用于初至波数据去噪的方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明属于石油地球物理勘探资料处理，涉及一种用于初至波数据去噪的方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、地震勘探过程中，初至拾取是静校正和近地表速度建模的前期基础工作，初至拾取率一定程度上制约了静校正精度和近地表速度建模精度。随着地震勘探技术的发展，高密度宽方位观测方法得到了广泛应用，使采集数据成倍增长，加之野外噪声等的影响，初至被噪声淹没，初至资料信噪比较低，初至拾取工作越来越繁重。针对低信噪比数据，目前主要采用f-x滤波、非平稳预测滤波、带通滤波器、中值滤波和子波整形等方式提高资料的品质，其中f-x滤波可以衰减直达波、折射波和规则噪声的干扰，但针对随机噪声压制效果较差；而非平稳预测滤波虽然可以有效压制随机噪声，但对于相干噪声的压制效果不佳；带通滤波器在滤除噪声的同时则会损失许多重要信息；中值滤波将地震数据中的每个点的值替换为其领域内所有值的中值，会导致地震信号细节的损失；子波整形可能导致初至子波发生时移。现有的低信噪比数据预处理技术均存在一定局限性。因此，在现有条件下采用一种新的处理手段降低噪音，突出初至能量，改善低信噪比数据的初至自动拾取效果具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的，是要提供一种用于初至波数据去噪的方法，通过利用曲波变换精准地压制噪声，用于初至波数据去噪，为静校正、近地表速度建模提供基础数据；

2、本发明的另一个目的，是要提供一种用于初至波数据去噪的装置、设备及存储介质。

3、本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

4、一种用于初至波数据去噪的方法，包括以下步骤：

5、激发并采集记录地震单炮数据；

6、采用分区域技术设计初至波时窗，确定目标工区每个区域单炮每道初至波时窗的范围；

7、根据每个区域单炮每道初至波时窗的范围，得到每道初至波时窗的噪音时窗，计算所有道的初至波时窗内数据与噪音时窗内数据的均方根振幅比值，得到均方根振幅比值的均值；

8、根据每个区域对每道初至波时窗内数据进行曲波变换，得到曲波系数，根据曲波系数设计迭代阈值；

9、根据均方根振幅比值的均值对迭代阈值进行修正，得到曲波系数迭代阈值；

10、根据曲波系数迭代阈值对曲波系数迭代修正，迭代次数结束后得到最终的曲波系数，对最终的曲波系数反变换，得到初至波时窗内数据去噪后的炮集数据。

11、作为限定，采用分区域技术设计初至波时窗，确定目标工区每个区域单炮每道初至波时窗的范围，包括：

12、根据地表条件和资料信噪比，在目标工区选择种子炮，将种子炮的地震道分区域设计初至波时窗；

13、根据种子炮每个区域的初至波时窗，采用空间内插方法，确定目标工区每个区域单炮每道初至波时窗的范围。

14、作为进一步限定，根据地表条件和资料信噪比，在目标工区选择种子炮，将种子炮的地震道分区域设计初至波时窗，包括：

15、根据地表条件和资料信噪比，在目标工区选择种子炮，以种子炮的激发点的位置为中心点，炮线为纵轴，地震道接收线为横轴，将单炮的地震道集数据在直角坐标系中分成z＝2k个区域的集合，0≤k≤4，将每个区域内的地震道按照炮检距从小到大排序，并在每个区域设计初至波时窗。

16、作为再进一步限定，将单炮的地震道集数据在直角坐标系中分成z＝2k个区域的集合时，是按照间隔将直角坐标系进行分区域；

17、初至波时窗长度为400～1000ms。

18、作为第二种限定，根据每个区域单炮每道初至波时窗的范围，得到每道初至波时窗的噪音时窗，计算所有道的初至波时窗内数据与噪音时窗内数据的均方根振幅比值，得到均方根振幅比值的均值，包括：

19、根据每个区域单炮每道初至波时窗的范围，以每道初至波时窗的顶部为起点，向上取长度等于初至波时窗长度的噪音数据，作为噪音时窗；

20、按照区域计算每个区域所有道的初至波时窗内数据与噪音时窗内数据的均方根振幅比值，得到均方根振幅比值的均值。

21、作为第三种限定，根据每个区域对每道初至波时窗内数据进行曲波变换，得到曲波系数，根据曲波系数设计迭代阈值，包括：

22、根据每个区域对每道初至波时窗内数据进行曲波变换，得到每个尺度每个方位的曲波系数，对得到的曲波系数从小到大排序，分别剔除q％的最小曲波系数和q％的最大曲波系数，0.1≤q≤0.5，对剩余的曲波系数求平均值；

