用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及用于處理地震數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，并且具體涉及用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]借助地震數(shù)據(jù)，可以有效率地進(jìn)行油氣儲層的勘探和開采，所述地震數(shù)據(jù)必須恰當(dāng)處理以便允許對地下特征(surface feature)的解釋。通常，通過使用有源地震源(active seismic source)將地震能量注入到地下，所述地震能量接著被地下特征折射或反射并且在地震接收器處被記錄來獲得地震數(shù)據(jù)。在實(shí)踐中，地震數(shù)據(jù)經(jīng)常被可以在本質(zhì)上是相干的或非相干(例如，隨機(jī))的噪聲污染。
[0003]為改善最終地震圖像和允許對地下特征的恰當(dāng)解釋，需要用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的有效率的且有效果的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文描述了用于地震數(shù)據(jù)中噪聲衰減的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法的各種方法的實(shí)施方式。
[0005]公開了一種用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述地震數(shù)據(jù)代表感興趣的地下區(qū)域。所述方法包括:接收代表地震信號和地震噪聲的第一地震數(shù)據(jù)集和代表地震信號或噪聲的第二地震數(shù)據(jù)集，將所述地震數(shù)據(jù)集變換到其中它們具有稀疏或可壓縮表示形式的域，比較變換后的系數(shù)集合以在變換后的信號和噪聲數(shù)據(jù)集中識別期望系數(shù)，選擇變換后的信號和噪聲數(shù)據(jù)集的期望系數(shù)以得到改善的系數(shù)集合，以及將所改善的系數(shù)集合逆變換以得到修改的地震數(shù)據(jù)集。依賴于所選擇的系數(shù)，所修改的地震數(shù)據(jù)集可以代表信號或噪聲。如果修改的地震數(shù)據(jù)集代表噪聲，則可以從原始信號和噪聲數(shù)據(jù)集中減去它以產(chǎn)生代表所述信號的數(shù)據(jù)集。
[0006]在另一種實(shí)施例中，公開了一種用以實(shí)施用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)源或存儲設(shè)備、至少一個計(jì)算機(jī)處理器和用戶界面。
[0007]在又一種實(shí)施例中，公開了一種包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制成品，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼被配置成實(shí)施用于衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲的方法，所述地震數(shù)據(jù)代表感興趣的地下區(qū)域。
[0008]提供以上概要部分以便以簡單形式介紹對概念的選擇，所述概念在以下詳細(xì)描述部分被進(jìn)一步描述。所述概要不旨在識別所要求主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用以限制所要求主題的范圍。而且，所要求主題不限于解決本公開的任何部分中指出的任何或全部不足的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0009]參考以下描述、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些和其他特征會變得更好理解:
[0010]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；
[0011 ]圖2說明本發(fā)明實(shí)施例中的步驟；
[0012]圖3示出了本發(fā)明衰減隨機(jī)噪聲的實(shí)施例的應(yīng)用；
[0013]圖4A示出了本發(fā)明衰減多個反射的一種實(shí)施例的應(yīng)用；
[0014]圖4B示出了本發(fā)明一種實(shí)施例的應(yīng)用；
[0015]圖5不出了本發(fā)明衰減隨機(jī)噪聲而不損害信號的另一種實(shí)施例的應(yīng)用；
[0016]圖6示意性說明了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明可以在要由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)方法和系統(tǒng)的一般背景中描述和實(shí)施。這種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以包括可被用以執(zhí)行特定任務(wù)和處理抽象數(shù)據(jù)類型的程序、例程、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。本發(fā)明的軟件實(shí)施方式可以以用于各種計(jì)算平臺和環(huán)境中的應(yīng)用的不同語言編碼。將要理解，本發(fā)明的范圍和基本原理不限于任何具體的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。
