采集地震数据的方法和设备技术

本发明专利技术涉及采集地震数据的方法和设备。拖缆以及展开用于与水体的地下相关的地震数据采集的拖缆的方法。所述方法包括以下步骤：从船舶将具有预定长度的本体以及沿着所述本体设置的多个检测器释放进入水体中；拖曳所述本体和所述多个检测器，从而使得所述多个检测器没入水中；以及配置沿着所述本体设置的多个鸟状件，以距离水面的预定深度漂浮，从而使得所述本体的第一部分在水下拖曳时具有曲线轮廓。

【技术实现步骤摘要】

大体而言，本文中公开的主题的实施例涉及用于采集地震数据的方法和系统，尤其涉及用于采集地震数据的机构和技术。
技术介绍
在过去的几年中，对于开发新的石油和天然气生产领域的兴趣显著增加。然而，基于陆地的生产领域的可获得性是有限的。从而，现在产业已经延伸到在近海位置进行钻探， 这似乎可以占有大量的矿物燃料。近海钻探是昂贵的过程。从而，从事如此高成本事业的人在地球物理勘探进行了大量投资，以便更加准确地确定在哪里钻探，从而避免干井。海洋地震数据采集和处理产生了海底之下的地球物理结构(地下)的轮廓(影像)。尽管这种轮廓并不提供石油和天然气的准确位置，但其为本领域技术人员提供了存在或不存在石油和/或天然气的暗示。从而，提供地下的高分辨率影像对于自然资源的探测而言是一种持续的过程，所述自然资源中包括石油和/或天然气。在地震收集过程中，如图1中所示，船舶10拖曳声波检测器12的阵列。声波检测器12的阵列沿着本体14布置。本领域技术人员有时候将本体14及其相应检测器12 —起称为拖缆(streamer) 16。船舶10可以同时拖曳多个拖缆16。拖缆可以水平布置，即，相对于海洋的表面18处于恒定深度Zl。而且，多个拖缆16可以相对于海洋的表面形成恒定角度(即，拖缆可以倾斜)，如同美国专利No. 4，992，992中所公开的那样，该专利的全部内容通过引用的形式合并于此。图2显示了这样一种配置，其中所有检测器12都沿着倾斜的平直本体14设置，与参考水平线30形成恒定角度α。参考图1，船舶10也可以拖曳配置为产生声波22a的声源20。声波22a向下传播， 并且穿透海底24，最终由反射结构26 (反射器R)反射。反射的声波22b向上传播，并且可以由检测器12检测。为简单起见，图1仅仅显示了对应于声波的两条路径22a。然而，由声源20发出的声波可以大致为球面波，例如，其在从声源20开始的所有方向上传播。部分反射的声波22b (初波)由各个检测器12记录(记录的信号被称为踪迹)，然而部分反射波22c经过检测器12并且到达水面18。因为水和空气之间的界面非常近似于准完美反射器(即，水面充当声波的镜子)，反射波22c朝向反射器12而返回，如图1中的波22d所示。 波22d通常称为鬼波(ghost wave)，因为这种波是因为虚假反射(spurious reflection) 而产生的。鬼波也由反射器12记录，但是其相对于初波22b而言具有相反的极性和一定的时间延迟。已知的是，鬼波在地震测量的带宽和分辨率上具有不良影响。实质上，除了其它问题之外，初波到达和鬼波到达之间的干扰还导致由检测器记录的数据的频率组成中出现凹口或间隙。可以使用踪迹来确定地下(即，表面24之下的地球结构)以及确定反射器26的位置和存在。然而，鬼波干扰了地下最终影像的准确性，至少出于这个原因，存在用于从地震分析的结果去除鬼波的各种方法，即反虚反射(deghosting)。图2中所示的拖缆配置被认为比图1中所示的配置提供更加准确的数据采集。这种区别的一个原因在于以下事实对于每个反射器，由于检测器的倾斜布置，检测器12越远离声源20，初波反射和鬼波反射的检测之间的时间间隔就变得越大，从而有利于反虚反射。然而，在图2中显示的倾斜拖缆具有以下限制，使其不可实现。当前的拖缆具有的典型长度大约为6至10km。使用美国专利No. 