23、根据曲波系数的平均值，设计迭代阈值的最大值和最小值；

24、根据迭代阈值的最大值和最小值，设计迭代阈值。

25、作为进一步限定，迭代阈值的最大值的计算公式为：

26、

27、迭代阈值的最小值的计算公式为：

28、

29、其中，γ1、γ2表示调整参数，10≤γ1≤100；0.1≤γ2≤10；表示曲波系数的平均值；

30、迭代阈值的计算公式为：

31、σ[z]＝cmax[z]-(d-1)·(cmax[z]-cmin[z])/(d-1)

32、其中，σ[z]表示第z个区域初至波时窗内数据得到的原始曲波系数的迭代阈值，d表示第d次迭代；1≤d≤d，d表示总的迭代次数。

33、作为第四种限定，曲波系数迭代阈值的计算公式为：

34、σx[z]＝σ[z]·(p[z])r

35、其中，σx[z]表示通过曲波变换后第z个区域得到的曲波系数迭代阈值；r表示幂指数；p[z]表示均方根振幅比值的均值；σ[z]表示第z个区域初至波时窗内数据得到的原始曲波系数的迭代阈值。

36、作为第五种限定，根据曲波系数迭代阈值对曲波系数迭代修正，迭代次数结束后得到最终的曲波系数，对最终的曲波系数反变换，得到初至波时窗内数据去噪后的炮集数据，包括：

37、根据曲波系数迭代阈值，将曲波系数中小于曲波系数迭代阈值的系数置为零，得到新的曲波系数，对新的曲波系数反变换，得到炮集数据，对炮集数据进行曲波变换，得到迭代的曲波系数，对迭代的曲波系数重复上述迭代过程，迭代次数结束后得到最终的曲波系数，对最终的曲波系数反变换，得到初至波时窗内数据去噪后的炮集数据。

38、本发明还提供了一种基于上述的用于初至波数据去噪的方法在静校正、近地表速度建模中的应用。

39、本发明还提供了一种用于初至波数据去噪的装置，用于实施上述的用于初至波数据去噪的方法，包括：

40、数据获取模块，用于激发并采集记录地震单炮数据；

41、初至波时窗范围确定模块，用于采用分区域技术设计初至波时窗，确定目标工区每个区域单炮每道初至波时窗的范围；

42、均方根振幅比值计算模块，用于根据每个区域单炮每道初至波时窗的范围，得到每道初至波时窗的噪音时窗，计算所有道的初至波时窗内数据与噪音时窗内数据的均方根振幅比值，得到均方根振幅比值的均值；

43、迭代阈值设计模块，用于根据每个区域对每道初至波时窗内数据进行曲波变换，得到曲波系数，根据曲波系数设计迭代阈值；

44、曲波系数迭代阈值设计模块，根据均方根振幅比值的均值对迭代阈值进行修正，得到曲波系数迭代阈值；

45、炮集去噪模块，用于根据曲波系数迭代阈值对曲波系数迭代修正，迭代次数结束后得到最终的曲波系数，对最终的曲波系数反变换，得到初至波时窗内数据去噪后的炮集数据。

46、本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一段计算机程序，所述至少一段计算机程序由所述处理器加载并执行上述用于初至波数据去噪的方法。

47、本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储至少一段计算机程序，所述至少一段计算机程序用于执行上述用于初至波数据去噪的方法。

48、本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

49、(1)本发明在激发并记录地震单炮数据后，采用分区域技术设计初至波时窗，然后计算初至波时窗内数据与相应的噪音时窗内数据的均方根振幅比值，得到均方根振幅比值的均值；对初至波时窗内的数据进行曲波变换，并设计曲波系数迭代阈值，根据曲波系数迭代阈值对曲波系数迭代修正，得到初至波时窗内数据去噪后的炮集数据；

50、(2)本发明可以突出初至能量，改善低信噪比数据的初至自动拾取效果，降低人工投入，提升初至拾取效率。

51、综上所述，本发明适用于提高初至波数据的信噪比，能精准地压制噪声，提高低信噪比初至波数据的质量，为近地表速度建模等提供基础数据。