CN103649780A - 耦合的时间-距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪 - Google Patents

耦合的时间-距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪 Download PDF

Info

Publication number
CN103649780A
CN103649780A CN201280023411.1A CN201280023411A CN103649780A CN 103649780 A CN103649780 A CN 103649780A CN 201280023411 A CN201280023411 A CN 201280023411A CN 103649780 A CN103649780 A CN 103649780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
source
time
seismic
fleet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280023411.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103649780B (zh
Inventor
S·霍
H·徐
彼得·I·佩霍尔克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saudi Arabian Oil Co
Original Assignee
Saudi Arabian Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saudi Arabian Oil Co filed Critical Saudi Arabian Oil Co
Publication of CN103649780A publication Critical patent/CN103649780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103649780B publication Critical patent/CN103649780B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/003Seismic data acquisition in general, e.g. survey design
    • G01V1/005Seismic data acquisition in general, e.g. survey design with exploration systems emitting special signals, e.g. frequency swept signals, pulse sequences or slip sweep arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

执行通过利用分区设计和独特扫描来管理串话干扰而进行的数据采集,并且结果数据在3D公共接收机域内被处理以在为高密度的源和接收机采集设计保持信号的同时衰减串话噪声。衰减高幅度谱幅度值以及应用集合间静校正或结构时间延迟以实现最优滤波性能。如果所述谱幅度值已经被衰减到与非同步采集相一致的水平,则传统的地表一致性处理可被执行以进行静校正和幅度偏差校正。然后在不同频带内可施加3点滤波来去除任何剩余的串话噪声。

Description

耦合的时间-距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪
技术领域
本发明涉及陆地地震勘探的实施和组织,其中多个扫频振动源工作在关注区域的各个分区,以及涉及这些勘探中获得的地震数据的处理。
背景技术
为得到从表面到最深处关注目标的高分辨率的陆地地震图,需要表面采样网格用来记录非变形弹性波。如果我们考虑具有6000米孔径的5米空间采样网格,这将需要大约600000个活动频道。这种接收机配置当前是不节约的或不实际的。这一限制可通过用多个可控震源车队来在最大频道限制接收机覆盖(spread)(10000到100000个频道)外部进行拍摄来克服,其以给总的采集时间增加振动点(VP)重复因子为代价。采用新的振动源控制技术,总的采集时间可通过使用新的高产可控震源方法被显著地减少。最高产的方法被称为独立同步扫描。根据所述独立同步扫描方法的一种可用业务是由U.K.的BPp.l.c.的商标
