弯曲波衰减的制作方法

专利名称：弯曲波衰减的制作方法
技术领域：
本申请主要涉及地震勘测，具体涉及用于获取和处理地球物理信 息的方法和设备。
背景技术：
在油气勘探工业中，通常使用地球物理工具和技术以便识别具有 潜在碳水沉积物的地下结构。这些工具和技术中的许多利用地震波形 式的能量来确定地下的特性，通常将利用地震波的技术通常称做地震 勘探。在很多情况下，地震勘探用于通过记录能量被传递进入地面并 从地质构成反射和折射之后的振动形式的能量来产生地下结构的图 像。
在地震勘探中，地震波穿过地面，由地下的岩石反射。不同岩石 间的边界经常反射地震波，与这些地震波相关的信息被收集并处理， 从而产生地下的表征或"图像"。许多勘探系统可以用于收集期望的信 息，以用于处理。炸药爆炸、汽车振动、气枪等可以用来产生地震波， 并且诸如速度检波器、加速度计和/或水听器之类的传感器可以成行布 置，或者是水听器的话可以被拖拽，以用于测量地震源产生、由岩石 边界反射的、然后返回至所部署的传感器的波的幅度。
被称作地震测线的二维图像实质上是地面与一列诸如地震检波
器之类的传感器平行的截面图。也可以将信息收集为被称作3-D地震 体的地震测线的交叉网。
为了获得地下图像，现今的地震预测通常导致要处理非常巨大数 量的信息。代表所获得的地震信息的信号形式的信息常常包括额外噪 声信号，这样就常常需要处理这些信息以便得到更理想的地震信息。 移除信号的噪声部分能够简化对期望的地震信息的处理。

发明内容
为了提供对本申请的至少一些方面的基本理解，下面对本申请的 一些方面进行大体总结。该总结不是对本申请的广泛综述。该总结并 不旨在确定本申请的关键或重要要素，或者描绘权利要求的范围。下 面的总结仅仅以一般形式呈现本申请的一些概念，作为下面更详细说 明的开头。
本申请公开了一种用于衰减某些地震信息中的不期望的弯曲波 信息的方法和设备。衰减弯曲波包括使用信息处理装置的接口来接收 地震信息，该地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴 运动传感器所获取的多个方向分量，该地震信息包括期望的地震信息 和弯曲波信息。可以利用信息处理装置使用地震信息的多个方向分量 中的至少一个来产生弯曲波信息的噪声模型。使用自适应校正滤波器 来改善该噪声模型，并将改善的噪声模型施加到接收的地震信息的至 少一个方向分量上，以衰减地震信息中的弯曲波信息波。
另一方面，本申请公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算 机可执行指令，在使用计算机执行该计算机可执行指令时，该计算机 可执行指令实施用于衰减地震信息中的弯曲波信息的方法，该方法包 括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具有通过使 用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分 量，该地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息。可以利用信息处 理装置使用地震信息的多个方向分量中的至少一个来产生弯曲波信息 的噪声模型。使用自适应校正滤波器来改善该噪声模型，并将改善的 噪声模型施加到接收的地震信息的至少一个方向分量上，以衰减地震 信息中的弯曲波信息。


为了详细理解本申请，应结合附图参考下列对一些非限定性实施 例的详细说明，在附图中，用相同的附图标记表示相似的元件，在附 图中
图1是产生用于对地面的地下结构进行成像的地球物理信息的地 震勘探系统的非限定性示例；图2是用于衰减地震信息中的弯曲波信息的地球物理信息处理方
法的非限定性示例；
图3示意了用于衰减地震信息中的弯曲波信息的地球物理信息处 理方法的另一个非限定性示例；以及
图4示意了用于实施一些所公开的用于衰减地震信息中的弯曲波 信息的方法的系统的非限定性示例。
具体实施例方式
本申请的部分，说明书以及权利要求可以按照典型地被编码在多 种介质上的逻辑、软件或者软件实现的方面来呈现，这里的多种介质 包括计算机可读介质、机器可读介质、程序存储介质或者计算机程序 产品，但不局限于此。这种介质可以通过信息处理装置来处理、读取、 感测和/或解释。本领域技术人员将理解，这种介质可以采取多种形式， 例如卡、磁带、磁盘(例如，软盘或硬盘驱动器)和光盘(例如，高 密度磁盘只读存储器("CD-ROM")或者数字通用(或视频)光盘 ("DVD"))。这里所公开的任何实施例仅用于示意，而非限定本申请 或权利要求的范围。
