定向地震波畸变信号消除方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种地震数据畸变信号的消除方法，尤其是针对低信噪比条件下的定 向地震波数据主波束方向外畸变信号的消除方法。
【背景技术】：
[0002] 波束定向的思想最早源于相控雷达领域。由于波束定向的方法能够有效加强目标 体上的有效信号，很快被引进地震勘探领域。地震波束形成最初在震源端实现，之后提出了 基于接收端的地震波束合成方法，涉及的相关专利主要有：
[0003] CN101320095公开了一种《单震源定向照明地震信号合成方法》;CN101339252《基 于单震源的定向照明地震勘探方法》;CN102590861A《基于接收阵列的地震波束形成方法》； CN103984019A《局部相关加权地震波束合成方法》。
[0004] 地震波束形成方法使无方向的地震波场变成具有方向性的波场，主波束方向上的 有效信号能量得到加强的同时，主波束方向外的波场相互混淆，引起信号畸变。这种畸变会 使后期地震处理和解释出现较大的偏差。因此，在通过定向地震波技术提高勘探目标信号 信噪比的同时，有效地消除地震波非主波束的信号畸变，成为地震波束定向技术应用于实 际地震勘探工作的关键。
[0005]CN103984019A《局部相关加权地震波束合成方法》提出了一种消除定向地震波畸 变的方法，该方法工作原理是在合成定向地震波过程中同时抑制畸变，但该方法对原始数 据信噪比要求较高，计算量大，在原始数据信噪比低的条件下存在较大的误差。
【发明内容】
：
[0006] 本发明的目的就在于针对上述地震数据信噪比较低的情况，在合成定向地震波地 震波束数据后，对主波束方向外为信号产生的畸变问题，提供一种定向地震波数据畸变信 号变消除方法。
[0007] 本发明的主要思想是：定向地震波束具有在主波束方向上信号被加强的特点，但 是主波束方向外由于信号不是同相叠加，因此会产生畸变形成干扰。主波束方向上的信号 与原始波束形成的中心记录（延时为零）上的信号具有很强的局部相关性，局部相关系数 大，而主波束方向外的干扰与原始中心记录上信号的局部相关性较弱，局部相关系数较小。 因而利用地震波束定向后的记录与原始中心记录的局部相关系数，对地震波束定向后的记 录进行滤波，即可消除主波束方向外的畸变信号，得到无畸变的地震波束定向记录。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009] 定向地震波畸变信号消除方法，包括以下步骤：
[0010]a、输入n炮炮点连续的地震记录，记为Uji^x)、U2(t，x)、…、Um(t，x)、…、Ut, x)、Un(t，x)，t为时间，x为道号，n取为大于2的奇数，其中w ;
[0011]b、保持第m炮记录Um(t，x)不变，其他炮记录利用延时参数ti和道分选参 数X，依次作等间隔延时和等道数分选，延时和分选结果为Ujt-Oii-l)h，x+(m-l)入）、 U2 (t_ (m-2)tnx+(m-2)人）、…、Um(t，x)、…、Un-丄（t+(m-2)tnx_ (m-2)人）、Un(t+(m-1) tpx-(m-l)X)，其中，屯为炮间距，d2为道间距，k取正整数；
[0012]c、对延时后的所有记录作线性叠加合成地震波束记录。波束合成后的数据记为 n D(t)。则^⑴=-O-+ -0义）； /-I
[0013] d、以Um(t，x)为基准，取数据D(t)。记Um(t，x)的第一道数据为Ul，D(t)的第一 道数据为s1;
[0014] e、以时窗T选取七和s:的第一个时窗数据uu(t)和Sl>1 (t)，T不小于一个有效 地震子波信号的周期；
[0015] ；^将111,1(1：)和81, 1(1：)作互相关，计算得到1?1,1(1：)=/111, 1(1：)81,1(1：-1：)(11：，最大 互相关系数C(l,l)imaxliRuO)] =&』[?!：。（1，1)]，T。为最大互相关系数对应的延时 量；
