微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣地球物理勘探中微地震數(shù)據(jù)去噪處理技術(shù)，特別是涉及到微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]較低孔隙度和較低滲透率是非常規(guī)油氣有效儲(chǔ)層的兩個(gè)主要物性特征，壓裂改造工作是非常規(guī)油氣資源開采的有效方法，通過壓裂改造工作能夠改善有效儲(chǔ)層的裂縫系統(tǒng)，提高有效滲透率和產(chǎn)能。微地震監(jiān)測(cè)是目前最有效、最經(jīng)濟(jì)和最及時(shí)的壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)。微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括井中微地震監(jiān)測(cè)和地面微地震監(jiān)測(cè)，井中微地震監(jiān)測(cè)成本高，對(duì)井場(chǎng)條件要求苛刻，但是微地震數(shù)據(jù)的信噪比相對(duì)較高；地面微地震監(jiān)測(cè)成本相對(duì)較低，并且具有較高的靈活性，但是地面有源噪音嚴(yán)重影響微地震數(shù)據(jù)的信噪比。
[0003]在進(jìn)行地面微地震監(jiān)測(cè)采集過程中，由于地表各種因素的影響，微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音非常多，例如:井場(chǎng)有源噪音、村鎮(zhèn)工廠有源噪音、建筑工地有源噪音和道路車輛有源噪音等。各類有源噪音嚴(yán)重影響微地震數(shù)據(jù)的信噪比，增加了微地震數(shù)據(jù)中微地震有效事件的識(shí)別難度。目前針對(duì)微地震數(shù)據(jù)的去噪技術(shù)還相對(duì)較少，在微地震數(shù)據(jù)低信噪比的情況下，必須通過針對(duì)性的地面有源噪音壓制處理手段，才能夠提高微地震數(shù)據(jù)的信噪比，從而實(shí)現(xiàn)微地震有效微地震事件的準(zhǔn)確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音發(fā)育的情況，提供一種微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0006]微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法，包括以下步驟:
步驟1:采用長(zhǎng)短時(shí)窗能量比方法進(jìn)行有源噪音的自動(dòng)識(shí)別，得到微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同相軸時(shí)刻，確定有源噪音的時(shí)間分布范圍；
步驟2:在地面有源噪音發(fā)育的微地震數(shù)據(jù)中，根據(jù)疊加能量最強(qiáng)的原則，沿地面進(jìn)行三維最優(yōu)搜索，同時(shí)確定有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度；
步驟3:根據(jù)有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度，計(jì)算每一個(gè)微地震臺(tái)站的動(dòng)校正量，并對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理；
步驟:4:對(duì)含有有源噪音微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)壓制處理，并進(jìn)行反動(dòng)校正處理，最后得到高信噪比的微地震數(shù)據(jù)。
[0007]作為優(yōu)選，所述步驟1的具體步驟是:
將微地震監(jiān)測(cè)觀測(cè)系統(tǒng)、采集到的微地震數(shù)據(jù)和地面有源噪音的分布范圍全部導(dǎo)入；首先，計(jì)算短時(shí)窗和長(zhǎng)時(shí)窗范圍內(nèi)的微地震數(shù)據(jù)的能量值，短時(shí)窗能量值的變化情況往往比長(zhǎng)時(shí)窗能量值的變化情況要快，用短時(shí)窗能量平均值與長(zhǎng)時(shí)窗能量平均值進(jìn)行對(duì)t匕，當(dāng)存在有源噪音的情況下，長(zhǎng)短時(shí)窗能量比值就會(huì)明顯增大；其次，設(shè)置一個(gè)識(shí)別能量閥值，當(dāng)長(zhǎng)短時(shí)窗能量比值大于閥值時(shí)，則該時(shí)刻就存在有源噪音，當(dāng)長(zhǎng)短時(shí)窗能量值小于閥值時(shí)，則不存在有源噪音；再次，得到微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同向軸時(shí)刻，形成一個(gè)有源噪音的初步時(shí)間分布范圍；最后，結(jié)合交互判斷和識(shí)別，確定有源噪音在微地震數(shù)據(jù)中的準(zhǔn)確時(shí)間分布范圍。
[0008]作為優(yōu)選，所述步驟2的具體步驟是:
