CN101469982A - 利用震测排列的声脉冲发射器的深度测量 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于实施横跨震测排列的水深测量的方法的实施例，包括步骤：从位于震测排列内的声脉冲发射器发射信号；测量信号的底部反射到位于地震检波器内的接收器的到达时间；测量信号的直接到达到接收器的到达时间；并使用测量的信号的到达时间确定水深。

Description

利用震测排列的声脉冲发射器的深度测量

技术领域

本发明通常涉及海洋地震测量，并且更具体地涉及通过使用震测排列的部件来产生横跨震测排列(seismic spread)的水深测量的系统和方法。

背景技术

在海洋地震测量中，期望具有有关横跨震测排列的水深的准确信息。该深度信息是重要的从而在定位解决方案中避免加入底部反射，并去除在地震资料处理中的水生多次波(waterborne multiples)。迄今为止，利用安装在船只的船体上的回声测深器，水深通常沿地震测量轨迹取得。采用这种方式取得的深度信息价值很小，因为它仅表征有限的区域而并不覆盖震测排列。利用使用多个回声测深器或侧扫声纳的调查船进行多次来回可获得用于生成图表的更精确的深度信息。这种取得区域的测深图表的方法很昂贵并且耗时。

因此，期望提供取得横跨震测排列的水深信息的系统和方法，解决现有技术方法的缺点。还期望提供一种利用震测排列的声波测距系统取得横跨震测排列的水深信息的方法。

发明内容

因此，提供了一种用于取得横跨震测(检波器)排列的水深信息的方法。用于实施横跨震测排列的水深测量的方法的实施例包括步骤：从位于震测排列内的声脉冲发射器(声能转换器)发射信号；测量信号的底部反射到位于震测排列内的接收器的到达时间；测量信号的直接到达到接收器处的到达时间；并使用测量的信号的到达时间确定水深。

用于实施横跨震测排列的水深测量的方法的另一实施例，包括步骤：从位于震测排列内的发射器发射信号；测量信号的底部反射到位于震测排列内的接收器的到达时间；测量信号的直接到达到接收器的到达时间；并根据等式确定水深： $H=Z_s+\frac{1}{c}\sqrt{T_{R,i}^2-T_{D,i}^2}$ 其中：“H”是水深；“c”是水柱中的声速；Z_s是水中的海洋地震拖缆14的深度；T_R，i是测量的底部反射的到达时间；和T_D，i是测量的直接到达的到达时间。

用于实施横跨震测排列的水深测量的另一方法包括步骤：从船只拖曳震测排列，该震测排列包括：多条海洋地震拖缆；和声波测距系统，包括连接到海洋地震拖缆的多个声脉冲发射器和接收器；从声脉冲发射器发射信号；测量信号的底部反射到接收器的到达时间；测量信号的直接到达到接收器的到达时间；定位海洋地震拖缆；并使用测量的信号的到达时间确定水深。

前述内容描绘了本发明的特性和技术优点，以便更好地理解后面的详细发明描述。在下文中，将描述形成本发明的权利要求目标的本发明的其它特性和优点。

附图说明

当结合附图阅读时，参照本发明的特定实施例的以下详细描述将更好地理解本发明的前述和其它特性和方面，其中：

图1是本发明的震测排列的实施例的俯视图；

图2是说明本发明的深度测量系统的图1的震测排列的侧视图；和

图3是用于测量通过震测排列的水深的本发明的几何结构的实施例的侧视图。

具体实施方式

现在参照附图，其中：所示元件未必成比例显示并且几个视图中类似或相似元件由相同标号指示。

图1是总体由标号10指示的本发明的深度测量系统的实施例的俯视图。系统10可以是诸如美国专利No.5,668,775所述的声波测距系统。系统10包括牵引一条或多条海洋地震拖缆14的船只12。海洋地震拖缆14从船只12纵向延伸，并且彼此侧向间隔以形成用于进行地震测量的震测排列16。震测排列16侧向延伸300到1200米(18指示)，并且纵向延伸3到12公里(20指示)并不是罕见的。

震测排列16包括用于导航和定位目的的声波测距系统。该声波测距系统包括多个称作声脉冲发射器22的发射机和接收器24。该声波测距系统测量声脉冲发射器22和接收器24之间的距离。该距离是从声脉冲发射器22发射和接收器24接收的信号26的直接到达28的行进时间(图2)。在一些情况中，尤其对于浅水中的长距离，直接信号到达28比底部反射30更弱。期望具有横跨震测排列16的测深信息，以避免在定位解决方案中进入底部反射，并在地震资料处理中去除多次波。

图2是图1中所示的系统10的侧视图，显示了横跨震测排列16进行的水深测量(图1)。海洋地震拖缆14在海面34以下深度Z_s处拖在船只12后面。全球定位系统36在海洋地震拖缆14的远端附近。运载仪器以提供有关海洋地震拖缆14的位置的动态信息的探测器40也可沿海洋地震拖缆14连接。

