一種三維地震資料的保邊濾波方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維地震資料的保邊濾波方法，包括：1)計算梯度結(jié)構(gòu)張量；2)計算地層橫向不連續(xù)性度量；3)構(gòu)造各向異性拉普拉斯濾波器；4)各向異性拉普拉斯濾波處理。該方法從常規(guī)的非線性各向異性擴散方程出發(fā)，將非線性各向異性擴散方程的右端空間導(dǎo)數(shù)項分裂為關(guān)于待處理數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)數(shù)項和關(guān)于擴散張量一階導(dǎo)數(shù)項，對兩項進行取舍推導(dǎo)出各向異性拉普拉斯濾波器模型，能夠有效衰減三維地震資料的隨機噪聲，增強地震同相軸的空間一致性，并且能夠保護有效信號和斷層、裂縫等地層邊緣和細節(jié)信號結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案易于實現(xiàn)，可操作性強。
【專利說明】一種三維地震資料的保邊濾波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種疊后三維地震資料的保邊緣隨機噪聲衰減方法，尤其是一種利用各向異性拉普拉斯濾波器進行三維地震資料保邊濾波。
【背景技術(shù)】
[0002]地震記錄中的隨機噪聲通常是多種因素綜合產(chǎn)生的無規(guī)則干擾波，在地震記錄的時間、空間域內(nèi)隨機分布，其頻帶相對較寬，完全覆蓋了有效波的頻段。隨著油氣勘探程度的不斷提高，挖掘油氣儲量主要來源于那些隱蔽性強、空間延伸小且非常薄的儲層，相應(yīng)增加了震資料解釋的復(fù)雜程度，由簡單的地質(zhì)構(gòu)造解釋逐步轉(zhuǎn)向精細的結(jié)構(gòu)解釋與儲層預(yù)測。隨著地震勘探目標(biāo)日益復(fù)雜化，要求疊后地震資料的構(gòu)造解釋和儲層預(yù)測工作更為精細，而地震資料的低信噪比是影響地震解釋與儲層預(yù)測可靠性的主要因素。常規(guī)地震資料處理中使用的去噪技術(shù)有小波變換去噪[1]、f-x域預(yù)測濾波[2]、kl變換m、svd分解[4]等，這些方法大多利用了信號的空間相干特性，以犧牲橫向分辨率達到提高信噪比的目的，容易使傾斜和彎曲同相軸受到衰減，并且會模糊和壓制一些細微的信號結(jié)構(gòu)，如小斷裂、細河道等，甚至還能引起較大斷距的斷層兩側(cè)同相軸的錯誤連接，給精細的地震結(jié)構(gòu)解釋帶來困難。因而，能夠較好地保護地震數(shù)據(jù)的細微結(jié)構(gòu)與斷層、裂縫等邊緣結(jié)構(gòu)的疊后噪聲衰減技術(shù)受到地球物理工作者的重視[5_7]。
[0003]基于各種偏微分方程的濾波方法是上世紀(jì)九十年代初興起的一種數(shù)字圖像增強技術(shù)，尤其基于非線性各向異性擴散方程的濾波方法，由于其特有的邊緣保持性能和結(jié)構(gòu)傾向去噪，很快在多個領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。Fhemers和Hockerte]首先將擴散濾波技術(shù)用于地震資料的解釋性處理中，提出稱為VAN-GOGH的各向異性擴散濾波技術(shù)。Lavialle等[9]結(jié)合面型和線型擴散濾波方程給出專門針對保護和增強斷層構(gòu)造的斷層保持擴散濾波器。Kadlec等[1°]探索了能夠保持層序特征的擴散濾波方法，用于增強地震數(shù)據(jù)中河道砂體特征的連續(xù)性，提高后續(xù)的河道自動識別和分割能力。由于非線性各向異性擴散濾波器的濾波性能受到多個參數(shù)選擇的影響，Mueller[11]給出擴散濾波器中保邊緣項的新構(gòu)造途徑，降低了擴散濾波器對參數(shù)選擇的依賴性。孫習(xí)平等[12]通過考察有限差分法求解演變方程顯式方法的優(yōu)劣勢，給出具有最優(yōu)旋轉(zhuǎn)不變性的各向異性擴散濾波步驟，可明顯改善低信噪比資料的品質(zhì)，突出地層接觸關(guān)系，增強地震數(shù)據(jù)對層序體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像能力。張爾華等[13]利用梯度結(jié)構(gòu)張量直接計算地震數(shù)據(jù)的橫向不連續(xù)性，結(jié)合一種指數(shù)函數(shù)，靈活地控制各向異性擴散濾波器的邊緣保護性能。GomeZ[14]認為基于各向異性擴散方程的濾波方法通過擴散時間的迭代推移形成對原始數(shù)據(jù)的濾波作用，由于不好估計出獲得最佳濾波效果的擴散時間，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確預(yù)測擴散濾波器的濾波性態(tài)。
[0004]基于偏微分方程的濾波理論最初由Perona和Maliktl6]在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域提出，他們構(gòu)造了如下擴散濾波器模型:[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種三維地震資料的保邊濾波方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)計算梯度結(jié)構(gòu)張量 首先利用有限差分方法計算三維地震數(shù)據(jù)U的梯度向量VC/，將梯度向量Vt/與其轉(zhuǎn)置向量(Vf/f相乘得到初始張量矩陣，然后對初始張量矩陣的各個分量進行低通濾波處理，得到三維地震數(shù)據(jù)U對應(yīng)的梯度結(jié)構(gòu)張量J(VH)= 2)計算地層橫向不連續(xù)性度量 首先對梯度結(jié)構(gòu)張量J(W)進行矩陣特征分解:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度地層傾角估計方法，其特征在于，步驟I)中，梯度結(jié)構(gòu)張量 !(▽{/)按照以下計算:
【文檔編號】G01V1/36GK104020492SQ201310272387
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】高靜懷, 王偉, 陳文超 申請人:西安交通大學(xué)