本公开使用术语，术语的含义会有助于理解这里的讨论。例如， 上面提到的术语信息处理装置在这里指的是任何发送、接收、操作、 转换、计算、调制、变换、承载、存储或以其它方式利用信息的装置。 在本申请的一些非限定性方面，信息处理装置包括执行用于实施各种 方法的程序指令的计算机。
这里的地球物理信息指的是与地质体的位置、形状、范围、深度、 含量、类型、特性和/或数量有关的信息。地球物理信息包括海上和陆 地地震信息，但不局限于此。这里的地震信息包括下列模拟信号、数 字信号、记录数据、数据结构，数据库信息、以及与地表地质学、源 类型、源位置、接收器位置、接收器类型、源激活时间、源持续时间， 源频率、能量幅度、能量相位、能量频率、波加速度、波速度和/或波 方向有关的参数中的一个或多个或任意组合。
地球物理信息可以用于多种目的。在一些情况中，诸如地震信息 之类的地球物理信息可以用于产生地下结构的图像，这里的成像包括地下结构的任意表征，其包括地下结构的图形表征、数学或数字表征、 条形图或任何其它过程输出表征，但不局限于此。
图1是产生用于对地面的地下结构进行成像的地球物理信息的地 震勘探系统100的非限定性示例，该信息可用于这里描述的方法。系
统100包括与地震获取台阵110通信的中央控制器/记录器102,地震 获取台阵110通常铺展在水体116上面的冰114上。水体116覆盖可 包括沉降层的感兴趣的介质118。感兴趣的介质118传送地震源106 所产生的地震波120。地震获取台阵110包括隔开的传感器站108，每 一个传感器站可以包括多个传感器112。地震源106将声波能量以地 震波120的形式传入地面以及感兴趣的介质118，并且所述能量在诸 如那些在地表地下结构中发现的边界处反射和折射后在传感器112被 接收。
在一些方面，台阵110可以采用如图所示的在中央控制器/记录器 处采用天线104以接收地球物理信息的无线技术，来与中央控制器/ 记录器102通信。在其它非限定性实施例中，台阵可以利用未示出的 电导线电缆在传感器站108之间传送地球物理信息，以及至/自记录器 站102传送地球物理信息。
继续图1中的示例，传感器112可以包括几个用于测量地球物理 信息的传感器。传感器112可包括3分量传感器，用于获得被称为3C 地震的3分量能量。传感器112可以包括诸如加速度计和/或速度检波 器之类的运动传感器，以在传感器站捕获地震信息。在一个示例中， 可以使用3分量数字加速度计来在传感器站收集数字形式的加速度信 息。在另一示例中，可以使用3分量速度检波器。在使用3分量加速 度计和/或3分量速度检波器时，可以使用处理技术来将加速度和/或 速度信息转换至期望的单元，以进一步处理。
可以使用其它传感器来收集在实施地球勘探中有用的额外地球 物理信息。另外的传感器的非限定性示例包括麦克风、水中地震检波 压力传感器、地磁仪、全球定位系统、计时装置或任何在获取地球物 理信息中有用的传感器的组合。
在一个非限定性示例中，收集的地震信息包括P波信息、S波信 息、压力信息、温度、计时信息、炮点(shot)信息，位置信息和方
9位信息中的任意一个或组合。本领域技术人员也会理解本申请包括处 理所谓的全波地震信息。
地球物理信息可包括记录的地震信息，该地震信息既包含期望的 信号也包含不期望的信号或噪声，其中各个都是使用地震传感器记录 的。 一些噪声信号是依赖于介质的能量波，并且具有取决于波介质是 陆地、水或冰的唯一特性。
当利用地震源激励水上的一层冰时，产生被称作弯曲波的、在表 面传播的强波。这些波的确切性质是由冰的厚度以及它下面水的深度 确定的。弯曲波不同于有时也被称作地滚波的陆地介质的瑞利波。瑞 利地滚波具有相对独立于其频率的传播速度。另一方面，弯曲波是强 烈地倒转频散的，这是因为高频率的弯曲波传播的比低频率的弯曲波 快。这两种类型的表面波在表面介质上具有比正常的压缩波或P波慢 得多的传播速度。瑞利波与弯曲波不同的一个原因是水层不支持横波 传播。
像地滚波一样，冰上的弯曲波呈现出波传播的双重模式。弯曲波 以同步方式借助压縮P波和横波或S波传播。沿着传播方向(纵测线
(in-line)水平)观察到P波，而垂直运动由S波产生。所产生的表 面微粒运动通过具有卯度相位关系的垂直和水平位移分量的椭圆轨 道来描述。
本申请公开了用于衰减地球物理信息中的噪声的设备和方法。在 一些非限定性示例中，噪声采取冰片中产生的弯曲波的形式，其中冰 片漂浮在感兴趣的地带上面的水体上。
弯曲波可以利用多种方式来直接抑制。在一些情况下，采用诸如
