)在T_b(1):T_e(1)时间内的所有波峰值p和波谷值数据v；p=(p(1),p(2),p(3),...,p(α),...,p(n_p))…………………………（2）v=(v(1),v(2),v(3),...,v(β),...,v(n_v))……………………………（3）公式（2）中，n_p为峰值p的总点数，p(α)为u(t)在T_b(1):T_e(1)时间内的第α个峰值，α=1,2,3,...,n_p；公式（3）中，n_v为峰值v的总点数，v(β)为u(t)在T_b(1):T_e(1)时间内的第β个谷值，β=1,2,3,...,n_v；求取v的绝对值|v|=(|v(1)|,|v(2)|,|v(3)|,...,|v(β)|,...,|v(n_v)|)………………………………（4）c、令：E=(p(1),p(2),p(3),...,p(α),...,p(n_p),|v(1)|,|v(2)|,|v(3)|,...,|v(β)|,...,|v(n_v)|)…………（5）则E包含T_b(1):T_e(1)时间内所有峰值和谷值的绝对值，对E按数值大小进行排序，得到E_sort，E_sort=(e(1),e(2),e(3),...,e(η),...e(n_p+n_v))，η为序号，η=1,2,3,...,n_p+n_v；在E_sort中提取有效数据集E_e，E_e=(e(η₁),e(η₁+1),e(η₁+2),...,e(n_p+η_v-η₁))，为向上取整，μ=0.05:0.4，由E_e求取该道数据的基准振幅值A‾=1nEΣϵ=1nE|Ee(ϵ)|···(6)]]>公式（6）中，n_E为E_e的总点数，ε为序号，ε=1,2,3,...,n_E；d、定义阈值其中M为权值，M≥1；e、以该阈值为门限，将该道数据u(t)与门限A比较，依据公式（7），得到脉冲噪声n(t)n(t)=u(t)|u(t)|≥A0u(t)<A···(7)]]>f、求取n(t)的平均幅度值W，W=1mΣt=1k|n(t)|···(8)]]>公式（8）中，m为n(t)中非零元素的总点数，k为u(t)的最大采样点数；g、定义脉冲噪声的平均值W与基准振幅值的比值为脉冲振幅比a，脉冲噪声的个数与该道记录的采样点数的比值为脉冲密度q，具体计算公式如公式（9）和公式（10）：a=WA‾···(9)]]>q=m/k…………………………………（10）h、将该道记录u(t)与参考信号相关，得到该道的相关记录U(t)；i、将n(t)与参考信号相关，得到脉冲噪声n(t)在可控震源相关记录中的干扰结果N(t)；j、根据h和i的结果，将相关记录作差得到S(t)=U(t)-N(t)，根据S(t)并确定有效信号并计算U(t)中的有效信号的信噪比；k、依据U(t)，N(t)，S(t)图像定性分析信号被噪声干扰情况，评估该道采集质量，当S(t)中的信号在U(t)中难以分辨则说明该道采集质量不佳，反之，说明采集质量良好；l、依据脉冲振幅比a、脉冲密度q和U(t)中有效信号的信噪比定量分析脉冲噪声的在相关域中干扰有效信号的程度；脉冲振幅比a和脉冲密度q越大，说明干扰越强；信噪比小于0，则认为有效信号难以分辨，采集质量不佳，反之，说明采集质量良好；m、依次输入可控震源记录中其余各有效记录道数据，按照b到l的过程，即得到所有有效道的采集质量评价以及脉冲干扰的特征参数：脉冲振幅比a和脉冲密度q；n、根据所有有效道的采集质量评价结果，分析该炮数据的整体采集质量；采集质量不佳的道数超过有效道数的则认为该炮数据不合格。