去除地震數據中交流電干擾信號的方法
【專利摘要】本發明提供一種去除地震數據中交流電干擾信號的方法，包括：獲取至少一道地震數據，對每道地震數據進行傅立葉變換，得到至少一道頻率域地震數據；在設定的頻率范圍內，從每道頻率域地震數據中選取一個最大振幅值的頻率域地震數據，將選取的頻率域地震數據的振幅值與預設振幅值做比較，將振幅值大于等于預設振幅值的頻率域地震數據組成新的頻率域地震數據，對新的頻率域地震數據進行傅里葉反變換，得到時間域的觀測矢量；確定最佳分離矩陣，利用分解模型計算交流電干擾信號；從時間域的觀測矢量中減去交流電干擾信號，得到有效信號。本發明的方法能夠有效的去除交流電干擾信號，實現有效信號與交流電干擾信號的有效分離，處理效率高，運行速度快。
【專利說明】去除地震數據中交流電干擾信號的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于石油地震資料勘探領域，更具體地講，涉及一種高效、高保真的去除地震數據中交流電干擾信號的方法。
【背景技術】
[0002]提高地震數據的分辨率和信噪比在地震數據處理的每個步驟都很重要，在地震數據采集中，如果在測線上方有高壓輸電線通過，地震數據中就會出現50Hz的強交流電干擾波，這種干擾波從淺層到深層頻率、相位和振幅基本保持不變，會嚴重影響到地震勘探精度。
[0003]目前去除交流電干擾的方法主要是采用濾波方法。一種方法是陷波濾波法，這種濾波方法是在頻率域中實現的，設計多吸收點的、具有一定阻帶寬度的陷波濾波器組，用以消除交流電干擾信號的基波和諧波成分。如果有效信號的頻譜與交流電干擾信號的頻譜有混疊，則陷波濾波器在濾除交流電干擾信號的同時也會造成有效信號的損失。另一種方法是自適應濾波法，該方法的前提是有效信號和交流電干擾信號不相關。在此基礎上，利用自適應濾波算法(如，最小均方或最小二乘法)，自動調整自適應濾波器的系數，以跟蹤輸入過程的變化，并實現交流電干擾信號的自適應抵消。這種濾波方法是在時間域進行，其本質與陷波濾波是一致的，在去除交流電干擾信號的同時會造成有效信號的損失。
【發明內容】
[0004]本發明的目的為設定一個頻率范圍，對設定頻率范圍內的地震數據進行去除交流電干擾信號的處理，而不必對每道地震數據都進行處理，能節約大量的計算時間，更加滿足實際生產的需要。
[0005]本發明的另一目的為通過確定最佳分離矩陣，計算出交流電干擾信號，從時間域的觀測矢量中減去交流電干擾信號，實現有效信號與交流電干擾信號的有效分離。
[0006]本發明的一方面提供一種去除地震數據中交流電干擾信號的方法，所述方法包括:(1)獲取至少一道地震數據，對每道地震數據進行傅立葉變換，得到至少一道頻率域地震數據；(2)在設定的頻率范圍內，從每道頻率域地震數據中選取一個最大振幅值的頻率域地震數據，將選取的頻率域地震數據的振幅值與預設振幅值做比較，將振幅值大于等于預設振幅值的頻率域地震數據組成新的頻率域地震數據，對新的頻率域地震數據進行傅里葉反變換，得到時間域的觀測矢量；(3)確定最佳分離矩陣，利用分解模型計算交流電干擾信號；(4)從時間域的觀測矢量中減去交流電干擾信號，得到有效信號。
[0007]優選地，所述設定的頻率范圍為48?52Hz。
[0008]優選地，確定最佳分離矩陣的步驟為，
[0009](a)對時間域的觀測矢量進行預處理；
[0010](b)利用預處理后的觀測矢量，得到分離矩陣。
[0011](c)對分離矩陣進行歸一化處理，得到最佳分離矩陣。[0012]優選地，對觀測矢量進行預處理的方法為中心化和白化。
[0013]優選地，利用下面的公式獲得J (y)為最大值時的分離矩陣W，
[0014]J(y) [E{g(y)}-E{g(ygauss)}]2
[0015]其中，y為隨機量，y = WTX，w為分離矩陣，T表示轉置，χ為預處理后的觀測矢量，J(y)表示隨機量y的負熵，ygauss為均值為零，且與隨機量y具有相同方差的
高斯分布的隨機量，g(y)和g(ygauss)為非線性函數，
【權利要求】
1.一種去除地震數據中交流電干擾信號的方法，所述方法包括: (1)獲取至少一道地震數據，對每道地震數據進行傅立葉變換，得到至少一道頻率域地震數據； (2)在設定的頻率范圍內，從每道頻率域地震數據中選取一個最大振幅值的頻率域地震數據，將選取的頻率域地震數據的振幅值與預設振幅值做比較，將振幅值大于等于預設振幅值的頻率域地震數據組成新的頻率域地震數據，對新的頻率域地震數據進行傅里葉反變換，得到時間域的觀測矢量； (3)確定最佳分離矩陣，利用分解模型計算交流電干擾信號； (4)從時間域的觀測矢量中減去交流電干擾信號，得到有效信號。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述設定的頻率范圍為48~52Hz。
3.如權利要求1所述的方法，其中，確定最佳分離矩陣的步驟為， Ca)對時間域的觀測矢量進行預處理； (b)利用預處理后的觀測矢量，得到分離矩陣； (C)對分離矩陣進行歸一化處理，得到最佳分離矩陣。
4.如權利要求3所述的方法，其中，對觀測矢量進行預處理的方法為中心化和白化。
5.如權利要求3所述的方法，其中，步驟(b)包括:利用下面的公式獲得J(y)為最大值時的分離矩陣W，
J(y) - [E {g(y)}-E {g(ygauss) }]2 其中，y為隨機量，
6.如權利要求3所述的方法，其中，步驟(c)包括: (i )利用下面的公式獲得分離矩陣w的新值w+，
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述分解模型為，
S2=W(|X， 其中，X為觀測矢量，W0為最佳分離矩陣，S2為交流電干擾信號。
【文檔編號】G01V1/36GK103630935SQ201310603520
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】曹中林, 何光明, 陳愛萍, 呂文彪, 羅紅明, 張華 , 李振 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司