Figure BDA0000414550450000011
提供的。然而,当可控震源的初始时间接近相同时,或者可控震源为被称作几乎同时扫描时,在可控震源之间存在有干扰的风险。高产可控震源勘探方法在对来自可控震源卡车的信号之间的干扰进行测量期间也会提供风险,当卡车的位置相互靠近时。
在勘探预先计划过程中,陆地车队,也被称为勘测队,被预先分配GPS坐标并且在工作中进行没有周围车队位置知识情况下的独立扫描。在记录卡车里的地震观察者能够可视化地看到所有车队的位置并使用无线电通信来最优化所有车队的移动。这在具有许多障碍物的区域是有意义的。由于其密间距,例如在25米网格中,因此为高产勘探预先调查每个振动点是不实用的。被称作振动器推动者的勘测队成员位于勘测车内并有助于在陆地上引导车队。振动器驾驶员和推动者两者都具有GPS监视器,帮助引导它们从一个VP到下一个。具有观察者的无线电通信有助于放大数字地形地图并将其提供在地面制导系统上。如果该可控震源车队并未分开很大距离,则高能量表明波和信号串话干扰将掩盖反射信号。
当有其它源在不同时间点火并且能量在用于可控震源的监听时间期间到达时会发生串话。对于独立同步源
Figure BDA0000414550450000021
采集技术,串话是来自于其它源的干扰,并且其取决于初始时间和分割距离两者。通常,串话由于监听时间的消除可以是严重的,如下面图2中所示。到目前所知,传统的稀疏采集设计和地震数据处理算法不能提供将串话干扰去混合到信号水平以下的能力。
具有快速高效采集高源和接收机密度勘探能力的宽带高通道数路上地震采集系统提供新的机会来提高地震数据质量。具有采用用于源初始化的时间距离规则来连续记录非常宽的接收机超覆盖的能力的采集系统能够实施传统的触发器(flip-flop)和滑动扫描生产率方法以及更多当前高产创新方法,这些方法包括距离分隔同步源(DS3)、距离分隔同步滑动扫描(DS4)和独立同步源
Figure BDA0000414550450000022
选择非激进性还是激进性的时间距离规则取决于处理技术用于抑制谐波和串话干扰的能力。串话和谐波干扰的最低风险被触发器、DS3或DS4方法实现。触发器采集是一种具有最小时间分隔(等于振动器扫描加上记录监听时间)的“仅限时间”的规则。DS3采集是一种“仅限距离”的规则,其允许一个或多个源车队同时开始,只要它们被一些特定的最小距离分隔以便串话发生在记录监听时间之外即可。DS4采集是一种“时间和距离”的规则,其允许一个或多个源车队同时开始只要它们全部被一些特定的最小距离和最小滑动时间分隔开即可。
发明内容
简言之,本发明提供一种新的改进的处理从地震勘探中获得的数据的计算机实现的方法,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探。将时间-距离域内的混合源记录分类成公共集;构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合;。将公共地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域;对频率-空间域内的所述地震道的频率样本施加滤波以形成信号谱模型。将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域;以及将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录。
本发明还提供一种新的改进的用于处理从地震勘探中获得的数据的数据处理系统,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探。所述数据处理系统包括处理器,其用于执行步骤:将时间-距离域内的混合源记录分类成公共集;构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合。所述处理器还将公共地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域;对频率-空间域内的所述地震道的频率样本施加滤波以形成信号谱模型。所述处理器还将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域;以及将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录。所述数据处理系统还包括显示器,该显示器形成所选择的去混合源公共源记录的输出显示。
