????《中國(guó)科學(xué)報(bào)》從中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量院了解到，該院計(jì)算與勘探地球物理研究中心團(tuán)隊(duì)在分布式聲波傳感(DAS)垂直地震勘探(VSP)數(shù)據(jù)多源噪聲高精度壓制方面取得新進(jìn)展。針對(duì)DAS-VSP數(shù)據(jù)受大量隨機(jī)噪聲及相干耦合噪聲污染問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于指數(shù)衰減曲線約束經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EDCC-EMD)的頻率域監(jiān)督去噪網(wǎng)絡(luò)模型。

????該方法顯著提高了DAS-VSP數(shù)據(jù)的信噪比，并成功恢復(fù)深層被掩蓋的微弱信號(hào)，攻克了低信噪比數(shù)據(jù)導(dǎo)致的反演難題，為高精度地下結(jié)構(gòu)成像提供了可靠的技術(shù)保障。近日，相關(guān)研究成果已發(fā)表在《石油科學(xué)》上，并作為重點(diǎn)論文推介。

????DAS技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，已成為地震勘探領(lǐng)域的一項(xiàng)重要突破，尤其在VSP應(yīng)用中展現(xiàn)出廣闊前景。然而，實(shí)際采集的DAS-VSP數(shù)據(jù)往往受到強(qiáng)相干耦合噪聲與隨機(jī)噪聲的嚴(yán)重干擾，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量與地下結(jié)構(gòu)成像精度造成顯著影響。目前基于深度學(xué)習(xí)的去噪方法大多依賴于傳統(tǒng)去噪技術(shù)所生成的噪聲標(biāo)簽，難以準(zhǔn)確適配DAS數(shù)據(jù)特有的噪聲特性，制約了其在實(shí)際油氣勘探中的應(yīng)用效果。

????為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了一種基于指數(shù)衰減曲線約束經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EDCC-EMD)的監(jiān)督去噪網(wǎng)絡(luò)。該方法首先利用傳統(tǒng)EMD從實(shí)際DAS-VSP數(shù)據(jù)中提取初始噪聲分量，進(jìn)而對(duì)該分量進(jìn)行二次EMD分解，得到一系列本征模態(tài)函數(shù)(IMFs)。通過(guò)分析各階IMF與初始噪聲之間的相關(guān)系數(shù)，并引入指數(shù)衰減曲線(EDC)作為約束條件，實(shí)現(xiàn)了更為純凈的噪聲成分提取。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的噪聲標(biāo)簽顯著提升了去噪網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練質(zhì)量與泛化性能。

????值得關(guān)注的是，現(xiàn)有方法多集中于時(shí)域特征分析，往往忽略了頻域信息中所蘊(yùn)含的關(guān)鍵區(qū)分特征。本研究創(chuàng)新性地將頻域數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練輸入，充分利用噪聲與有效信號(hào)在頻域中更為明顯的可分性，大幅提升了網(wǎng)絡(luò)在噪聲-信號(hào)分離任務(wù)中的學(xué)習(xí)效率與去噪性能，為DAS-VSP數(shù)據(jù)的高精度處理提供了新的技術(shù)路徑。

????研究結(jié)果表明，研究團(tuán)隊(duì)所提出的方法展現(xiàn)出優(yōu)越的去噪性能。在實(shí)際深層弱信號(hào)DAS-VSP數(shù)據(jù)測(cè)試中，該方法顯著提升了信噪比，增幅高達(dá)22.9 dB，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)去噪方法(如EMD、FK)以及經(jīng)典的時(shí)域U-net噪聲壓制方法。本方法在噪聲壓制與信號(hào)保真兩方面均表現(xiàn)更佳，并能有效校正受噪聲污染導(dǎo)致的相位畸變，充分證明了其在DAS-VSP數(shù)據(jù)處理中的先進(jìn)性與實(shí)用價(jià)值。

????該方法攻克了低信噪比數(shù)據(jù)導(dǎo)致的反演難題，通用性強(qiáng)，有望直接應(yīng)用于常規(guī)檢波器地震數(shù)據(jù)及地震臺(tái)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等多種場(chǎng)景，展現(xiàn)出較為廣闊的行業(yè)應(yīng)用前景，為高精度地下結(jié)構(gòu)成像提供了可靠的技術(shù)保障。

????精密測(cè)量院為這一研究成果的第一完成單位，青年副研究員唐歡歡為文章第一作者，研究員毛偉建為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目資助。

????論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.petsci.2025.03.006