[0018]而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解本發(fā)明可以使用硬件和軟件配置的任何一種或組合來實(shí)踐，包括但不限于，具有單個和/或多個處理器計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、手持設(shè)備、平板設(shè)備、可編程消費(fèi)電子產(chǎn)品、迷你計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。本發(fā)明還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐，其中任務(wù)由通過一個或多個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的服務(wù)器或其他處理設(shè)備執(zhí)行。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲器存儲設(shè)備的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)這兩者中。本發(fā)明還可被實(shí)踐為井下傳感器或測量設(shè)備的一部分或?qū)嵺`為實(shí)驗(yàn)室測量設(shè)備的一部分。
[0019]另外，諸如CD、預(yù)錄盤或其他等價設(shè)備的與計(jì)算機(jī)處理器一同使用的制成品，可以包括其上記錄有用于引導(dǎo)所述計(jì)算機(jī)處理器有助于本發(fā)明的實(shí)踐和實(shí)施的有形計(jì)算機(jī)程序存儲介質(zhì)和程序裝置。這種設(shè)備和制成品也落入到本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
[0020]現(xiàn)在參考附圖，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明可以多種方式被實(shí)施為，包括例如系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng))、方法(包括計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法)、裝置、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、圖形用戶界面、門戶網(wǎng)站、或有形地固定在計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下討論本發(fā)明的若干實(shí)施例。所述附圖僅說明了本發(fā)明的典型實(shí)施例并且因此不被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍和廣度。
[0021]本發(fā)明涉及衰減地震數(shù)據(jù)中的噪聲。本發(fā)明的一種實(shí)施例被示出為圖1中的方法100。在操作12處，接收兩個地震數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)集中的一個數(shù)據(jù)集代表地震信號和噪聲，例如在海底傳感器的地震檢波器處記錄的垂直運(yùn)動分量，并且可被稱為第一地震數(shù)據(jù)集。另一個數(shù)據(jù)集僅代表地震信號，例如從海底傳感器取得的水中檢波器記錄，并且可被稱為第二地震數(shù)據(jù)集。這些例子不意在限制；有至少兩個地震數(shù)據(jù)集可用的任何實(shí)例可被用以作為該方法的輸入，其中至少一個數(shù)據(jù)集與另一數(shù)據(jù)集相比被認(rèn)為是基本杜絕了噪聲或基本杜絕了信號的。而且，輸入數(shù)據(jù)集可以以各種方式被安排和/或預(yù)處理，作為例子，包括但不限于多個時移數(shù)據(jù)集、地震數(shù)據(jù)的堆?；虿糠侄褩！⒒谥T如多個反射等的地震波的預(yù)期行為或基于地震處理算法的已知行為而生成的噪聲或信號模型。所述數(shù)據(jù)集可以是炮道集(shot gather)、共檢波點(diǎn)道集(common receiver gather)、共偏移距道集(commonoffset gather)、偏移向量片(offset vector tile)、共成像道集(common image gather)(角度或偏移)，并且可以以諸如縱向、橫向、或深度切片/時間切片等的不同方向被安排；也可以使用這些的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，所述數(shù)據(jù)集的其他安排和預(yù)處理是可能的并且也可用作操作12的輸入。此外，所述地震數(shù)據(jù)集可以是使用諸如氣槍的主動源(active source)或被動源的記錄。所述記錄可以通過例如拖纜、海底電纜、海底節(jié)點(diǎn)、或諸如包括例如2-D線路勘測、3-D勘測、寬方位角和全方位角勘測的任意數(shù)目的接收器陣列配置中的地震檢波器或加速計(jì)等的陸基傳感器來得到。主動源可以同時地或順序地以線性源幾何或以諸如圓形采集技術(shù)(coil shooting)等的替代幾何來點(diǎn)火?？梢允褂貌煌脑椿蚪邮掌黝愋偷慕M合。數(shù)據(jù)集可以是諸如基線和監(jiān)控勘測等的時移數(shù)據(jù)。此外，一個或多個地震數(shù)據(jù)集可以是合成數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，有許多生成適于所述第一和/或第二地震數(shù)據(jù)集的合成地震數(shù)據(jù)的方式。
