地震测量方法技术

一种执行3-D地震测量操作的方法，该方法使用(i)多个震动源， 和(ii)在测量区域内设置的地震传感器阵列，其中每个震动源发射独特 的声信号并且该阵列的每个地震传感器处于连续的就绪状态以检测 反射声信号，所述方法包括：(a)将震动点(VP)分配给震动源中的每个； (b)单独地将每个震动源移动至分配的震动点(VP)，其中，该震动源发 射其独特的声信号，所述发射与其它震动源在它们分配的震动点(VP) 处发射独特的声信号在时间上无关；(c)记录每个震动源在其分配的 VP处发射独特的声信号的时间和分配的VP的地理位置；(d)使用地 震传感器阵列来不断监听反射声信号并且记录由阵列的每个地震传 感器所接收的反射声信号的时域记录；其中，与震动源在分配的VP 处独特的声信号的发射有关的反射声信号由如下确定：(i)在与由震动 源在分配的VP处发射独特的声信号有关的预定的监听时间期间，从 阵列的地震传感器的时域记录中提取发射的声信号；(ii)在分配的VP 处，所提取的反射声信号与震动源的独特发射声信号互相关，因此消 除了弱相关信号；以及(iii)使用随机噪声衰减技术来衰减在来自步骤(ii) 的所互相关的提取反射声信号中的随机交叉污染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及地震数据釆集领域，并且更具体涉及在三维(3D)地震 数据采集操作中使用的多个震动源(vibroseis source)的独立操作。在地震测量中，声能波发射进入陆地以通过测量从那些地质层中 反射的返回声能波来绘制地下地质层的地图。地下地质层由于在每个 地下层边界处的折射、反射和衍射而在所生成的地震波中产生变化。 这些改变的声能波中的一些返回至陆地表面以由地震检波器或者其 它合适的地震传感器来检测。它们的到达时间主要依赖于反射该波的 地下层的深度。一种类型的地震测量系统使用震动器或者震动器组以提供声能 的源(在下文中被称为震动源)。震动源可以在预定的震动器点(VP) 生成(震动)声能波。VP可以用由测量者放置的桩来标记。备选地， 全球定位卫星(GPS)设备可以用来定位预定的VP。在震动操作中，震动源的震动器一4殳生成震动图案，所述震动图 案在预定的时间段上改变频率。该震动图案被称作为震动扫描。典型 的震动源扫描可以是从大约10Hz到100Hz的线性频率扫描并可以具 有10到20秒量级的持续时间。因为震动需要花时间来传播通过陆地 并到达传感器，在震动源的震动器已经停止震动之后，该传感器继续 监听反射震动一段时间(被称为监听时间)。 一般地，监听时间是在2 到8秒的量级。地震传感器将反射震动转换成电信号并将这些信号发射至中央 记录单元(通常位于野外现场)。中央记录单元一般具有数据处理能力， 从而它能执行与源信号(扫描)的互相关，由此产生具有被压缩成为相 对窄的小波或者脉冲(这被称作为脉冲压缩)的所记录震动的信号。一i&地，震动源由单个大型车载震动器或者一组大型车载震动器5(在下文中称作为震动源卡车)组成。车载震动器通常是震动垫。在每个VP处的震动器被启动以跟随指定的扫掠频率(swept frequency) 信号。其中，震动源包含一组震动源卡车，在该组的各卡车上的震动 器被同时驱动以跟随指定的扫掠频率信号。在每个VP处，震动源卡 车或者震动源卡车组可以发射单个扫描或者多个扫描，例如5-10个扫 描。扫描的持续时间可以是例如20-30秒，扫描之间的间隔为5到10 秒。传统上，地震操作已经被沿宽网格的线(2-D)实现，其中单个震动 源和许多地震检波器轮流逐步遍历(traverse)网格的每一条线。近年来， 重点已经移至3-D测量，其中多条平行的源线以直角或者平行于多条 平行的地震检波器线来排布，并且在其中单个源(震动器或者震动器组) 轮流遍历每一条源线，记录入在所有地震检波器线上的地震检波器。 该技术很让人满意，但是速度慢而且代价昂贵。3-D测量的时间和成 本可以由多个震动源的使用来减少(一般一个震动源遍历每一条源 线)。多个震动源的使用增加了资金成本(因为它需要更多的震动器)但 减少了操作成本(因为它更快)。在惯常不重叠震动数据采集技术的情况下，在VP处的多个震动 源每次扫描一个。