目前，水深信息典型地由来自船只12的回声测深器或侧扫声纳38提供。这种深度信息只有有限价值，因为它仅覆盖船只12周围的有限区域，并且不包括横跨震测排列16的区域。可横跨其中将提供地震测量的区域进行单独测量，然而这些测量很昂贵并且耗时。本发明提供了一种方法和系统，用于进行紧临执行地震测量时由排列16覆盖的区域的准确的水深测量。

参照图1和图2，声脉冲发射器22沿所有方向发射信号26。沿每条海洋地震拖缆14并横跨多条海洋地震拖缆14的信号26用于定位海洋地震拖缆14。在本发明中，接近垂直传播的信号28能量(图示为反射信号30)，用于提供横跨震测排列的水深信息。对于每个声脉冲发射器22，可能够使用来自多个接收器24或来自一个接收器24的数据，以确定水深H。海洋地震拖缆14在表面34下的深度Z_s可从深度传感器得知。该深度传感器可包括在探测器40中。

图3显示了用于确定横跨排列16的水深的本发明的几何结构的实施例。水深H由下述公式提供：

$H=Z_s+\frac{1}{c}\sqrt{T_{R,i}^2-T_{D,i}^2}$

其中：“c”是水柱中的声速；Z_s是表面34下的海洋地震拖缆14的深度；T_R，i是从声脉冲发射器22a在接收器24a处的底部反射30的到达时间；并且T_D，i是从声脉冲发射器22a在接收器24a处的直接到达28的到达时间。该下标“i”表示为几个偏移距进行测量或平均测量值。此外，使用不同偏移距的测量值可用于估计水柱H中的声速。

通过比较海洋地震拖缆14的远端之间的距离或通过逐个脉冲信号地分析数据，可解决倾斜海底纵向测线(dipping seafloor inline或纵向测线倾斜海底)。通过分析相邻海洋地震拖缆14上的声波发射器22和接收器24之间的关系分析可确定横向测线倾角(cross-line dip)。

从本发明的特定实施例的前述详细描述，应该清楚：已公开了新颖的用于获取横跨震测排列的深度测量的系统和方法。虽然本发明的具体实施例在这里多少进行了详细的公开，这仅用于描述本发明的多种特性和方面，并非旨在限制本发明的范围。期望是：在不背离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，对公开实施例进行多种替代、更改和/或修改，包括但不局限于已在这里提出的那些实施变化。

Claims (20)

1.一种用于实施横跨震测排列的水深测量的方法，所述方法包括以下步骤：

从位于震测排列内的发射器发射信号；

测量信号的底部反射到达位于震测排列内的接收器的到达时间；

测量信号的直接到达到接收器的到达时间；和

使用测量到的信号的到达时间确定水深。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

测量信号的直接到达和底部反射到多个接收器的到达时间；和

使用测量到的信号到多个接收器的到达时间确定水深。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定倾斜海底纵向测线。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：确定倾斜海底纵向测线。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

7.根据权利要求3所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

9.一种用于实施横跨震测排列的水深测量的方法，所述方法包括以下步骤：

从位于震测排列内的发射器发射信号；

测量信号的底部反射到位于震测排列内的接收器的到达时间；

测量信号的直接到达到接收器的到达时间；和

根据等式确定水深：

$H=Z_s+\frac{1}{c}\sqrt{T_{R,i}^2-T_{D,i}^2}$

其中：“H”是水深；“c”是水柱中的声速；Z_s是水中海洋地震拖缆的深度；T_R，i是测量的底部反射的到达时间；和T_D，i是测量的直接到达的到达时间。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：

测量信号的直接到达和底部反射到多个接收器的到达时间；和

使用测量到的信号到多个接收器的到达时间确定水深。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括：确定倾斜海底纵向测线。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：确定倾斜海底纵向测线。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：确定横跨震测排列的横向测线倾角。

17.一种用于实施横跨震测排列的水深测量的方法，所述方法包括以下步骤：

从船只拖曳震测排列，该震测排列包括：多条海洋地震拖缆；和声波测距系统，包括连接到海洋地震拖缆的多个声脉冲发射器和接收器；

从声脉冲发射器发射信号；

测量信号的底部反射到接收器的到达时间；

测量信号的直接到达到接收器的到达时间；

定位海洋地震拖缆；和

使用测量的信号的到达时间确定水深。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：根据等式确定水深：

$H=Z_s+\frac{1}{c}\sqrt{T_{R,i}^2-T_{D,i}^2}$

其中：“H”是水深；“c”是水柱中的声速；Z_s是水中海洋地震拖缆之一的深度；T_R，i是测量的底部反射的到达时间；和T_D，i是测量的直接到达的到达时间。

19.根据权利要求17所述的方法，其中：从仅一个接收器测量来自每个声脉冲发射器信号的直接到达信号和底部反射信号，以用于确定水深。

20.根据权利要求19所述的方法，其中：根据等式确定水深：

$H=Z_s+\frac{1}{c}\sqrt{T_{R,i}^2-T_{D,i}^2}$

其中：“H”是水深；“c”是水柱中的声速；Z_s是水中海洋地震拖缆之一的深度；T_R，i是测量的底部反射的到达时间；和T_D，i是测量的直接到达的到达时间。

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