[0016] si，同时沿第一道移动时窗T，重复步骤d?f，可得第一道数据的最大互 相关系数曲线Ci=(c(l，l)，c(l，2),…，c(l，v))T及其对应的延时曲线T。⑴=〇。(1， 1)，\(1，2)，…，tJLvD'v为一道数据总的采样点数，（*)T表示转置；
[0017] h、对Um(t，X)和D(t)对应的其他道数据，重复步骤d?g，可得最大互相关系数谱 C=(Cp c2, c3，???(〇及其对应的延时谱Tc= (Tc(l)，Tc(2), Tc(3),…Tc(0))，0 为总道数；
[0018] i、对C进行延时滤波，延时滤波采用如下公式：
【主权项】
1. 一种定向地震波畸变信号消除方法，包括以下步骤： a、 输入n炮炮点连续的地震记录，记为(t,x)、U2 (t,x)、…、Um(t,x)、…、Um(t,x)、Un(t，x)，t为时间，x为道号，n取为大于2的奇数，其中
b、 保持第m炮记录Um(t，X)不变，其他炮记录利用延时参数Tl和道分选参数X，依 次作等间隔延时和等道数分选，延时和分选结果为Ujt-On-l)tx+(m-l)X)、U2(t-(m-2) tx+(m_2)入）、…、Um(t,x)、…、Un-Jt+On-〗）tx-(m_2)入）、Un(t+(m_l)tx-(m_l) 入），其中
，屯为炮间距，d2为道间距，k取正整数； c、 对延时后的所有记录作线性叠加合成地震波束记录，波束合成后的数据记为D(t)，
d、 以Um(t，X)为基准，取数据D(t)，记Um(t，X)的第一道数据为Ul，D(t)的第一道数据 为s1; e、 以时窗T选取七和s:的第一个时窗数据u1;1 (t)和s1;1 (t)，T不小于一个有效地震 子波信号的周期； f、 将UiJt)和SiJt)作互相关，计算得到R1;1(T) = / T)dt,最大互相 关系数c(l,l)zmaxliRuO)]zUtJLI)]，t。为最大互相关系数对应的延时量； 8、对111和Sl，同时沿第一道移动时窗T，重复步骤d?f，得第一道数据的最大 互相关系数曲线Ci= (C(l, 1)，C(l, 2)，…，C(l,V))T及其对应的延时曲线T。⑴= (T。(1，1)，T。(1，2)，…，T。(1，V))T，V为一道数据总的采样点数，（?）T表示转置； h、 对Um (t，X)和D(t)对应的其他道数据，重复步骤d?g，可得最大互相关系数谱C= (Cpc2,c3, ???(〇及其对应的延时谱T。= (T。⑴，T。⑵，T。⑶，…T。（ 0 ))，0为总道 数； i、 对C进行延时滤波，延时滤波采用如下公式：
为延时滤波后的互相关系数谱，f为地震子波主频； j、 对K进行单道阈值滤波，单道阈值滤波采用如下公式：
为阈值，s为滤波因子取值在1?8,i= 1，2, 3,…，〇，j= 1，2, 3,…，v;对K的所有道进行单道阈值滤波，就得到单道阈值滤 波后的结果
k、 以n中第q道和第p个采样点为中心，对n进行1道（1为奇数）横向中值滤波， 1 道横向中值滤波的输出为P(P,q) =median[Jr(i,j)]，i=p;j=q-(l-l)/2，…， q+(l-l)/2 ;i、p为米样点号，j为道号，q为中心道号，median( ?)为取中值；对n中的每个 采样点都进行1道横向中值滤波，即可得到中值滤波后的结果
l、 最后对F进行编码，得到最终的主波束信号提取系数W，编码采用如下公式：
m、 消除D(t)中畸变信号后保留主波束方向上的有效信号队⑴=WD(t)。
【专利摘要】本发明涉及一种定向地震波畸变信号消除方法，利用地震波束定向后的记录与原始中心记录的局部相关系数，对地震波束定向后的记录进行滤波，即可消除主波束方向外的畸变信号，得到无畸变的地震波束定向记录。本发明与现有技术相比能够在原始数据信噪比低的情况下，在保证定向地震波数据在勘探目标上形成高质量数据情况下，同时有效消除了主波束方向外的畸变信号。该方法对强背景噪声干扰条件下，提高地震勘探数据质量具有重要的应用价值。
【IPC分类】G01V1-36
【公开号】CN104570121
【申请号】CN201410832029
【发明人】姜弢, 贾海青, 陈振振, 徐学纯, 林君
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日