从地震信号中去除偏移的方法
【专利说明】
[0001] 本分案申请是基于申请号为201310275108. 7,申请日为2013年7月3日，发明名 称为"从地震信号中去除偏移"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本公开内容一般地涉及使用被配置为传输数据的网络来执行地震勘测。
【背景技术】
[0003]地震勘测被执行用于测绘地下结构以识别并开发石油及天然气储层。地震勘测通 常被执行用于在油气田的开发（钻井）之前估计油气田的位置和储量，并且还用于在钻井 之后确定储层随时间的变化。在陆地上，地震勘测通过在选定的地理区域中部署地震传感 器（也称为地震接收器）的阵列来执行。这些阵列通常覆盖75-125平方公里或更大的地 理区域，并且包括30, 000-100, 000个地震传感器或者更多。传感器的数量不断增大。地震 传感器（例如，地音探测器（geophone)或加速度计）以网格的形式耦接于地面。在该地理 区域内选定的间隔开的位置使用诸如例如炸药包（例如，埋地炸药）或移动振动源之类的 能量源来产生或诱导出声波或信号（也称为声能）使其进入地下。所产生的进入地下的声 波由地下地层间断面（例如，由石油及天然气储层形成的间断面）反射回到地表。类似地， 地震勘测可以在海上使用为此类用途而修改的地震阵列来执行。反射由地震传感器（水音 探测器（hydrophone)、地音探测器等）在表面感测或检测。部署于地震传感器附近的场地 内的数据采集单元可以被配置为接收来自它们关联的地震传感器的信号，至少部分地处理 所收到的信号，并且将所处理的信号传输到远程单元（典型为布置于移动单元上的中央控 制或计算机单元）。中央单元通常控制数据采集单元的至少某些操作，并且可以处理从所有 数据采集单元处接收到的地震数据和/或将所处理的数据记录于数据存储设备上，用于进 一步处理。地震波的感测，处理及记录被称为地震数据采集。地下结构的二维和/或三维 映射（也称为"地震图像"）可以根据所记录的地震数据来生成。这些映射然后可以被用来 作出关于钻井位置、储层规模、生产层的深度的决策以及油气产量的估计。
[0004] 地震数据采集系统的公共体系结构是全部地震传感器的点到点线缆连接。典型 地，在阵列中的传感器的输出信号由与一个或多个传感器连接的数据采集单元收集、数字 化并沿电缆线路转发至高速骨干现场处理设备或现场盒（fieldbox)。高速骨干通常经由 点到点中继与其他现场盒一起连接至中央记录系统，在该中央记录系统所有数据都被记录 到存储介质（例如，磁带）上。地震数据可以记录于现场盒处以便以后检索，并且在某些情 况下，主导现场盒被用来通过无线链路（射频链路或"RF"链路）与中央记录系统通信。
[0005]地震数据采集系统通常包括模拟数字化电路以及在感测处理内进行数字化的传 感器。地震传感器会受到由环境和/或仪器条件的变化引起的不可预测的传感器响应变化 的影响。这些变化可以表现为相对于标称基准点的直流偏移。例如，这些电路的输出受随 温度改变的平均值的影响。在温度改变之后，或者在某些情况下，在部件老化之后，被视为 一个时间点处的零基准的电路的平均值将不一定用作适当的基准。进行中的平均信号值相 对参考值的变化在此被称为偏移。这样的偏移应当是相对信号足够小的，以致于不被注意 到。
[0006] 典型的地震仪器（例如，地震传感器）会引入被有效地添加到传感器的期望信号 的显著的直流偏移。去除直流偏移可以促进数据的处理和分析。
【发明内容】
[0007] 在各个方面中，本公开内容涉及用于执行地震勘测，包括传输地震数据的方法、系 统及设备。
[0008] 根据本公开内容的一种实施例包括一种用于执行地震勘测的系统。系统可以包 括：被配置为供应响应于来自地表的声能反射的信号的至少一个地震传感器；以及至少一 个处理器，被配置为：通过使用时间上对称的有限脉冲响应（FIR)滤波器对样本序列滤波 来减轻代表地震信号的样本序列中的传感器偏移。信号可以包括直流（DC)偏移。样本序列 可以包括下列项中的至少一项：i)按规则间隔获取的模拟信号的离散样本；ii)按规则间 隔获取的离散信号的离散样本；以及iii) 一序列离散信号值。FIR滤波器可以近似于sine 频率型（sinc-in-frequency)滤波器。该至少一个处理器可以被配置为使用时间上为矩形 的多个滤波器级来处理样本序列。该多个滤波器级中的一个滤波器级的长度可以不同于该 多个滤波器级中的另一个滤波器级的长度。滤波器级的长度被配置为通过使该多个滤波器 级中的一个滤波器级的至少一个空值在该多个滤波器级中的另一个滤波器级的其他两个 空值之间对齐以使复合频率响应的峰值最小化来使与FIR滤波器关联的脉冲响应的信号 纹波最小化。
[0009] 本公开内容的另一种实施例是一种用于执行地震勘测的方法。该方法可以包括： 接收来自至少一个地震传感器的信号；并且通过使用时间上对称的有限脉冲响应（FIR)滤 波器对样本序列滤波来减轻代表地震信号的样本序列中的传感器偏移。信号可以包括直流 (DC)偏移。样本序列可以包括下列项中的至少一项：i)按规则间隔获取的模拟信号的离散 样本；ii)按规则间隔获取的离散信号的离散样本；以及iii) 一序列离散信号值。FIR滤波 器可以近似于sine频率型滤波器。对样本序列滤波可以包括使用时间上为矩形的多个滤 波器级来处理样本序列。该多个滤波器级中的一个滤波器级的长度可以不同于该多个滤波 器级中的另一个滤波器级的长度。滤波器级的长度被配置为通过使该多个滤波器级中的一 个滤波器级的至少一个空值在该多个滤波器级中的另一个滤波器级的其他两个空值之间 对齐以使复合频率响应的峰值最小化来使与FIR滤波器关联的脉冲响应的信号纹波最小 化。该至少一个地震传感器可以包括地音探测器。
[0010] 该方法还可以包括将模拟信号转换成包含样本序列的离散信号。该方法还可以包 括由震源产生声能。
[0011] 本公开内容的另一种实施例是一种用于减轻代表地震传感器对来自地表的声能 反射的响应的样本序列中的传感器偏移的方法。该方法可以包括使用时间上对称的有限脉 冲响应（FIR)滤波器对样本序列滤波。样本序列可以包括下列项中的至少一项：i)按规则 间隔获取的模拟信号的离散样本；ii)按规则间隔获取的离散信号的离散样本；iii) 一序 列离散信号值。FIR滤波器可以近似于sine频率型滤波器。对样本序列滤波可以包括使用 时间上为矩形的多个滤波器级来处理样本序列。该多个滤波器级中的一个滤波器级的长度 可以不同于该多个滤波器级中的另一个滤波器级的长度。滤波器级的长度被配置为通过使 该多个滤波器级中的一个滤波器级的至少一个空值在该多个滤波器级中的另一个滤波器 级的其他两个空值之间对齐以使复合频率响应的峰值最小化来使与FIR滤波器关联的脉 冲响应的信号纹波最小化。
[0012] 本发明的软件方面可以包括其上具有计算机可读指令的至少一个非临时性的计 算机程序产品，这些指令在由至少一个处理器执行时实施本文所描述的方法。
[0013] 本公开内容的另一种实施例是一种包含非临时性的计算机可读介质的计算机程 序产品，在该非临时性的计算机可读介质上布置有用于减轻代表地震传感器对来自地表的