CN103226209A - 具有波状航线的多船地震采集 - Google Patents

Abstract

一种具有波状航线的多船地震采集。一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的方法。该方法包括接收对应于在多船采集系统中所使用的船的数目的步骤；接收分别对应于多船采集系统第一艘船和最后一艘船的第一条直线路径和最后一条直线路径之间的联络测线距离的步骤；接收第一艘船和最后一艘船之间的主测线距离的步骤；为多船采集系统的该些船选择波状路径的形状的步骤；接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布的步骤，其中，接收器被多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于多船采集系统的源船拖曳；以及计算波状路径的振幅(A_i)、周期(T_i)和相位的步骤。

Description

具有波状航线的多船地震采集

技术领域

本文所公开的主题的实施例主要涉及用于海洋地震数据采集的方法和系统，尤其是涉及用于改善海洋地震数据采集的方位角和/或偏移分布的机制和技术。

背景技术

海洋地震数据采集和处理技术用于生成海床下的地球物理结构(地下)的轮廓(profile)(图像)。虽然该轮廓不需要提供油和气储藏的准确位置，但是它可以向那些本领域技术人员表明是否存在油储藏和/或气储藏。因此，提供地下更好的图像是一个持续的过程。

对于地震采集过程，如图1所示，海洋地震数据采集系统100包括勘探船102，其拖曳可在船后延伸超过数千米的多个拖缆104(示出了一个)。一个或多个源阵列106也可由该勘探船102或其他勘探船(未示出)拖曳，用于产生地震波108。一般来说，相对于勘探船102的行驶方向，源阵列106位于拖缆104的前面。由源阵列106产生的地震波108向下传播，并且穿透海床110，最后在被在地表下不同层之间的界面上的反射结构112、114、116、118反射回到水面。反射的地震波120向上传播，并且由在拖缆104上设置的检测器122检测。该过程通常被称为“拍摄”特定海床110区域。

现有技术的缺点之一涉及数据采集点(即检测器122)的不佳的方位角/偏移分布以及连接到勘探船102的拖缆104的数量，这些数据采集点沿着等长的拖缆定位。通常地，一艘单独的勘探船102拖曳大约10到16条长度相同的具有检测器122的拖缆104，检测器122沿着各拖缆的长度等距间隔分布。在此配置中，采集点的方位角窄。窄方位角分布导致与在拖缆上与源阵列108邻近位置处的压制多次波(multiple removal)(反射)相关的问题。应当注意的是勘探船受限于其所能够拖曳的拖缆104的数量，而与这些拖缆的长度无关，也就是说，调整拖缆104一部分的长度来改变检测器122的密度并不导致其能够拖曳更多数量的拖缆104。

与现有采集方法相关的另一个缺点涉及所采集的数据与其预期用途相关，也就是说，不同的拖缆采集配置导致其数据的不同用途，诸如压制多次波、成像和模型建立。窄方位角分布的拖缆配置并不致力于所采集数据的特定用途，导致差于最佳地震成像结果。

所给出的需要勘探的特定区域200，如图2所示，拖曳着拖缆的船沿着多条平行相邻的直的航线202行进，以便使穿过的海洋表面区域204覆盖感兴趣的地下区域。使用现有技术的方法，所获得的地震数据质量依赖于拖船操作者精确穿过预先确定的平行相邻的直的航线202的技能，以及确保各拖缆方向与线性航线保持平行并且与线性航线成一条直线的能力。当拖曳多个拖缆时，这不是一件容易的工作。

已经提出了用于穿过勘探区域204的其他一些方法。例如，美国专利4,486,863(弗伦奇)公开了一种方法，其中拖缆拖船沿着圆形路径，以便拖缆也沿着这个圆形路径。沿前进线上的每个圆形路径与下一路径相偏移。拖船完成一个完整的圆圈，之后离开该完成的圆圈并转移到下一个圆形路径。然而，由于拖缆只接受有限数量的曲率，将产生较大的轨道距离比(即，由船穿过的实际距离比上标称(nominal)航线距离间的较大大比例)，这是一个低效的采集地震数据的方式。此外，该方法增加了获得数据的时间，这样导致增加了采集成本。