4，992，992中建议的倾斜拖缆，例如，相对于水平线30具有2度的斜率，将会导致最后的检测器的大约280m的深度，然而实际上当前的海洋检测器设计为在深度达大约50m的水中工作。从而，对于当前的拖缆，在美国专利 No. 4，992，992中提出的方法需要将检测器置于水中的深度超过其当前的能力，从而导致检测器失效或者导致不可能在那样的深度设置检测器。为了精确地定位深的反射器，高频声波并不合适，因为在传播过程中高频声波经受高度衰减。从而，希望低频声波出现在由检测器记录的频谱中。因此，希望在传统方法的低频范围中获得倍频程(octave)，从而使得5-40HZ的常规带宽增加至例如2. 5_40Hz的带宽。为了获得额外的倍频程，可以增加拖缆的深度。然而，优先考虑低频是不够的，因为还需要高频来精确估计表面层的速度模型。而且，对于低频声波应该改进信噪比，而对于高频声波不使得信噪比变差。因此，尽管由于检测器相对于水面的恒定深度增加，倾斜的拖缆可以部分地扩大上文讨论的带宽，但在美国专利No. 4，992，992提出的方法中存在额外的限制，如下文进一步所述。图3和图4示出了在堆叠之后(堆叠是对应于相同公共点的不同踪迹加在一起以减小噪声并改进总体数据质量的过程)对于倾斜的拖缆对应于浅反射器(布置于大约800m 的深度)在频谱(本文中称为“有效谱”)上的鬼波的模拟效果。换言之，谱34和38对应于没有鬼波的检测器的不同深度，然而谱36和40对应于具有鬼波的检测器的同样的不同深度。这些谱模拟针对具有第一检测器的拖缆，该第一检测器放置为相对于水面深度为大约7. 5m和大约15m。注意到，在图3和图4中绘制了频率的幅度的相对值和频率的关系。 在两处无鬼波模拟中(34和38)，倾斜拖缆上的最后的检测器放置于相对于水面大约37. 5m 的深度。无鬼波模拟谱(分别为曲线34和38)忽略了鬼波效果，即，代表了已经从模拟中人工去除了鬼波的存在的“理想”情形，从而显示出常规数据采集方法的缺陷。有效谱36和 40是在没有人工去除鬼波效果的情况下计算的。如图3和图4中清楚所示，第一配置的两个谱34和36具有不同的形状，因为与无鬼波模拟谱34比较，有效谱36对于低频(低于大约IOHz)和高频(高于大约60Hz)包括较少能量。由于地下的最终影像对于低频和高频敏感，具有这些彼此不同的部分的两个谱被认为是不同的，从而，对应于有效谱36的数据并不产生地下的准确最终影像。增加第一检测器的深度的优点是使得涌浪噪声(例如，由水面处的涌浪产生的噪声)的影响最小化。已知的是，涌浪噪声主要影像接近水面的检测器。在图4中显示了对4于这种情形的模拟谱38以及相应的有效谱40。然而，即使对于这种情况，有效谱40在对应于具有大约15m深度的检测器的大约45至50Hz处也显示出凹口。对于在大约15m深度处的反射器，由相对接近震源的检测器记录的数据可能在堆叠中具有最重要的影响，因为远处的接收器作出不那么重要的贡献。因此，对于浅的反射器，多数情况下使用位于拖缆头部(最接近船舶)的检测器的记录。这就意味着，对于高品质鬼波消除而言，检测器的深度动力学(其确定凹口的多样性)是不够的。从上面概述的说明性的讨论中可以看出，在使用具有恒定倾斜度的拖缆的时候， 在谱的低频和高频仍然存在实质上的不相等，这导致了较差的地下最终影像。因此，希望提供避免或者显著减小常规系统的上述问题和缺点的系统和方法。
技术实现思路
根据示例性实施例，存在一种拖缆，所述拖缆用于收集与水体的地下相关的地震数据。所述拖缆包括本体，所述本体具有预定长度；多个检测器，所述多个检测器沿着所述本体设置；以及多个鸟状件，所述多个鸟状件沿着所述本体设置。所述鸟状件配置为在水下展开的时候以距离水面的预定深度漂浮，从而使得所述本体的第一部分在水下拖曳时具有曲线轮廓。根据另一个示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·苏巴拉斯，
申请(专利权)人：地球物理维里达斯集团公司，
类型：发明
国别省市：