CN102138082B

CN102138082B - 针对源分离的地震勘测优化

Info

Publication number: CN102138082B
Application number: CN200980133743.3A
Authority: CN
Inventors: C·J·贝斯利; 小W·H·德拉戈塞特; I·穆尔
Original assignee: Westerngeco Canada Ltd
Current assignee: Westerngeco Canada Ltd
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2029-07-14
Also published as: MX2011000624A; US20100014381A1; AU2014206145A1; EP2304471A2; CN102138082A; US7916576B2; WO2010009137A2; EP2304471A4; AU2009271001A1; EP2304471B1; BRPI0916450A2; US9453925B2; AU2014206145B2; US20110141848A1; WO2010009137A3; AU2009271001B2

Abstract

一种技术，包括确定表征地震勘测的至少一个参数，在地震勘测中使多个发生干扰地震源发射且地震传感器感测由所述地震源产生的能量。参数的确定包括优化该地震勘测，以便分离所感测到的与地震源相对应的能量。

Description

针对源分离的地震勘测优化

技术领域

本发明总体上涉及针对源分离的地震勘测优化。

背景技术

地震勘探涉及为寻找碳氢化合物储藏而勘测地下的地质构造。勘测典型地涉及在预定的位置布置地震源和地震传感器。所述源产生地震波，该地震波传播到地质构造中，沿其路线产生压力变化和振动。地质构造的弹性属性的变化使地震波散开，改变了它们的传播方向和其它属性。由所述源发射出的部分能量到达地震传感器。一些地震传感器对压力变化敏感(水听器)，其它地震传感器对粒子运动敏感(例如，地震检波器)，并且工业勘测可以只布置一种类型的传感器或者两种都布置。响应检测到的地震事件，传感器产生电信号，以产生地震数据。然后，对地震数据的分析可以指示存在或者不存在可能的碳氢化合物储藏位置。

一些勘测称为“海洋”勘测，因为它们是在海洋环境中进行的。但是，“海洋”勘测不仅能在咸水环境下进行，而且也可以在淡水或者半咸水环境下进行。在称为“拖曳阵列”勘测的一种海洋勘测类型中，包含地震传感器的拖缆和源的阵列被拖曳在勘测船后面。

发明内容

在本发明的一种实施方式中，一种技术包括确定表征地震勘测的至少一个参数，在所述地震勘测中使多个发生干扰的地震源发射，而地震传感器感测由地震源产生的能量。参数的确定包括优化该地震勘测，以便分离所感测到的对应于地震源的能量。

在本发明的一种实施方式中，一种系统包括地震源和地震传感器，所述地震传感器适于感测由地震源的发射所产生的能量。对该系统进行优化，以便分离所感测到的对应于地震源的能量。

在本发明的又一种实施方式中，一种系统包括存储器和处理器。所述存储器存储指令，当所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器处理表征地震勘测的至少一个参数，以便优化地震勘测，从而分离所感测到的由多个发生干扰的地震源产生的能量。

从以下附图、描述和权利要求，本发明的优点和其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式基于海洋的地震获取系统的示意图。

图2、3和4是示出根据本发明的实施方式设计地震勘测的技术的流程图。

图5是根据本发明的实施方式的数据处理系统的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一些实施方式、基于海洋的地震数据获取系统的实施方式10。在系统10中，勘测船20在船20的后面拖曳一条或多条地震拖缆30(图1中示出了一条示例拖缆30)。应当指出，拖缆30可以展开布置，其中多条拖缆30在相同的深度在大致相同的平面中拖曳。作为另一个非限制性例子，拖缆可以在多个深度(例如以上/下分布的形式)拖曳。

地震拖缆30可以有几千米长而且可以包含各种支持电缆(未示出)及可以用于支持沿拖缆30的通信的配线和/或电路(未示出)。总的来说，每条拖缆30包括主线缆，将记录地震信号的地震传感器安装到该主线缆中。拖缆30包含地震传感器58，依赖于本发明的特定实施方式，地震传感器58可以是获取压力数据的水听器(作为一种非限制性例子)或者多部件传感器。对于其中传感器58是多部件传感器(作为另一种非限制性例子)的本发明的实施方式，每个传感器都能够检测压力波场及与接近传感器的声学信号关联的粒子运动的至少一个分量。粒子运动的例子包括粒子移位的一个或多个分量、粒子速度的一个或多个分量(纵测线(inline)(x)、横测线(crossline)(y)和垂直(z)分量(例如，见轴59))和粒子加速度的一个或多个分量。

