本發(fā)明涉及地震勘探資料處理方法領(lǐng)域，更具體地，涉及三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、相干噪聲主要來源于近地表的散射面波或者與折射視速度相同的強(qiáng)線性面波，嚴(yán)重破壞地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量。這些噪聲具有明顯的相干性，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中的線性事件，能量集中在特定的傾角范圍。它們的產(chǎn)生與近地表環(huán)境的復(fù)雜性有關(guān)。近地表常常存在各種不均勻性，如裂隙、洞穴、巖屑層等，這些會(huì)導(dǎo)致入射波的散射，產(chǎn)生大量散射面波。這些散射面波可視為新的噪聲源，繼續(xù)導(dǎo)致面波的繼續(xù)散射。

2、近地表環(huán)境的隨機(jī)性決定了散射特性的位置相關(guān)性。隨著檢波器的偏移距改變，其接收的散射面波也會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)，不同波場傳播方向上的檢波器，所遇到的散射環(huán)境也各不相同，產(chǎn)生的散射面波也各有差異。因此，面波散射效應(yīng)會(huì)隨著偏移距和檢波器-炮點(diǎn)方位的變化而變化。這給相干噪聲的刻畫帶來了困難。

3、在二維地震資料處理中，多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)方法已能有效抑制相干噪聲。這得益于二維采集的規(guī)則性。二維資料按單一方向以規(guī)則間隔采樣波場，呈規(guī)律的間隔分布。這種分布的周期性和對稱性，為設(shè)計(jì)平移不變的濾波操作提供了可能。例如，f-k濾波依據(jù)波數(shù)域?yàn)V波原理，tau-p濾波根據(jù)移動(dòng)特征進(jìn)行濾波。這些方法足以處理二維資料中的線性噪聲。

4、但是，當(dāng)處理三維資料時(shí)，傳統(tǒng)方法就面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。三維采集布置廣闊的地面探測網(wǎng)，不同方位探波器隨機(jī)排布。三維波場包含全方位的散射噪聲。對給定傳播方向，三維采樣分布不再是規(guī)則的，帶來了在該方向上的不均勻采樣。這使得依賴規(guī)則采樣的傳統(tǒng)濾波方法難以奏效。

5、相比二維資料，三維資料中的相干噪聲更加復(fù)雜多變，其時(shí)空分布和傳播特征難以確定。如何有效抑制三維資料中的相干噪聲是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的難題。因此，希望提出能夠處理不規(guī)則空間采樣和噪聲變化情況下三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種針對三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制的技術(shù)與方法，可以處理不規(guī)則空間采樣和噪聲變化，進(jìn)行相干噪聲壓制。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制方法，所述方法包括：

3、步驟1，獲取三維地震數(shù)據(jù)炮記錄；

4、步驟2，根據(jù)方位角信息，將所述三維地震數(shù)據(jù)炮記錄中方位角相同的三維地震數(shù)據(jù)劃分至同一個(gè)方位面元中；

5、步驟3，在每個(gè)方位面元上，采用頻率空間扇形濾波器和最小二乘誤差估計(jì)，估計(jì)指定視速度范圍內(nèi)指定帶寬上各個(gè)頻率的相干噪聲；

6、步驟4，在每個(gè)方位面元上，基于所估計(jì)的相干噪聲，對指定帶寬上每個(gè)頻率的相干噪聲單獨(dú)進(jìn)行噪聲壓制。

7、在一些實(shí)施方式中，所述步驟3具體包括：

8、步驟31，針對每個(gè)方位面元，對劃分至該方位面元的三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換得到d(w，x)，用公式1表示：

9、d(w,x)＝s(w,x)+c(w,x)+r(w,x)，??公式1

10、其中，w表示指定帶寬上的頻率，x表示偏移距，s(w,x)表示期望的信號，c(w,x)表示相干噪聲，r(w,x)表示隨機(jī)噪聲；

11、步驟32，對每個(gè)頻率w，根據(jù)公式2建立相干噪聲的最小二乘誤差估計(jì)的目標(biāo)泛函φ(w)：

12、

13、其中，n表示地震道的序號，xn表示對應(yīng)地震道的偏移距，f(w,xn)a(w,xn)表示待估計(jì)的相干噪聲，f(w,xn)為時(shí)間延遲和時(shí)間算子，a(w,xn)為加權(quán)矩陣函數(shù)；

14、步驟33，求目標(biāo)泛函φ(w)的最優(yōu)解，得到每個(gè)頻率的相干噪聲。

15、在一些實(shí)施方式中，針對每個(gè)頻率w，用于估計(jì)相干噪聲的地震道的數(shù)量為：

16、

17、其中，vh表示所述指定視速度范圍的最高視速度，dx表示接收道間距。

18、在一些實(shí)施方式中，針對每個(gè)方位面元，用于扇形濾波的頻率范圍為從斜率tw1到tw2的扇形區(qū)域，其中vh表示所述指定視速度范圍的最高視速度，vl表示所述指定視速度范圍的最低視速度。

19、在一些實(shí)施方式中，步驟33具體包括：

20、將加權(quán)矩陣函數(shù)a(w,xn)表示為偏移距的冪指數(shù)：

21、a(w，xn)＝∑mbm(w，vh，vl)xnm，?????????公式3

22、其中，m表示階數(shù)，vh表示所述指定視速度范圍的最高視速度，vl表示所述指定視速度范圍的最低視速度，bm表示各階系數(shù)，代表了在所述指定視速度范圍內(nèi)的所有傾斜能量，包括正斜率同相軸和負(fù)同相軸；