在地面有源噪音發(fā)育的微地震數(shù)據(jù)中，基于所有微地震臺(tái)站數(shù)據(jù)的疊加能量最大原貝1J，沿地面有源噪音分布范圍進(jìn)行三維最優(yōu)搜索，在搜索噪音傳播速度的同時(shí)，計(jì)算有源噪音分布范圍內(nèi)每一個(gè)位置點(diǎn)到達(dá)微地震臺(tái)站的波至?xí)r間，根據(jù)對(duì)應(yīng)的波至?xí)r間對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理，并將動(dòng)校正處理后的所有道數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，求取每一個(gè)位置點(diǎn)的微地震數(shù)據(jù)疊加能量值，在疊加能量值達(dá)到最大時(shí)，說明這一個(gè)位置點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的噪音傳播速度能夠最佳的消除由于傳播距離不同造成的正常時(shí)差，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的動(dòng)校正處理，這一個(gè)位置點(diǎn)即是有源噪音的位置坐標(biāo)，這一個(gè)傳播速度即是有源噪音的噪音傳播速度。
[0009]作為優(yōu)選，所述步驟3的具體步驟是:
根據(jù)地面有源噪音位置坐標(biāo)、噪音傳播速度及微地震監(jiān)測(cè)觀測(cè)系統(tǒng)坐標(biāo)，計(jì)算每一個(gè)微地震臺(tái)站的動(dòng)校正量。將動(dòng)校正量帶入到微地震數(shù)據(jù)中，對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理，消除由于不同微地震監(jiān)測(cè)檢波器之間傳播距離不同造成的正常時(shí)差，動(dòng)校正處理后微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同相軸基本是一條水平的直線。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟4的具體步驟是:
針對(duì)有源噪音時(shí)間分布范圍內(nèi)的微地震數(shù)據(jù)，計(jì)算所有微地震臺(tái)站數(shù)據(jù)的均值能量，并根據(jù)微地震數(shù)據(jù)均值能量計(jì)算一個(gè)自適應(yīng)門檻值，超過門檻值的均值能量作為有源噪音進(jìn)行壓制，門檻值以下的均值能量可能包含有效信息，門檻值以下的平均能量值不進(jìn)行壓制處理，從而實(shí)現(xiàn)地面有源噪音的自適應(yīng)壓制處理；
最后將微地震數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行反動(dòng)校正處理，輸出地面有源噪音自適應(yīng)壓制后的高信噪比微地震數(shù)據(jù)。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用長(zhǎng)短時(shí)窗能量比方法確定有源噪音的時(shí)間分布范圍，通過三維最優(yōu)搜索方法，確定地面有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度，根據(jù)確定的有源噪音位置坐標(biāo)和噪音傳播速度，計(jì)算微地震臺(tái)站的動(dòng)校正量，并對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理，在動(dòng)校正處理后的微地震數(shù)據(jù)中利用自適應(yīng)均值能量消去法實(shí)現(xiàn)地面有源噪音的壓制，并最大程度的保護(hù)有效信息，去噪后的微地震數(shù)據(jù)信噪比大幅提升，有利于提高微地震震源點(diǎn)的定位精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法流程圖示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中選取的微地震初始數(shù)據(jù)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中沿地面進(jìn)行三維最優(yōu)搜索，得到的微地震臺(tái)站數(shù)據(jù)疊加能量二維分布圖。
[0015]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)選取的初始微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行地面有源噪音自適應(yīng)壓制處理后的微地震數(shù)據(jù)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0017]實(shí)施例1。
[0018]一種微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法的總體技術(shù)方案包括:
(1)采用長(zhǎng)短時(shí)窗能量比方法進(jìn)行有源噪音的自動(dòng)識(shí)別，得到微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同相軸時(shí)刻，確定有源噪音的時(shí)間分布范圍；
(2)在地面有源噪音發(fā)育的微地震數(shù)據(jù)中，根據(jù)疊加能量最強(qiáng)的原則，沿地面進(jìn)行三維最優(yōu)搜索，同時(shí)確定有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度；