依赖于本发明的特定实施方式，多部件地震传感器可以包括一个或多个水听器、地震检波器、粒子移位传感器、粒子速度传感器、加速计、压力梯度传感器或者其组合。

例如，根据本发明的一些实施方式，特定的多部件地震传感器可以包括用于测量压力的水听器和用于测量传感器附近的粒子速度和/或加速度的三个对应正交分量的三个正交对准的加速计。应当指出，依赖于本发明的特定实施方式，多部件地震传感器可以实现为单个设备(如图1所示)或者可以实现为多个设备。特定的多部件地震传感器还可以包括压力梯度传感器，所述压力梯度传感器构成了另一种类型的粒子运动传感器。每个压力梯度传感器测量在特定点处、关于特定方向的压力波场的变化。例如，一个压力梯度传感器可以获得指示在特定点的关于横测线方向的压力波场的偏导数的地震数据，而另一个压力梯度传感器可以获得在特定点的指示关于纵测线方向的压力数据的地震数据。

海洋地震数据获取系统10包括地震源40(图1中示出了两个示例地震源40)，例如气枪，等等。在本发明的一些实施方式中，地震源40可以耦合到勘测船20，或者被其拖曳。另选地，在本发明的其它实施方式中，地震源40可以独立于勘测船20运行，其中地震源40可以耦合到其它的船或者浮标，这只是举了一些例子。

当地震拖缆30被拖曳在勘测船20后面时，通常被称为“射击”的声学信号42(图1中示出了示例声学信号42)由地震源40产生，并向下通过水柱44引导到水底面24之下的地层62和68中。声学信号42从各种地下的地质构造(例如图1中所示的示例地质构造65)反射。

由源40产生的入射声学信号42产生对应的反射声学信号，或者压力波60，该信号被地震传感器58感测。应当指出，被地震传感器58接收和感测的压力波包括无反射地传播到传感器58的“上行”压力波及由压力波60从空气-水边界31反射产生的“下行”压力波。

地震传感器58产生称为“轨迹(trace)”的信号(例如，数字信号)，该信号指示所获得的压力波场和粒子运动的测量结果。根据本发明的一些实施方式，轨迹被记录并可以至少部分地被布置在勘测船20上的信号处理单元23处理。例如，特定的地震传感器58可以提供轨迹，该轨迹对应于由其水听器的对压力波场进行的测量结果；而且(依赖于本发明的特定实施方式)传感器58可以提供对应于粒子运动的一个或多个分量的一个或多个轨迹。

地震获取的目的是建立勘测区域的图像，以便识别地下的地质构造，例如示例地质构造65。对图像的后续分析可以揭示地下地质构造中碳氢化合物储藏的可能位置。依赖于本发明的特定实施方式，对图像的部分分析可以在地震勘测船20上执行，例如通过信号处理单元23执行。根据本发明的其它实施方式，所述图像可以由地震数据处理系统来处理，其中地震数据处理系统可以例如位于陆地上或者船20上。因此，许多变化都是可能的，而且都在所附权利要求的范围之内。

特定的地震源40可以由地震源元件(例如气枪)的阵列形成，这些元件可以布置在阵列的各行(例如，枪的行)中。另选地，特定的地震源40可以由阵列中的一个或者预定数量的气枪形成，也可以由多个阵列形成，等等。不管地震源的特定组成如何，源都可以在勘测过程中以特定的时间序列发射。

在获取地震数据时有许多的物理约束，例如记录长度与获取效率的关系。更具体而言，由地震传感器感测到的、由于地震源的给定发射或者“射击”所造成的能量一般是在以下的时间间隔记录的，所述时间间隔从射击发生的时间开始，并在下次射击发生的时间稍前一点结束。为了提高效率，例如在1999年7月13日发布且标题为“METHODSFOR ACQUIRING AND PROCESSING SEISMIC DATA”的美国专利No.5,924,049中所公开的技术允许多个地震源同时发射，并且基本上允许同时记录多于一个的记录。