美国专利No.4,965,773公开了另一种方法。该方法通过定义一个螺旋形路径并且利用区域上的一个点作为螺旋形的起点，收集海洋区域的地震数据并将其绘制地图并且沿着螺旋形路径拖曳发射器/接收器拖缆以收集地震数据。一个实施例公开了螺旋线圈之间的径向距离是恒定的，与阿基米德螺旋线(Archimedean spiral)所给出的相同。这也是一个低效的采集地震数据的方式，并且用于获得数据的额外时间相当于增加了采集成本。

公开号2008/0285381的美国专利公开还公开了另一种采集方法，其描述了拖曳包括单个源和多个拖缆的地震勘探排列(spread)，主动操纵所有拖缆以将每个拖缆保持在大致弧形的前进路径上。该大致弧形的前进路径的半径被描述为在5500-7000m左右，导致曲线路径的周长在34000-44000m左右。鉴于平均拖缆的长度为6000m左右，这样可以看出每个拖缆的长度仅覆盖了穿过的圆形路径的一小段弧长。这种采集方法本身仅与传统的线性3D采集系统有少量的偏差，但具有额外的花费来主动操纵多个拖缆以在采集期间防止它们缠绕在一起。

因此，需要提供避免上述问题和缺点，并且提高所采集到的地震数据的方位角/偏移分布的系统和方法。

发明内容

根据示例性实施例，存在一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的方法。该方法包括接收对应于在多船采集系统中所使用的船的数目的步骤；接收分别对应于多船采集系统的第一艘船和最后一艘船的第一条直线路径和最后一条直线路径之间的联络测线(cross-line)距离的步骤；接收第一艘船和最后一艘船之间的主测线(inline)距离的步骤；为多船采集系统的船选择波状路径的形状的步骤；接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布的步骤，其中，接收器被多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于多船采集系统的源船拖曳；以及计算波状路径的振幅(A_i)、周期(T_i)和相位的步骤。

根据另一示例性实施例，存在一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的计算装置。该计算装置包括接口，其用于接收对应于在多船采集系统中所使用的船的数目，用于接收分别对应于多船采集系统第一艘船和最后一艘船的第一条直线路经和最后一条直线路径之间的联络测线距离；以及用于接收第一艘船和最后一艘船之间的主测线距离；以及还包括连接到该接口的处理器。该处理器配置成为多船采集系统的该些船选择波状路径的形状，接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布，接收器被多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于多船采集系统的源船拖曳，并且计算波状路径的振幅(A_i)、周期(T_i)和相位。

根据另一示例性实施例，存在一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的方法。该方法包括接收用于多船采集系统的面元大小(binsize)的步骤；接收面元大小的标称折叠(nominal fold)的步骤；接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布的步骤，接收器被多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于多船采集系统的源船拖曳；以及计算多船采集系统的一个或多个拖缆船和源船所沿着行进的波状路径之间的横向位移的步骤。

根据另一个示例性实施例，存在一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的计算装置。该计算装置包括接口，用于接收用于多船采集系统的面元大小，用于接收面元大小的标称折叠，以及用于接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布，该接收器被多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于多船采集系统的源船拖曳；以及连接到该接口的处理器，该处理器配置为计算多船采集系统的一个或多个拖缆船和源船所沿着行进的波状路径之间的横向位移。

附图说明

并入说明书并且组成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且与说明书一起解释说明了这些实施例。在这些图中：