振动器之类的垂直偏振源代替诸如炸药之类的脉冲非偏振源减少了水
平传播的压缩波，由此减少弯曲波自身。振动器阵列的使用，可以定
向地消除残余的水平振动形式，从而减少弯曲波。在另一个示例中，
可以用冰锯来切开，以产生一个冰缺口。冰缺口提供了声障碍，以阻 止弯曲波向冰缺口垂直传播。
使用冰下水中或具体在水底上的源将会减少或消除在源上冰片 中的弯曲波，这是因为横波不能通过水体由源传播至冰。因此，冰片 球面压縮波前从下面射出冰片，这样冰中没有激励出合适的横波以引起弯曲波。上面的直接抑制方法可能留下一些用于记录的噪声，可能 会付出抑制的代价或它们的实现对于某些冰片区可能是不切实际的。 因此，除了或代替上述的直接抑制技术，下面的讨论会提出用于衰减 记录在冰片区域中的弯曲噪声波的处理方法和装置。
由于噪声的倒转频散特性而导致的不稳定性，从冰上所获得的地 球物理信息中移除弯曲波更具有挑战性。这里所公开的方法利用了自 适应滤波示例来估计来自所观测的信号S'中的期望的信号S，其中， 观测的信号S'包括与噪声N的结合的期望的信号S。在大多数情况下， 期望的信号S包括在地下结构的成像中有用的地震信息。
下面关于图2和3描述的几个实施例使用符号表示用于噪声移除 的信号和处理分量。表示为CJ的时变信号与偏移距离x和时间t相关， 例如O(X,t)。当处理多分量信号时，CJ因此需要用于每一个分量X (水
平)、y (水平)和z(垂直)的更多符号。为了简化起见，我们将在(J(x,t) 中使用x作为通常的偏移量的空间维度，使用函数符号S和S'表示这 些信号。所获取的或所观测的多分量地震信号S'包括期望的或真实的 地震信号S，信号S掺杂有多分量不期望的信号或噪声N。多分量信 号S包括垂直分量V，垂直分量V包括地震信息。期望的垂直信号可 以由Sv表示，垂直信号中的噪声可以由Nv表示。所获取的垂直信号 可以是原始信号，这意味着没有或很少进行预处理或滤波。等式l表 示所获取的信号的垂直分量。
V = Sv + Nv 等式1
所获取的多分量信号S的水平分量可以包括横测线(cross-line) Hx分量、纵测线Hj分量和径向！^分量，其可以利用能量到达信息计 算。信号的横测线分量Hx垂直于弯曲波传播方向，纵测线Hj分量平 行于传播方向。因此，理论上，主要噪声将在H分量上。在某些情况 下，弯曲波可以包括使得噪声呈现改变的传播方向的反射，以及其中， 三分量传感器包括水平传感器，在某些情况下可以利用使得传播方向 和到达角度可以有角度地从Hi偏移的方式来定向传感器。在这种情况 下，可以代替或结合Hx和Hi来计算和使用径向水平分量Hr。
ii主要方位角噪声的到达角由0表示。附加噪声的模型或近似由N'
表示，以使得N'-N。频限滤波处理由B (N，)表示。用于主信号cj 的频散移除过程可以由D (cj)表示，以及用于模型N'的频散移除过 程可以由D (N')表示。可以对S信号的分量进行旋转。在旋转频限 模型N'的情况下，水平分量相位旋转过程可以由H (B (N'))表示， 或者在旋转频限模型N'的情况下，水平分量相位旋转过程可以由H(B (D (N')))表示。相位旋转可以包括任何有用的旋转角。在这里的 一些示例中，相位旋转是90。。因此，频散还原过程可以由D" (cj)、 DD" (N，)或D" (B (D (N，)))表示。
滤波过程F (N')表示用于改善真实噪声N的噪声模型N'的近似 的滤波器。在本申请的一些方面，滤波过程F (N，)是自适应过程， 可以包括一个或多个用于改善N'的迭代。由N"表示的改善的噪声模 型更加能够代表真实噪声N。等式2示出了N、 N'和N"之间的关系。
N-N" = F(N，) 等式2
因此，使用改善的噪声模型产生了由等式3表示的近似降噪信号
S-V—N"=(S+N) —F(N，) 等式3 关于垂直信号分量Sv，可以如等式4所示地修改等式3。 Sv-V—N" v-(S，v+Nv) —F(N，v) 等式4
根据本申请的自适应滤波可以用于确定F(N')。在一个示例中， F(N')可以通过定义一个最小二乘问题而确定，从而得到最近似的解。 己知这组解最小化特定误差的平方和。在一些示例中，可以使用其它 己知的数据处理来确定F(N，)。
图2示出了用于衰减地震信息中的弯曲波信息的地球物理信息处 理方法200的非限定性示例。在一个示例中，方法200可以用于处理原始共炮点道集(common shot gather),以移除弯曲噪声。
