用于多分量基准面校正的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体上涉及地球物理勘探系统，并且更加具体地涉及处理在地球物理调查 中获得的多分量地震数据的方法。
【背景技术】
[0002] 石油化工产品，诸如石油和天然气，在社会上普遍存在，并且，从汽油到儿童玩具 很多方面都可以找到。正因如此，对石油和天然气的需求居高不下。为了满足这种高需求， 重要的是要定位出地球中的石油和天然气储层。科学家和工程师们尤其利用地震和其他波 勘探技术进行"勘测"，以寻找地球内的石油和天然气储层。这些地震勘探技术常常包括利 用地震能量源(例如，炸药、空气枪、振动器等）控制注入到地球中的地震能量，并且，利用一 个或者多个接收器监测地球对地震源的响应，以便建立地球的地下的图像。通过观察由接 收器在勘测期间检测到的反射地震波，可以获取属于反射信号的地球物理数据，并且这些 信号可以用于形成地球在接近勘测位置处的图像。
[0003] 在海基获取中，在从地球的地下反射出地震波之后，接收器可以对该地震波进行 测量。然而，从地下的反射可以继续向上到水表面，在水表面处，其可以再次被在水与水上 空气之间的边界所反射。因为水空气边界是一个几乎完美的反射器，所以地震波从水空气 边界反射出来，并且传播回到地下表岩石。向下反射的地震波由接收器检测到，并且通常作 为接收器侧"虚反射"已知。在一些情况下，虚反射可以再次反射地下表岩石，并且再次反射 水-空气边界，由此产生多重反射。同样，可能存在源侧虚反射，其与接收侧虚反射相似，不 同之处在于源侧虚反射是从稍后反射地下表岩石的源向上传播到水空气边界的地震信号。
[0004] 虚反射将地震子波中的能量的量限制为非常低的频率和更高的频率，这由拖缆深 度确定。同样，地震数据的相位在虚反射陷波频率附近失真。历史上已经利用牵拉在较浅 深度处的源和接收器设计了一些勘测，以便有效地捕获目标所需的更高频率。然而，因为对 海洋表面波浪生成的噪声的敏感性增加，所以在较浅深度处的牵拉源和拖缆可以引起低频 率的失真。近年来，已经开发出了通过多种方法减少虚反射并且使得接收器能够牵拉在更 深深度处的方法，包括以下具体处理方法：将接收器牵拉在不同的深度处；将拖缆的组合 牵拉在不同的深度处；以及利用压力传感器和质点运动传感器来牵拉接收器。随着去虚反 射技术的提高和从数据恢复了更高的频率，拖缆分开的限制可能成为对图像带宽的限制因 素，这是因为可能难以经济地在横线方向上实现充分的空间采样。
[0005] 对不充分空间采样问题的一种可能解决方案是使用一些插值形式来预测在拖缆 之间的未被拖缆上的接收器物理采样的位置处的测量值。插值可以包括：将测得的地震数 据拟合成模型(例如，通过使用最小二乘或者复共辄方法)，并且然后，如果在与拖缆相同平 面中测到了在拖缆之间的位置处的地震波场，那么扩展该模型以投射出地震波场本来的样 子。根据限定，因为插值涉及将数据拟合成模型，所以其可以引入误差，该误差随后可以传 播(并且，被放大）通过地震数据处理序列的剩余部分。
【附图说明】
[0006] 图1是地震勘测系统的框图。
[0007] 图2示出了海上牵拉型拖缆地震勘测系统的一个实施例的侧视图。
[0008] 图3示出了在用于图2的系统的水柱内的限定基准面层。
[0009] 图4是示出了在用于对多分量地震数据进行基准面校正的地震勘测系统中执行 的方法的一个实施例的流程图。
[0010] 图5是示出了在用于对多分量地震数据进行基准面校正的地震勘测系统中执行 的方法的另一实施例的流程图。
[0011] 图6是示出了在用于对多分量地震数据进行基准面校正的地震勘测系统中执行 的方法的另一实施例的流程图。
[0012] 图7A至图7C示出了将记录的地震数据基准面校正到水柱内的限定位置的地震勘 测系统的侧视图。
[0013] 图8示出了地震勘测系统和在水柱内的限定基准面层的透视图。
[0014]图9示出了在地震勘测系统中使用的计算机系统的实施例，该计算机系统能够存 储和/或处理地震数据，诸如，以根据在图4至图6中的操作对地震数据进行基准面校正。
【具体实施方式】
[0015] 图1示出了地震勘测系统100的一个实施例。地震勘测系统100包括一个或者多 个地震源102、一个或者多个地震接收器103、数据存储装置106和数据处理设备108。地 震勘测系统100可以适应于获取在多种不同地质背景中的任何地质背景下的地震数据。例 如，在一些实施例中，地震勘测系统100可以适应于在陆基或者海基背景下进行地震获取。
[0016] 地震源102可以是发出地震能量的任何事物。例如，源102可以包括一个或者多 个空气枪(例如，用于海上拖缆)、一个或者多个振动器(例如，供陆上使用的振动车）等。在 一些示例中，地震源102可以天然发生，诸如，地质扰动、背景地震噪声、或者通过水压致裂 而引起的地震活动。如图1所示，在一些示例中，地震源可以向数据存储装置106提供地震 源数据。地震源数据可以包括，例如，地震源活动的振幅、次数、位置等，该地震源活动稍后 将与从接收器103接收的地震迹线（seismic trace)相关联。