[0022]在實(shí)施例中，可以有多于兩個的輸入數(shù)據(jù)集。一個輸入數(shù)據(jù)集會代表信號和噪聲并且與前述的第一地震數(shù)據(jù)集相同。另一個數(shù)據(jù)集可以代表剛才所述的信號或剛才所述的噪聲的不同模型。在此實(shí)施例中，貫穿所述方法始終，會以如前述的對待第二地震數(shù)據(jù)集一樣的方式來對待額外的信號或噪聲模型。
[0023]在方法100的操作13處，第一和第二地震數(shù)據(jù)集被變換到其中它們具有稀疏或可壓縮表示形式的域。所述變換可以使用多尺度多方向變換來完成。所述變換可以在數(shù)據(jù)的3-D體上或諸如縱向或橫向部分或者時間或深度切片等的2-D部分上執(zhí)行。所述數(shù)據(jù)集可被變換到曲波域或小波域。這些例子不意在限制；其中所變換的數(shù)據(jù)具有稀疏或可壓縮表示形式的任何域都可在此方法中使用。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白，也可能將1-D軌跡變換到其中所變換的數(shù)據(jù)具有稀疏或可壓縮表示形式的域。
[0024]在操作14處，所變換的第一和第二數(shù)據(jù)集的代表系數(shù)互相比較。第一信號和噪聲地震數(shù)據(jù)集中與第二信號數(shù)據(jù)集的代表系數(shù)接近的代表系數(shù)可被認(rèn)為代表第二地震數(shù)據(jù)集中的信號。第一地震數(shù)據(jù)集中與第二地震數(shù)據(jù)集的代表系數(shù)接近的代表系數(shù)被認(rèn)為是期望的。
[0025]圖2示出了用于執(zhí)行操作14的過程。在此，第一地震數(shù)據(jù)集(信號+噪聲)已經(jīng)被變換到曲波域并且在圖形14A中繪出了它的系數(shù)。代表信號的兩個其他輸入數(shù)據(jù)集也已經(jīng)被變換并且被表示成圖形14B處的信號模型I和圖形14C處的信號模型2。圖形14B和14C示出了以粗虛線繪出的信號模型系數(shù)覆蓋在以細(xì)實(shí)線示出的來自信號+噪聲數(shù)據(jù)的對應(yīng)系數(shù)上。圖形14B和14C以水平虛線指示每個信號模型系數(shù)的限定閾值。所述限定閾值可以是某些默認(rèn)閾值(例如±10%)，可以基于信號模型之間的系數(shù)大小的分布，或者可以是用戶指定的。信號+噪聲系數(shù)在圖形14D中被指示為細(xì)線。在系數(shù)落入到基于信號模型的范圍內(nèi)時，這些系數(shù)被認(rèn)為是期望的而其他系數(shù)被認(rèn)定為是不期望的，在圖形14D中用粗X指示。每個信號+噪聲系數(shù)都與每個信號模型的對應(yīng)系數(shù)比較。用戶可以選擇只接受充分接近所有信號模型的系數(shù)，或可以選擇接受充分接近至少一個信號模型的系數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，使用一個或多個噪聲模型而不是信號模型來執(zhí)行此步驟也是可能的；信號模型或噪聲模型都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0026]在操作15處，選擇第一地震數(shù)據(jù)集的期望系數(shù)。這可以通過將不期望系數(shù)設(shè)置為零來完成，將不期望系數(shù)設(shè)置為零具有從第一地震數(shù)據(jù)集中移除與噪聲有關(guān)的系數(shù)的效果。用于選擇期望系數(shù)的其他方法是可能的，作為例子，包括但不限于，以這種方式修改不期望系數(shù)使得它們不同于期望系數(shù)或者修改期望系數(shù)?？梢酝瓿蓪ζ谕禂?shù)的修改以從不期望系數(shù)中區(qū)分出它們或者強(qiáng)調(diào)所述期望系數(shù)的特定屬性。在實(shí)施例中，第一地震數(shù)據(jù)集的期望代表系數(shù)是那些與所述信號有關(guān)的系數(shù)。將第一地震數(shù)據(jù)集的系數(shù)分成期望系數(shù)和不期望系數(shù)這兩個系數(shù)集合也是可能的，并且將兩個集合都傳遞給下一操作以便可觀測到第一地震數(shù)據(jù)集的不期望部分。
[0027]在操作16處將第一地震數(shù)據(jù)集的期望系數(shù)逆變換以生成噪聲衰減的第一地震數(shù)據(jù)集。如果不期望系數(shù)被分成單獨(dú)的集合而不是被置為零，則操作16還可獨(dú)立地變換不期望系數(shù)。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解在操作14處，將對不期望系數(shù)的指派改變成接近第二地震數(shù)據(jù)集的代表系數(shù)的那些系數(shù)也是可能的。這具有將第一地震數(shù)據(jù)集中的信號稱為是不期望信號的效果，因此所述信號在操作15處通過置為零移除并且操作16的逆變換會生成噪聲模型。
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