本发明还提供一种新的改进的数据存储设备,其在计算机可读介质中存储有计算机可运行指令,所述计算机可运行指令使得数据处理系统对从地震勘探中获得的数据进行处理,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探。所述数据存储设备包括用于使得所述数据处理系统执行将时间-距离域内的混合源记录分类成共集和构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合的步骤的指令。所述数据存储设备还包括用于使得所述数据处理系统执行将共同地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域以及对频率-空间域内的所述地震道的频率采样施加滤波以形成信号谱模型的步骤的指令。所述数据存储设备还包括使得所述数据处理系统执行将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域和将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录的步骤的指令。
本发明还提供一种新的改进的对在关注区域的地下地层进行陆地勘探的方法,所述地下地层具有由多个扫频地震能量源的多个勘探车队的发射,以用于在所述关注区域的多个分区的地震能量接收机阵列的接收机覆盖范围处接收作为混合源记录。本发明的所述勘探方法使所述勘探车队位于接收机覆盖之外的跨越单独的源划幅地带的不同的单个分区中,并且在用于各个勘探车队的频率上执行线性频率扫描,所述勘探车队在公用带宽的频率范围不同于其他勘探车队在所述公用带宽的频率范围。本发明的所述勘探方法为所述多个勘探车队中的各个勘探车队的源执行线性频率扫描,所述源的扫描长度不同于相同个体勘探车队的其他源的扫描长度,并且在从当前运行的勘探车队的线性频率扫描的接收机覆盖范围处形成混合的地震记录。
附图说明
图1是在一个分区内将源车队网格分配到GPS坐标的示意图。
图2是将GPS坐标、扫描设计和GPS定时分配给源车队的示意图。
图3显示了在公用带宽内具有不同扫描长度的多个线性频率扫描。
图4A和图4B显示了用于信号和表面波串话的互相关矩阵。
图5是在根据本发明的处理方法期间在图28的计算机系统中执行的一组数据处理步骤的功能模块图。
图6显示了根据本发明的具有作为用于被处理数据基础的复杂结构倾角的合成地质模型。
图7A显示了来自于图6中模型的近偏移距输入数据的近偏移距交叉排列公共源集合。
图7B显示了图7A的近偏移距数据的近偏移距交叉排列公共源集合经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图7C显示了图7A的输入数据和图7B的输出数据的不同。
图8A显示了来自于图6模型的近偏移距输入数据的公共源记录。
图8B显示了图8A的近偏移距输入数据的公共源记录经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图8C显示了图8A的输入数据和图8B的输出数据的不同。
图9A显示了来自于图6模型的输入数据的中偏移距交叉排列公共源集合。
图9B显示了图9A模型的中偏移距交叉排列公共源集合输入数据经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图9C显示了图9A的输入数据和图9B的输出数据的不同。
图10A显示了来自于图6模型的中偏移距输入数据的公共源记录。
图10B显示了图10A的中偏移距输入数据的公共源记录经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图10C显示了图10A的输入数据和图10B的输出数据的不同。
图11A显示了来自于图6模型的远偏移距输入数据的远偏移距交叉排列公共源集合。
图11B显示了图11A的远偏移距数据的远偏移距交叉排列公共源集合经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图11C显示了图11A的输入数据和图11B的输出数据的不同。
图12A显示了来自于图6模型的远偏移距输入数据的公共源记录。
图12B显示了图12A的远偏移距输入数据的公共源记录经过根据本发明的处理之后的输出数据。
图12C显示了图12A的输入数据和图12B的输出数据的不同。
图13A是用于可控震源勘探场地采集测试的地球表面的一个区域的各分区安排的示意图。
图13B是用于图13A的各分区中的振动能量源的频率扫描长度的分配图。
图14是来自可控震源勘探场地采集测试的实际数据的标绘图。
图15是在采样可控震源勘探数据集上的初至波自动拾取结果的标绘图。
