处理多元地震数据的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供用于多元地震检波器的定向、旋转轨迹和修正轨迹之间极差的方法和系统。根据典型实施例，根据对一个或多个水平元与一个或多个发射源之间角度的确定，来指定接收器定向角。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震信号处理领域，更具体地说，本专利技术涉及对在多元探测器(又称为地震检波器)定向中涉及的关键点的处理。在地震信号处理领域，需要对剪力(S-波)和压力(P-波)数据进行分析。例如，已经发现S-波以与P-波不同的回应方式对一些碳氢化合物结构回应。P-波可对含水而没有钻井价值的结构以及含碳氢化合物的结构有强烈反应。另一方面，S-波可象P-波一样对一些含水结构进行强烈反应，但是对一些含碳氢化合物的结构反应不强烈。这样，对给定结构呈现的S-波和P-波进行的比较可帮助确定是否钻孔。另外，一些S-波对某种结构的反射与另外呈现岩石特性的结构显示的不同，这是解译员(INTERPRETER)所感兴趣的。这样解译员需要对不同类型以及在不同定向角的S-波图象进行比较。有许多对本领域技术人员来说是公知的差异。例如，参见1981年探测地球物理学会第51次年度国际会议的“扩大摘要”第1991-2011页的J.P.DiSiena、J.E.Gaiser和D.Corrigan的“三元垂直地震曲线用于剪力波分析的水平元定向”、1991年探测地球物理学会的R.H.Tatham和M.D.McCormack的“在石油探测中的多元地震学”、1996年探测地球物理学会第66次年度国际会议的“扩大摘要”第1563-1566页J.F.Arestad,R.Windels及T.L.Davis的“Canada Joffre Field Alberta的三维剪力波数据的方位角分析”、1997年探测地球物理学会第67次年度国际会议“扩大摘要”第1199-1202页P.J.Fowler和A.R.Jackson的“三维转换波处理的挑战”、1997年探测地球物理学会第67次年度国际会议“扩大摘要”第1206-1209页R.R.VanDok,J.E.Gaiser,A.R.Jackson以及H.B.Lynn的“三维转换波的处理风蚀河流盆地史例”及其引用的文献，所有这些在这里均被参照地引用。探测S-波的一种方法是利用所谓的“多元”探测器。这些地震检波器具有定向的传感器，以接收来自两个水平方向(同轴和正交)和一个竖直方向的地震信号。在理论上，沿同轴的轴线正方向移动的信号将在同轴的地震检波器元上产生正响应。正交元对该信号根本不响应，竖直元也不响应。同样，沿正交轴线移动的信号在正交的地震检波器元上产生响应，而不是在另外两个元上产生。当然，大多数信号与正交和同轴方向成角度移动，这些信号产生正交和同轴元，其幅值取决于信号到元上的入射角。这点在3D(三维)勘测中特别正确，其中发射源与接收线缆不同轴。例如，参见附图说明图1，该图示出了3D多元勘测的简化实例，其中在一个接收器R周围有几个发射源S1-S8。如图所示，接收器R的水平元H1和H2对于每个发射源S1-S8定向是不同的。图1仅仅是示意性的。当然真正的3D几何形状更复杂。图2示出了在图1的地震检波器的两个水平元上记录的典型合成数据。每个发射源产生成指数规律的渐渐衰减正弦波，该波的初始振幅为一，粒子运动方向处于地震检波器发射源平面上。从这些16条轨迹上可以看出，振幅和极性随着轨迹的不同而变化。这样，振幅和极性必须在进行任何进一步处理前调整。为了进行正确的调整，必须有地震检波器水平元定向的知识；同时确定该定向需要有简单和有效的方法。解译员提出需要至少两个方向(径向和横向)上的数据图象。由于从特定元上记录数据的振幅取决于信号到元接收方向上的入射角，于是数据必须对在水平元定向上的变化进行修正。在勘测中对多元接收器线缆的定位过程中，理想上，同轴定向都是已知的，正交方向上同样也是已知的。这在考虑线缆布局的陆地勘测中还有点实际。在海洋“拖动部署”勘测中也有可能，其中线缆在布置后以特定方向拖动。然而，在接收器线缆不拖动的海底勘测(“OBS”)中，以及在地震检波器位于井孔内的竖直地震勘测中，由于在布置过程中发生扭曲或盘旋，定向更是随机的，或者可能是相反的。另外，甚至在定向基本上已知时，这种在陆地和拖动部署勘测中，定向也不是精确的，在任何两个接收器之间存在有百分之十的差另。这样就需要确定多元接收器的定向。参见1981年探测地球物理学会年会论文DiSiena等人的“三元垂直地震曲线用于剪力波分析的水平元定向”(在这里也被参照地引用)。在定向确定方面较早的尝试包括在上面提到的1981年DiSiena论文描述的“矢端曲线”方法，其中同轴元的振幅对着正交元振幅绘制出。