Reduccin de Ruido Pre-stack Trabajando Con Vectores de Offset

Comn. [1]

RESUMEN

Se presenta un mtodo para reducir el ruido pre-apilado en el dominio de Common

Offset Vectors (COV) aplicado a datos ssmicos de lnea de costa (onshore) con una

geometra ortogonal y ancho acimutal. Debido a que toda seal contiene un ruido

aleatorio su reduccin se hace por medio de un filtrado haciendo uso de la deconvolucion

a la Transformada de Fourier.

INTRODUCCION

Se presenta el empleo de tcnicas de reduccin de ruidos aleatorios y coherentes con la

aplicacin de la deconvolucin a la Transformada de Fourier aplicados en datos

organizados en COV (Common Offset Vector Gathers).

Una forma sencilla de agrupar las trazas ssmicas de pre-apilado en ssmica 2D es ordenar

los datos en planos offset comn (Common Offset Gathers). Es decir, se hace una

definicin de nuevas distancias (fuente-receptor) que conllevan a determinar totalmente

la traza ssmica ubicada en el espacio. En ssmica 3D la distribucin de offset se da por la

geometra de registracin, pero a diferencia que en la ssmica 2D no existe un nico modo

fundamental de agrupar las trazas para construir los Common Offset Gathers. Esto se

presenta en el anlisis de histogramas de los atributos geomtricos de offset y acimut, se

muestra que al agrupar las distancias y ngulos no se presenta en forma discreta, esto

debido a que no se encuentran fraccionados en pequeos grupos como se presenta en la

ssmica 2D. Por lo que se tiene en un dato 3D diferentes formas de elegir planos offset.

Por lo tanto a partir del estudio de histogramas se hace la construccin de un Common

Offset Vector Gathers tomando rangos de distancias y formando con las trazas ssmicas

correspondientes un grupo de datos que se aproxima a planos de offset constante.

Para geometras ortogonales de acimut amplio se puede hablar de dos formas de agrupar

los datos para obtener un muestreo espacial uniforme y cuasi-uniforme en dominios

cross-spread y el Common Offset Vector Gathers, las principales ventajas de estas formas

de organizar es que se puede aplicar algoritmos pre-apiliado 3D como la interpolacin,

DMO y migracin.

Tanto los ruidos coherentes de fuente (ground-roll), como los ruidos aleatorios, pueden

ser reducidos en un solo proceso si se aplica deconvolucin a la Transformada de Fourier

en datos ordenados por COV.

CONCLUSIONES

Con la aplicacin de la Transformada de Fourier en (Common Offset Vector Gathers) COV, los datos ssmicos quedan entonces bien acondicionados para la migracin (Pre-Stack Time Migration) PSTM. Con los COV filtrados, se obtendrn gathers migrados ms viables para ser utilizados, por ejemplo, en el clculo de atributos pre-apilado.

Eliminacin de Ruido En Datos Ssmicos Basados En Transformada

de Fourier Fraccionaria. [2]

RESUMEN

Una de las aplicaciones de la Transformada de Fourier Fraccionaria es separar las seales

de ruido e interferencia en el dominio Transformada de Fourier Fraccionaria donde la

Transformada de Fourier convencional puede fallar. Por lo tanto se propone un esquema

para la eliminacin del ruido en base de la Transformada de Fourier Fraccionaria en el

dominio de tiempo-frecuencia, el esquema consta de dos pasos inicialmente la se filtra la

seal con el filtro de Butterworth ordinaria en el dominio de la frecuencia. Pero los ruidos

residuales luego de haber pasado por ese primer filtro quedan con frecuencias iguales a

la de la seal ssmica filtrada, por lo tanto se realiza un segundo paso que es hacer un

filtrado haciendo uso de la Transformada de Fourier Fraccionaria con el objetivo de

mitigar el ruido residual.

Finalmente a conclusin se determina la validez del esquema propuestos en los dominios

de frecuencia y tiempo-frecuencia.