接收利用上述如图1所示的系统100所收集的地球物理信息，用 于过程200。在一些实施例中，该信息可以被输入下面描述的如图4 所示的信息处理装置，或被其接收。在一个示例中，所接收的地球物 理信息包括与垂直方向分量V、横测线水平分量Hx及纵测线水平Hi 信息有关的多分量地震信息。在某些实施例中，可以接收Hr,用于处 理。
图2中的示例性方法还包括模型化204弯曲波信息N'。可以采用 自适应校正滤波器F(N，)来改善206弯曲波信息模型N'，以产生改善 的模型N"。然后，可以将改善的模型N"施加到地震信息，以消除地 震信息中的弯曲波信息。
图3示出了用于衰减地震信息中的弯曲波信息的地球物理信息处 理方法300的另一非限定性示例。方法300包括一些与上述如图2所 示的处理相似的处理，添加了附加滤波。现在继续图3，接收302利 用上述如图1所示的系统IOO收集的地球物理信息，以用于处理。在 一些实施例中，信息可以被输入至下面描述的如图4所示的信息处理 装置或由其接收。在一个示例中，接收的地球物理信息包括与垂直方 向分量V、横测线水平分量Hx以及纵测线水平Hi信息相关的多分量 地震信息。在另一个示例中，接收的地球物理信息包括与垂直方向分 量V和水平径向分量^相关的多分量地震信息。在一个非限定性方 面，可以利用横测线水平分量Hx和纵测线水平Hi的信息来估计水平 径向分量Hr。如上所述，接收的信息可以包括一些时变信息的分量， 或者cj(x,t"(V， Hi, Hx， &等}。在某些情况下，接收的信息可以包 括处理过的信号cy，例如cj(x,t"(D(cj)， B(cj)等〉。
可选地，方法300可以包括利用用于移除频散信息的频散校正过 程D(cj)来移除302弯曲波频散。在一个示例中，频散校正过程D(cj) 可以包括局部直接扭曲时间轴。在另一个非限定性示例中，频散校正 过程D(cj)可以包括通过频谱相移压缩噪声小波。这些具体示例仅仅为 了示意，并且无需进一步讨论就可以使用其它频散校正过程D(cj)。这
些其它频散校正过程落入本申请的范围内。在每一种情况下，可以将 频散过程D施加到模型化的噪声(N')。
13方法300还包括通过使用频限过程B(N')将垂直和水平信息频限 至噪声带宽来模型化306弯曲噪声N'。在一个示例中，V、 Hx和Hi 中的每一个都是独立频限的。在另一个示例中，V和Hr是分别频限的。 频限的频率范围可以是限制地震信息以用于模型化弯曲噪声的任何有 用的范围。在一个示例中，频限过程B(N，)包括一维(1D)傅立叶滤 波技术，例如仅仅频率。在另一个示例中，频限过程B(N')包括2维 (2D)傅立叶滤波技术，例如频率波数(FK)。在另一个非限定性示 例中，频限过程B(N')包括使用Tau-P或径向轨迹滤波方法。在另一 个非限定性示例中，频限过程B(N')包括将方向分量V、 Hx、 Hi和/或 Hr中的每一个频限至大约5-30Hz的非频散噪声带宽。
方法300还可以包括通过相位旋转过程H(B(N，))或H(B(D(N'))) 来将滤波过的水平分量旋转卯° 308。在一个示例中，相位旋转过程 H(B)包括使用离散希尔伯特变换。
方法300还可以包括自适应确定310校正滤波器F(N')，该滤波 器用于使用来自水平分量Hx、Hj或H的噪声模型数据以改善模型N'。 在一个示例中，噪声模型数据可以主要基于纵测线水平分量Hi。在另 一个示例中，噪声模型数据可以基于由纵测线和横测线水平分量Hi 和Hx计算出的径向分量Hr。可以使用接收到的地震波的到达角①的 方向来计算Ii。在另一个示例中，噪声模型数据可以基于多分量自适 应过程中的Hi及Hx二者。
方法300还可以包括近似S。在垂直信息的情况下，Sv，是通过 从垂直(原始)分量V 312中减去滤波过的或改善的噪声模型N"的 降噪过的垂直S'。当可选地执行频散移除D(N')时，可以利用D—1 (B (d (N')))对降噪的垂直分量执行反转时间扭曲或相位变换314。
可以通过使用一个或多个程序并利用上面所讨论的原理的计算 机系统来实现上述如图2和3所示的方法。任何可用的记录的地震信 息可用于该方法，其中，地震信息是利用多分量传感器收集的。所使 用的传感器可以是诸如上述如图1所示的传感器112之类的3分量 (3C)传感器，以便能够获取表面位移的垂直、径向水平、纵测线水 平和横测线水平分量。
可以仅仅通过所公开的处理方法处理原始炮点道集或轨迹，来执行对来自垂直地震信息分量的弯曲波噪声的衰减或移除。在一个方面， 使用3分量传感器来独立执行冰上地震信息的获取。在一个示例中， 在接收利用非脉冲地震源所产生的地震能量的接收机处，收集在所述 方法中使用的原始共炮点道集。