图1为海洋地震数据采集系统的示意图；

图2为海洋地震数据采集系统的航线示意图；

图3为根据示例性实施例的新颖海洋地震数据采集系统的示意图；

图4为一条弯曲拖缆的示意图；

图5为非常规源的示意图；

图6为示出了传统采集系统的方位角和偏移分布的玫瑰图；

图7为示出了根据示例性实施例的新颖的采集系统的方位角和偏移分布的玫瑰图；

图8为根据示例性实施例的用于确定海洋地震数据采集系统的船的波状路径的振幅和周期的方法的流程图；

图9为根据示例性实施例的用于确定海洋地震数据采集系统的船的波状路径的相位的方法的流程图；

图10为示出了根据示例性实施例的源船所沿着的波状路径的航图；

图11为根据示例性实施例的使用交错船的多船采集系统的示意图；以及

图12为根据示例性实施例的实现这里所述各种方法的计算装置的示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述示例性实施例。在不同附图中的相同附图标记表明相同或相似的元件。下述具体实施方式并不限制本发明。反而，本发明的范围由所附权利要求限定。为简单起见，就两艘拖缆船和两艘源船的术语和结构而言，讨论下面一些实施例。然而，下面讨论的实施例不局限于该配置，而是可扩展到其他包括多个或更少拖缆船和/或源船的配置。而且，附图示出了沿着联络测线方向的拖缆船和源船的特定顺序。该顺序是示意性的，不是意在限制该新颖的实施例。

整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意味着，所描述的与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，短语“一个实施例”或“一实施例”在整个说明书各个位置的出现不一定是指同一实施例。而且，这些特定的特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何合适方式结合。

根据示例性实施例，拖缆船和源船都沿着弯曲的路径行进。例如，拖缆船和源船可沿着周期的弯曲路径行进，其具有可以相同的或不同的振幅、周期和相位。该振幅、周期和相位可被优化从而使记录的数据获得更好的方位角和偏移多样性。然而，有可能仅有拖缆船沿着弯曲路径行进，而源船则沿着直线路径行进，或者反过来，只要收集的地震数据的方位角和/或偏移分布相对于现有采集系统得到改善。

该新颖的采集系统的示例如图3所示，其中示出采集系统300包括两艘拖缆船302和304，以及两艘源船306和308。拖缆船302和304分别拖曳相应的拖缆排列302A和304A，以及可选择地分别拖曳一个或多个震源302B和304B。源船306和308仅拖曳相应的震源306A和308B。

至于拖缆，通常在水表面下或倾斜于水表面的相同深度处来拖曳它们。然而，参照图4，描述了一个更加现代化的布置，其中，弯曲的拖缆400包括具有预定长度的本体402、沿着本体所设置的多个检测器404、以及沿着本体所设置的用于维持所选择的曲线轮廓的多个水鸟(birds)406。拖缆配置为当被拖曳时在水下流动，以便使多个检测器沿着曲线轮廓分布。该曲线轮廓可通过参数化的曲线来描述，例如，曲线由下述来描述(i)第一检测器的深度z₀(从水面412测量)，(ii)本体的第一部分T与平行于水面412的轴414的斜率s₀，以及(iii)第一检测器和曲线轮廓端部之间的预定的水平距离h_c。注意到并不需要整个拖缆都具有曲线轮廓。也就是说，曲线轮廓不应解释为总是应用到拖缆的整个长度上。虽然这种情况是可能的，但曲线轮廓可以仅应用到拖缆的一部分408上。也就是说，拖缆可具有(i)仅为曲线轮廓的一部分408，或者(ii)为曲线轮廓的一部分408和为平直轮廓的一部分410，这两部分连接在一起。

