基于谱峭度的自适应滤波沙漠地震信号噪声消减

论文摘要

伴随着石油和天然气的开采,作为不可再生的资源,在浅层和易开采地区的资源逐渐被消耗,那些环境复杂,开采难度较大的非常规油气藏成为了近些年油气开采研究的热点。而沙漠地区由于开采难度大,目前还有大量的油气资源没有被开采,是一种非常理想的油气资源开采地。但是由于沙漠噪声的低频特性以及噪声与信号大量的频谱混叠,导致得到的地震勘探资料极难处理,无法满足高信噪比、高分辨率、高保真度的“三高”要求,无法在保持高信噪比要求的同时增强有效信号和消减噪声。因此,急需找到一种处理沙漠地震勘探资料的方法以便对沙漠油气资源进行有效开采。在传统的地震勘探处理中,TFPF（时频峰值滤波）、小波变换和shearlet变换都可以达到较好的去噪效果,对地震资料进行有效的处理。然而将上述方法应用于沙漠地震资料处理时,由于沙漠地震资料的复杂性,处理效果并不明显。利用带通滤波器处理沙漠地震资料虽然有一定的效果,但是需要人为寻找频带并且无法解决信号与噪声的同频混叠问题,存在的噪声依然过大,不能满足沙漠地震勘探的要求。针对以上问题,本文提出了基于谱峭度这一物理量,设计出自适应的谱峭度带通滤波器来解决上述传统滤波方法中存在的问题。该滤波器首先选择使用短时傅里叶变换（STFT）的方法求取含噪沙漠信号的谱峭度,根据谱峭度得到信号的能量变换区域,由此划分出有效信号区域和噪声信号区域。合理选择阈值,保留有效信号,舍弃噪声。将处理后的谱峭度值应用到本文所设计的滤波算法中,就可以得到去噪以后的有效信号。通过以上方法的处理,解决了人为寻找频带的问题,同时,相较于几种传统地震勘探算法的有更好的去噪效果,有效信号的幅值得也到了更好的保留。本文将上述算法应用于合成沙漠地震含噪信号和实际沙漠地震数据处理中,结果显示,本方法较好的压制了沙漠噪声的同时,对有效信号也得到了更好的保留。通过与几种传统地震去噪方法的模拟图、单道对比图、频谱分析图以及实际记录图等几种方式的对比也可以看出,本文方法更适用于沙漠含噪信号的处理。噪声压制的信噪比可以从-12.37dB提高到6.09dB。通过以上对比试验可以看出,本文方法明显优于其他传统地震去噪方法,解决了沙漠含噪信号处理的难题。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 论文选题背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文主要工作及章节安排
•   1.4 本章小结
• 第2章 沙漠地震去噪技术综述
•   2.1 沙漠地震检测的噪声分析
•   2.2 传统地震去噪方法介绍
•     2.2.1 小波变换
•     2.2.2 时频峰值滤波（TFPF）
•     2.2.3 Shearlet变换
•     2.2.4 带通滤波器
•   2.3 本章小结
• 第3章 基于谱峭度的自适应带通滤波器的研究
•   3.1 谱峭度定义
•   3.2 基于短时傅里叶变换求谱峭度
•   3.3 自适应谱峭度带通滤波器的设计
•   3.4 本章小结
• 第4章 合成记录及实际资料处理
•   4.1 不同参数对实验结果的影响及优化
•     4.1.1 不同窗长对实验结果的影响
•     4.1.2 不同采样点数对实验结果的影响
•     4.1.3 不同窗移动重叠区对实验结果的影响
•   4.2 合成记录仿真实验和实际地震资料处理
•   4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 工作总结
•   5.2 工作展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 钱赜彬

导师: 马海涛

关键词: 沙漠噪声,随机噪声消减,谱峭度,带通滤波器

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程,无线电电子学

单位: 吉林大学

基金: 国家自然基金重点项目《沙漠地震勘探四维非均匀波特性随机噪声数理表征及其非线性降维消噪系统》

分类号: TN713;P631.4

总页数: 58

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