INTRODUCCION

La informacin del subsuelo como la estimacin de las propiedades de la roca son

especialmente tareas para la exploracin ssmica, pero muy pocas veces la informacin

extrada en proceso es eficaz esto debido a que contiene contaminacin por ruido, Ruido

aleatorio que afecta negativamente el anlisis de datos ssmicos y debe ser eliminado

antes del procesamiento de datos y la interpretacin.

Un dominio conveniente llamado tiempo-frecuencia es usado en aplicaciones de

exploracin ssmica Transformada de Gabor Optima, basa en la propiedad de rotacin de

tiempo-frecuencia de la Transformada de Fourier Fraccionaria, esto conlleva a una

descomposicin del espectro de la seal ssmica. Los resultados muestran que las

descomposiciones de frecuencia instantnea obtenidos en el dominio de tiempo-

frecuencia son superiores a los obtenidos por el dominio tradicional.

El esquema que se propone es basado en la Transformada de Fourier Fraccionaria en el

dominio tiempo-frecuencia para la eliminacin del ruido. En el esquema se hace uso de un

algoritmo de descomposicin de la seal basada en la Transformada de Fourier, esta se

utiliza para descomponer las seales ssmicas recibidas en una combinacin lineal de

componentes de la seal en el dominio de la Transformada de Fourier Fraccionaria, en

este dominio la seal se separa en dos: componentes de la seal y componentes de ruido,

con esto se logra eliminar las componentes de ruido y dejar solo las componentes de la

seal. Tambin existe una Transformada Fourier Fraccionaria inversa que al aplicar a las

seales separadas recupera la seal original.

Haciendo uso de la Transformacin de Fourier Fraccionaria se puede separar una seal en

un dominio (Dominio temporal t) o en dos dimensiones (Dominio [a,b]) donde la

dimensin a se llama el orden fraccional, es el dominio fraccional, mientras que la

segunda dimensin b tiene un significado diferente, Por lo tanto, la Transformada de

Fourier Fraccionaria aade un grado extra de libertad en el procesamiento de la seal, y

por lo tanto existe la posibilidad de que las seales y el ruido-interferencia pueden ser

separados en los dominios [a, b]

Como una herramienta de transformacin, se emplea la representacin Gabor para

estimar la respuesta de amplitud mxima en el dominio de la Transformada Fraccional.

Los resultados analticos y de simulacin muestran que la eliminacin del ruido propuesta

que es basada en el Transformada de Fourier Fraccionaria es un mtodo alternativo para

llevar a cabo la relacin de seal-alto ruido (SNR) en la ejecucin de las seales ssmicas.

La aplicacin de la Transformada de Fourier Fraccionaria para el filtrado de la seal

ssmica se puede identificar en tres casos: Ricker wavelet, el segundo es la seal a partir

del modelo de convolucion y el tercero son los datos de las mediciones. Para este caso

solo consideraremos el modelo de convolucion.

Figura 1. Seal ssmica simulada con el modelo de convolucin y los resultados de la filtracin Butterworth en el

dominio de tiempo [2]

Este artculo se describe de la siguiente manera. Los fundamentos de la Transformada de

Fourier Fraccionaria, en la siguiente seccin se presentan el mtodo para eliminar el ruido

e interferencias. En la seccin 4, el rendimiento del esquema propuesto se presenta con

aplicaciones a diversas seales ssmicas simuladas y la medicin datos. Finalmente las

conclusiones.

CONCLUSIONES

Con el fin de eliminar los ruidos e interferencias en las seales ssmicas, se propone un nuevo esquema basado en la Transformacin de Fourier Fraccionaria en el dominio tiempo-frecuencia.

Al llevar a cabo el algoritmo de eliminacin de contaminacin en la seal, lo primero que se trato fue recuperar los ruidos e interferencias como seales, antes de eliminarlos directamente. Al hacerlo, la energa de la seal ssmica puede alcanzar el pico en el dominio fraccional, donde el orden fraccional, correspondiente al pico de energa, se elige para su uso posterior en la segunda etapa que implica para recuperar la seal ssmica.