至于源，通常拖曳包括三个子阵列的源阵列。每个子阵列包括浮子，单个源元件连接到该浮子。因此，所有单个源元件都位于相同深度。然而，图5呈现了一种更加新颖的源阵列。该源500包括一个或多个子阵列。图5示出了一个单独子阵列502，其具有浮子506，该浮子构造为漂浮在水面508上或漂浮在水下一预定深度处。多个源点510a-d以已知方式从浮子506上悬吊下来。第一源点510a可以以第一深度z1悬吊于最接近浮子506的头部506a处。接下来第二源点510b可以不同于z1的第二深度z2悬吊。接下来第三源点510c可以不同于z1和z2的第三深度z3悬吊，依此类推。为简单起见，图5仅示出了4个源点510a-d，但是实际执行的情况可具有任何所需数目的源点。在一个应用中，由于源点分布在不同深度，它们并没有同时激活。也就是说，源阵列是同步的，即，越深的源点被激活的越晚(例如，当在水中声速为1500m/s时，3m深度差为2ms)，使得由多个源点产生的相应声信号合并，并且因此，由多个源阵列产生的所有声信号看起来为一个单独的声信号。

第一子阵列502的源点深度z1到z4可服从各种关系。在一个应用中，源点深度从浮子的头部向尾部增加，即，z1＜z2＜z3＜z4。在另一个应用中，源点深度从浮子的头部向尾部减小。在另一个应用中，源点是倾斜的，即，设置在一条假想线514上。在又一个应用中，线514为直线。在又一应用中，线514是曲线，例如，部分的抛物线、环线、双曲线等等。在一个应用中，子阵列502的第一源点的深度大约为5m，最后的源点的最大深度大约为8m。在该实施例的变形中，深度范围在8.5到10.5m之间或在11到14m之间。在该实施例的另一个变形中，当线514为直线时，源点深度从一个源点到一个相邻源点增加0.5m。本领域技术人员可认识到这些范围是示意性的并且这些数字可根据不同勘探而有所不同。所有这些实施例的共同特征是源点具有可变的深度，以致一个单独子阵列展现出多级源点。

回到图3，示出了每艘船沿着波状路径行进，该波状路径在空间中是周期性的，即，其具有在一定长度(波长)后重复其本身的形状。波状路径可包括其他曲线轮廓，例如，在时间上是周期的路径等。在图3的实施例中，拖缆船302沿着波状路径312行进，拖缆船304沿着波状路径314行进，源船306沿着波状路径316行进，以及源船308沿着波状路径318行进。不是所有路径必须是波状的。如后面要讨论的一些路径可以是直线。路径312、314、316和318可具有周期性，即，在给定时间间隔T(例如，周期T)后重复其本身。在一个应用中，所有的路径具有相同的周期T。然而，在另一示例性实施例中，每个路径具有其自身的周期T_i。在一个示例性实施例中，每个路径为正弦曲线。

而且，每个路径可具有其自身的振幅A_i。然而，在一个实施例中，所有的振幅都相等。仍然在另一示例性实施例中，振幅被划分成子集，每个子集具有相同值。一个子集可包括任何数量的路径，从一条到最多数量的路径。振幅A_i可定义为船距离直线路径的最大偏移。例如，对于船302，距离直线路径322的最大偏移用A₁示出。其余船的振幅A₂到A₄也在图3中示出。在另一应用中，直线路径的一侧的船的最大偏移和另一侧的最大偏移之间的距离除以2，以生成振幅。

可用于表征该波状路径312、314、316和318的第三个参数是相位。该相位可从给定的联络测线参考线340(沿着Y轴延伸)测量，其大致垂直于直线路径322、324、326和328。该相位表示船到参考线340的距离。如果波状路径是正弦曲线，该相位可表示成一个角度。沿着直线路径来测量船或源的位置为每艘船确定相位

与振幅和周期相同，不同船的相位也可不同。在一个实施例中，对于不同船的相位必须是不同的，以实现更好的方位角和/或偏移分布。在另一应用中，以交错的方式发射源，即，如果同时发射源，第一源304B和最后的源302B之间的沿着直线路径的交错距离345(沿着主测线轴X的主测线距离)在地震勘探期间保持不变。