借助于本公开，本领域技术人员将会认识到，利用所公开的对于 多分量地震信息的自适应滤波，不一定需要消除噪声的频散特性，该 自适应滤波使用水平信息作为破坏垂直分量的弯曲波的噪声模型。因 此，频散的减少进一步增强了噪声移除过程，促进了自适应滤波过程， 并且有助于该过程的整体有效性。
图4示出了信息处理系统400的非限定性示例，其可以用于执行 这里所公开的方法。地球物理信息可以由上述如图1中所示的系统ioo 收集。在一些非限定性示例中，系统400可以包括如图4所示的分量 的一个或多个或其任意组合。在一个示例中，系统400可以包括一个 或多个诸如计算机和存储装置402之类的处理装置。计算机可以从许 多有用的计算机装置中选择，这些装置的示例包括笔记本电脑404、 台式计算机406、大型主机408等，但不局限于此。在笔记本型的情 况下，处理单元不需要包括用户接口装置。然而，在适当的情况下， 电脑404可以包括显示器、键盘和/或其它输入/输出装置，例如打印 机/绘图机、鼠标、触摸屏、音频输出和输入或其它任何合适的用户接 □。
计算机404、 406和408可以经由任何公知的接口与存储装置402 通信。用于将信息输入至计算机404、 406和408的信息处理装置接口 412可以是任何可接受的接口。例如，该接口可以包括网络接口 410 的使用。
存储装置402可以是具有计算机可读介质的任何有用的存储装 置。用于执行所公开的方法的指令可以存储在计算机404、 406和408 中的可读介质上，或者可以存储在外部存储装置402上。
上面己经描述了本申请的某些方面，本领域技术人员将会理解某 些特定的实施例在确定地面的地下结构的特性中是有用的。
在一个特定实施例中，用于衰减地震信息中的弯曲波信息的方法 包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分 量，该地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息。可以利用信息处 理装置使用地震信息的多个方向分量中的至少一个来产生弯曲波信息 的噪声模型。使用自适应校正滤波器来改善噪声模型，并将改善后的 噪声模型施加到接收的地震信息的至少一个方向分量上，以衰减地震 信息中的弯曲波信息波。
在一些特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息的 方法包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具有 多个方向分量，其中所述多个方向分量包括垂直分量V、横测线水平 方向分量Hx、纵测线水平方向分量Hi和/或水平径向分量KU模型化
可以包括使用Hx、 Hi和/或Hp
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息 的方法包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具 有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个 方向分量，其中，记录该地震信息的多轴运动传感器包括速度传感器， 以及该地震信息包括速度信息。记录地震信息的多轴运动传感器可以 是加速度传感器，以及该地震信息包括加速度信息。多轴运动传感器 可以是包括三个正交数字加速度计的加速度传感器。
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波或噪
声信息的方法包括使用带通滤波器来将多个分量的每一个中的地震信
息限定到包含噪声的频带。在一个实施例中，包含噪声的频带具有大
约5Hz至大约30Hz的频率范围。该带通滤波器可以包括1D频率滤
波器、2D FK滤波器、Tau-P滤波器以及径向轨迹滤波器中的至少一 个。
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息 的方法包括使用频散校正来移除地震信息中的弯曲波频散。移除地震 信息中的弯曲波频散可以通过局部扭曲时间轴和/或通过使用频谱相 移压缩噪声小波来实现。在一些实施例中，在将改善的模型施加到地 震信息之后，移除了频散校正。
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息 的方法包括旋转多个方向分量中的至少一个的相位。其中，所述多个
16方向分量中的至少一个包括水平分量， 一个实施例可以包括将水平分 量的相位旋转90度。
