专利名称：一种多分量地震资料面波压制方法
技术领域：
本发明涉及地震资料数字信号处理领域，具体涉及多分量地震信号时频域矢量面波压制方法。
背景技术：
在多分量地震资料处理领域中，通常需要将强面波噪声与有效体波信号进行分离。其有效信号中弱转换波信号通常被强面波所淹没，而且转换波频带与面波频带有很大部分重叠，这使得压制强面波的同时保护弱转换波的问题变得非常棘手。利用小波变换(或者S变换)对多分量地震信号进行多尺度分解，可以在时频域将重叠信号分开；将分开后的信号根据面波强能量、大椭圆极化率的矢量极化特性进行面波识别，并从分解后的信号中减去识别出的面波信号，然后进行重构便可以得到面波压制后的信号。面波压制所涉及的主要数字信号处理技术有小波变换(S变换)、希尔伯特变换、瞬时极化分析。小波变换是现代谱分析的强有力工具，它既能考察信号局部时域的频变特性，又能考察局部频域的时变特性。对于频率域重叠的非平稳信号采用小波变换进行多尺度分解分析同样适用于地震资料信号处理。通过希尔伯特变换，将原信号变换为解析信号后，可以很方便地应用瞬时极化分析算法进行瞬时极化率的计算，从而可以有效地将多分量矢量处理技术结合到该项面波压制技术中。据资料记载，采用双域极化滤波进行面波压制最为典型的代表为Diallo等人(2003年，2005年)，Kulesh (2006年，2007年)提出的小波域自适应瞬时极化分析面波压制技木。但是该方法在极大压制面波的同时难以保护与该面波频带重叠的有效信号不被压制，从而在面波压制和保护有效信号这两个方面难以兼顾。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够压制多波地震资料中强面波的同时又能保护与其频带重叠的有效信号的面波压制方法。为实现上述目的，本发明提供了ー种多分量地震资料面波压制方法，该方法包括获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号Sk(t)，k为正整数；对所述Sk(t)进行时频双域分解，以得到时频谱信号WgSk(t，a)，t表示时间，a表示频率；对所述时频谱信号WgSk(t，a)进行瞬时极化分析，其中该瞬时极化分析包括计算出针对各个时间采样点的瞬时极化椭圆率P(t，a)；基于视速度大�。鯳gSk(t，a)分为非面波区信号和面波区信号，并对所述面波区信号进行面波信号压制处理，以得到压制面波信号后的时频谱信号W' gSk(t，a)；对所述W' gSk(t，a)进行反变换，并重构以得到压制面波后的矢量地震道信号S' k(t)；其中，所述面波信号压制处理包括统计出在各个频率下的所述非面波区信号的均方根能量Enrara (a)；针对每个频率下的所述面波区信号，以该频率下的所述均方根能量E_M(a)为能量阈值将所述面波区信号分为强能量信号和弱能量信号后进行分类约束极化滤波。通过上述技术方案，可以有效地压制多分量地震资料中的强面波，同时保护低频弱转换信号不被压制，从而极大提高多波多分量地震资料的信噪比。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进ー步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1是根据本发明的一个实施方式的多分量地震资料面波压制方法的流程图；图2示出了通过使用本发明的实施方式的方法的单个矢量地震道面波压制效果图；图3示出了通过使用本发明的实施方式的方法的四川新场地区多分量资料面波压制效果图；以及图4示出了使用本发明的实施方式提供的方法与常用商业软件压制效果对比图。
具体实施例方式图1是根据本发明的一个实施方式的多分量地震资料面波压制方法的流程图。如图1所示，根据本发明的一个实施方式，提供了ー种多分量地震资料面波压制方法，该方法可以包括获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号Sk(t)，k为正整数；对所述Sk(t)进行时频双域分解，以得到时频谱信号WgSk(t，a)，t表示时间，a表示频率(即，尺度因子)；对所述时频谱信号WgSk(t，a)进行瞬时极化分析，其中该瞬时极化分析包括计算出针对各个时间采样点的瞬时极化椭圆率P(t，a)；基于视速度大�。鯳gSk(t，a)分为非面波区信号和面波区信号，并对所述面波区信号进行面波信号压制处理，以得到压制面波信号后的时频谱信号W' gSk(t，a)；对所述W' gSk(t，a)进行反变换，并重构以得到压制面波后的矢量地震道信号S' k(t)；其中，所述面波信号压制处理包括统计出在各个频率下的所述非面波区信号的均方根能量Enrara (a)；针对每个频率下的所述面波区信号，以该频率下的所述均方根能量E_M(a)为能量阈值将所述面波区信号分为强能量信号和弱能量信号后进行分类约束极化滤波。其中，所述强能量信号可以采用由等式(I)描述的滤波器进行滤波
