基于循环平移Shearlet变换自适应阈值消减微震勘探随机噪声
[Abstract]:With the continuous growth of world oil and gas demand, oil and gas as a non-renewable resource is gradually consumed. The complex unconventional oil and gas reservoir exploitation has become the hot spot of reserve growth. As an unconventional hydraulic fracturing observation signal, microseismic is characterized by weak energy and low signal-to-noise ratio (SNR), and the conventional filtering method is limited. The accuracy of initial arrival pickup and inversion positioning of microseismic signals is seriously affected, and it is difficult to interpret geological structure and develop oil and gas reservoirs. Therefore, improving the signal-to-noise ratio (SNR) of monitoring records is an important step in microseismic data processing. We need to extract useful signals in strong random noise background and effectively reduce random noise in microseismic data. In this paper, the random noise suppression method of microseismic signal is studied, and the adaptive threshold estimation scheme is constructed by combining Shearlet transform and cyclic translation transform. Simulation experiments and actual data processing results show that this method can effectively extract microseismic signals, remove random noise to a large extent and maintain the effective signal amplitude. Shearlet transform is a new multi-scale time-frequency analysis tool, which has the properties of multi-scale, multi-direction and best sparse approximation, that is, reconstruction of useful signals by sparse matrix has high computational efficiency. In recent years, the transform method has been gradually applied in the field of seismic exploration data denoising, and achieved certain results. However, the Shearlet transform method based on threshold has some limitations in the process of microseismic de-noising. 1. The signal energy is weak, the main frequency is high, the signal and noise coincide in the high frequency band, the threshold method is difficult to separate signal and noise. For ground microseismic signals, the current threshold noise reduction methods based on Shearlet transform often assume that the noise is distributed in high frequency band without considering the interference of low frequency band noise to the signal. The traditional threshold-based Shearlet transform denoising method uses a unified threshold in the transform domain, so it is easy to lose part of the effective signal, resulting in energy loss. 4. The traditional Shearlet transform has the process of downsampling, so the transformation lacks shift invariance. Based on the essence of Shearlet transform, the technique of microseismic noise suppression based on Shearlet transform is studied in this paper. This paper analyzes the coefficient distribution characteristics of microseismic data after Shearlet transform, considers the direction and spatial correlation of the signal, makes cyclic translation of the processed data, and makes use of the multi-scale characteristics of Shearlet transform to enhance its translation invariance. The signal is decomposed in multi-scale and multi-direction. According to the difference between microseismic signal and random noise in Shearlet domain, the weight threshold shrinkage scheme based on block principal component analysis (PCA) is established. Finally, the processed spatial array data are superimposed and averaged to enhance the effective signal, to restore the amplitude of the effective signal while reducing the noise, and to realize the recognition of the microseismic signal under the condition of low SNR. Through artificial simulation and actual record processing, it is verified that the proposed adaptive directional threshold Shearlet transform algorithm is superior to the traditional Shearlet transform algorithm in amplitude retention and noise suppression.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE937
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,本文编号:2368769
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