因此，地震源40可以按一定顺序发射，使得多个地震源40可以同时或者在短时间间隔内几乎同时发射，从而由地震传感器58感测到的合成能量包含来自多于一个的地震源40的显著量的能量。换句话说，地震源彼此干扰，使得合成能量信号不容易分离成归属于特定地震源的信号。但是，源分离技术可以用来处理所获得的地震数据，以便形成每个都与一个地震源40关联的数据集，使得每个数据集都理想地指示合成地震能量信号中归属于关联地震源40的分量。源分离一般并不完美，使得一些感测到的能量(称为“残余能量”)最终不能归属到任何一个地震源，并且一些感测到的能量(称为“泄漏能量”)可能被分离处理归属到错误的地震源。

地震勘测具有多个特征参数，这些参数影响源分离的质量。更具体而言，例如支配地震源发射的定时序列、源的几何结构(例如，气枪的横测线和纵测线间距)和接收器的几何结构(作为例子，分布的类型，以及地震传感器58的横测线和纵测线间距)的这类参数，可能影响源能量多有效地分开。根据在此描述的本发明的实施方式，在图2中所示的技术150用于设计地震勘测的目的。参考图2，根据技术150，设计地震勘测(块154)，其中使多个发生干扰的地震源发射。为了分离感测到的与地震源对应的源能量，对获取的数据进行处理。根据技术150的块158，优化地震勘测，以便分离源能量。换句话说，技术150包括为了优化源分离而确定勘测的一个或多个参数。

如在此进一步描述的，优化的勘测参数可以是与地震源的几何结构相关的参数，例如地震源的个数、横测线源间隔、纵测线源间隔、具体的源位置，等等；接收器几何结构；地震源相对于彼此发射的时间(即，源发射的定时序列)；源发射的定时序列和频率之间的关系；等等。

尽管作为例子在此描述了拖曳的海洋地震勘测，但是应当理解，在此描述的技术和系统还可以同样地应用到任何其它类型的具有发生干扰的地震源的勘测，例如非拖曳的海洋勘测、基于陆地的勘测、基于海底线缆的勘测、震动源勘测，等等。例如，根据本发明的其它实施方式，例如震动源勘测的源频率、源振幅和源发射定时序列的这类参数可以针对源分离而进行优化。

作为另一个例子，根据本发明的实施方式，为了优化其中地震源和/或地震传感器可以设置于井孔中的钻孔勘测系统，可以应用在此描述的系统和技术。因此，许多变化都是预期的，并且在所附权利要求的范围之内。

图3示出了根据本发明的一些实施方式用于设计地震勘测的系统200。依赖于本发明的特定实施方式，系统200可以由在基于一个或多个处理器的系统上执行的软件单独实施，或者可以作为软件和硬件的组合来实施。当勘测的地况已知(例如，已经从先前勘测的结果获知的地况)或者至少在可以确定对勘测的地况的合理估计时，可以使用系统200。例如，根据本发明的一些实施方式，系统200可以基于1D估计来使用，其中1D估计假设地况仅仅在垂直方向变化而不在水平方向变化。

为了针对源分离而优化勘测参数，系统200包括应用数字处理技术的基于计算机的模拟器220。更具体而言，根据本发明的一些实施方式，基于计算机的模拟器220执行蒙特卡罗模拟，该模拟基于随机或者伪随机产生的输入来对勘测系统建模。但是，模拟和输入可能受到各种约束。因此，为了确定用于源分离的最优勘测参数，例如发射时间、源几何结构、接收器几何结构(即，地震传感器的几何结构)等这类参数都可以在预定的范围内随机地或者伪随机地变化。

更具体而言，如作为例子在图3中所描述的，基于计算机的模拟器220可以接收指示勘测的地况的数据216及分别指示源几何结构、接收器几何结构和发射时间的数据214、215和218。应当指出，依赖于本发明的特定实施方式，源几何结构数据214、接收器几何结构数据215和发射时间数据218可以分别由随机、伪随机或者不随机的源几何结构206、接收器几何结构205和源发射时间204发生器产生。因此，根据本发明的一些实施方式，发生器204、205和206可以产生预定范围之内随机的源几何结构、接收器几何结构和发射时间。

依赖于本发明的特定实施方式，产生源几何结构、接收器几何结构和发射时间的方式可以变化。作为例子，在确定最优的发射时间时源和接收器几何结构可以保持恒定；源几何结构、接收器几何结构和发射时间可以同时随机变化；在确定最优的源几何结构参数时发射时间和接收器几何结构可以保持恒定；等等。因此，许多变化都是预期的，并在所附权利要求的范围之内。

