处理和探测地震信号的方法及装置制造方法及图纸

一种用于探测碳氢化合物的方法及装置，包括步骤：获取分布在地球预定的三维体积上的地震信号轨迹分布组；将三维体积分割成多个具有位于此的至少两个地震轨迹部分的分析单元；计算每个单元内的地震轨迹向量；从这些向量形成对于每个单元的协方差矩阵；计算每个单元的协方差矩阵的主本征值和本征值之和并且由每个单元的协方差矩阵的主本征值与本征值之和的比率计算地震分布；和形成单元选择的组群的地震分布图。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种地震信号探测方面的内容，尤其涉及一种通过在三维空间中识辨地层的结构和特点来对石油和气体进行探测和开发的方法和装置。在地震探测中，沿着由陆地检波器组合或水上射光横向地震检波器组成的按线获取地震数据。地震检波器和水中地震检波器作为接收传递到地面并从地表下岩石的介面反射到表面的能量的传感器。能量通常由通过以一预定的间隔和频率摇动大地来把脉冲传递到表面的Vibroseis传运器提供到岸上。在水上的情况，通常采用气枪源。返回表面的能量的细微改变通常反映储库的地层、结构和流量。在进行三维(3-D)地震探测中，原理是类似的，但是按线和阵列排的越密，就可提供越详细的地下覆盖面。对于这种高密度的覆盖，在最后的数据结果分析之前需要记录、储存和处理大量的数字数据。处理需要广泛的计算机资源和复杂的软件以加强从地下接收到的信号并抑制掩遮信号的伴随噪声。一旦数据被处理，地球物理工作者以能够有效地表示地下结构显示的3-D数据立方(见附图说明图1)的形式汇编并分析地震信息。利用计算机工作站，解译员还可以将地层切片以不同的地震层研究库区问题。利用地震或信息源的数据还可以在任何方向进行竖直切片或分区。可把时间图转换成深度，以在特定的水平上提供结构的分析。传统上为了用图象表示地震回波而去获取并处理地震数据。但是，由于在截面上显示的地层特点信息量有限，地层上的变化通常很难用传统的地震显示来探测。虽然这些观点提供了一个观察这些结构的绝大部分的机会，但要在没有记录到断层回波的3-D空间内识辨断层面是很困难的。相关和相似(一种多波道相关测量)是两个地震轨迹相似性或相异性测量。当两个地震轨迹的相关性增加，它们就越相似。在一个由0到1的尺度上指定一种相关测量时，“0”表示最大的缺少相似性，而值“1”表示全部或完全的相似性(即两个理想轨迹)。多于两个轨迹相关性可类似定义。计算相关性的一种方法是由Bahorich和Farmer(Amoco公司指定)在以序号08/353,934和1994年12月12日为申请日的美国专利申请中公开。一种用于计算相似的方法是由Marfurt等(Amoco公司指定)在以申请号60/005,032和1995年10月6日为申请日的美国专利申请中公开。Marfurt等的专利技术包括一个在后选倾角和方位角的强力搜索。两种方法的优点已得到证明，但它们同样具有一些局限性。改进结果和计算速度总是期望的。根据本专利技术，公开一种更为健全的多轨迹本征分解方法，它具有比原有已知方法较高的分辨率。在本专利技术的一个实施例中，公开了一种用于探测气体和石油的方法。方法包括下列步骤搜集供给预定的地球三维体积的地震信号轨迹数据集；在运行的窗口决定的从至少两个地震轨迹形成的至少两个数据矢量的向量；通过增加向量形成协方差矩阵；计算作为协方差矩阵的至少主本征函数的地震特征；和形成从至少一部分预定的地球三维体积计算的地震特征的图象。在本专利技术的另一个实施例中，本专利技术方法在用于引导计算机操作到计算地震特征的计算机可读介质(如磁盘、磁带、CD-ROM，等等)上编码。在本专利技术的另一个实施例中，图象从上面描述方法准备并被用于气体和石油沉积的定位。本技术尤其适合解释3-D地震体积内的断层面和探测细微的3-D地层特征。这是因为被断层线切割的地震轨迹在断层两边一般较之地震轨迹具有不同的地震特征。沿时间切面测量地震轨迹相似性(即相关或3-D连续性)揭示沿断层线的低相关的特征。这样的相关值可揭示对于传统地震截面不显著的临界地层下表面细节。同样沿一系列时间切面计算相关性，这些断层特征确定了断层面或表面。从下面的本专利技术的详细描述、实施例的描述，从权利要求书和从附图所表明，本专利技术其它大量的优点和特征将变得更为显著。