直线于是和给出元方向的最后一组点较好地吻合。然而，却发现这种处理很费时，不能确定波形的极性。正如上面讨论的，象非拖动OBS线缆或VSP部署中，其中元的定向是不知道的，这是一个严重的缺陷。在1981年DiSiena论文中还描述了确定角度的另外的方法，其中是进行元的数学旋转，直到在其中一个元中能量最大为止。同样，这种处理也是费时、昂贵，不能给出需要的极性信息。因此，确定接收器水平元的定向就需要一种简单、便宜和快速的方法。本专利技术的目的是提供一种利用多元数据对地震信号处理的方法和系统。根据本专利技术的一个方面，根据数据以统计的方式确定元方向，该方式比以往方法更迅速、更经济，可对于极性差别进行修正。根据本专利技术的一个方面，提供一种利用多元地震勘测数据来确定多元探测器方向的方法，其中把多速度元的第一元定位在第一方向，多速度元的第二元定位在第二方向，该方法包括确定勘测中第一元相对于第一发射源信号的定向角；确定勘测中第一元相对于第二发射源信号的定向角；及根据对第一元相对于第一发射源方向的确定以及根据对第一元相对于第二发射源方向的确定，指定第一元接收器的定向角。根据另一个具体实施例，所述指定包括调整第一元相对于第二发射源信号的定向角的方向，其调整的量等于第一发射源和接收器间直线与第二发射源和接收器间直线之间的角度差，于是确定了第一元相对于第二发射源的调整过的定向角；对调整过的定向角和第一元相对于第一发射源的角度进行统计比较；根据所述统计比较指定第一元接收器的定向角，其中所述统计比较包括对调整过的定向角和第一元相对于第一发射源信号的角度进行平均运算。根据可选择的更具体的实施例，附加的步骤包括确定第一元相对于勘测中第三发射源信号的定向角，同时对第一元的接收器定向角的指定还取决于对所述第一元相对于第三发射源方向的确定。在该实施例中，所述指定还包括调整第一元相对于第二发射源信号的定向角的方向，其调整的量等于第一发射源和接收器间直线与第二发射源和接收器间直线之间的角度差，于是限定了第一元相对于第二发射源的调整过的定向角；调整第一元相对于第三发射源信号的定向角的方向，其调整的量等于第一发射源和接收器间直线与第三发射源和接收器间直线之间的角度差，于是确定了第一元相对于第三发射源的调整过的定向角；对第一元相对于第二发射源的调整过的定向角、第一元相对于第三发射源的调整过的定向角及第一元相对于第一发射源信号的角度进行统计比较，及根据所述统计比较指定相对于第一元的接收器定向角。在这里，所述统计比较包括对第一元相对于第二发射源的调整过的定向角、第一元相对于第三发射源的调整过的定向角及第一元相对于第一发射源信号的角度进行平均运算，及所述根据所述统计比较指定相对于第一元的接收器定向角包括进行平均运算。在可选择的实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理用一组多元探测器收集的地震数据的方法，包括：确定第一多元探测器的第一元相对于多个发射源的定向角；根据所述对第一元相对于多个发射源定向角的确定，通过下面步骤指定第一元的接收器定向角，这些步骤包括：调整第一元相对于发射源定向 角的方向，其调整的量等于已知方向的基线与发射源和接收器间直线的角度差，于是确定了一组元相对于发射源调整过的定向角；对调整过的第一元相对于发射源的定向角统计地比较；根据所述统计比较指定接收器相对于第一元的定向角；根据所述对接收器定 向角的指定，旋转第一元的轨迹，于是确定了第一组旋转的轨迹；及对第一组旋转的轨迹进行极性一致指定；根据所述对接收器定向角的指定，旋转第二元的轨迹，于是确定了第二组旋转的轨迹；及对第二组旋转的轨迹进行极性一致指定；其中根据对所述 接收器定向角的指定，所述对第一元轨迹的旋转包括：把第一元的轨迹乘以定向角的余弦，于是确定了第一个乘积，把接收器第二元的轨迹乘以定向角的正弦，于是确定了第二个乘积，及把第一乘积和第二乘积相加，于是确定了旋转的第一轨迹；及其 中根据对所述接收器定向角的指定，所述对第二元轨迹的旋转包括：把第一元的轨迹乘以定向角的正弦，于是确定了第三个乘积，把接收器第二元的轨迹乘以定向角的余弦，于是确定了第四个乘积，及把第三乘积从第四乘积中减去，于是确定了旋转的第二轨迹 ；以及，其中所述对旋转的轨迹组进行极性一致性指定包括：把一个事件中第一旋转轨迹组中的第一轨迹极性与该事件中第一旋转轨迹组中的第二轨迹极性进行比较，及对与第一旋转轨迹组中第一轨迹中事件的极性不同的该组中第二轨迹中事件的极性进行改变 。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：E马德特森，J李，MS阿尔坦，X朱，
申请(专利权)人：PGS数据处理公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]