本發(fā)明涉及地震資料信噪比計算
技術領域：
，具體來講，涉及一種基于雙曲時窗的地震資料信噪比計算方法，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窗，通過不同的方法分離出地震資料隨機干擾和相關干擾，獲得有效信號能量，從而計算地震資料信噪比的方法。
背景技術：
：通常，在石油地震勘探領域，信噪比是衡量地震資料的重要指標之一，一方面它可以定量評價地震處理過程中去噪方法的優(yōu)劣；另一方面，在實際中也常常通過對地震資料信噪比的計算，來評價地震采集資料的質量。地震資料信噪比越高，則質量越好，處理結果也就越可信。因此，信噪比計算在處理和解釋階段都具有很重要的意義，而且對于去噪方法的質控也具有很大的參考價值。對于地震資料信噪比計算，常規(guī)的方法是開取一個矩形時間窗口，利用能量疊加法、互相關法等方法對時窗內的數(shù)據進行信噪比計算，但是上述方法的應用效果均不佳，例如，存在有效信號求取不夠準確的問題。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術存在的上述不足中的至少一項。例如，本發(fā)明的目的之一在于解決因時窗選取導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算時有效信號求取不準的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于雙曲時窗的地震數(shù)據信噪比計算方法，所述方法包括步驟：在地震資料中選定雙曲時窗；去除雙曲時窗數(shù)據中的隨機干擾，得到第一有效信號；去除第一有效信號中的相關干擾噪聲，得到第二有效信號；利用雙曲時窗數(shù)據和第二有效信號，計算得到信噪比。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述得到第一有效信號的步驟可包括：對雙曲時窗內的數(shù)據進行快速傅里葉變換，以將雙曲時窗數(shù)據由時間域變換為F-K域；在F-K域設定一閥值，進行隨機干擾的去除；然后，進行傅里葉反變換，得到第一有效信號。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述得到第二有效信號的步驟可通過利用第一有效信號中相鄰地震道信號具有相關性，而噪聲不具有相關性的特點，進行相關分析來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述計算得到信噪比的步驟可按照式(1)進行，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)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內地震數(shù)據的振幅譜，X1(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第一道地震數(shù)據的頻譜，X2(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第二道地震數(shù)據的頻譜，Xm(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第m道地震數(shù)據的頻譜，As(f)=12(m-1)Σi=1m-1[Yi(f)Yi+1(f)+Yi+1(f)Yi(f)],]]>其中，As(f)為雙曲時窗范圍內第二有效信號的頻譜，Yi(f)為已去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第i道地震數(shù)據的頻譜，Yi+1(f)為已去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第i+1道地震數(shù)據的頻譜。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果包括：能夠解決時窗選取時有效反射能量不均的問題；能夠改善信噪比計算時有效信號求取不準的問題，使得信噪比計算更加準確有效。附圖說明圖1示出了根據本發(fā)明的方法在地震數(shù)據中選取雙曲時窗的示例。圖2示出了根據本發(fā)明的方法給定雙曲時窗范圍及頻率閥值的示例。圖3示出了根據本發(fā)明方法去除隨機干擾時的信號和噪聲頻帶范圍的示例。圖4示出了根據本發(fā)明的方法得到的地震資料信噪比曲線的示例。具體實施方式在下文中，將參照附圖并結合示例性實施例來詳細說明本發(fā)明的基于雙曲時窗的地震數(shù)據信噪比計算方法。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，基于雙曲時窗的地震數(shù)據信噪比計算方法可按照以下步驟實現(xiàn)：1、首先在地震記錄上選取一個雙曲時窗進行信噪比計算，設所取時窗地震記錄x(t)有m道，每道有n個采樣點。雙曲時窗是沿著地震波同相軸在地震記錄上開取的時窗(地震波有效信號，同相軸是雙曲線)。