在一个震动源完成扫描之后，下一个震动源在开始 下一个扫描之前至少等待监听时间。最近，已经开发出被称为滑动扫描震动数据采集的技术以加快地 震采集的速度。在滑动扫描数据采集的情况下，超过一个震动源被允 许在错开重叠序列的同样时间间隔期间扫描。 一般地，在一次扫描的 开始和下一次之间的延迟应该至少与监听时间一样长。因此， 一般而 言，滑动扫描采集能极大地增加生产力并且减少震动数据采集的成 本。通过允许扫描在时间上重叠，但确保至少监听时间在扫描开始时 间之间流逝，地震记录在相关之后在时间上仍是分离的。多个震动源可以同时操作而没有在VP处扫描之间的任何时间延 迟也是众所周知的。在该同时的技术中，由每个震动源发射的信号(一般在它自己的源线上操作)应该非常独特是必须的。这要求重叠的地震 检波器输出被分成每一条源线的分量反射信号。然而，由于将地震检 波器输出分成每一条源线的分量反射信号的难度，该技术一般限于同 时使用3或4个震动源。在上面惯常的震动操作中，操作的控制 一般集中在中央记录单 元，在数据生成和记录过程中的所有事件在中央记录单元处协调。例如，其中，3-D测量采用包含单个震动源卡车或者震动源卡车组的单 个震动源，并且震动源卡车或者震动源卡车组已经导航至VP，在震 动源卡车或者震动源卡车组中的每个与中央记录单元之间建立了通 信链路。通信链路一般是以类似无线电信号的形式。当中央记录单元 准备就绪时，它告知在VP处的震动源卡车其就绪状态。其中，在VP 处有单个震动源卡车，当所有卡车和记录器准备就绪时，开始扫描的 命令从中央记录单元运送至震动源卡车。其中，在VP处有一组震动 源卡车并且所有的卡车和中央记录单元准备就绪，开始扫描的命令乂人中央记录单元运送至每一辆震动源卡车并且卡车执行协调的扫描。在 扫描完成之后，质量控制报告可以从震动源卡车或者震动源卡车组的 每一辆运送至中央记录单元。该质量控制报告包括关于震动源卡车事 实上是否执行扫描、扫描是否在规范之内以及如果配备全球定位卫星 (GPS)在扫描的时候卡车的定位的信息。其中，在所占据的VP处需要 超过一次扫描，该周期继续直到完成所占据的VP所需要的扫描数量。 在VP最后一次扫描的尾端，震动源卡车收起其震动垫并向下一个VP 进发。使用多个震动源的现有3-D地震操作的问题是为了使地震测量继 续下去，系统设计要求记录器对震动源的操作具有正控制。这会显著 地使测量慢下来，特别是当在记录器和多个震动源中的一个或多个之 间的通信链路被破坏时。地震检测的另 一种方法在WO 2006/018728中公开。该方法包含 控制多个源从而它们在将要4笨索的地下带中发射多个地震波，每个源接连着占据多个发射位置的步骤。对于每次发射，产生表示发射的信 号并且记录发射开始的源位置和时刻。响应于所述发射，地震传感器 不断记录由媒介反射的复合信号。 一方面从由所述复合信号和相应的 传感器位置组成的反射波场中，并且另一方面从由表示发射的信号、源位置和开始反射时刻组成的入射波场中完成发射点迁移；以获取地震图像。因此，该方法涉及分解波场因而可能很复杂并可能需要巨大 的计算工作量，特别是当源的数量增加时。因此，能够容易处理的数 据的量是有限的。本专利技术涉及3-D地震测量操作，所述操作使用(i)多个震动源，和 (ii)在测量区域内设置的地震传感器阵列，其中每个震动源发射独特的 声信号(distinctive acoustic signal)并且该阵列的每个地震传感器处于 就绪的连续状态(continuous state of readiness)以检测反射声信号，所述 测量操作包括(a) 将震动点(vibroseispoint, VP)分配给震动源中的每个；(b) 独立地将每个震动源移动至分配的震动点(VP)，其中，该震动 源发射其在时间上独立于其它震动源在它们分配的震动点(VP)处的独 特的声信号的发射的独特的声信号独特的声信号；(c) 记录在其分配的VP处每个震动源的独特的声信号的发射时间 和分配的VP的i也理^立置；(d) 使用地震传感器阵列来连续监听反射声信号并且记录由阵列 的每个地震传感器所接收的反射声信号的时域记录；其中，与分配的VP处震动源的独特的声信号的发射有关的反射 