地震勘探系统300的另外一个参数是联络测线偏移350，即，第一直线路径322和最后的直线路径324之间的距离。对于给定的联络测线偏移350，相邻直线路径之间的联络测线距离可根据船的不同而变化。在一个应用中，在两个相邻直线路径间有最小联络测线距离D1，以及在另两个相邻直线路径间有最大联络测线距离D2。因此，所有联络测线距离落在D1和D2之间。然而，在一个应用中，联络测线距离可以是相同的。

图6示出了传统的勘探系统的玫瑰图，该勘探系统具有两艘拖缆船和两艘源船，该两艘拖缆船和两艘源船沿着与图3中所示路径322、324、326和328相似的直线路径行进。图7示出了新颖的勘探系统的玫瑰图，该勘探系统使用相同数量的源船和拖缆船，但是该船沿着波状路径312、314、316和318行进。图的中心600表示零偏移，即，源和记录接收器之间无距离。远离图中心600的点602指示相对于源的接收器的位置(偏移)。如果接收器和源有相同的方位角(即，相对于航行直线方向的相同角度)，该相应点604和600分别绘制在同一条线M上。然而，如果接收器例如成90度的方位角，该接收器例如沿着线N绘制在点608处。因此，在图6的绘图上沿着半径的距离示出了例如点608的相对于参考线M的偏移和相对角度，该参考线M穿过图中心600以指示接收器相对于源的方位角。通过比较这两幅图，图7的偏移/方位角分布的改善是显而易见的。

根据一个示例性实施例，该新颖的勘探系统可采用波状路径，该波状路径为具有相同振幅、相同周期和不同相位的正弦曲线。然而，如下面讨论的，能够基于拖缆船和源船的数量来优化这些量(振幅、周期和相位或其他量)以进一步改善偏移/方位角分布。如下面讨论的，可以注意到可以实施各种优化方法。

根据图8所示的示例性实施例，讨论了一种优化多船地震系统配置的方法。根据该示例性实施例，描述多船地震系统的量被分为两类，参数和变量。在算法的开始假设所述参数是确定的，同时基于该固定参数和一个或多个数学方法的算法产生所述变量的值。在步骤800中，拖缆船和源船的数量被确定。例如，对于如图3所示的实施例，这些数量是2。如前所述，这些数量可从1变化到任何合适数量。在步骤802中，可确定联络测线距离350(可选择地，在该步骤中还确定相邻直线路径之间的最小D1和最大D2距离)，并且在步骤804中还可确定交错距离345。联络测线距离350和交错距离345可以基于经验、现有数据库、目标深度和/或勘探成本来选择。可选择地，在计算开始时，可确定勘探的面元大小。

确定了这些参数，在步骤806中选择轨迹312、314、316和318的波状形状。该形状对于所有波状路径可以是相同或不同的。为简单起见，在步骤806中选择正弦曲线形状。因此，为正弦曲线形状确定的变量为振幅、周期和相位(例如，船之间的距离)。在步骤808中，操作员可输入所需的方位角和/或偏移分布。图7示出了方位角和/或偏移分布的一个例子。对于一个给定的勘探，客户或操作员可提出任何想要的方位角和/或偏移分布。

在步骤810中，优化算法可以应用于为拖缆和源船的波状路径确定振幅、周期和相位。优化算法可以是任何已知的算法，例如，加权最小二乘法。目标函数可基于问题的变量(振幅和周期)定义，并且考虑到在步骤800到804中引入的参数、波状路径的形状和所需的方位角和/或偏移分布来最小化或最大化所述目标函数。优化算法的结果为船的轨迹的振幅、周期和相位。为简单起见，图8的流程图示出了单一振幅、单一周期和相位，因此，这暗示着所有波状路径是相同的，除了它们的相位。然而，所述算法对于不同路径可处理不同振幅和周期。或者，相位可在优化过程开始时由操作员决定或如下面所讨论的来计算它们。