En el segundo paso, el orden elegido en el primer paso se utiliza para calcular la Transformada de Fourier Fraccionaria de las seales ssmicas recibidas mezclados con los ruidos e interferencias. Al hacerlo, los ruidos e interferencias pueden ser recuperados y se pueden restar directamente de las seales mixtas.

Los resultados muestran que el mtodo propuesto puede eliminar los ruidos e interferencias y mejorar las SNR (relacin de seal-alto ruido) de las seales ssmicas antes de eliminar directamente.

Transformada de Fourier Fraccionaria En La Atenuacin Del Ruido

Coherente. [3]

RESUMEN

En este trabajo se presenta una de las ventajas que tiene la Transformacin de Fourier

Fraccionaria que es su propiedad de multidominio y es usado para separar eventos

hiperblicos espacialmente coherentes de eventos lineales con un mayor nivel de

precisin.

Una ventaja importante de la Transformada de Fourier Fraccionaria, es que las seales

pueden representarse en mltiples dominios, incluyendo el tiempo y la frecuencia. Esto le

da un grado extra de libertad en el procesamiento de datos en el que la Transformada de

Fourier tradicional se utiliza. Una de las grandes diferencias entre la Transformada de

Fourier Tradicional y la Transformada de Fourier Fraccionaria es que el kernel de la

tradicional es un conjunto complejo de funciones sinusoidales complejas en cambio el de

la fraccionaria es un conjunto de funciones de chirrido lineales.

INTRODUCCION

La limitacin de la representacin de dominio de frecuencia surge del hecho de que si

tanto la seal y el ruido se superpone en la misma banda de frecuencia, entonces su

separacin el uno del otro se vuelve difcil, si no imposible. En ese escenario, la

Transformada de Fourier Fraccionaria puede ser til en la separacin de la seal y la

atenuacin del ruido teniendo en cuenta su capacidad para representar seales en

cualquier dominio en el dominio de tiempo-frecuencia dentro de la gama de la orden

fraccional. Se pretende utilizar un shot-gather sinttico como un ejemplo de la separacin

de eventos hiperblicos de eventos lineales usando dos formulaciones diferentes de

orden fraccional. Finalmente, se expresamos la Transformada de Fourier Fraccionaria

como la unin de dos operadores adjuntos, que se utiliza para configurar el filtrado de

Transformada de Fourier Fraccionaria como un problema inverso.

Figura 2. Magnitudes de la Transformada de Fourier Fraccionaria y Filtro de la Transformada de Fourier Fraccionaria

para diferentes realizaciones. [3]

CONCLUSIONES

El ejemplo que se presenta de shotgather sinttico muestra la eficacia de la

Transformada de Fourier Fraccionaria en la atenuacin de ruido coherente y la

separacin de los eventos ssmicos tiles.

La determinacin de un conjunto de rdenes fraccionarios ptimos para una

aplicacin en particular es la clave en el uso de Transformada de Fourier

Fraccionaria sobre la Trasformada de Fourier tradicional.

REFERENCIAS

[1] Marcelo D. Roizman (2012). Reduccin de ruido pre-stack trabajando con vectores de

offset comn, 1. Premio del Simposio de Geofsica del VIII. Congreso de Exploracin y

Desarrollo de Hidrocarburos (Mar del Plata, noviembre de 2011).

[2] Zhai, M. Y. (2014). Seismic data denoising based on the fractional Fourier

transformation. Journal of Applied Geophysics, 109, 62-70.

[3] K. H. Miah Y M. D. Sacchi (2011). Fractional Fourier Transform in Coherent Noise

Attenuation. AAPG Search and Discovery Article #90173 CSPG/CSEG/CWLS GeoConvention

2011, Calgary, Alberta, Canada, May 9-11, 2011

Eduv Fabin Chacn Hurtado Semillero de Geofsica