基于计算机的模拟器220产生合成数据集224，该数据集是预测为实际勘测中要由地震传感器获取的地震数据集，其中勘测是由当前的勘测地况和作为输入被基于计算机的模拟器220接收的勘测参数定义的。合成数据集224指示预测的所感测的由发生干扰的地震源40产生的合成能量信号。基于合成数据集224，系统200的源能量分离器230产生多个数据集，每个数据集都归属于一个特定的地震源。

应当指出，源能量分离器230可以采用数值反演(inversion)算法(通过在计算机上执行的指令来执行)，该算法涉及线性系统的反演(作为非限制性例子)。源能量分离可能不能够将所有的能量都归属到地震源中的一个，这意味着由源能量分离器230进行的处理会产生残余能量。而且，存在泄漏能量，这是由一个地震源产生但被分离处理归属到不同地震源的能量。从数学上讲，如果所记录的数据是d＝d₁+d₂，且所估计的数据是d₁’和d₂’，则残余是d₁’+d₂’-d；对于地震源S₁泄漏是d₁’-d₁；对于地震源S₂泄漏是d₂’-d₂。

因此，残余和泄漏能量指示源分离中的误差程度，理想地，残余和泄漏能量为零，因为，理想地，所有感测到的能量都在地震源之间划分并正确地划分到各地震源。因此，根据本发明的一些实施方式，当地震勘测由最小化残余和泄漏能量或者至少产生低于所选阈值的残余和泄漏能量的一组参数表征时，发生地震勘测的优化。

根据本发明的实施方式，系统200的控制器240从源能量分离器230接收指示残余能量的数据234。控制器240(作为非限制性例子，通过改变源发射时间或者源几何结构)改变一个或多个勘测参数，直到基于残余能量数据234和泄漏能量数据235，控制器240确定这些能量已经被充分地最小化了。例如，控制器240可以继续运行接收器几何结构205、源几何结构206和发射时间204的发生器，控制器240可以改变输入范围，控制器240可以保持一些输入恒定而改变其它输入，等等。一旦控制器240确定残余和泄漏能量已经充分地最小化了，控制器240就提供指示最优勘测参数的数据244。

在一些情况下，勘测的地况可能是未知的或者可能无法获得对地况的可靠估计。对于这种情况，基于表征勘测系统的线性系统，可以对勘测参数进行优化以用于源能量分离。作为更具体的例子，参考图4，根据本发明的一些实施方式，优化勘测参数的技术250包括将地震数据集建模(块254)成可以从由勘测的地况与勘测的参数表征的线性系统确定。每个数据集与感测到的唯一地归属于不同地震源的能量关联。该线性系统可以针对地震数据集进行反演。根据块258，通过最大化用于数据集恢复的反演的精度，对勘测参数进行优化以用于源分离。

作为更具体的例子，根据本发明的一些实施方式，源颤振(即，利用其中源发射时间彼此之间有轻微偏移的源发射定时序列)可以用于使发生干扰的地震源的分离，如在2007年12月26提交且标题为“SEPARATING SEISMIC SIGNALS PRODUCED BYINTERFERING SEISMIC SOURCES”的美国专利申请序列No.11/964,402(律师卷号57.0820)中所描述的，该申请的全部内容通过引用包含于此。为了将所感测到的合成能量信号分解成每个都唯一地与特定地震源关联的信号，线性算子变换可以在勘测系统的模型中使用。为了从源分离的角度确定最优的勘测设计，该系统矩阵的可逆性(invertablity)被最大化。

更具体而言，地震数据(在此被称为“地震数据向量d”)被认为是由于N个(即，多个)地震源的发射而由地震传感器获取的。因此，地震源的同时或者几乎同时发射造成来自所有这些发射的重要能量都存在于地震数据向量d中。描述影响源能量的地况的模型与描述源机制的物理性质的线性算子、波传播和勘测几何结构关联。于是，地震数据向量d可以表征为该模型与线性算子的函数。因此，理论上，该函数可以对模型联合反演(invert)，这允许将地震数据向量d分离成N个地震数据集d₁、d₂、d₃、...、d_N，使得每个数据集都唯一地归属于一个地震源。换句话说，每个数据集都代表所感测到的合成能量信号的一个分量，该分量唯一地归属于一个地震源。