图16A是实际参考生成数据的示例集的标绘图。
图16B是图16A的生成数据的速率外表(semblance)的标绘图。
图16C是与图16A相同分区的可控震源勘探数据集的示例集的标绘图。
图16D是图16C的勘探数据的速率外表(semblance)的标绘图。
图16E是图16C的勘探数据经过根据本发明的处理之后的示例集的标绘图。
图16F是图16E的勘探数据的速率外表(semblance)的标绘图。
图17A是用于非同步生产数据的源剩余静校正的标绘图。
图17B是用于与图16A相同分区的可控震源勘探数据的源剩余静校正的标绘图。
图17C是用于图17B的数据经过根据本发明的处理之后的源剩余静校正的标绘图。
图18A、图19A和图20A是来自可控震源勘探数据的公共源集的标绘图。
图18B、图19B和图20B是图18A、图19A和图20A的数据分别经过根据本发明的处理之后的公共源集的标绘图。
图21A是用于公共参考平面和公共接收机平面以3D模式显示的采样交叉排列集的标绘图。
图21B是图21A的采样交叉排列集中的数据经过根据本发明的处理之后的标绘图。
图22A和图22B分别是用于近偏移距勘探数据的叠前公共偏移距集合在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图23A和图23B分别是用于近偏移距勘探数据的公共中心点叠加在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图24A和图24B分别是用于中偏移距勘探数据的叠前公共偏移距集合在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图25A和图25B分别是用于中偏移距勘探数据的公共中心点叠加在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图26A和图26B分别是用于远偏移距勘探数据的叠前公共偏移距集合在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图27A和图27B分别是用于远偏移距勘探数据的公共中心点叠加在根据本发明的处理之前和之后的标绘图。
图28是公共接收机地震道配置和相关的来自在点源的扫描频率发射的串话噪声的标绘图的示意图。
图29是交叉排列场地测试源地形和扫描开始时间的示意图。
图30A、图30B和图30C是来自扫频源发射的交叉排列公共源集的标绘图。
图31是根据本发明在关注开发场地进行扫频勘探的场地设计的示意图。
图32是根据本发明的在勘探期间振动点数量作为扫频勘探期间的时间函数的标绘图。
图33A和图33B是勘探集的速率分析的标绘图。
图34A是用于绝对偏移距叠加的交叉排列的勘探集的标绘图。
图34B是用于公共接收机集的勘探集的标绘图。
图35A是公共接收机集的标绘图和在标绘图中的两个串话噪声地震道的放大视图。
图35B和图35C是图35A的放大地震道在应用局部滤波窗口之后的串话信号的标绘图。
图36A是带有窄带未压缩串话的时间偏移距信号的标绘图。
图36B是图36A中所示信号和串话的频谱的标绘图。
图36C是图36A的时间偏移距信号经过时间-频率阈值处理之后的标绘图。
图37A和图37B是两个基于偏移距的频率阈值处理策略的示意图。
图38A和图38B分别是来自勘探的绝对偏移距叠加的公共接收机集在基于偏移距的频率阈值处理之前和之后的标绘图。
图39A和图39B分别是公共接收机RMS质量控制数据在基于偏移距的频率阈值处理之前和之后的显示图。
图40A显示了分离地或结合在一起作为数据的合成地震信号和相关串话或噪声。
图40B显示了在图40A显示的数据中的未压缩的串话噪声。
图40C显示了在对图40A的数据施加3点中值滤波之后的图40B的串话噪声。
图41是根据本发明的用于对勘探数据进行串话干扰衰减或降低的计算机系统的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种新的自管理的接近同步的扫频勘探方法。本发明管理接近同步的串话噪声的分布(SMSC-自管理接近同步串话)。本发明在所有处理分类域上对串话干扰的量在时间和偏移距两方面进行控制:公共源域、公共接收机域、公共偏移距域、交叉排列(cross-spread)域和公共偏移距向量展开(vector tile)域。在车队之间的时间-距离规则被用于控制可控震源扫描的随机初始时间,并且最小分离距离被强加用于同步扫描。通过为每个车队采用独特的线性扫描来实现附加的串话干扰衰减。通过为每个依赖车队采用相同带宽的不同扫描长度,表面波的总能量和互相关之后的信号串话干扰可被分别降低30dB和20dB。