声信号由如下方式确定(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种执行３－Ｄ地震测量操作的方法，所述方法使用（ｉ）多个震动源，和（ｉｉ）设置在测量区域内的地震传感器阵列，其中每个震动源发射独特的声信号，并且所述阵列的每个地震传感器处于就绪的连续状态以检测反射声信号，所述方法包括：　（ａ）将震动点 （ＶＰ）分配给所述震动源中的每个；　（ｂ）独立地将每个震动源移动至分配的震动点（ＶＰ），其中，所述震动源发射其独特的声信号，所述发射其独特的声信号在时间上独立于其它震动源在其分配的震动点（ＶＰ）处的独特的声信号的发射；　（ｃ）记 录每个震动源在其分配的ＶＰ处的所述独特的声信号的发射时间和所述分配的ＶＰ的地理位置；　（ｄ）使用所述地震传感器阵列来连续监听反射声信号，并且记录由所述阵列的每个地震传感器所接收的反射声信号的时域记录；　其中，与震动源在分配的ＶＰ 处的独特的声信号的发射有关的反射声信号通过如下方式确定：　（ｉ）在与所述震动源在所述分配的ＶＰ处的所述独特的声信号的发射有关的预定监听时间期间，从所述阵列的所述地震传感器的所述时域记录中提取所述反射声信号；　（ｉｉ）将所提取的反 射声信号与所述震动源在所述分配的ＶＰ处的的独特的发射声信号互相关，由此消除了弱相关信号；以及　（ｉｉｉ）使用随机噪声衰减技术来衰减来自步骤（ｉｉ）的所互相关的提取的反射声信号中的随机交叉污染。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.31 EP 06254543.91. 一种执行3-D地震测量操作的方法，所述方法使用(i)多个震动源，和(ii)设置在测量区域内的地震传感器阵列，其中每个震动源发射独特的声信号，并且所述阵列的每个地震传感器处于就绪的连续状态以检测反射声信号，所述方法包括(a)将震动点(VP)分配给所述震动源中的每个；(b)独立地将每个震动源移动至分配的震动点(VP)，其中，所述震动源发射其独特的声信号，所述发射其独特的声信号在时间上独立于其它震动源在其分配的震动点(VP)处的独特的声信号的发射；(c)记录每个震动源在其分配的VP处的所述独特的声信号的发射时间和所述分配的VP的地理位置；(d)使用所述地震传感器阵列来连续监听反射声信号，并且记录由所述阵列的每个地震传感器所接收的反射声信号的时域记录；其中，与震动源在分配的VP处的独特的声信号的发射有关的反射声信号通过如下方式确定(i)在与所述震动源在所述分配的VP处的所述独特的声信号的发射有关的预定监听时间期间，从所述阵列的所述地震传感器的所述时域记录中提取所述反射声信号；(ii)将所提取的反射声信号与所述震动源在所述分配的VP处的的独特的发射声信号互相关，由此消除了弱相关信号；以及(iii)使用随机噪声衰减技术来衰减来自步骤(ii)的所互相关的提取的反射声信号中的随机交叉污染。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，由每个震动源发射的所述 独特的声信号是具有10Hz到100Hz范围内的频率范围和10到20秒 的持续时间的扫掠频率形式的，具有由每个震动源所发射的所述声信 号的信号带宽、信号频谱以及总能量大致相同的附带条件。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个震动源包括发射协调的声信号的单个震动器或者多个震动器。4. 根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，(a)在分 配的VP处所述独特的声信号的发射时间，(b)所述独特的发射声信号 的特征和(c)所述VP的精确地理位置(源数据)由所述震动源的专 用记录器或者中央记录单元确定和记录。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，每个震动源被提供有全球 定位卫星(GPS)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·豪，
申请(专利权)人：英国石油勘探运作有限公司，
类型：发明
国别省市：GB