根据另一个示例性实施例，如图9所示的来计算波状路径的相位。在步骤900中，为所需的方位角和/或偏移分布选择代表性的面元大小。注意到图9示出的步骤可在图8的优化算法已经运行之后执行，因此，图8的输出可用作图9算法的输入。或者，图9示出的算法可独立于图8示出的算法运行。不论哪种方式，可以认为在这个阶段波状路径的振幅和周期是已知的和确定的。例如所述面元定义为正方形或矩形，其具有沿着主测线方向(图3中的X轴)的长度，以及沿着联络测线方向(图3中的Y轴)的长度。例如，面元可以是1km×1km。在步骤902中，为面元大小选择通过方向和标称折叠。例如通过方向指的是图3中的直线路径322到328。在另一应用中，通过方向可沿着六边形的方向。其他配置也是可能的。标称折叠涉及信噪比，并且其是一个数字，例如100。

然后，在步骤904中，输入所需的方位角和/或偏移分布。基于在步骤900、902和904中所接收的信息，在步骤906中执行优化算法。该优化算法可与图8中讨论的类似，即，使用多种数学算法中得一种来定义和最小化目标或成本函数，以确定相位、横向位移和/或通过次数。横向位移是两条相邻直线路径322到328之间的联络测线距离。通过的数目表示为了完成地震勘探，船需要在给定区域进行往复运动的次数(例如，见图2)。图9涉及单个相位和单个横向位移，但是如已经讨论的，算法可产生多个相位和多个横向位移，即，每艘船有一个相位和横向位移。

根据一个示例性实施例，公开了一种更普遍的优化方案。通常情况下，关于几个优化准则的找到一条优化路径的问题，能够构造成多目标(或多准则)、非线性和约束的优化问题；它包括找到一组给定参数的容许变量x的向量，其表示目标函数F(x)的最小值。可如下构造优化问题：

$\frac{\min }{\mathrm{xes}}\left|\right|F\left(x\right)\left|\right|$

服从于

其中||·||表示具有包括L₁、L₂和L_∞的常见选择的任意L_p范数，x＝[x₁，x₂，...，x_n]为n个变量的向量，S为搜索空间，多组函数h_i(x)和g_i(x)分别描述需要被满足的可能的不等式或等式约束。对于多目标优化问题的情况，函数F(x)可写成：

F(x)＝{f₁(x)，f₂(x)，...，f_p(x)}，

其中，f_i是单个目标函数。

也就是说，这是在不同目标之间寻找折衷平衡的一个过程，导致从无限数量的替代中的一个配置(叫做帕累托最优解决方案，其定义如下：给定一组个体之间的货物初始分配，一种不同分配的变化使得至少一个个体更好，而没有使得任何其他个体更差，这就叫做帕累托改进)。多目标问题优化通过使用已知数学方法解决。基于成本函数F(x)的拓扑/复杂性(例如，线性、单模或多模)，可使用多种数学方法，例如，共轭梯度法、遗传算法、模拟退火等等。

对于在本案中的多船地震勘探，优化问题可如下构造：

a.假定已知下述参数：

i.源船的数量，

ii.拖缆船的数量，

iii.标称面元大小，

iv.其他参数(例如，勘探区域大小，但也可是勘探依赖的其他量)

b.期望找到变量，特征在于

i.不同船的轨迹(船路径的形状)，以及

ii.在勘探区域的路径的空间分布(船之间的X轴距离，交错距离等等)

iii.通过的数目或其他地震勘探可能需要的量，

c.那些根据不同目标优化地震采集的，包括：

i.采集时间/成本(通过的数目)

ii.每个面元的覆盖范围(方位角/偏移分布)

iii.标称模式的大小(宏观面元)

iv.宏观面元的一致性

v.激发点的空间密度

vi.CMP的空间密度

vii.接收器的空间密度

viii.或者其他量，

d.那些需要满足一组操作约束的，包括：

i.航行(船的最小转弯半径，最低/最高船速)