用于同步扫描的最小距离规则主要被用于最小化用于折射静校正分析的初至波能量干扰。如果所述初至波被串话干扰所掩盖,则效果是最小的,因为串话噪声小波是未压缩的调频信号(chirp signal)并在随机时间到达。时间-距离规则被用于控制串话干扰在时间和偏移距两方面的能量和统计数据特性。用这种方式,地震数据被预处理以在公共偏移距交叉排列(COXS)或公共偏移距公共接收机(成行、横排和公共偏移距)(COCR)集合以及公共偏移距向量展开量(COVT)域内最优串话衰减(去混合)。
串话衰减或去混合工作流处理涉及两套地震数据预处理,跟随有串话衰减。串话在时间偏移距串口内作为窄带噪声冲击出现。具有高幅谱异常值的交叉排列(XS)或公共接收机(CR)集首先在频率-空间域(F-X)内被衰减至该信号谱参考的阈值水平。在串话噪声水平已经被衰减到信号谱的用户定义的阈值水平以内之后,正常时差(NMO)被应用并且被分类到COXS或COCR集合(以最小组间隔为增量)。
在每个公共偏移距集合内,集合间的结构化倾角或地表一致性静校正被估计和应用作为预处理步骤以保证反射信号具有零倾角。在该预处理步骤之后,串话干扰在不同方位角的时间上随机出现,并且简单的3点中值滤波被应用在时间-偏移距(T-X)域内以衰减未压缩的串话噪声。所述3点中值滤波被施加到T-X域内的不同的频带,然后被加到总的带宽。对于仅有一个3点中值滤波时,反射信号的幅度和相位被保持。所述与新的去混合处理耦合的新的时间-距离依赖的同步扫频源采集设计提供了新的成本效益好的处理过程以对高密度源和接收机地震数据进行采集和成像。现在陆地地震数据信号和噪声能够被不走样地记录并且被处理以生成高分辨率的地震图像。
支持弹性时间-距离和拍摄序列规则的采集系统可在预计划阶段进行设计以最优化勘探生产率。源的命令和控制和定时控制系统以及它们与采集系统之间的集成对于通用采集规则的实现来讲是必不可少的组成部分。这些方法能够结合起来使用以在最小量时间内获得最大源密度(表1)。当与现有勘探方法相比源密度被增加时,轮询率(每个VP移动的传感器的量)能够被保持或降低,而对线路工程队的生产率产生极小的影响或不产生影响。
源分隔 距离 时间 源密度
触发器Flip-Flop - 非常好
滑动扫描 - 平均水平 平均水平
DS3 非常好 - 平均水平
DS4 平均水平 平均水平
基于规则的同步源 平均水平 平均水平 最高
独立同步源 最高
表1同步源时间-距离分隔规则和相关密度
采集计划是采集系统控制构造的另一个重要因素。每个源位置和其相应活动记录覆盖(spread)之间的关系必须合并在对源、接收机和采集之前的工作的总的管理中。当这个是最优化的时,高密度源和接收机陆地采集勘探才能在相同时间量内被获得,并将得到更宽的带宽和更高分辨率的地震图像。
这些高生产率方法可被分类为非激进的和激进的。激进的方法允许源记录被来自周围源的能量所污染,并且必须依赖于地震处理技术来去除这一干扰(串话)。非激进的方法使用时间-距离规则的结合来避免这一干扰。例如,在由源的扫描初始化开始之前,控制系统检查哪些振动器车队在位置上并准备好扫描。控制系统首先从这组车队计算车队之间的间隔距离。如果它们满足最小距离间隔规则,则向这些车队发送命令以同步进行扫描或在以预设的标准偏差的随机时间进行扫描。在扫描已经被初始化之后,振动器控制系统开始搜寻下一组准备好进行扫描的车队。该序列被重复。
附加时间规则可被用于提高生产率。在这种情况下,振动器控制系统要求车队必须通过最小距离规则和时间规则两者。例如,如果三个车队准备好进行扫描,其中两个满足距离前一扫描位置的最小距离规则,一个不满足该距离规则,则这对振动器车队被允许同步扫描,而第三个被使得以预设最小延迟时间进行延迟。
场地试验显示记录器应当允许每个车队当其在预备位置时进行扫描。时间-距离规则并非是强制的,因为它们在设计中被嵌入了预分配的GPS坐标和每个车队不同的扫描长度,该GPS坐标生成了该距离规则,该不同扫描长度生成了该时间规则。振动器驾驶员速度上的偏差对于串话干扰的分布具有非常小的影响或几乎没有影响。设计中的关键部分是为接收机宽覆盖之外的分区分配的不同扫描长度。扫描长度应当以到达最初目标的最小双向时间被增加。所述分区可被分组以形成单个簇。每个簇具有一组不同的扫描长度但是所有簇中的扫描长度都是递增的。在采集设计阶段,所述分区在每次生产划幅地带之后被变更以增加扫描长度和串话噪声的多样性。仅有的命令和控制来自于记录卡车中的观察者,其经由无线电与振动器推动者进行通信以帮助引导驾驶员绕过障碍物。无线电通信还被需要用于振动器位置和扫描质量的质量控制。
