海上地震数据采集方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种海上地震数据采集方法和装置。该方法的一个实施例包括访问由至少两个质点运动传感器采集的数据。该数据包括地震信号和噪声信号，这至少两个质点运动传感器以基于噪声相干长度确定的长度分开。该方法还可以包括处理被访问的数据以去除部分噪声信号。

【技术实现步骤摘要】

一般地，本专利技术涉及海上地震系统，更具体地，涉及针对地震波场特征使用质点运动传感器的海上地震数据采集。
技术介绍
地震勘探广泛用于地下地质地层的定位和/或测量以寻找碳氢化合物储藏。由于许多有商业价值的碳氢化合物储藏位于水体之下，所以发展了各种海上地震测量技术。在一个典型海上地震测量中，如在图1中概念性显示的示例测量100，在一艘测量船110的后面拖曳一条或多条海上地震拖缆。地震拖缆105可以有几千米长并含有大量传感器115，如水中检波器及其附属电子设备，它们沿每条地震拖缆的长度方向分布。测量船110还包括一个或多个地震源120，如空气枪或其他震源。当拖缆105被拖曳在测量船115后面时，由地震源120产生的声波信号125(通常称作“爆炸(shot) ”)向下穿过水体130进入水底面145以下的地层135、140，在那里这些声波信号被各种地下地层150反射。反射信号由地震拖缆电缆105中的传感器接收，数字化，然后被传输到测量船110。数字化的信号被称作“记录道(trace)”，它们被记录下来并至少是部分地由测量船110上的信号处理单元160加以处理。这一处理的最终目的是构建拖缆105下的地下地层150的表示，分析这种表示可以指示出地下地层150中碳氢化合物储藏的可能位置。利用采样数据系统处理连续域信号(如反射信号155)是一种众所周知的技术。 Whittaker-Kotel，nikov-Shannon采样定理指出了这些技术在理论上的缺陷，该定理说， 对于任意信号f(x)，如果其均勻间隔采样的采样间隔小于该信号中最高频率分量周期的一半，那么由这些均勻间隔的样本能够重建这一信号。由采样数据系统能准确处置的最大频率分量称作它的奈奎斯特(Nyquist)极限。这样，如果f(x)的频带限于波数σ/2 (它称作奈奎斯特数)，则采样理论提供下列公式由均勻间隔值f(m/ σ )内插任何函数值、 r, , . sin π(σχ - m)J(X) = YjJimIa) ~——- 0π{σχ - m)这样，采样定理提供了当采样率足够高时由其均勻间隔样本“完全地”重建信号的一种途径。对于海上应用，地震信号的空间采样间隔，例如传感器115之间的间距，通常选为 3. 125m的倍数。通过使用这一采样间隔，其波长大于地震传感器间距的任何地震信号都能被准确地处置。然而，大于奈奎斯特数的空间分量可能会“混淆”(即移动)到有意义的空间带宽之中。这样，其波长小于地震传感器间距的地震波可能欠采样并产生混淆。混淆是不希望的副效应，因为混淆通常是对数据的一种不可逆变换，故可能难于从数据中去除。对由地震源115提供的反射信号155进行采样采用3. 125m的传感器间隔通常是适当的，因为在水中的声波速度约为1500m/s。于是，约为3. 125m的传感器间距可以提供频率高达250Hz 的无混淆数据。地震传感器115，如质点运动传感器，可以感知地震电缆105中存在的振动噪声。所以，质点运动传感器，如加速度计、地震检波器以及压力梯度传感器，可能对振动噪声很敏感，与此相反，水中检波器可以平均掉电缆中存在的振动噪声。振动噪声是高度不稳定的，有很小的相干长度，而且可以在几乎所有频率存在。所以，有传统间距(例如间距 3-25m)的地震检波器115感知的振动噪声可能不表现出相干性。地震传感器115还可能感知其他类型的噪声，如膨胀波(bulgewave)和涌浪噪声(swell noise)。然而，这些类型的噪声通常有比振动噪声长得多的相干长度。膨胀波和涌浪噪声通常还以比水中声速低得多的速度传播。图2(a) ,2(b)和2(c)显示在连续(即未采样)域中地震信号和振动噪声的空间特征。图2 (a)(显示在右上方)是频率-波数0 )图，它指出信号和噪声的能量作为波数和频率二者的函数。图2(a)是彩色编码的，从而使较淡的灰色阴影代表低能量区，而较深的灰色阴影代表高能量区。图2(a)显示的Π(图中噪声能量质心的斜率给出振动噪声的主导速度。这样，振动噪声有依赖于频率(等效地，依赖于波数)的速度。冊图表明，振动噪声的速度随频率和波数的增大而增大，这与理论一致。图2(a)中所示图在水平轴(图2(b))和在垂直轴(图2(c))上的投影分别显示信号和噪声的功率谱分布(PSD)作为波数和频率的函数。图2(b)和图2(c)显示，在所示频率和波数范围上噪声可与信号相比较或者比信号强，而且在IOOHz以下噪声和信号在所有频率都存在。由于振动噪声和地震信号占有相同频带，所以只使用时间域处理不可能将它们分开。而且，地震信号多半会被掩盖，因为振动噪声与地震信号相比是比较强的。图 2(b)和2(c)还表明，信号(实线)局限于低波数(约0.11/m)，但振动噪声(虚线)的波数可以延伸到约2. 51/m(即达到低于40cm波长)。因此，在大约IOHz的范围上地震信号和振动噪声的波长相差悬殊。结果，如果将传统的地震传感器115间距用于连续空间数据的数字化便可能造成严重的混淆，而且不可能将信号与振动噪声鉴别开。图3显示一个实施例，其中地震信号可能难于与振动噪声分开。在所示实施例中使用3. 125m的空间采样间隔对地震数据采样。由于在本例中的振动噪声有约30m/s的速度，它在低达4. 8Hz左右的频率会造成混淆。于是，在整个有意义的频带上振动噪声和地震信号有许多重叠，已不再可能将信号谱部分与噪声分开。因此，混淆是很严重的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上文提出的问题中的一个或多个问题的影响。下面给出对本专利技术的简单概括，以提供对本专利技术一些方面的基本理解。这一概括不是对本专利技术的完全描述。它不想标识本专利技术的关键或临界要素，或者勾画本专利技术的范围。它的唯一目的是以简化的形式展现一些概念，作为对下文要讨论的更详细描述的序言。在本专利技术的一个实施例中提供了一种地震数据采集方法。该方法的一个实施例包括访问至少两个地震传感器采集的数据。该数据包括地震信号和噪声信号，并且这至少两个地震传感器以基于噪声相干性长度所确定的长度分开。该方法也可包括处理所访问的数据以去除部分噪声信号。在本专利技术的另一实施例中提供了一种地震数据采集装置。该装置可包括至少两个地震传感器，它们以基于噪声相干性长度所确定的长度彼此分开并被配置成接收包括地震信号或噪声信号的数据。该装置还可包括一个处理单元，它在通信方面与这至少两个地震传感器耦合。该处理单元可被配置成访问由这至少两个地震传感器采集的数据并处理所访问的数据以去除部分噪声信号。在本专利技术的另一实施例中提供了一种地震数据采集方法。该方法的一个实施例包括访问由至少两个地震传感器采集的数据。该数据包括地震信号和噪声信号。该方法还可包括在海中处理所访问的数据以去除部分噪声信号。在本专利技术的另一实施例中提供了一种地震数据采集装置。该装置可包括至少两个地震传感器，被配置成接收包括地震信号和噪声信号的数据。该装置还可包括一个处理单元，它在通信方面与这至少两个地震传感器耦合。该处理单元可被配置成访问由这至少两个地震传感器采集的数据并在海中处理所访问的数据以去除部分噪声信号。附图说明参考下文中结合附图给出的描述可理解本专利技术，在附图中相似的参考数字标识相似的元素，其中图1概念性说明传统的海上地震测量系统；图2 (a)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于海上地震数据采集的方法，包含：访问由至少两个地震传感器采集的数据，该数据包含地震信号和噪声信号；以及使用数字成组技术在海中处理被访问的数据，以去除部分噪声信号。