图1表示从处理3-D地震数据中得到的信息图示；图2是根据现有技术中处理的3-D地震数据的水平时间图示；图3是两个相邻的地震轨迹图示；图4到图8是根据本专利技术的一对地震轨迹的相关性曲线；图9是表示运行窗口分析立方的图示；图10A、10B和10C为地震轨迹群的图示；图11A、11B和11C为两维分析窗口的图示；图12是基本方法流程图；和图13A、13B和13C是根据Bahorich等、Marfurt等专利技术和本专利技术相同水平时间切面图示。当本专利技术可以有许多不同形式的实施例时，几个特定的本专利技术实施例在图中表示和将详细描述。可是应该明白，本专利技术的公开考虑了本专利技术原理的例证和不期望把本专利技术限制为所描述的特定实施例或算法。在描述本专利技术方法之前，将描述操作的基本原理。在给定的欲检验相关性的N个样本的时间窗口或深度窗口考虑两个轨迹t1和t2。在图3中表示轨迹和相关分析窗口的代表性曲线。第一轨迹t1包括时间序列(t11，t12，…，t1N)和第二轨迹t2包括时间序列(t21，t22，…，t2N)。在这两个时间序列中，第一个下标表示轨迹数(即，轨迹1或轨迹2)，而第二个下标表示样本数。通过在同样的二维笛卡尔坐标系中绘制对应于另一个的轨迹，可更好地理解本专利技术的文中得到的相关性的含义。从两个轨迹绘制等同的时间样本(即，点对(t11，t21)，(t12，t22)，∧，(t1N，t2N))，产生一个交叉的两个时间序列。令x轴表示第一轨迹t1和y轴表示第二轨迹t1，结果绘于图4中。这是通过这些点表示两个轨迹相关的点形成的图形。这两个相关轨迹的一般形状是通过椭圆形表示的点集。这个椭圆形是广义的因为它不代表每一单个点但是描述了所有点的“全部”特征。这个椭圆的长轴和短轴将指向由对点的几何学决定的方向。两个轴的长度同样由几何学决定。表示这些点的典型代表和对应的椭圆由图5表示。椭圆长轴和短轴的方向和大小通过长矢量沿长轴指向和短矢量沿短轴指向的两个比例化的矢量表示。这两个矢量大小对应于数据协方差矩阵两个本征值和规一化的矢量对应于本征矢量。由各自本征值比例化的本征矢量表示长轴和短轴的大小和方向。“基本分量”对应于与主要本征值相联系的本征矢量。附图(图6到图8)期望给出对以前讨论中隐含的力学的本质理解。在这些图中，使用简单的振幅和相位变化建立了轨迹，以及观察到这些变化对相联的本征值和本征矢量的作用。图6表明两个相同的轨迹退化为一条45度的线(即，具有短轴的椭圆退化为零)。“零长度”表示第二本征值为“零”和表示对应于主本征值的本征矢量与长轴准直。当值为1时，相关性最大。具有相等的振幅和45度相位差的两个轨迹的情况在图7中表示。表明了相位转换如何把长度变为短轴和因此增加了第二本征值的大小。同样表示了通过各自本征值两个本征矢量被比例化。由于这些轨迹中的差异，相关性值降到小于1。最后，在图8中容许相位和振幅变化。两个轨迹具有45度相位差和2∶1振幅比。得出的椭圆有一个非零的短轴(第二本征值非零)，反映了相位差。另外，由于振幅差异椭圆和本征矢量被旋转。再则，相位和振幅产生相关性的下降。前述的要点是渐进给出相关可作为本征值λ1和λ2，和本征向量v1和v2的函数。相关的函数表示为相关＝f(λ1，λ2，V1V2) (1)两个轨迹的过程可容易地扩展为任意数量的轨迹。从实际的观点出发，随着轨迹数的增加计算负担加重以及可得到的的计算资源受到限制。对于一个3-D地震数据集，分析可在空间和时间(或空间和深度)内的移动或运行分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测碳氢化合物的方法，包括如下步骤： ａ）得到分布在地球预定的三维体积的地震轨迹组； ｂ）将上述三维体积分割成多个的垂直堆积和一般间隔的水平时间层并将上述时间层排列进入为大量的横向和垂直向扩展的单元，具有至少两个地震轨迹部分的每一个上述时间层位于定义的数据矢量处； ｃ）在上述单元每一上述时间层内计算上述数据矢量的向量； ｄ）结合上述向量得到对于每一上述单元的协方差矩阵； ｅ）在每一上述单元内计算上述地震轨迹的相关性度量，其特征在于，上述相关性度量是至少为上述协方差矩阵的最大本征值的函数；和 ｆ）从多个的上述地震轨迹的上述相关性度量形成地震分布图。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚当格兹坦考恩，
申请(专利权)人：环球核心实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：AN[菏属安的列斯群岛]