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息
的方法包括通过从地震信息的垂直方向分量中减去改善的模型，将 改善的噪声模型施加至接收的地震信息中的至少一个方向分量。
在又一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息 的设备包括信息处理装置。信息处理装置的接口接收用于在信息处理 装置中处理的地震信息。该地震信息可以具有通过使用与漂浮在水体 上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分量，该地震信息包 括弯曲波信息。该信息处理装置使用地震信息的多个方向分量中的至 少一个产生弯曲波信息的噪声模型，并使用自适应校正滤波器来改善 噪声模型。该信息处理装置将改善的噪声模型施加至接收到的地震信
息中的至少一个方向分量，以衰减地震信息中的弯曲波信息波。
在一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息的 设备包括信息处理装置的接口，接收用于在信息处理装置中处理的地 震信息。该地震信息可以具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多 轴运动传感器所获取的多个方向分量。记录地震信息的多轴运动传感 器可以包括速度传感器，并且该地震信息包括速度信息，该多轴运动 传感器可以包括加速度传感器，并且地震信息包括加速度信息。在一 个实施例中，该多轴运动传感器可以包括具有三个正交数字加速度计 的加速度传感器。
在另一个特定实施例中， 一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息 的方法包括利用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具 有垂直方向分量和至少一个水平分量，该垂直方向分量和至少一个水 平方向分量是使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器获取 的。该地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息。该实施例包括-通过利用信息处理装置实现带通滤波器，来至少部分地对垂直方向分 量和至少一个水平分量中的每一个进行频限，以提供频限的垂直方向 分量和频限的水平方向分量，来产生弯曲波信息的噪声模型。将频限 的水平方向分量的相位旋转90度。利用自适应校正滤波器，使用旋转 的频限的水平方向分量来改善噪声模型。从频限的垂直方向分量中减去改善的噪声模型，以衰减地震信息的频限的垂直方向分量中的弯曲 波信息波。
在另一个特定实施例中，公开了一种计算机可读介质，其上存储 有计算机可执行指令，当使用计算机执行该计算机可读指令时，该计 算机可读指令实施包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息的方 法，该地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传 感器所获取的多个方向分量，该地震信息包括期望的地震信息和弯曲 波信息。该指令包括用于利用信息处理装置使用地震信息的多个方向 分量中的至少一个来产生弯曲波信息的噪声模型的指令。在本特定实 施例中，该指令还包括使用自适应校正滤波器来改善噪声模型，并将 改善的噪声模型施加至接收的地震信息的至少一个方向分量，以衰减 地震信息中的弯曲波信息波。
本申请是示意性的，而非限定权利要求的范围和性质。在研究了 本公开后，很多修改和变型对于本领域技术人员而言将会变得显而易 见，包括这里所描述的元件的等价功能和/或结构替换的应用、这里所 描述的连接的等价功能的连接的应用、和/或这里所描述的动作的等价 功能动作的应用。这样的非实质性的变化将被认为落入权利要求的范 围内。
在一般概念和具体实施例的上述公开的基础上，通过这里附加的 权利要求限定了保护范围。所公开的权利要求并不是要将申请人的权 利限定于所公开的权利要求，也不是限定于经由包括那些依据美国和/ 或国际条约的法律提出的申请的一个或多个进一步申请的照字面意义 所要求的主题。
权利要求
