地震数据有效信号恢复方法、装置、介质及设备与流程

1.本发明属于地球物理领域，具体涉及一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法、装置、介质及电子设备。


背景技术：

2.随着开发油气藏类型日益复杂和精细化勘探的要求，低频信号由于穿透性强、衰减慢的特点恰好满足了这样的需求而得到广泛的关注和利用。理论和实践表明，增强低频或恢复低频端弱信号，可以极大地提高地震资料的分辨率，提高地震资料后续反演的稳定性和可靠性。低频弱信号恢复是现代地震资料处理的重要研究内容之一，也是当前研究的热点和难点。
3.现有低频弱信号恢复技术大多使用一种或多种数学方法针对目标信号在时域或频域进行去噪以及特征提取以达到弱信号恢复的效果。可控震源在沙漠区产生的谐波畸变以及异常振幅噪声严重干扰了地震资料品质。现有技术在可控震源谐波畸变噪声的去噪方面的效果各异，对深层弱信号的恢复能力有限，弱信号也成为有效信号。
4.可控震源在大沙漠区深层反射信号能量弱、噪声大、信噪比低，针对沙漠区可控震源有效信号的去噪一直是国内外工业界的研究重点。可控震源单炮记录近偏移距三角区域异常振幅噪音，即所谓“黑三角”噪声，是影响奥陶系断溶体内幕缝洞储层及小尺度地质体成像的关键因素。“黑三角”噪声振幅能量强，且频带范围与有效信号基本一致，难以准确提取，现有处理技术亦缺乏对于“黑三角”噪声的有效压制手段。
5.因此，特别需要一种方法对“黑三角”噪声内的有效信号进行很好的恢复。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提出一种方法对“黑三角”噪声内的有效信号进行很好的恢复。
7.本发明提供一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，包括：对原始地震数据进行去噪处理；基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；采用奇异值分解法对所述共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；将所述共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
8.可选的，所述去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
9.可选的，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在所述去噪处理后的地震数据中提取与所述炮号对应的地震数据，作为所述炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个所述炮号的地震道集中提取与所述检波线号对应的地震数据，作为与所述检波线号对应的炮域地震道集。
10.可选的，采用下述步骤将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道
集：从每个所述炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
11.可选的，所述共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0012][0013]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0014]
本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0015]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0016]
本发明还提供一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，包括：去噪处理模块，对原始地震数据进行去噪处理；炮域地震道集获得模块，基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；共偏移距矢量片域地震道集获得模块，将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；共偏移距矢量片域有效信号获得模块，采用奇异值分解法对所述共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；炮域有效信号获得模块，将所述共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
[0017]
可选的，所述去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
[0018]
可选的，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在所述去噪处理后的地震数据中提取与所述炮号对应的地震数据，作为所述炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个所述炮号的地震道集中提取与所述检波线号对应的地震数据，作为与所述检波线号对应的炮域地震道集。
[0019]
可选的，采用下述步骤将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个所述炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
[0020]
可选的，所述共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0021][0022]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0023]
本发明的有益效果在于：本发明的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法可以很好地提高可控震源资料的信噪比，并且对于黑三角内的有效信号也有很好的恢复效果。
[0024]
本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
[0025]
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0026]
图1示根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的深度学习方法的流程图。
[0027]
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的深度学习方法的十字排列域示意图。
[0028]
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的共偏移距矢量片域示意图。
[0029]
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的奇异值分解效果图。
[0030]
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区示意图。
[0031]
图6示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区叠前时间域偏移剖面效果图。
[0032]