【技术特征摘要】
2006.05.11 US 11/432,2551.一种用于海上地震数据采集的方法，包含访问由至少两个地震传感器采集的数据，该数据包含地震信号和噪声信号；以及使用数字成组技术在海中处理被访问的数据，以去除部分噪声信号。2.权利要求1的方法，其中访问包含地震信号和噪声信号的数据的步骤包含访问由至少两个质点运动传感器采集的数据，被访问的数据包含振动噪声信号。3.权利要求2的方法，其中访问数据的步骤包含访问以基于振动噪声相干长度确定的长度分开的至少两个质点运动传感器采集的数据。4.权利要求3的方法，其中访问由所述至少两个质点运动传感器采集的数据的步骤包含访问由至少两个质点运动传感器采集的数据，所述至少两个质点运动传感器以小于大约 Im的长度分开。5.权利要求3的方法，其中访问以基于振动噪声相干长度确定的长度分开的至少两个质点运动传感器采集的数据的步骤包含访问以基于振动噪声速度确定的长度分开的至少两个质点运动传感器采集的数据。6.权利要求5的方法，其中访问由至少两个质点运动传感器采集的数据的步骤包含访问由至少两个质点运动传感器采集的数据，这些传感器的分开长度与振动噪声速度相关联，振动噪声速度在20m/s到75m/s的范围内。7.权利要求1的方法，其中在海中处理一部分数据的步骤包含使用数字成组和模拟成组二者中...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿密特·科马尔·奥祖德米尔，厄于温·泰根，拉尔斯·博登，维达·A·哈斯姆，
申请(专利权)人：维斯特恩格科地震控股有限公司，
类型：发明
国别省市：VG