(3)根據(jù)有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度，計(jì)算每一個(gè)微地震臺(tái)站的動(dòng)校正量，并對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理；
(4)對(duì)含有有源噪音微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)壓制處理，并進(jìn)行反動(dòng)校正處理，最后得到高信噪比的微地震數(shù)據(jù)。
[0019]利用長(zhǎng)短時(shí)窗能量比方法確定有源噪音的時(shí)間分布范圍，沿地面進(jìn)行三維最優(yōu)搜索方法，確定地面有源噪音的位置坐標(biāo)和噪音傳播速度，采用自適應(yīng)均值能量消去法實(shí)現(xiàn)地面有源噪音的壓制，去噪后的微地震數(shù)據(jù)信噪比大幅提升，有利于提高微地震震源點(diǎn)的定位精度。
[0020]實(shí)施例2。
[0021]一種微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法細(xì)化方案包括:
(1)將微地震監(jiān)測(cè)觀測(cè)系統(tǒng)、采集到的微地震數(shù)據(jù)和地面有源噪音的分布范圍全部導(dǎo)入。
[0022](2)計(jì)算短時(shí)窗和長(zhǎng)時(shí)窗范圍內(nèi)的微地震數(shù)據(jù)的能量值，短時(shí)窗能量值的變化情況往往比長(zhǎng)時(shí)窗能量值的變化情況要快，用短時(shí)窗能量平均值與長(zhǎng)時(shí)窗能量平均值進(jìn)行對(duì)t匕，當(dāng)存在有源噪音的情況下，長(zhǎng)短時(shí)窗能量比值就會(huì)明顯增大，設(shè)置一個(gè)識(shí)別能量閥值，當(dāng)長(zhǎng)短時(shí)窗能量比值大于閥值時(shí)，則該時(shí)刻就存在有源噪音，當(dāng)長(zhǎng)短時(shí)窗能量值小于閥值時(shí)，則不存在有源噪音。
[0023](3)得到微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同向軸時(shí)刻，形成一個(gè)有源噪音的初步時(shí)間分布范圍，結(jié)合交互判斷和識(shí)別，確定有源噪音在微地震數(shù)據(jù)中的準(zhǔn)確時(shí)間分布范圍。
[0024](4)在地面有源噪音發(fā)育的微地震數(shù)據(jù)中，基于所有微地震臺(tái)站數(shù)據(jù)的疊加能量最大原則，沿地面有源噪音分布范圍進(jìn)行三維最優(yōu)搜索，在搜索噪音傳播速度的同時(shí)，計(jì)算有源噪音分布范圍內(nèi)每一個(gè)位置點(diǎn)到達(dá)微地震臺(tái)站的波至?xí)r間，根據(jù)對(duì)應(yīng)的波至?xí)r間對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理，并將動(dòng)校正處理后的所有道數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，求取每一個(gè)位置點(diǎn)的微地震數(shù)據(jù)疊加能量值。
[0025](5)在疊加能量值達(dá)到最大時(shí)，說明這一個(gè)位置點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的噪音傳播速度能夠最佳的消除由于傳播距離不同造成的正常時(shí)差，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的動(dòng)校正處理，這一個(gè)位置點(diǎn)即是有源噪音的位置坐標(biāo)，這一個(gè)傳播速度即是有源噪音的噪音傳播速度。
[0026](6)根據(jù)地面有源噪音位置坐標(biāo)、噪音傳播速度及微地震監(jiān)測(cè)觀測(cè)系統(tǒng)坐標(biāo)，計(jì)算每一個(gè)微地震臺(tái)站的動(dòng)校正量。將動(dòng)校正量帶入到微地震數(shù)據(jù)中，對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)校正處理，消除由于不同微地震監(jiān)測(cè)檢波器之間傳播距離不同造成的正常時(shí)差，動(dòng)校正處理后微地震數(shù)據(jù)中有源噪音的波至同相軸基本是一條水平的直線。
[0027](7)針對(duì)有源噪音時(shí)間分布范圍內(nèi)的微地震數(shù)據(jù)，計(jì)算所有微地震臺(tái)站數(shù)據(jù)的均值能量，并根據(jù)微地震數(shù)據(jù)均值能量計(jì)算一個(gè)自適應(yīng)門檻值，超過門檻值的均值能量作為有源噪音進(jìn)行壓制，門檻值以下的均值能量可能包含有效信息，門檻值以下的平均能量值不進(jìn)行壓制處理，從而實(shí)現(xiàn)地面有源噪音的自適應(yīng)壓制處理。
[0028](8)將微地震數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行反動(dòng)校正處理，輸出地面有源噪音自適應(yīng)壓制后的高信噪比微地震數(shù)據(jù)。
[0029]實(shí)施例3，如圖1所示，一種微地震數(shù)據(jù)中地面有源噪音的自適應(yīng)壓制方法具體方案包括:。
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