图7示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区叠加剖面信噪比效果图。
[0033]
图8示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区示意图。
[0034]
图9示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区叠加剖面信噪比效果图。
[0035]
图10示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区叠加剖面信噪比效果图。
[0036]
图11示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区速度谱效果图。
[0037]
图12示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区速度谱处理效果对比图。
[0038]
图13示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区单炮记录处理效果对比图。
[0039]
图14示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区单炮记录处理效果对比图。
[0040]
图15示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置的结构框图。
[0041]
附图标记说明
[0042]
102、去噪处理模块；104、炮域地震道集获得模块；106、共偏移距矢量片域地震道集获得模块；108、共偏移距矢量片域有效信号获得模块；110、炮域有效信号获得模块。
具体实施方式
[0043]
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
[0044]
本发明提供一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，包括：对原始地震数据进行去噪处理；基于炮号和检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；采用奇异值分解法对共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；将共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
[0045]
具体的，可控震源是地震勘探中重要的激发震源之一。在国际地震勘探领域，可控震源已成为最主要的激发震源，并被广泛应用于油气勘探开发中。在大漠区，可控震源存在的谐波畸变等噪声严重损害了地震资料的品质，削弱了有效信号(如深层反射信号)的分辨率和信噪比，制约了深层断裂系统成像质量。常规去噪方法只是对噪音进行压制，并没有有效地恢复深层弱信号的信噪比。针对以上问题，本技术提出了基于奇异值分解方法的低频地震数据弱信号恢复技术。
[0046]
首先对原始地震数据进行去噪处理：常规去噪处理流程，包括层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立、偏移成像等。
[0047]
然后，采用十字排列域提取，获得多个炮域地震道集：通过对地震数据体重新排列，使炮线和检波线满足十字正交排列关系，将数据分选到十字排列域。
[0048]
之后将炮域地震数据转换为共偏移距矢量片域(ovt域)地震数据：针对每个炮域地震道集，将共偏移距共方位角面元参数相同的数据提取出来，得到ovt域的数据道集，突出了数据的三维空间展布特征，为进一步恢复有效信号和压制噪音做准备。
[0049]
然后采用奇异值分解法进行信号提取及噪音分离：根据奇异值分解理论，将地震数据矩阵进行分解，把有效信号集中在主向量空间，最终达到有效信号。
[0050]
最后有效信号炮域恢复：将有效信号由ovt域的转换到炮域，得到弱信号加强后炮域有效信号地震资料。
[0051]
根据示例性的是实施方式，基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法可以很好地提高可控震源资料的信噪比，并且对于黑三角内的有效信号也有很好的恢复效果。
[0052]
作为可选方案，去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
[0053]
具体的，常规去噪处理流程包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立、偏移成像等。
[0054]
作为可选方案，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在去噪处理
后的地震数据中提取与炮号对应的地震数据，作为炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个炮号的地震道集中提取与检波线号对应的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集。
[0055]
具体的，按炮号将去噪处理后的地震数据排列，将炮号相同的地震数据作为一组数据，为该炮号对应的地震道集，将每个炮号对应的地震道集中提取检波线号相同的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集，获得多个炮域地震道集。
[0056]
该方法是使炮号和检波线号满足十字正交排列关系，将去噪处理后的地震数据分选到十字排列域上。在十字排列域进行第一轮去噪，可以达到比传统的炮检域去噪更好的去噪效果。
[0057]
作为可选方案，采用下述步骤将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
[0058]
具体的，从每个炮域地震道集中将共偏移距共方位角面元参数相同的数据提取出来，得到共偏移距矢量片域(ovt域)的数据道集，突出了数据的三维空间展布特征，为进一步恢复有效信号和压制噪音做准备。
[0059]
作为可选方案，共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0060][0061]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0062]
具体的，设共偏移距矢量片域地震道集有n道数据记录，每道数据记录的采样点数为m。那么，此n
×
m个数据可以用一个矩阵x来表示，其元素为x
ij
(i＝1,
…
,n；j＝1,
…
,m)，那么x可以表示为：
[0063][0064]
根据奇异值分解理论，x的奇异值分解可以用下式表示：
[0065][0066]
式中，r式矩阵的秩；t为转置；ui是矩阵xx
t
的第i个特征向量，u＝[u1,u2,
…
,un]，u为一n
×
m阶的正交矩阵；vi是矩阵x
t
x的第i个特征向量，v＝[v1,v2,
…
,vm]，v为一m
×
m阶的正交矩阵；e是xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵。其中，e＝diag(σ1，σ2，
…
，σr)，为一n
×
m阶矩阵。
[0067]
从式(2)的左端到右端，奇异值分解可以看作是对x的正交分解过程，当矩阵x的秩为r时，矩阵x可以分解为r个图像的代数和，uivi是x的第i个本征图像。即
