一种基于自映射结构的低频信号恢复及装置的制作方法

本发明涉及一种基于自映射结构的低频信号恢复方法及装置。

背景技术：

1、在地震野外采集时，低频采集困难，一方面是由于炸药震源与常规可控震源激发低频困难，另一方面低频数据采集成本巨大，实际应用具有局限性；同时在野外采集的时候常规检波器会使地震信号产生畸变，损失低频信息。目前，地震资料低频缺少原因有两种。第一是低频受干扰严重，在数据处理中，通常将由风吹草动和瀑布流水等环境产生的噪声视为白噪，而对不同环境下所采集到的环境噪声进行频谱分析后，环境噪声的能量主要集中在低频。相对于高频噪声，低频随机干扰更难消除，在野外采用组合检波也并不能对低频噪声造成有效的压制。第二是在数据处理中常规的面波衰减方法均只针对面波某一方面的特征，单纯采用一种方法难以取得理想的保低频压面波效果。在去除面波的同时也会将面波频段的反射波一并去除，导致低频信息的缺失。

2、与噪声干扰相比，地震信号具有空间可预测性，其可预测性可以通过空间投影算子进行表征和描述，基于非稳态arma模型由地震数据估算空间投影算子，由空间投影算子进行噪声压制和信号恢复已经在实际地震数据处理中取得了较为广泛的应用。

技术实现思路

1、本发明的发明人发现，现有技术中的基于非稳态arma模型由地震数据估算空间投影算子，由空间投影算子进行噪声压制和信号恢复的方法，当地震记录低频分量的信噪比很低、甚至部分缺失时，无法从地震数据低频分量本身估算其可靠的空间投影算子，也就无法对低频分量进行可靠恢复。鉴于上述问题，本发明实施例有必要提出一种基于自映射结构的低频信号恢复方法及装置以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

2、作为本发明实施例的第一个方面，本发明实施例提供一种基于自映射结构的低频信号恢复方法，包括：

3、从预先得到的叠后反射地震记录，选取多道地震记录；

4、基于预设估计方法，对所述多道地震记录进行处理，得到目标频带反射结构算子；

5、基于地震数据反射算子在不同频段之间的自映射结构，利用所述目标频带反射结构算子，构建低频反射结构算子；

6、基于所述多道地震记录，利用所述低频反射结构算子和预先获取的测井资料约束算子进行正则化约束构建目标函数；

7、求解所述目标函数，得到低频信号恢复后的地震记录。

8、在一可选的实施例中，所述基于所述多道地震记录，利用所述低频反射结构算子和预先获取的测井资料约束算子进行正则化约束构建目标函数，包括：

9、基于所述多道地震记录，利用所述低频反射结构算子和预先获取的测井资料约束算子进行正则化约束构建下述公式1的目标函数：

10、

11、式中，s为地震记录；g为多道子波褶积矩阵；m为低频信号恢复后的地震记录；λ为纵向约束的正则化算子；μ为低频空间约束的正则化算子；δ为测井资料约束的正则化算子；rglow-fre为低频反射结构算子；c为由测井资料得到的测井资料约束算子。

12、在一可选的实施例中，所述基于预设估计方法，对所述多道地震记录进行处理，得到目标频带反射结构算子，包括：

13、采用arma自回归模型和最优化算法，对所述多道地震记录进行处理，得到目标频带反射结构算子。

14、在一可选的实施例中，所述求解所述目标函数，得到低频信号恢复后的地震记录，包括：

15、

16、式中，k为迭代次数；为地震记录初始模型；初始值为零向量；mk初始值为零向量；λ1、u、δ为正则化因子；

17、利用下述公式3迭代求解所述目标函数的非线性问题：

18、

19、式中，μ1和λ2为正则化因子；

20、利用下述公式4迭代更新地震记录的模型变量：

21、

22、迭代求解得到所述低频信号恢复后的地震记录。

23、在一可选的实施例中，在所述从预先得到的叠后反射地震记录，选取多道地震记录之前，所述方法还包括：

24、获取原始单炮地震数据，对所述原始单炮地震数据进行去噪、振幅补偿、反褶积和叠加处理得到所述叠后反射地震记录。

25、作为本发明实施例的第二个方面，本发明实施例提供一种基于自映射结构的低频信号恢复装置，包括：

26、选取模块，用于从预先得到的叠后反射地震记录，选取多道地震记录；

27、估计模块，用于基于预设估计方法，对所述多道地震记录进行处理，得到目标频带反射结构算子；

28、第一构建模块，用于基于地震数据反射算子在不同频段之间的自映射结构，利用所述目标频带反射结构算子，构建低频反射结构算子；

29、第二构建模块，用于基于所述多道地震记录，利用所述低频反射结构算子和预先获取的测井资料约束算子进行正则化约束构建目标函数；

30、求解模块，用于求解所述目标函数，得到低频信号恢复后的地震记录。

31、作为本发明实施例的第三个方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端上运行时，使得终端执行如第一方面所述的基于自映射结构的低频信号恢复方法。

32、作为本发明实施例的第四个方面，本发明实施例提供一种电子设备，处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

33、存储器，用于存放计算机程序；

34、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如第一方面所述的基于自映射结构的低频信号恢复方法。

35、作为本发明实施例的第五个方面，本发明实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行如第一方面所述的基于自映射结构的低频信号恢复方法。

36、作为本发明实施例的第六个方面，本发明实施例提供一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如第一方面所述的基于自映射结构的低频信号恢复方法。

37、基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

38、本发明实施例提供的基于自映射结构的低频信号恢复方法，通过叠后反射地震记录中选取多道地震记录，基于多道地震记录构建目标频带反射结构算子，并基于目标频带反射结构算子预测和构建低频反射结构算子，将低频反射结构算子作为低频分量的先验信息和约束条件，基于地震信号反射结构算子在不同频段之间的自映射结构对低频分量进行恢复，同时引入测井资料约束，提高了地震资料的分辨率的同时，也为后期地震反演提供了可靠的低频分量，为后续的反演及储层精细描述提供了可靠的数据。

39、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。