2、對時窗內數(shù)據進行快速傅里葉變換，將地震資料由時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)域選定一個閥值，進行隨機干擾去除；進行傅里葉反變換，得到不包含隨機干擾的記錄y(t)(可稱為第一有效信號)，則地震記錄y(t)由有效信號s(t)(可稱為第二有效信號)和相關干擾噪聲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為時間。3、將去除隨機干擾的記錄，利用相鄰地震道信號具有相關性，而噪聲不具有相關性的特性，進行相關分析，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，是相關符號。4、互相關的頻譜如下式所示：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)據與第i+1道地震數(shù)據的互相關頻譜，Yi(f)為第i道地震數(shù)據的頻譜，Yi+1(f)為第i+1道地震數(shù)據的頻譜。5、接下來，根據互相關和互功率譜計算其中的信號部分(也可稱為第二有效信號)。這里，本發(fā)明考慮到了第i道與第i+1道的互相關不同于第i+1道與第i道的互相關的情況。As(f)=12(m-1)Σi=1m-1[Yi(f)Yi+1(f)+Yi+1(f)Yi(f)]---(4)]]>其中，As(f)為雙曲時窗范圍內第二有效信號的頻譜，Yi(f)為已去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第i道地震數(shù)據的頻譜，Yi+1(f)為已去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第i+1道地震數(shù)據的頻譜。6、再根據功率譜的概念，求取未去隨機干擾前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)為雙曲時窗范圍內地震數(shù)據的頻譜，X1(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第一道地震數(shù)據的頻譜，X2(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第二道地震數(shù)據的頻譜，Xm(f)為未去除隨機干擾的雙曲時窗范圍內第m道地震數(shù)據的頻譜。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算出地震資料信噪比，其利用雙曲時窗取數(shù)據，有效反射能量較為均衡；并且綜合考慮了隨機干擾和相關干擾，所求信噪更加準確。所以說，可將本發(fā)明方法求得的信噪比(SNR)值作為一個參考標準，對不同地震數(shù)據質量進行評價。下面結合附圖描述本發(fā)明的一個具體示例。圖1示出了根據本發(fā)明的方法在地震數(shù)據中選取雙曲時窗的示例，其中，橫坐標表示道號，單位是道，縱坐標表示時間，單位是ms(毫秒)。圖2示出了根據本發(fā)明的方法給定雙曲時窗范圍及頻率閥值的示例。圖3示出了根據本發(fā)明方法去除隨機干擾時的信號和噪聲頻帶范圍的示例，其中，縱坐標(|X(f)|)為分貝(db)，橫坐標為頻率(Hz)。圖4示出了根據本發(fā)明的方法得到的地震資料信噪比曲線的示例，其中，橫坐標代表道號，單位是道，縱坐標代表信噪比大小，無單位?；陔p曲時窗的地震數(shù)據信噪比計算方法按如下步驟進行：a、如圖1所示，首先根據地震資料選定雙曲時窗；b、在雙曲時窗內的數(shù)據進行快速傅里葉變換，人工給定一個閥值(如圖2所示)，用來指定信號和隨機干擾的范圍(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之間的信號為有效信號，之外的為噪聲)，去除隨機干擾，保留有效信號。c、對這部分有效信號用相關頻譜法去除相關干擾，求取最終信號能量Es。d、將原始記錄減去有效信號獲得噪聲能量，進而得到信噪比(如圖4所示)。綜上所述，本發(fā)明能夠高效地將有效信號求取出來，準確計算地震資料信噪比，構建方法簡便易行。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果還包括：(1)選定雙曲時窗：與以往開取矩形時窗進行計算不同，本發(fā)明通過選取雙曲時窗方式，進而進行窗內數(shù)據的信噪比計算，能夠有效避免時窗選取時有效反射能量統(tǒng)計不均衡的問題。(2)信噪比計算方法：本發(fā)明提出了一種新的信噪比計算方法，首先通過分離出隨機干擾，再用相關頻譜法去除相關干擾，估算剩余部分有效信號的能量，用有效信號與全部干擾能量之比計算信噪比，從而能夠有效分離出有效信號和干擾，保證信噪比計算的準確性。本發(fā)明能夠很好的應用于地震采集數(shù)據質量評價和處理過程中質量控制，從很大程度上保證了地震處理與解釋的準確性。盡管上面已經結合附圖和示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。當前第1頁1 2 3