[0068]
xn×m＝(xn×m)1+(xn×m)2+
…
+(xn×m)rꢀꢀꢀ
(3)
[0069]
上式可进一步简化为：
[0070]
x＝i1+i2+
…
+irꢀꢀꢀ
(4)
[0071]
上式中
[0072][0073]
由于从式(4)的左端到右端是一个分解过程，所以从右端到左端就是一个重构过程。由svd理论知，矩阵x的范数为：
[0074][0075]
因为svd分解后范数的总能量就能代表有效信号，svd有这个性质，本技术正式利用svd这个性质进行恢复，因此矩阵x的有效信号(总能量)可以表示为：
[0076][0077]
本发明还提供一种电子设备，电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0078]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0079]
本发明还提供一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，包括：去噪处理模块，对原始地震数据进行去噪处理；炮域地震道集获得模块，基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；共偏移距矢量片域地震道集获得模块，将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；共偏移距矢量片域有效信号获得模块，采用奇异值分解法对共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；炮域有效信号获得模块，将共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
[0080]
具体的，可控震源是地震勘探中重要的激发震源之一。在国际地震勘探领域，可控震源已成为最主要的激发震源，并被广泛应用于油气勘探开发中。在大漠区，可控震源存在的谐波畸变等噪声严重损害了地震资料的品质，削弱了有效信号(如深层反射信号)的分辨率和信噪比，制约了深层断裂系统成像质量。常规去噪方法只是对噪音进行压制，并没有有效地恢复深层弱信号的信噪比。针对以上问题，本技术提出了基于奇异值分解方法的低频地震数据弱信号恢复技术。
[0081]
首先对原始地震数据进行去噪处理：常规去噪处理流程，包括层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立、偏移成像等。
[0082]
然后，采用十字排列域提取，获得多个炮域地震道集：通过对地震数据体重新排列，使炮线和检波线满足十字正交排列关系，将数据分选到十字排列域。
[0083]
之后将炮域地震数据转换为共偏移距矢量片域(ovt域)地震数据：针对每个炮域地震道集，将共偏移距共方位角面元参数相同的数据提取出来，得到ovt域的数据道集，突出了数据的三维空间展布特征，为进一步恢复有效信号和压制噪音做准备。
[0084]
然后采用奇异值分解法进行信号提取及噪音分离：根据奇异值分解理论，将地震数据矩阵进行分解，把有效信号集中在主向量空间，最终达到有效信号。
[0085]
最后有效信号炮域恢复：将有效信号由ovt域的转换到炮域，得到弱信号加强后炮域有效信号地震资料。
[0086]
根据示例性的是实施方式，基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法可以很好地提高可控震源资料的信噪比，并且对于黑三角内的有效信号也有很好的恢复效果。
[0087]
作为可选方案，去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
[0088]
具体的，常规去噪处理流程包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立、偏移成像等。
[0089]
作为可选方案，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在去噪处理后的地震数据中提取与炮号对应的地震数据，作为炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个炮号的地震道集中提取与检波线号对应的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集。
[0090]
具体的，按炮号将去噪处理后的地震数据排列，将炮号相同的地震数据作为一组数据，为该炮号对应的地震道集，将每个炮号对应的地震道集中提取检波线号相同的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集，获得多个炮域地震道集。
[0091]
该方法是使炮号和检波线号满足十字正交排列关系，将去噪处理后的地震数据分选到十字排列域上。在十字排列域进行第一轮去噪，可以达到比传统的炮检域去噪更好的去噪效果。
[0092]
作为可选方案，采用下述步骤将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
[0093]
具体的，从每个炮域地震道集中将共偏移距共方位角面元参数相同的数据提取出来，得到共偏移距矢量片域(ovt域)的数据道集，突出了数据的三维空间展布特征，为进一步恢复有效信号和压制噪音做准备。
[0094]
作为可选方案，共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0095][0096]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0097]
具体的，设共偏移距矢量片域地震道集有n道数据记录，每道数据记录的采样点数为m。那么，此n
×
m个数据可以用一个矩阵x来表示，其元素为x
ij
(i＝1,
…
,n；j＝1,
…
,m)，那么x可以表示为：
[0098][0099]
根据奇异值分解理论，x的奇异值分解可以用下式表示：
[0100]
[0101]
式中，r式矩阵的秩；t为转置；ui是矩阵xx
t
的第i个特征向量，u＝[u1,u2,
…
,un]，u为一n
×
m阶的正交矩阵；vi是矩阵x
t
x的第i个特征向量，v＝[v1,v2,
…
,vm]，v为一m
×
m阶的正交矩阵；e是xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵。其中，e＝diag(σ1，σ2，
…
，σr)，为一n
×
m阶矩阵。
[0102]
从式(2)的左端到右端，奇异值分解可以看作是对x的正交分解过程，当矩阵x的秩为r时，矩阵x可以分解为r个图像的代数和，uivi是x的第i个本征图像。即
[0103]
xn×m＝(xn×m)1+(xn×m)2+
…
+(xn×m)rꢀꢀꢀ
(3)
[0104]
上式可进一步简化为：
[0105]
x＝i1+i2+
…
+irꢀꢀꢀ
(4)
[0106]
上式中
[0107][0108]
由于从式(4)的左端到右端是一个分解过程，所以从右端到左端就是一个重构过程。由svd理论知，矩阵x的范数为：
[0109][0110]
因为svd分解后范数的总能量就能代表有效信号，svd有这个性质，本技术正式利用svd这个性质进行恢复，因此矩阵x的有效信号(总能量)可以表示为：
[0111][0112]
实施例一
[0113]