[0017] 可以通过一个或者多个地震接收器103来检测由地震源发出的地震能量。每个地 震接收器包括一个或者多个传感器，该传感器检测介质在一个或者多个时间点处的扰动。 例如，在一些实施例中，地震接收器103可以包括压力传感器，诸如水听器。水听器检测压 力波场随着时间的振幅。地震接收器103的另一示例可以包括质点运动传感器，该质点运 动传感器检测质点随着时间的运动，而质点随着时间的运动又可以与压力波场随时间的变 化率有关。质点运动传感器可以检测在一个、二个或者三个方向分量上的质点运动。质点运 动传感器可以是例如地震检波器或者三轴加速度计。运动传感器检测质点随时间的运动或 者弹性介质随时间的运动。运动传感器可以检测速度、加速度、或者位移、或者这些的一些 组合，并且可以在一个、二个或者三个方向分量上进行该检测。在声介质中，诸如水，质点运 动可以与压力波场的变化率(例如，梯度）成比例，并且由此，通过使用压力梯度传感器获取 到的数据可以与通过使用质点运动传感器获取到的数据互换地使用。替代地或者另外地， 地震接收器可以包括其他类型的传感器。
[0018] 在一些示例中，地震接收器103可以是多分量的，所以接收器检测到一种以上的 扰动一例如，牵拉在海上获取系统中的拖缆中的多分量接收器可以包括用于检测压力变 化的水听器和用于检测水质点的运动的三个分量的质点运动传感器。在一些实施例中， 接收器103可以是在2007年1月23日公开的标题为"Towed Streamer Deghosting" 的第7，167, 413号的共有专利中描述的传感器、在2011年8月31日提交的标题为 "Multi-component, Acoustic-Wave Sensor and Methods" 的第 I3/222, 563 号共同拥有 未决申请中描述的传感器以及在2011年1月21日提交的标题为"Seismic System with Ghost and Motion Rejection"的第13/011，358号共有未决申请中描述的传感器中的任何 一种。每个接收器103,无论传感器的数量为多少，都可以在地震勘测中限定出测站或者记 录位置。
[0019] 在地震勘测期间，可以将地震接收器103定位为接近地震源102。在地震勘测期 间，可以将一个或者多个地震源102发射，并且该一个或者多个地震接收器103可以测量 一种或者多种扰动并且可以生成一个或者多个迹线，这些迹线是在一段时间内的测量值序 列。通常，每个传感器的每个分量都可以生成一个迹线。例如，具有压力传感器和三个质点 运动传感器的多分量接收器可以生成四个迹线。每个迹线可以包括或者可以与对应的位置 信息相关联，该位置信息可以由导航系统(未在图1中示出）提供。
[0020] 在一些实施例中，可以将由地震接收器103生成的地震迹线提供给数据存储装置 106。在一些示例中，数据存储装置106可以是地震接收器103附近的本地数据存储装置 106并且可以记录来自单个接收器103的地震迹线，或者，在其他示例中，数据存储装置106 可以是位于中心测站的批量数据存储装置106并且可以记录来自多个不同接收器103的地 震迹线。数据存储装置106可以包括用于存储地震迹线的一个或者多个有形介质，诸如，硬 盘驱动、磁带、固态存储装置、易失性和非易失性存储器等。在一些示例中，来自地震接收器 103的地震迹线可以绕过数据存储装置106而直接提供给数据处理设备108,以至少部分地 实时或者基本上实时处理地震迹线(例如，以提供质量控制信息)。
[0021] 数据处理设备108可以是适应于处理并且操纵来自地震接收器103的地震迹线 (并且，在一些实施例中，是来自地震源102的地震源数据）的任何计算设备。数据处理设 备108可以是单个计算装置，或者，在一些示例中，数据处理设备108可以分布在许多计算 节点之间。在一些示例中，不同的计算设备执行不同的数据处理操作。例如，第一计算设备 可以消除对地震迹线的虚反射，并且另一计算设备可以移动地震迹线以获得地球的地下的 图像。所论及的图像可以是在地下的声阻抗或者弹性反射率方面的不连续性的空间指示， 并且可以显示在有形介质（诸如，计算机监视器）上或者打印在纸张上。虽然数据处理设备 108的一些实施例可以处理地震迹线直到得到移动的图像，但是在其他示例中，数据处理设 备108仅仅可以部分地处理地震迹线一例如，数据处理设备只可以消除对地震迹线的虚反 射并且向另一过程提供经过处理和消除虚反射的地震迹线供进一步处理。
[0022] 图2示出了在图1中示出的地震勘测系统100的一个实施例200的侧视图。在图 2中，示出了船201，该船201将源202和多个多分量接收器203牵拉在船201后面的一个 或者多个拖缆210上。为了进行论述，在图2中描绘的实施例示出源202和接收器203由 同一个船201牵拉，并且一个或多个拖缆210被牵拉在单个恒定的深度处。如要理解的，其 他组合也是可能的。例如，在一些实施例中，源202和接收器203可以由单独的船201牵 拉。在其他实施例中，源202和/或接收器203在另一个被牵拉在船201后面时可以是静 止的。在一些实施例中，可以沿着单个拖缆将接收器203定位在彼此不同的深度处，即，一 个或者多个拖缆210可以是深度可变的拖缆，