叠加地震记录迹的方法技术

一种叠加地震痕迹的方法，包括步骤：导出地震痕迹每一条的噪声分量的表示；由噪声分量的表示导出噪声分量之间的相关指示；及通过按从相关指示导出的比例把地震痕迹相结合产生一个叠加地震痕迹。该方法能用来产生与常规叠加地震痕迹相比具有改进信噪比的地震痕迹。该方法的最佳实施例有时称作“协方差”叠加，因为导出的加权因数取决于其构成痕迹的噪声分量的协方差。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种产生改进信噪比的。地震勘探的基本原理是众所周知的。声波由地球地表下岩石的特征反射，并且反射的信号(痕迹)由灵敏的换能器拾取，并被记录供以后分析。在陆地上，地震源典型地由爆炸提供，并且地震痕迹由称作地震检波器的换能器检测。在水上，压缩空气的脉冲由所谓的“气枪”提供，并且地震痕迹由水中检波器检测。(然而，其他源是可能的)。记录痕迹然后由多种已知技术处理以提供地表下岩石的表示。地质学家然后能使用该表示确定碳氢化合物矿床的可能性。多种技术可用来分析地震痕迹，并且由这些痕迹产生地表下岩石的显示超出了本描述的范围。本专利技术更确切地说，涉及在地震分析中称作“叠加”的最早阶段之一。将会理解地震痕迹的能级一般非常低，即使当使用非常高的振幅源时也是如此。另外，在采样地震痕迹时，多个一般不可避免的噪声源是存在的。道路上车辆、头顶通过的飞机、工厂、钻探及诸如雨和风之类的自然现象的噪声，有可能把大量噪声添加到采样痕迹上。因为地震痕迹的低电平，采样痕迹的信噪比可能易于是如此之差，以致于阻止或至少严重妨碍这些信号的进一步分析。的确，有可能在一些情况下，这些痕迹的噪声分量的振幅大于信号分量的振幅。叠加处理寻求通过把来自不同换能器的那些痕迹和/或在不同时间(或在整个时间上)从相同换能器得到的样本相结合，来增大地震痕迹的信噪比。一般说来，地震痕迹的希望分量一直认为具有高的相关度，而地震痕迹的噪声元素一直认为是不相关的。因而，相同地震痕迹的简单求和，如在多不同换能器处接收的那样，一般将提供信噪比的改进。然而，这种原始技术没有考虑关于不同痕迹的相对噪声电平。在授予P.Embree标题为“相异地震记录叠加方法和系统”的美国专利No.3398396中，确定地震痕迹的每一条的噪声能量，并且由来自换能器每一个的地震痕迹的加权和导出叠加的痕迹。施加到每条地震痕迹上的权重与该特定地震痕迹的噪声能量成反比。因而，从地震痕迹每一条导出对加权和的影响，但来自具有较差信噪比的那些痕迹的影响，小于来自具有较好信噪比的痕迹的影响。相异叠加技术具有如下主要缺点。该技术依赖于地震痕迹的每一条的噪声分量与其他痕迹任一条的噪声分量无关的假设。然而，在多种实际情况下，该假设实际上无效。作为结果，已经发现，相异叠加经常导致相当差的信噪比。噪声分量的相关可能归因于起源在相同的源处(例如一个工厂)，或者由于相关是数学概念，所以偶然来自分离的源。本专利技术的一个目的在于，提供一种能提供改进信噪比的。根据本专利技术，提供一种叠加多条地震痕迹的方法，该方法包括导出地震痕迹每一条的噪声分量的表示；由噪声分量的表示导出在噪声分量之间的相关指示；及通过按从相关指示导出的比例把多个地震痕迹相结合产生一个叠加地震痕迹。因为该方法不依赖于在每条痕迹上的噪声是独立的假设，所以也能衰减相关的噪声列。已经发现这提供具有比先技术的技术好在2dB至7dB之间的的信噪比的叠加痕迹。从多个地震传感器可以导出痕迹，但也能在两次或多扫描期间从单独的传感器(例如检波器)导出。在这种情况下，想要的信号在以后扫描上相同或非常接近，并且这使得本专利技术特别适用，如下面更详细讨论的那样。将表明，用于地震痕迹的组合的最佳加权因数与各种噪声信号的交叉能量密度相关。