图1示根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的深度学习方法的流程图。图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的深度学习方法的十字排列域示意图。图3示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的共偏移距矢量片域示意图。图4示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的奇异值分解效果图。图5示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区示意图。图6示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区叠前时间域偏移剖面效果图。图7示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区叠加剖面信噪比效果图。图8示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区示意图。图9示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区叠加剖面信噪比效果图。图10示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国西北部某区叠加剖面信噪比效果图。图11示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区速度谱效果图。图12示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区速度谱处理效果对比图。图13示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法的中国中部某区单炮记录处理效果对比图。图14示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号
恢复方法的中国中部某区单炮记录处理效果对比图。
[0114]
结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14所示，该基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，包括：
[0115]
步骤1：对原始地震数据进行去噪处理；
[0116]
步骤2：基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；
[0117]
步骤3：将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；
[0118]
步骤4：采用奇异值分解法对共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；
[0119]
步骤5：将共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
[0120]
其中，去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
[0121]
其中，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在去噪处理后的地震数据中提取与炮号对应的地震数据，作为炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个炮号的地震道集中提取与检波线号对应的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集。
[0122]
其中，采用下述步骤将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
[0123]
其中，共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0124][0125]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0126]
如图3所示，第一个图为含噪声的原始记录；第二个图为根据第一个图创建的子空间；第三个图为根据第二个图创建的子空间；第四个图为根据第三个图创建的子空间；第五个图为根据第四个图创建的子空间；第六个图为根据第20个以后的奇异值创建的子空间。
[0127]
如图6所示，左图为老叠前时间偏移剖面，右图为新叠前时间偏移剖面，处理后突出了地下有效信息。
[0128]
如图7所示，左图为老叠加剖面，右图为新叠加剖面，处理后信噪比有明显提高。
[0129]
如图9所示，左图为老叠加剖面，右图为新叠加剖面，处理后信噪比有明显提高。
[0130]
如图10所示，左图为老叠加剖面，右图为新叠加剖面，处理后信噪比有明显提高。
[0131]
如图11所示，左中右列分别表示砂岩带、过渡带和灰岩区，上下两行分别表示处理前和处理后。
[0132]
如图12所示，左图为处理前，右图为处理后。
[0133]
如图13所示，左图为原始记录，为常规技术处理效果，右图为本技术理效果。
[0134]
如图14所示，左图为原始数据建模结果，右图为本技术建模结果。
[0135]
实施例二
[0136]
图15示出了根据本发明的一个实施例的一种基于奇异值分解方法的地震数据有
效信号恢复装置的结构框图。
[0137]
如图15所示，该基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，包括：
[0138]
去噪处理模块102，对原始地震数据进行去噪处理；
[0139]
炮域地震道集获得模块104，基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；
[0140]
共偏移距矢量片域地震道集获得模块106，将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；
[0141]
共偏移距矢量片域有效信号获得模块108，采用奇异值分解法对共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；
[0142]
炮域有效信号获得模块110，将共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。
[0143]
其中，去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。
[0144]
其中，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在去噪处理后的地震数据中提取与炮号对应的地震数据，作为炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个炮号的地震道集中提取与检波线号对应的地震数据，作为与检波线号对应的炮域地震道集。
[0145]
其中，采用下述步骤将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。
[0146]
其中，共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：
