本發(fā)明涉及地震資料信噪比計(jì)算
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來講，涉及一種基于雙曲時(shí)窗的地震資料信噪比計(jì)算方法，適用于石油地震勘探，更具體地講，涉及一種采用開取雙曲時(shí)窗，通過不同的方法分離出地震資料隨機(jī)干擾和相關(guān)干擾，獲得有效信號(hào)能量，從而計(jì)算地震資料信噪比的方法。
背景技術(shù)：
：通常，在石油地震勘探領(lǐng)域，信噪比是衡量地震資料的重要指標(biāo)之一，一方面它可以定量評(píng)價(jià)地震處理過程中去噪方法的優(yōu)劣；另一方面，在實(shí)際中也常常通過對(duì)地震資料信噪比的計(jì)算，來評(píng)價(jià)地震采集資料的質(zhì)量。地震資料信噪比越高，則質(zhì)量越好，處理結(jié)果也就越可信。因此，信噪比計(jì)算在處理和解釋階段都具有很重要的意義，而且對(duì)于去噪方法的質(zhì)控也具有很大的參考價(jià)值。對(duì)于地震資料信噪比計(jì)算，常規(guī)的方法是開取一個(gè)矩形時(shí)間窗口，利用能量疊加法、互相關(guān)法等方法對(duì)時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行信噪比計(jì)算，但是上述方法的應(yīng)用效果均不佳，例如，存在有效信號(hào)求取不夠準(zhǔn)確的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。例如，本發(fā)明的目的之一在于解決因時(shí)窗選取導(dǎo)致有效反射能量不均的問題。本發(fā)明的另一目的在于解決信噪比計(jì)算時(shí)有效信號(hào)求取不準(zhǔn)的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于雙曲時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)信噪比計(jì)算方法，所述方法包括步驟：在地震資料中選定雙曲時(shí)窗；去除雙曲時(shí)窗數(shù)據(jù)中的隨機(jī)干擾，得到第一有效信號(hào)；去除第一有效信號(hào)中的相關(guān)干擾噪聲，得到第二有效信號(hào)；利用雙曲時(shí)窗數(shù)據(jù)和第二有效信號(hào)，計(jì)算得到信噪比。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述得到第一有效信號(hào)的步驟可包括：對(duì)雙曲時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，以將雙曲時(shí)窗數(shù)據(jù)由時(shí)間域變換為F-K域；在F-K域設(shè)定一閥值，進(jìn)行隨機(jī)干擾的去除；然后，進(jìn)行傅里葉反變換，得到第一有效信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述得到第二有效信號(hào)的步驟可通過利用第一有效信號(hào)中相鄰地震道信號(hào)具有相關(guān)性，而噪聲不具有相關(guān)性的特點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)分析來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述計(jì)算得到信噪比的步驟可按照式(1)進(jìn)行，式(1)為其中，SNR為信噪比，Ax(f)=1m[|X1(f)|2+|X2(f)|2+...+|Xm(f)|2],]]>其中，m表示地震道數(shù)，1≤i≤m，f為頻率，Ax(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)地震數(shù)據(jù)的振幅譜，X1(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第一道地震數(shù)據(jù)的頻譜，X2(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第二道地震數(shù)據(jù)的頻譜，Xm(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第m道地震數(shù)據(jù)的頻譜，As(f)=12(m-1)Σi=1m-1[Yi(f)Yi+1(f)+Yi+1(f)Yi(f)],]]>其中，As(f)為雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第二有效信號(hào)的頻譜，Yi(f)為已去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第i道地震數(shù)據(jù)的頻譜，Yi+1(f)為已去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第i+1道地震數(shù)據(jù)的頻譜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：能夠解決時(shí)窗選取時(shí)有效反射能量不均的問題；能夠改善信噪比計(jì)算時(shí)有效信號(hào)求取不準(zhǔn)的問題，使得信噪比計(jì)算更加準(zhǔn)確有效。附圖說明圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在地震數(shù)據(jù)中選取雙曲時(shí)窗的示例。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法給定雙曲時(shí)窗范圍及頻率閥值的示例。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明方法去除隨機(jī)干擾時(shí)的信號(hào)和噪聲頻帶范圍的示例。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法得到的地震資料信噪比曲線的示例。具體實(shí)施方式在下文中，將參照附圖并結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的基于雙曲時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)信噪比計(jì)算方法。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，基于雙曲時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)信噪比計(jì)算方法可按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：1、首先在地震記錄上選取一個(gè)雙曲時(shí)窗進(jìn)行信噪比計(jì)算，設(shè)所取時(shí)窗地震記錄x(t)有m道，每道有n個(gè)采樣點(diǎn)。雙曲時(shí)窗是沿著地震波同相軸在地震記錄上開取的時(shí)窗(地震波有效信號(hào)，同相軸是雙曲線)。