在一个最佳实施例中，用来导出比例的地震痕迹的每一条的噪声分量的表示是噪声分量的能量。因而，该实施例不仅在进行相异叠加时使用零滞后自相关(等效于能量)，而且也使用在噪声分量之间的零滞后交叉相关。最好，地震痕迹的每一个的噪声分量的协方差用来为多条地震痕迹的组合提供一组权重。本专利技术可以进一步包括把样本打散成多个时间窗口。一般地，随着减小窗口长度，将改进组合地震痕迹的信噪比。然而，这对于信息信号的一个到两个波长的下限成为增大计算强度。已经发现400毫秒的窗口持续时间在10至80 Hz的区域内提供与典型地震痕迹的良好平衡。本专利技术可以应用在时域或频域中。在时域中进行计算的优点在于减小地震痕迹的预处理。然而，在频域中处理信号具有能优化噪声减小的优点。这对频域分析或在时域分析之前把信号分离成频带都是正确的。即使在时域中，该技术也通常得益于把地震痕迹的每一条分离成多个不同的频带。以前提及的授予P.Embree的美国专利No.3398396表明把地震数据分离成频带，但仅与相异叠加有关。可是，最好使用正交反射滤波器(QMF)把信号分离成单独的频带。对于进一步的细节，见WO 9620451或GB9614148-A0。这样做的优点在于这样的事实在地震痕迹中，仅在一定的频带内发现重复噪声信号，而另一个频带或诸带主要包含纯随机噪声。通过分开地震痕迹频谱，能把叠加技术选择和修整为噪声存在的类型。例如，如果在痕迹之间的需要信号的变化很大，协方差叠加可能实际除去一些信号。当信号振幅很大时，这可能发生。相异叠加可能最好应用在这些具体情况下。现在通过例子、参照附图将描述本专利技术，在附图中附图说明图1表示布置在陆地上的一组地震传感器，图2表示采样噪声两种组合痕迹的噪声能量相对于应用于其组合上的加权因数，图3表示在计算用于两个痕迹的加权因数相对于信噪比的相对误差，图4表示正交反射频率(QMF)分离和重新组合的示意图，图5表示使用先有技术和本专利技术的那些技术处理来自一组检波器的输出的一些比较例子，及图6是在对其可应用本专利技术的技术的地震传感器的一种布置的平面中的图。图1表示多个地震传感器(在这种情况下为检波器)G和一个地震源，爆炸源E，表示地球表面下少数几个示范射线路径。在爆炸发生之后，在检波器处检测的信号被采样并且被存储以供进一步分析。在水上使用船和多个水中检波器也能进行该过程。连续震动法(vibroseis)是一种使用以后更详细讨论的振荡源的可选择技术。首先，我们讨论构成本专利技术基础的一些数学理论。我们引入包括T个样本的信号a的期望值E(a)为E(a)=1TΣi=1Tai··············EV]]>和两个采样信号a和b的交叉能量密度E(ab)E(ab)=1TΣi=1Tai×bi*········XE]]>其中星号“*”指示共轭复数值。通常，a和b表示(实数)时域信号；然而，该方法也可应用于频域数据。当把(开窗口的)时域数据转换成到频域以优化噪声减小时，这是相关的，如将在以后详细描述的那样。包括复数信号是直接的，并且产生作为其实数相应部分的表示；因此，复数信号包括在随后的分析中。在实数分析的情况下，必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠加多条地震痕迹的方法，包括：导出地震痕迹每一条的噪声分量的表示；由噪声分量的表示导出在噪声分量之间的相关指示；及通过按从相关指示导出的比例把多个地震痕迹相结合产生一个叠加地震痕迹。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉多约瑟夫玛利亚贝坦，
申请(专利权)人：施鲁博格控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]