去除地震数据中交流电干扰信号的方法
【专利摘要】本发明提供一种去除地震数据中交流电干扰信号的方法，包括：获取至少一道地震数据，对每道地震数据进行傅立叶变换，得到至少一道频率域地震数据；在设定的频率范围内，从每道频率域地震数据中选取一个最大振幅值的频率域地震数据，将选取的频率域地震数据的振幅值与预设振幅值做比较，将振幅值大于等于预设振幅值的频率域地震数据组成新的频率域地震数据，对新的频率域地震数据进行傅里叶反变换，得到时间域的观测矢量；确定最佳分离矩阵，利用分解模型计算交流电干扰信号；从时间域的观测矢量中减去交流电干扰信号，得到有效信号。本发明的方法能够有效的去除交流电干扰信号，实现有效信号与交流电干扰信号的有效分离，处理效率高，运行速度快。
【专利说明】去除地震数据中交流电干扰信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油地震资料勘探领域，更具体地讲，涉及一种高效、高保真的去除地震数据中交流电干扰信号的方法。
【背景技术】
[0002]提高地震数据的分辨率和信噪比在地震数据处理的每个步骤都很重要，在地震数据采集中，如果在测线上方有高压输电线通过，地震数据中就会出现50Hz的强交流电干扰波，这种干扰波从浅层到深层频率、相位和振幅基本保持不变，会严重影响到地震勘探精度。
[0003]目前去除交流电干扰的方法主要是采用滤波方法。一种方法是陷波滤波法，这种滤波方法是在频率域中实现的，设计多吸收点的、具有一定阻带宽度的陷波滤波器组，用以消除交流电干扰信号的基波和谐波成分。如果有效信号的频谱与交流电干扰信号的频谱有混叠，则陷波滤波器在滤除交流电干扰信号的同时也会造成有效信号的损失。另一种方法是自适应滤波法，该方法的前提是有效信号和交流电干扰信号不相关。在此基础上，利用自适应滤波算法(如，最小均方或最小二乘法)，自动调整自适应滤波器的系数，以跟踪输入过程的变化，并实现交流电干扰信号的自适应抵消。这种滤波方法是在时间域进行，其本质与陷波滤波是一致的，在去除交流电干扰信号的同时会造成有效信号的损失。
【发明内容】
[0004]本发明的目的为设定一个频率范围，对设定频率范围内的地震数据进行去除交流电干扰信号的处理，而不必对每道地震数据都进行处理，能节约大量的计算时间，更加满足实际生产的需要。
[0005]本发明的另一目的为通过确定最佳分离矩阵，计算出交流电干扰信号，从时间域的观测矢量中减去交流电干扰信号，实现有效信号与交流电干扰信号的有效分离。
[0006]本发明的一方面提供一种去除地震数据中交流电干扰信号的方法，所述方法包括:(1)获取至少一道地震数据，对每道地震数据进行傅立叶变换，得到至少一道频率域地震数据；(2)在设定的频率范围内，从每道频率域地震数据中选取一个最大振幅值的频率域地震数据，将选取的频率域地震数据的振幅值与预设振幅值做比较，将振幅值大于等于预设振幅值的频率域地震数据组成新的频率域地震数据，对新的频率域地震数据进行傅里叶反变换，得到时间域的观测矢量；(3)确定最佳分离矩阵，利用分解模型计算交流电干扰信号；(4)从时间域的观测矢量中减去交流电干扰信号，得到有效信号。
[0007]优选地，所述设定的频率范围为48?52Hz。
[0008]优选地，确定最佳分离矩阵的步骤为，
[0009](a)对时间域的观测矢量进行预处理；
[0010](b)利用预处理后的观测矢量，得到分离矩阵。
[0011](c)对分离矩阵进行归一化处理，得到最佳分离矩阵。[0012]优选地，对观测矢量进行预处理的方法为中心化和白化。
[0013]优选地，利用下面的公式获得J (y)为最大值时的分离矩阵W，
[0014]J(y) [E{g(y)}-E{g(ygauss)}]2
[0015]其中，y为随机量，y = WTX，w为分离矩阵，T表示转置，χ为预处理后的观测矢量，J(y)表示随机量y的负熵，ygauss为均值为零，且与随机量y具有相同方差的
高斯分布的随机量，g(y)和g(ygauss)为非线性函数，
【权利要求】
1.一种去除地震数据中交流电干扰信号的方法，所述方法包括: (1)获取至少一道地震数据，对每道地震数据进行傅立叶变换，得到至少一道频率域地震数据； (2)在设定的频率范围内，从每道频率域地震数据中选取一个最大振幅值的频率域地震数据，将选取的频率域地震数据的振幅值与预设振幅值做比较，将振幅值大于等于预设振幅值的频率域地震数据组成新的频率域地震数据，对新的频率域地震数据进行傅里叶反变换，得到时间域的观测矢量； (3)确定最佳分离矩阵，利用分解模型计算交流电干扰信号； (4)从时间域的观测矢量中减去交流电干扰信号，得到有效信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述设定的频率范围为48~52Hz。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定最佳分离矩阵的步骤为， Ca)对时间域的观测矢量进行预处理； (b)利用预处理后的观测矢量，得到分离矩阵； (C)对分离矩阵进行归一化处理，得到最佳分离矩阵。
4.如权利要求3所述的方法，其中，对观测矢量进行预处理的方法为中心化和白化。
5.如权利要求3所述的方法，其中，步骤(b)包括:利用下面的公式获得J(y)为最大值时的分离矩阵W，
J(y) - [E {g(y)}-E {g(ygauss) }]2 其中，y为随机量，
6.如权利要求3所述的方法，其中，步骤(c)包括: (i )利用下面的公式获得分离矩阵w的新值w+，
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述分解模型为，
S2=W(|X， 其中，X为观测矢量，W0为最佳分离矩阵，S2为交流电干扰信号。
【文档编号】G01V1/36GK103630935SQ201310603520
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】曹中林, 何光明, 陈爱萍, 吕文彪, 罗红明, 张华 , 李振 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司