作为更具体的例子，假设地震数据向量d是由于称为“S₁”和“S₂”的两个地震源几乎同时发射而获取的。对于这个例子，地震源S₁和S₂根据一个定时序列发射，该定时序列可以基于预定的定时模式或者可以基于随机或伪随机的时间。不管具体的定时方案如何，对这个例子假设对于所有轨迹地震源S₁都是在地震源S₂之前发射的，而且还假设轨迹的零时刻对应于S₁的发射时间。因此，轨迹的零时刻在“S₁的时间”中。对地震源S₁和S₂的偏移或者向量，分别称为“x¹”和“x²”。地震源S₂的定时延迟，标记为“t”，对于每条轨迹都是已知的。

对这个例子，假设轨迹的集合使得t的值为随机的。在实践中，对CMP、接收器或者共同的偏移集合来说，情况就是这样。为了简化这种讨论，假设每个集合中的轨迹可以分别利用称为“x¹ _i”和“x² _i”的标量关于地震源S₁和地震源S₂定位。在这种标记法中，下标“i”指示集合中的轨迹编号。作为更具体的例子，对于CMP集合，“x¹ _i”可以是相对于地震源S₁的标量偏移，而且这些量在下面都称为偏移。类似地，“t_i”指示对于第i条轨迹的定时延迟。

对地震源S₁所记录的能量可以通过向称为“m₁”的未知模型施加称为“L₁”的线性算子(该算子代表地震源S₁的物理性质，与源S₁关联的波传播和与地震源S₁关联的勘测几何结构)来建模，其中“m₁”描述了影响从地震源S₁传播的能量的地况。模型m₁对模型空间中的每个参数包含一个元素。一般来说，模型空间可以通过慢度(slowness)或者其平方来参数化，这分别对应于线性或者双曲线/抛物线Radon变换。线性算子L₁是对于源S₁的偏移、表征模型空间的参数和时间或频率的函数。地震数据向量d₁对每条轨迹都包含一个元素(在每个时间或者频率)，而且是地震数据d中与地震源S₁关联的分量。换句话说，地震数据向量d₁表示归属于地震源S₁的数据集。地震数据向量d₁可以如下描述：

d₁＝L₁m₁ 公式1

与地震源S₂关联的能量在地震数据向量d中不连贯地出现。但是，该能量与连贯的数据集相关，其中，通过对轨迹应用时间偏移t_i，地震源S₂的发射时间是在时间零(即，地震源S₂时间)。称为“D₂”的对角线线性算子可以用于描述这些时间偏移，使得地震数据向量d中与地震源S₂关联且称为“d₂”的分量可以如下描述：

d₂＝D₂L₂m₂ 公式2

在公式2中，称为“L₂”的线性算子表示地震源S₂的物理性质，与地震源S₂关联的波传播和与地震源S₂关联的勘测几何结构。而且，在公式2中，称为“m₂”的模型描述了影响从地震源S₂传播的能量的地况。

由地震传感器记录的合成地震能量信号归属于地震源S₁和S₂。因此，地震数据向量d(即，所记录的数据)是地震数据向量d₁和d₂的组合，如下所述：

d＝d₁+d₂ 公式3

由于公式1、2和3中的关系，地震数据向量d可以表示为如下的线性系统：

d = [\begin{matrix} L_{1} & D_{2} L_{2} \end{matrix}] [\begin{matrix} m_{1} \\ m_{2} \end{matrix}]

公式4

因此，公式4可以利用如最小二乘方算法的标准技术对模型向量m(即，(m₁；m₂))求解；并且，在知道模型向量m之后，公式1和2可以应用模型m₁和m₂，以便将地震数量向量d分离成地震数据向量d₁和d₂，即，分离成指示归属于每个地震源的测量结果的数据集。

公式4可以在频率(ω)域中反演。在那种情况下，(D₂)_jk＝exp(-iωt_j)δ_jk且(L_s)_jk＝exp(-iωt^s _jk)，其中t^s _jk是在与S_s关联的模型空间中与偏移x^s _j和用于第k条轨道的参数关联的时间偏移。对于由慢度参数化的线性Radon变换p^s _k，t^s _jk＝x^s _jp^s _k。对于由曲率参数化的抛物线Radon变换q^s _k，t^s _jk＝(x^s _j)²q^s _k。

以上描述的源分离技术的成功依赖于用于分离与两个源关联的能量的变换的能力。不像Radon变换的大多数应用那样，成功不依赖于将对于正确模型参数的能量聚集到m₁或者m₂中的能力。当随机或者伪随机的时间延迟用在源发射之间时，用于两个模型域的基本函数(t¹ _jk和t_j+t^s _jk)是非常不同的，而且这实现了源的极其有效的分离。