ii.安全(船之间允许的最小距离)

iii.或其他约束

船的路径可用平滑曲线描述。例如，广义的正弦曲线，f(x)＝Asin((2π/T)x+φ)，

可描述一种曲线，其中，参数A、T和Φ分别是振幅、周期和相位(以弧度表示)。更普遍地，周期性波状的船的路径可以近似为二次可微的分段多项式曲线(例如，B样条)。不仅仅由振幅、周期和相位定义的任意波状路径也可以使用。另外还请注意，正如所有非完整车辆(non-holonomic vehicle)一样，海洋船具有最小转弯半径，该最小转弯半径在过程中需要被考虑(例如，作为外部约束添加到优化中)。另外，注意上面描述的算法可对于每次地震勘探进行修改，以及更少或更多的参数、变量和约束可被利用来优化加入多船地震勘探中的船的路径。在一个应用中，一个或多个变量可以是确定的并且可以移动到参数类别，或者根据情况需要，可使一个或多个约束(即，目标)为变量或参数。

可使用多个参数作为用于图8、9所使用的优化算法的约束。例如，除了上面已经提到过的那些参数，也可考虑下述参数：勘探的成本、地下的类型、洋流、速度模型、拖缆的长度、在排列中的拖缆数量、操纵拖缆的能力(例如，水鸟的存在)、接收器中使用的传感器类型、勘探的类型(例如，3-维(3D)、4D等等)等。

应当注意，图8和图9示出的算法可用于为至少三种不同情况来确定波状路径：(i)为拖缆船和源船，(ii)仅为源船，以及(iii)仅为拖缆船。例如，对于情况(ii)，可能先验决定拖缆船的路径为直线，然后算法仅为源船确定路径。对于情况(iii)同样如此。

基于上述算法(在图8、9中示出)，可以计算拖缆船和源船的完整航图。图10中示出了一示例，其中，为简单起见，拖缆船被设置为沿着直线路径1000行进，源船被设置为沿着周期路径1010行进，该周期路径1010基于上述讨论的算法计算得出。

可基于各种方案发射图3示出的源。在示例性实施例中，一个方案可以以密集模式顺序地射击源。例如，以给定空间间隔激发源，也就是说，射击源304B，等待该源沿着主测线方向X行进12.5米，之后射击源308A，诸如此类。应当注意的是，在该示例性实施例中值12.5米是一个示例，并且能够例如基于拖缆船的速度而改变。照这样，例如当这些源在激发序列期间具有相同X轴或主测线、位置时，激发源。

需要进一步注意的是，在示例性实施例中，激发序列包括各个源的顺序一次性激发。在激发序列的另一个示例性实施例中，源同时或者几乎同时被激发，在激发之间具有随机时延。图11的示例性实施例的地震系统1100具有两艘拖缆船1102、1104，以及三艘源船1106、1108和1110。需要注意的是，在示例性实施例中关于每艘船的拖缆1112、1114的数目、拖缆船1102与拖缆船1104之间的分离距离以及拖缆1112、1114的长度，拖缆船1102、1104是可配置的。而且，需要注意的是，在示例性实施例中拖缆船1102、1104在联络测线上被一个或多个源船1106、1108、1110分开，拖缆船1102、1104的前沿在主测线上彼此以可配置距离1116偏移。进一步在示例性实施例中，源船1106、1108、1110在主测线上以一个可配置距离偏移拖缆船1102、1104并且彼此偏移。在图11中列出一些数值示例。

如图12所示，上述讨论的方法和算法可在计算装置1200中执行。该计算装置1200可以是处理器、计算机、服务器等等。计算装置1200可包括处理器1202，该处理器1202通过总线1204连接到存储装置1206。该存储装置1206可以是任何类型的存储器，并且可存储与上述讨论的算法有关的必要命令和指令。输入/输出接口1208也连接到总线1204，通过输入/输出接口操作员可与图8图9示出的算法交互。通信接口1210也连接到总线1204，并且配置为在处理器1202和外部网络等、互联网、操作员的内部网络等之间传递信息。通信接口1210可以是有线或无线的。可选择地，计算装置1200可包括显示屏1212，用于显示由上面讨论的算法生成的各种结果。例如，使用新颖的算法计算后，可在显示屏1212上显示计划勘探的振幅、周期和相位。