1.一种用于衰减地震信息中的弯曲波信息的方法，该方法包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，所述地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分量，所述地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息；利用信息处理装置使用地震信息的所述多个方向分量中的至少一个来产生弯曲波信息的噪声模型；使用自适应校正滤波器改善噪声模型；以及将改善的噪声模型施加至接收的地震信息的至少一个方向分量，以衰减地震信息中的弯曲波信息。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个方向分量包括垂 直分量，所述垂直分量具有期望的地震信息和弯曲波信息，将改善的 噪声模型施加至所述垂直分量。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中地震信息的所述多个方向 分量包括纵测线分量，所述纵测线分量的方向与沿着冰的弯曲波传播 的方向平行，所述模型化包括使用所述纵测线分量。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中地震信息的所述多个方向 分量包括横测线分量，所述横测线分量的方向与沿着冰的弯曲波传播 的方向垂直，所述模型化包括使用所述横测线分量。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中地震信息的所述多个方向 分量包括纵测线分量和横测线分量，所述纵测线分量的方向与沿着冰 的弯曲波传播的方向平行，所述横测线分量的方向与沿着冰的弯曲波 传播的方向垂直，所述模型化包括使用所述纵测线分量和所述横测线 分量中的每一个。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中地震信息的所述多个方向 分量包括径向分量，所述径向分量的方向与沿着冰的弯曲波传播的方 向平行，所述模型化包括使用所述径向分量。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中记录地震信息的多轴运动 传感器包括速度传感器，以及所述地震信息包括速度信息。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中记录地震信息的多轴运动 传感器包括加速度传感器，以及所述地震信息包括加速度信息。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述加速度传感器包括三 个正交数字加速度计。
10. 根据权利要求1所述的方法，还包括使用带通滤波器来将所 述多个分量的每一个中的地震信息限制于包含有噪声的频带。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述包含有噪声的频带 具有约5Hz到约30Hz的频率范围。
12. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述带通滤波器包括1D 频率滤波器、2D FK滤波器、Tau-P滤波器和径向轨迹滤波器中的至 少一个。
13. 根据权利要求1所述的方法，还包括使用频散校正来移除地 震信息中的弯曲波频散。
14. 根据权利要求13所述的方法，还包括通过局部扭曲时间轴 来移除地震信息中的弯曲波频散。
15. 根据权利要求13所述的方法，还包括通过使用频谱相移压 縮噪声小波来移除地震信息中的弯曲波频散。
16. 根据权利要求IO所述的方法，还包括对所述多个方向分量 中的至少一个的相位进行旋转。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述多个方向分量上的 所述至少一个包括水平分量，所述方法还包括将所述水平分量的相位 旋转卯度。
18. 根据权利要求1所述的方法，其中将改善的噪声模型施加到 接收的地震信息的至少一个方向分量还包括从地震信息的垂直方向分 量中减去所述改善的模型。
19. 根据权利要求13所述的方法，还包括在将改善的模型施 加到地震信息之后，移除所述频散校正。
20. —种用于衰减地震信息中的弯曲波信息的设备，所述设备包括信息处理装置；以及信息处理装置的接口，接收用于在信息处理装置中处理的地震信息，所述地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运 动传感器所获取的多个方向分量，所述地震信息还包括弯曲波信息，其中，所述信息处理装置使用地震信息的所述多个方向分量中 的至少一个来产生弯曲波信息的噪声模型，并使用自适应校正滤波器 来改善所述噪声模型，所述信息处理装置将改善的噪声模型施加到接 收的地震信息的至少一个方向分量，以衰减地震信息中的弯曲波信息 波。