根据本发明的实施方式，为了优化勘测以便分离源，确定最大化矩阵L＝[L₁ D₂L₂](见公式4)的可逆性的勘测参数。应当指出，如本领域技术人员可以认识到的，矩阵可逆性的程度可以由例如评估赫赛函数(Hessian)、矩阵的条件数、矩阵的稀疏程度和矩阵的特征值分布这样的技术来评估。因此，最优的勘测参数(源发射的定时序列、源几何结构，等等)是最大化矩阵可逆性的参数。

应当指出，使L可逆对于优化而言是足够的，但不是必需的。如果L是可逆的，则d＝Lm可以对m进行求解，其中但是m₁和m₂不需要明确地重新获得。如由公式1和2给出的，重新获得d₁和d₂就足够了。可以重新获得“错误的”m₁和m₂，但是重新获得正确的d₁和d₂。假如m₁建模了与地震源S₁关联的所有能量，而m₂建模了与地震源S₂关联的所有能量，等等，即使它在模型中处于错误的位置，也会发生这种情况。总体上说，最大化L的可逆性是重要的。

从数学上讲，如果M定义为即L的通用逆，则的估计如下：

(\begin{matrix} L_{1} & 0 \\ 0 & D_{2} L_{2} \end{matrix}) (\begin{matrix} M_{1} \\ M_{2} \end{matrix}) (L_{1} m_{1} + D_{2} L_{2} m_{2})

公式5

数据d₁被认为具有L₁m₁的形式等，因此M₁和M₂满足以下关系：

(\begin{matrix} L_{1} m_{1} \\ D_{2} L_{2} m_{2} \end{matrix}) = (\begin{matrix} L_{1} M_{1} L_{1} & L_{1} M_{1} D_{2} L_{2} \\ D_{2} L_{2} M_{2} L_{1} & D_{2} L_{2} M_{2} D_{2} L_{2} \end{matrix}) (\begin{matrix} m_{1} \\ m_{2} \end{matrix})

公式6

或者

(\begin{matrix} L_{1} (M_{1} L_{1} - I) & L_{1} M_{1} D_{2} L_{2} \\ D_{2} L_{2} M_{2} L_{1} & D_{2} L_{2} (M_{2} D_{2} L_{2} - I) \end{matrix}) (\begin{matrix} m_{1} \\ m_{2} \end{matrix}) = 0

公式7

公式7对于所有的m₁和m₂都满足，因此L₁(M₁L₁-I)＝0、L₁M₁D₂L₂＝0、D₂L₂M₂L₁＝0且D₂L₂(M₂D₂L₂-I)＝0，其中“I”代表单位矩阵。这比使M成为L的逆更通用且更容易，其中使M成为L的逆需要M₁L₁＝I、M₁D₂L₂＝0、M₂L₁＝0和M₂D₂L₂＝I。例如，M₁D₂L₂需要在L₁的零空间中，但不需要为零。

尽管通过例子在此描述了线性系统，但是应当指出，根据本发明的其它实施方式，勘测可以利用非线性系统进行优化以用于源分离。

参考图5，根据本发明的一些实施方式，为了优化地震勘测以便分离源，数据处理系统320可以执行在此所公开的一种或多种技术的至少一些部分。根据本发明的一些实施方式，系统320可以包括处理器350，例如一个或多个微处理器和/或微控制器。依赖本发明的特定实施方式，处理器350可以位于拖缆30上(图1)、位于船20上或者位于基于陆地的处理设施上(作为例子)。

为了接收如所获得的地震数据、地况测量数据、地况估计数据、指示对勘测参数的约束的勘测数据、勘测参数的范围等的这类数据，处理器350可以耦合到通信接口360。根据在此描述的本发明的一些实施方式，当执行存储在地震数据处理系统320的存储器中的指令时，处理器350可以实施在图3中所示的一个或多个处理块或者可以帮助执行图2和4中所示的一个或多个处理步骤。

作为例子，通信接口360可以是通用串行总线(USB)接口、网络接口、可移除介质(例如闪存卡、CD-ROM，等等)接口或者磁存储器接口(IDE或者SCSI接口，作为例子)。因此，依赖于本发明的特定实施方式，通信接口360可以采取多种形式。