权利要求
1.一种多分量地震资料面波压制方法，该方法包括 获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号Sk(t)，k为正整数； 对所述Sk(t)进行时频双域分解，以得到时频谱信号WgSk (t, a), t表示时间，a表示频率； 对所述时频谱信号WgSk(t，a)进行瞬时极化分析，其中该瞬时极化分析包括计算出针对各个时间采样点的瞬时极化椭圆率P(t，a)； 基于视速度大�。鯳gSk(t，a)分为非面波区信号和面波区信号并对所述面波区信号进行面波信号压制处理，以得到压制面波信号后的时频谱信号r gSk(t，a)； 对所述W' gSk(t，a)进行反变换并重构以得到压制面波后的矢量地震道信号S' k(t)； 其中，所述面波信号压制处理包括 统计出在各个频率下的所述非面波区信号的均方根能量E_eK(a)； 针对每个频率下的所述面波区信号，以该频率下的所述均方根能量E_eK(a)为能量阈值将所述面波区信号分为强能量信号和弱能量信号后进行分类约束极化滤波。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强能量信号采用由等式(I)描述的滤波器进行滤波 Fstrong(t,a) = \ gg等式(1)，其中Fstong(t，a)表示滤波后的强 能量信号，Pstamg表示强能量信号所在的极化椭圆率分布范围； 所述弱能量信号采用由等式(2)描述的滤波器进行滤波Fweak(t,a) = \^g等式(2)，其中Fweak(t，a)表示滤波后的弱能 量信号，Pweak表示弱能量信号所在的极化椭圆率分布范围。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述Pstomg的取值为Pstamge (0,0. 25]，所述Pwaek的取值为 Pweak e [O. 45，I)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在频率a下的所述均方根能量E_eK(a)根据等式(3)来计算 EnonGR ⑷=I WgSk (iAt, a) I2 等式(3) 其中M为所述非面波区信号的时间采样点个数，At为采样时间间隔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述Sk(t)进行时频双域分解包括 利用复数母小波函数g(t)的连续小波变换根据等式(4)分解所述Sk(t) W Sk(t,o) = {gta,Sk) =\-g*(^-)Sk(τ) τ, a e R，t e R 等式⑷ 其中，R表示实数域，Aa =-g[(r-t)!a-\, ( ·广表示复共轭，采用的复数母小波函数 g{t) = (lWln。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进行瞬时极化分析包括根据等式(5)采用希尔伯特变换构造解析时频谱WgSck 等式(5)，H表示希尔伯特变换； 将所述改写为
全文摘要
本发明公开了一种多分量地震资料面波压制方法，该方法包括获取在多个时间采样点采样得到的单个多分量矢量地震道信号Sk(t)；对Sk(t)进行时频双域分解，以得到时频谱信号WgSk(t，a)；对时频谱信号WgSk(t，a)进行瞬时极化分析，其中该瞬时极化分析包括计算出针对各个时间采样点的瞬时极化椭圆率P(t，a)；基于视速度大小，将WgSk(t，a)分为非面波区信号和面波区信号，并对面波区信号进行面波信号压制处理，以得到压制面波信号后的时频谱信号W′gSk(t，a)；对W′gSk(t，a)进行反变换，并重构以得到压制面波后的矢量地震道信号S′k(t)；其中，面波信号压制处理包括统计出在各个频率下的非面波区信号的均方根能量EnonGR(a)；针对每个频率下的面波区信号，以该频率下的均方根能量EnonGR(a)为能量阈值将面波区信号分为强能量信号和弱能量信号后进行分类约束极化滤波。
文档编号G01V1/28GK103048684SQ201110305528
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者胡治权, 杨克明, 徐天吉, 唐建明, 甘其刚, 马昭军, 孔选林, 李曙光, 丁蔚楠, 姜镭, 胡斌 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司
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