21. 根据权利要求20所述的设备，其中，记录地震信息的多轴 运动传感器包括速度传感器，以及所述地震信息包括速度信息。
22. 根据权利要求20所述的设备，其中，记录地震信息的多轴 运动传感器包括加速度传感器，以及所述地震信息包括加速度信息。
23. 根据权利要求22所述的设备，其中，所述加速度传感器包 括三个正交数字加速度计。
24. —种用于衰减地震信息中的弯曲波信息的方法，所述方法包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，所述地震信息具有 垂直方向分量和至少一个水平分量，所述垂直方向分量和所述至少一 个水平分量是通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器获 取的，所述地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息；通过利用信息处理装置实现带通滤波器，来至少部分地对所述 垂直方向分量和所述至少一个水平分量中的每一个进行频限，以提供 频限的垂直方向分量和频限的水平方向分量，来产生弯曲波信息的噪 声模型；将频限的水平方向分量的相位旋转90度；利用自适应校正滤波器，使用旋转的频限的水平方向分量来改 善噪声模型；以及从频限的垂直方向分量中减去改善的噪声模型，以衰减地震信 息的频限垂直方向分量中的弯曲波信息波。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中，所述至少一个水平分 量包括径向分量，所述径向分量的方向与沿着冰的弯曲波传播的方向 平行，所述模型化包括使用所述径向分量。
26. 根据权利要求24所述的方法，其中，记录地震信息的多轴 运动传感器包括加速度传感器，以及所述地震信息包括加速度信息。
27. 根据权利要求24所述的方法，其中，所述带通滤波器将所 述垂直方向分量和所述至少一个水平方向分量的每一个中的地震信息 限制到包含有噪声的频带。
28. 根据权利要求27所述的方法，其中，所述包含有噪声的频 带具有约5Hz到约30Hz的频率范围。
29. 根据权利要求27所述的方法，其中，所述带通滤波器包括 1D频率滤波器、2DFK滤波器、Tau-P滤波器和径向轨迹滤波器中的 至少一个。
30. 根据权利要求24所述的方法，还包括在实现带通滤波器 之前，使用频散校正来移除地震信息中的弯曲波频散，其中，移除弯 曲波频散包括局部扭曲时间轴和使用频谱相移压縮噪声小波中的至少 之一。
31. —种计算机可读介质，在其上存储有计算机可执行指令，当 使用计算机执行所述计算机可读指令时，所述计算机可读指令实施用于衰减地震信息中的弯曲波信息的方法，所述方法包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，所述地震信息具有 通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分量，所述地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息；利用信息处理装置，使用地震信息的所述多个方向分量中的至 少一个来产生弯曲波信息的噪声模型；使用自适应校正滤波器来改善噪声模型；以及 将改善的噪声模型施加到接收的地震信息的至少一个方向分 量，以衰减地震信息中的弯曲波信息波。
全文摘要
本发明公开了一种地震信息处理方法和设备，包括衰减地震信息中的弯曲波噪声信息。弯曲波信息移除包括使用信息处理装置的接口来接收地震信息，该地震信息具有通过使用与漂浮在水体上的冰连接的多轴运动传感器所获取的多个方向分量，该地震信息包括期望的地震信息和弯曲波信息。可以利用信息处理装置使用地震信息的多个方向分量中的至少一个来产生弯曲波信息的噪声模型。使用自适应校正滤波器来改善该噪声模型，并将改善的噪声模型施加到接收的地震信息的至少一个方向分量，以衰减地震信息中的弯曲波信息波。
文档编号G01V1/36GK101634715SQ200910173310
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月9日
发明者盖瑞·A·西顿, 西奥多·C·斯蒂格利茨 申请人:离子地球物理公司