上面公开的示例性实施例提供了一种通过使源船和/或拖缆船使用波状路径，改善地震勘探的方位角和/或偏移分布的系统和方法。应当理解，该说明书不旨在限制本发明。相反，示例性实施例旨在覆盖替代、修改和等价方式，其包含在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。另外，示例性实施例的具体说明书中，提出大量具体细节以便提供对要求保护的发明的全面理解。然而，本领域技术人员应理解各种实施例可被实施而不具有这些特定细节。

虽然在实施例中以特定组合描述了发明示例性实施例的特征和元素，但是每个特征或元素可单独使用，而不需要实施例的其他特征和元素，或者在具有或不具有这里公开的其他特征和元素的各种组合中使用。

该书面描述使用了所公开主题的示例，使得任何本领域技术人员能够以相同方式应用，包括制成和使用任何设备或系统，以及执行任何并入的方法。本主题的可授权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员能想到的其他示例。所述其他示例旨在包括在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的方法，所述方法包括：

接收对应于在所述多船采集系统中所使用的船的数目；

接收分别对应于所述多船采集系统的第一艘船和最后一艘船的第一条执行路径和最后一条直线路径之间的联络测线距离；

接收所述第一艘船和最后一艘船之间的主测线距离；

为所述多船采集系统的所述船选择波状路径的形状；

接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布，其中，所述接收器被所述多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于所述多船采集系统的源船拖曳；以及

计算所述波状路径的振幅、周期和相位。

2.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，其中，所述波状路径的形状为正弦曲线。

3.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，其中，所述波状路径的形状是同样的且由正弦曲线描述。

4.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，其中，计算步骤包括：

应用优化算法来计算所述振幅、周期和相位，

其中振幅和周期对于不同船是不同的。

5.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，进一步包括：

应用帕累托改进来确定所述振幅、周期和相位，

其中每一条波状路径具有不同相位。

6.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，进一步包括：

沿着夹在两艘拖缆船的波状路径之间的波状路径驱动源船。

7.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，进一步包括：

为拖缆船选择直线路径。

8.根据权利要求1所述的用于确定多船采集系统的地震勘探配置方法，进一步包括：

使用计算出的振幅和周期来确定所述船的横向位移；

选择地震勘探的面元大小；

选择标称折叠；

基于振幅、周期、相位、面元大小和标称折叠来计算横向位移；以及

在所述地震勘探期间计算待执行的船的通过的数目。

9.一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的计算装置，所述计算装置包括：

接口，所述接口用于接收对应于在所述多船采集系统中所使用的船的数目；用于接收分别对应于所述多船采集系统第一艘船和最后一艘船的第一条直线路径和最后一条直线路径之间的联络测线距离；以及用于接收所述第一艘船和最后一艘船之间的主测线距离；以及

处理器，所述处理器连接到所述接口，并且配置为，

为所述多船采集系统的所述船选择波状路径的形状，

接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布，所述接收器被所述多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于所述多船采集系统的源船拖曳，以及

计算所述波状路径的振幅、周期和相位。

10.一种用于确定多船采集系统的地震勘探配置的方法，所述方法包括：

接收用于所述多船采集系统的面元大小；

接收所述面元大小的标称折叠；

接收所需的接收器的方位角和/或偏移分布，所述接收器被所述多船采集系统的一个或多个拖缆船相对于所述多船采集系统的源船拖曳；以及

计算所述多船采集系统的一个或多个拖缆船和源船所沿着行进的波状路径之间的横向位移。

Images