根据本发明的一些实施方式，通信接口360可以耦合到系统320的存储器340并且可以存储例如在确定最优勘测数据中所涉及的各种输入和/或输出数据集。根据本发明的一些实施方式，存储器340可以存储程序指令344，当程序指令344被处理器350执行时，程序指令344可以使处理器350执行在此所公开的一种或多种技术和系统的各种任务，其中的技术和系统例如技术150或250和系统200，并在系统320的显示器(在图5中未示出)上显示通过该技术/系统所获得的结果。

其它实施方式也在所附权利要求的范围之内。例如，尽管以上已经描述了拖曳的基于海洋的地震获取系统，但是，在此描述的优化勘测以进行源分离的技术和系统也可以同样地应用到其它类型的地震获取系统。作为非限制性的例子，在此描述的技术和系统可以应用到基于海床、钻孔和陆地的地震获取系统。因此，依赖于本发明的特定实施方式，地震传感器和源可以是固定的或者可以被拖曳。

作为本发明其它实施方式的附加例子，除以上描述那些之外的技术也可以用于优化勘测以进行源分离。作为例子，如本领域技术人员可以认识到的，在本发明的其它实施方式中，如遗传算法、模拟退火算法、最速下降算法或共轭梯度算法这样的技术可以用于确定最优的勘测参数。

尽管本发明已经关于有限数量的实施方式进行了描述，但是受益于本公开内容的本领域技术人员将认识到根据其进行的多种修改和变化。希望所附权利要求覆盖属于本发明真正主旨和范围类的所有这类修改和变化。

Claims

1.一种针对源分离的地震勘测优化方法，所述方法包括：

确定地震勘测的至少一个特征参数，其中使多个地震源发射并且地震传感器感测由所述地震源产生的能量，所述确定包括优化所述地震勘测，以便分离所感测到的与地震源对应的能量，

其中所述优化包括：

确定与勘测关联的地况；

基于所确定的地况，预测勘测中要由地震传感器获得的数据集；

基于预测的数据集，确定在能量分离之后不与地震源中任何一个关联的残余能量；

基于预测的数据集，确定与错误地震源关联的泄漏能量；以及

确定所述至少一个特征参数，以最小化所述残余能量和所述泄漏能量。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

优化支配所述地震源发射的定时序列；或者

优化所述地震源的几何结构；或者

优化所述地震传感器的几何结构。

3.如权利要求2所述的方法，还包括优化所述地震源纵测线间隔或者横测线间隔，或者优化所述地震传感器的纵测线间隔或者横测线间隔。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述地震勘测包括震动源勘测。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述地震勘测包括海洋勘测。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述地震勘测包括拖曳勘测。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述地震勘测包括钻孔勘测。

8.如权利要求1所述的方法，其中所确定的地况包括估计的地况。

9.如权利要求1所述的方法，其中所确定的地况包括从勘测确定的地况。

10.如权利要求1所述的方法，其中：

所感测到的能量是通过针对地震数据集，反演线性系统公式来分离的，每个数据集归属于一个源，以及

确定所述至少一个特征参数的动作包括确定所述至少一个特征参数，以最大化数据集反演的准确度。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述确定所述至少一个特征参数的动作包括确定矩阵的条件数、稀疏程度或者特征值分布。

12.如权利要求1所述的方法，其中确定所述至少一个特征参数的动作包括将地震勘测建模为非线性系统。

13.一种针对源分离的地震勘测优化系统，所述系统包括：

地震源；及

地震传感器，适于感测由所述地震源发射而产生的能量，

其中，使用如权利要求1-12中任一项所述的方法对该系统进行优化以执行勘测。

14.如权利要求13所述的系统，还包括：

拖曳所述地震传感器和所述地震源的船。

15.一种针对源分离的地震勘测优化系统，所述系统包括：

确定地震勘测的至少一个特征参数的装置，所述确定地震勘测的至少一个特征参数的装置包括优化地震勘测以便分离地震传感器所感测到的与被发射的地震源对应的能量的装置，

其中所述优化地震勘测以便分离所感测到的与地震源对应的能量的装置包括：

确定与勘测关联的地况的装置；

基于所确定的地况预测勘测中要由地震传感器获得的数据集的装置；

基于预测的数据集确定在能量分离之后不与地震源中任何一个关联的残余能量的装置；

基于预测的数据集确定与错误地震源关联的泄漏能量的装置；以及

确定所述至少一个特征参数以最小化所述残余能量和所述泄漏能量的装置。