2、對(duì)時(shí)窗內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，將地震資料由時(shí)間域變換到頻率波數(shù)域(可簡稱為F-K域)；再在頻率波數(shù)域選定一個(gè)閥值，進(jìn)行隨機(jī)干擾去除；進(jìn)行傅里葉反變換，得到不包含隨機(jī)干擾的記錄y(t)(可稱為第一有效信號(hào))，則地震記錄y(t)由有效信號(hào)s(t)(可稱為第二有效信號(hào))和相關(guān)干擾噪聲n(t)組成，如下面的公式(1)所示。yi(t)＝si(t)+ni(t)(1)其中，i＝1，2，3……，m(m為地震道數(shù))，t為時(shí)間。3、將去除隨機(jī)干擾的記錄，利用相鄰地震道信號(hào)具有相關(guān)性，而噪聲不具有相關(guān)性的特性，進(jìn)行相關(guān)分析，如下面的公式(2)所示。yi(t)⊗yi+1(t)=(si(t)+ni(t))⊗(si+1(t)+ni+1(t))=si(t)⊗si+1(t)+si(t)⊗ni+1(t)+ni(t)⊗si+1(t)+ni(t)⊗ni+1(t)=si(t)⊗si+1(t)---(2)]]>其中，是相關(guān)符號(hào)。4、互相關(guān)的頻譜如下式所示：Rxi,xi+1(f)=Yi(f)Yi+1(f)---(3)]]>其中，f為頻率(Hz)，為第i道地震數(shù)據(jù)與第i+1道地震數(shù)據(jù)的互相關(guān)頻譜，Yi(f)為第i道地震數(shù)據(jù)的頻譜，Yi+1(f)為第i+1道地震數(shù)據(jù)的頻譜。5、接下來，根據(jù)互相關(guān)和互功率譜計(jì)算其中的信號(hào)部分(也可稱為第二有效信號(hào))。這里，本發(fā)明考慮到了第i道與第i+1道的互相關(guān)不同于第i+1道與第i道的互相關(guān)的情況。As(f)=12(m-1)Σi=1m-1[Yi(f)Yi+1(f)+Yi+1(f)Yi(f)]---(4)]]>其中，As(f)為雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第二有效信號(hào)的頻譜，Yi(f)為已去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第i道地震數(shù)據(jù)的頻譜，Yi+1(f)為已去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第i+1道地震數(shù)據(jù)的頻譜。6、再根據(jù)功率譜的概念，求取未去隨機(jī)干擾前m道記錄的平均功率譜。Ax(f)=1m[|X1(f)|2+|X2(f)|2+...+|Xm(f)|2]---(5)]]>其中，f為頻率(Hz)，Ax(f)為雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)地震數(shù)據(jù)的頻譜，X1(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第一道地震數(shù)據(jù)的頻譜，X2(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第二道地震數(shù)據(jù)的頻譜，Xm(f)為未去除隨機(jī)干擾的雙曲時(shí)窗范圍內(nèi)第m道地震數(shù)據(jù)的頻譜。7、最后將噪聲分離出來，得到信噪比(SNR)公式。SNR=As(f)An(f)=As(f)Ax(f)-As(f)---(6)]]>可以看出，本發(fā)明的方法能夠較為方便計(jì)算出地震資料信噪比，其利用雙曲時(shí)窗取數(shù)據(jù)，有效反射能量較為均衡；并且綜合考慮了隨機(jī)干擾和相關(guān)干擾，所求信噪更加準(zhǔn)確。所以說，可將本發(fā)明方法求得的信噪比(SNR)值作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同地震數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一個(gè)具體示例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法在地震數(shù)據(jù)中選取雙曲時(shí)窗的示例，其中，橫坐標(biāo)表示道號(hào)，單位是道，縱坐標(biāo)表示時(shí)間，單位是ms(毫秒)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法給定雙曲時(shí)窗范圍及頻率閥值的示例。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明方法去除隨機(jī)干擾時(shí)的信號(hào)和噪聲頻帶范圍的示例，其中，縱坐標(biāo)(|X(f)|)為分貝(db)，橫坐標(biāo)為頻率(Hz)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法得到的地震資料信噪比曲線的示例，其中，橫坐標(biāo)代表道號(hào)，單位是道，縱坐標(biāo)代表信噪比大小，無單位?；陔p曲時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)信噪比計(jì)算方法按如下步驟進(jìn)行：a、如圖1所示，首先根據(jù)地震資料選定雙曲時(shí)窗；b、在雙曲時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，人工給定一個(gè)閥值(如圖2所示)，用來指定信號(hào)和隨機(jī)干擾的范圍(如圖3所示，其中，f1表示起始頻率，f2表示終止頻率，我們界定f1和f2之間的信號(hào)為有效信號(hào)，之外的為噪聲)，去除隨機(jī)干擾，保留有效信號(hào)。c、對(duì)這部分有效信號(hào)用相關(guān)頻譜法去除相關(guān)干擾，求取最終信號(hào)能量Es。d、將原始記錄減去有效信號(hào)獲得噪聲能量，進(jìn)而得到信噪比(如圖4所示)。綜上所述，本發(fā)明能夠高效地將有效信號(hào)求取出來，準(zhǔn)確計(jì)算地震資料信噪比，構(gòu)建方法簡便易行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果還包括：(1)選定雙曲時(shí)窗：與以往開取矩形時(shí)窗進(jìn)行計(jì)算不同，本發(fā)明通過選取雙曲時(shí)窗方式，進(jìn)而進(jìn)行窗內(nèi)數(shù)據(jù)的信噪比計(jì)算，能夠有效避免時(shí)窗選取時(shí)有效反射能量統(tǒng)計(jì)不均衡的問題。(2)信噪比計(jì)算方法：本發(fā)明提出了一種新的信噪比計(jì)算方法，首先通過分離出隨機(jī)干擾，再用相關(guān)頻譜法去除相關(guān)干擾，估算剩余部分有效信號(hào)的能量，用有效信號(hào)與全部干擾能量之比計(jì)算信噪比，從而能夠有效分離出有效信號(hào)和干擾，保證信噪比計(jì)算的準(zhǔn)確性。本發(fā)明能夠很好的應(yīng)用于地震采集數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)和處理過程中質(zhì)量控制，從很大程度上保證了地震處理與解釋的準(zhǔn)確性。盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。當(dāng)前第1頁1 2 3