[0147][0148]
其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σi为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。
[0149]
实施例三
[0150]
本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0151]
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
[0152]
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
[0153]
该处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
[0154]
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获取良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公
开的保护范围之内。
[0155]
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
[0156]
实施例四
[0157]
本公开提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。
[0158]
根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
[0159]
上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：cd－rom和dvd)、磁光存储介质(例如：mo)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置rom的媒体(例如：rom盒)。
[0160]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，其特征在于，包括：对原始地震数据进行去噪处理；基于炮号、检波线号和十字排列域方法，对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；采用奇异值分解法对所述共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；将所述共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。2.根据权利要求1所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，其特征在于，所述去噪处理包括：层析静校正计算、异常值去除、地表一致性振幅补偿、面波及倾斜干扰去除、反褶积稳健处理、剩余静校正、剩余振幅补偿、偏移速度场建立和偏移成像处理。3.根据权利要求1所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，其特征在于，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在所述去噪处理后的地震数据中提取与所述炮号对应的地震数据，作为所述炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个所述炮号的地震道集中提取与所述检波线号对应的地震数据，作为与所述检波线号对应的炮域地震道集。4.根据权利要求3所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，其特征在于，采用下述步骤将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个所述炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。5.根据权利要求4所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法，其特征在于，所述共偏移距矢量片域有效信号用下述公式表示：其中，y为共偏移距矢量片域有效信号，x为共偏移距矢量片域地震道集，σ
i
为xx
t
特征值的非负平方根按递减顺序组成的对角阵的元素。6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现权利要求1-5所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-5所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法。8.一种基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，其特征在于，包括：去噪处理模块，对原始地震数据进行去噪处理；炮域地震道集获得模块，基于炮号、检波线号和十字排列域方法对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；
共偏移距矢量片域地震道集获得模块，将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；共偏移距矢量片域有效信号获得模块，采用奇异值分解法对所述共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；炮域有效信号获得模块，将所述共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。9.根据权利要求8所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，其特征在于，采用下述步骤获得多个炮域地震道集：针对每个炮号，在所述去噪处理后的地震数据中提取与所述炮号对应的地震数据，作为所述炮号的地震道集；针对每个检波线号，从每个所述炮号的地震道集中提取与所述检波线号对应的地震数据，作为与所述检波线号对应的炮域地震道集。10.根据权利要求9所述的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复装置，其特征在于，采用下述步骤将所述多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集：从每个所述炮域地震道集中提取共偏移距共方位角面元参数相同的数据，作为共偏移距矢量片域地震道集。

技术总结
本发明公开了地震数据有效信号恢复方法、装置、介质及设备，该方法包括：对原始地震数据进行去噪处理；基于炮号和检波线号对去噪处理后的地震数据进行提取，获得多个炮域地震道集；将多个炮域地震道集转换为共偏移距矢量片域地震道集；采用奇异值分解法对共偏移距矢量片域地震道集进行分解，获得共偏移距矢量片域有效信号；将共偏移距矢量片域有效信号转换为炮域有效信号。本发明的基于奇异值分解方法的地震数据有效信号恢复方法可以很好地提高可控震源资料的信噪比，并且对于黑三角内的有效信号也有很好的恢复效果。信号也有很好的恢复效果。信号也有很好的恢复效果。


技术研发人员：莫延钢 肖彦君 刘来祥 刘志远
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/10/7