23、求解公式3中的系數(shù)bm，將求解得到的系數(shù)bm代入公式3，進(jìn)而將公式3代入公式2，以求得目標(biāo)泛函φ(w)的最優(yōu)解，得到每個(gè)頻率成分的相干噪聲。

24、在一些實(shí)施方式中，求解公式3中的系數(shù)bm具體包括：

25、通過使用當(dāng)前地震道與其相鄰的接收地震道來求解bm，并選擇m＝0進(jìn)行解析：

26、b0(w，vh，vl)＝f-1p(w)，??????????公式4

27、其中，

28、

29、其中，表示f(w,xn)的共軛矩陣。

30、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制裝置，所述裝置包括：

31、地震記錄獲取單元，用于獲取三維地震數(shù)據(jù)炮記錄；

32、方位面元?jiǎng)澐謫卧糜诟鶕?jù)方位角信息，將所述三維地震數(shù)據(jù)炮記錄中方位角相同的三維地震數(shù)據(jù)劃分至同一個(gè)方位面元中；

33、相干噪聲估計(jì)單元，用于在每個(gè)方位面元上，采用頻率空間扇形濾波器和最小二乘誤差估計(jì)，估計(jì)指定視速度范圍內(nèi)指定帶寬上各個(gè)頻率的相干噪聲；

34、相干噪聲壓制單元，在每個(gè)方位面元上，基于所估計(jì)的相干噪聲，對指定帶寬上每個(gè)頻率的相干噪聲單獨(dú)進(jìn)行噪聲壓制。

35、在一些實(shí)施方式中，所述相干噪聲估計(jì)單元具體包括：

36、傅立葉變換子單元，用于針對每個(gè)方位面元，對劃分至該方位面元的三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換得到d(w，x)，用公式1表示：

37、d(w,x)＝s(w,x)+c(w,x)+r(w,x)，???公式1

38、其中，w表示指定帶寬上的頻率，x表示偏移距，s(w,x)表示期望的信號，c(w,x)表示相干噪聲，r(w,x)表示隨機(jī)噪聲；

39、估計(jì)模型構(gòu)建子單元，用于對每個(gè)頻率w，根據(jù)公式2建立相干噪聲的最小二乘誤差估計(jì)的目標(biāo)泛函φ(w)：

40、

41、其中，n表示地震道的序號，xn表示對應(yīng)地震道的偏移距，f(w,xn)a(w,xn)表示待估計(jì)的相干噪聲，f(w,xn)為時(shí)間延遲和時(shí)間算子，a(w,xn)為加權(quán)矩陣函數(shù)；

42、估計(jì)模型求解子單元，求目標(biāo)泛函φ(w)的最優(yōu)解，得到每個(gè)頻率的相干噪聲。

43、在一些實(shí)施方式中，所述估計(jì)模型求解子單元具體用于：

44、將加權(quán)矩陣函數(shù)a(w,xn)表示為偏移距的冪指數(shù)：

45、a(w，xn)＝∑mbm(w，vh，vl)xnm，???????公式3

46、其中，m表示階數(shù)，vh表示所述指定視速度范圍的最高視速度，vl表示所述指定視速度范圍的最低視速度，bm表示各階系數(shù)，代表了在所述指定視速度范圍內(nèi)的所有傾斜能量，包括正斜率同相軸和負(fù)同相軸；

47、求解公式3中的系數(shù)bm，將求解得到的系數(shù)bm代入公式3，進(jìn)而將公式3代入公式2，以求得目標(biāo)泛函φ(w)的最優(yōu)解，得到每個(gè)頻率成分的相干噪聲；

48、其中，通過使用當(dāng)前地震道與其相鄰的接收地震道來求解bm，并選擇m＝0進(jìn)行解析：

49、b0(w，vh，vl)＝f-1p(w)，??????????公式4

50、其中，

51、

52、其中，表示f(w,xn)的共軛矩陣。

53、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

54、存儲器，存儲有可執(zhí)行指令；

55、處理器，所述處理器運(yùn)行所述存儲器中的所述可執(zhí)行指令，以實(shí)現(xiàn)上文所述的三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制方法。

56、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上文所述的三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制方法。

57、有益效果在于：

58、本發(fā)明提出了一種針對三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制的技術(shù)方案，對三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行方位面元?jiǎng)澐郑瑢⑷S地震數(shù)據(jù)分選到共方位角域，以對每個(gè)方位面元的數(shù)據(jù)獨(dú)立進(jìn)行相干噪聲壓制；在每個(gè)方位面元上，采用頻率空間域扇形濾波器和最小二乘優(yōu)化算法，對每個(gè)檢波器上指定視速度范圍的相干噪聲進(jìn)行局部估計(jì)預(yù)測，并對指定帶寬上每個(gè)頻率成分單獨(dú)進(jìn)行噪聲壓制，從而能夠在不規(guī)則空間采樣和噪聲變化情況下進(jìn)行三維地震數(shù)據(jù)相干噪聲壓制，具有良好的噪聲壓制效果。

59、本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。