如果需要,在勘探车队之间的时间-距离规则可被提供以控制记录在高密度源和接收机采样网格上的串话干扰水平。在这种情况下,在采集设计阶段,使用最小对称采样勘探设计,其中源和接收机线间距为100米以及源和接收机组间隔为25米。取决于可用活动频道和勘探车队的总数量,该时间-距离规则被定义以最小化串话干扰。
这种采样设计和高生产率方法的目的是在COXS和COCR集合中提供足够采样密度以及控制勘探车队的随机初始化时间。当这些条件被满足时,新的去混合处理能够有效地将串话干扰衰减到信号水平以下,并且关注源和接收机地震数据能够采用传统生产处理过程被处理。
在去混合或串话衰减中的第一步是将混合的源记录分类到交叉排列域或公共接收机域。通过使用公共源(CS)域、公共接收机(CR)域、公共偏移距(CO)域集合、或COVT域——公共偏移距向量展开域,集合间静校正或结构化倾角在滤波之前被估计和校正。然后,在时间-空间(T-X)域内的地震数据被转换到频率-空间(F-X)域。
在频率-空间(F-X)域,高幅度谱幅度异常值被按比例缩小至背景谱信号模型。这一操作对地震道进行预处理,以便最优化3点时域中值滤波地震道。仅用3点滤波向COXS地震道或COCR地震道应用中值滤波。这保证了滤波仅衰减串话干扰而对信号进行保持。这些滤波仅工作在地表一致性静校正和幅度校正已经被应用之后。时间-频率阈值处理滤波首先被应用,然后应用地表一致性处理和3点滤波以保证信号不被衰减。
在复杂地下深度模型中生成的合成地震数据确认这一结果。当这些处理完成时,应用的集合间静校正或结构化时间延迟被去除,并且地震数据被分类回CS域,在该CS域中生成实质上摆脱串话干扰的源纪录。此时,这些高密度去混合的源记录对于传统生成地震处理来讲是可用的,这将导致更高空间分辨率的地震图像。
本发明开始于采集勘探设计阶段。目标是设计满足从表面到最深碳氢化合物对象的地震成像目标的对称采样的高密度源和接收机的宽方位角勘探。经验表明,需要25米的最小源和接收机组间隔以及100米的源和接收机线间隔以满足这些目标。给出这些最小要求,可用资源被使用以满足用于本发明的源和接收机采样要求。
在实践中,传统的触发器(flip-flop)和非激进的滑动扫描方法不能在实际的时间段内获得这些高密度源和接收机的地震勘探。因此,本发明基于同步源方法。方法是最高产的方法但却具有最高水平的串话干扰。
本发明还可使用基于时间-距离依赖规则的扫频生产率方法。通过时间-距离采集规则,源记录上在时间和偏移距的串话干扰量能够被显著衰减。第一步是将振动器勘探车队或队员分配给独立的分区。每个分区的大小和工作车队的数量取决于地形条件而不同。在恶劣地形,VP之间的平均向前移动距离由于绕行障碍而增加。为补偿这一向前移动时间的增加,额外车队可被分配给同一分区以最小化总的采集时间。在这种条件下,传统的最小距离标准将不被满足,但时间规则被包括以最小化串话干扰。这些原理被用于所有的分区。
在预计划阶段,振动器车队在一个分区内部被分配GPS坐标。图1的例子描绘了相等面积分区的预计划,其可被应用于平坦地形条件。图1描绘了用于平坦砂砾平原的简单的N*M等面积分区的例子,其中在VP之间的平均前移时间仅取决于驾驶员的技能。在这个例子中,振动器车队驾驶员开始于由相同最小距离分隔的每个分区的西北角。一旦生成被初始化,振动器控制系统就开始采用在采集预计划中定义的预设时间-距离规则管理车队的操作。
图2描绘了用于N*M个分区的同步源预计划的例子。在预计划阶段,振动器车队被分配GPS坐标、独特的扫描设计和GPS定时。源初始时间规则也可作为一个可选项。此外,通过给每个车队分配独特线性扫描来控制串话干扰的幅度(图3)。如图3所示,为这一目的提供了18个独特线性扫描,其具有相同的从4到94Hz带宽和从6到24的扫描长度,每个以1秒顺序增加。当这些线性扫描具有不同的扫描长度时,相关之后的未压缩干扰串话信号具有与未相关导频扫描(调频信号)相同的特性。
相应的串话信号的长度与相关扫描导频和干扰扫描之间的扫描长度差值相同。需要注意的是,与当扫描信号自相关并且未相关的信号被压缩到短小波(例如Klauder波)不同,串话能量遍布于整个时间上。
图4A和图4B说明了在不同分区使用独特线性扫描的好处。图4A描绘了用于信号的最大互相关值矩阵,图4B描绘了用于在相同带宽内6秒到24秒扫描长度的地表波串话的最大互相关值矩阵。可以看到,在时间上仅1秒的差异,就能获得信号和地表串话干扰与信号自相关相比几乎20到30dB的衰减。
同步勘探数据在时间上被持续记录,并且相关可近实时地或者在稍后的阶段发生。在相关之前,基于勘探设计源-接收机距离关系,每个未相关的源记录被从持续记录的记录中解析出来。在相关之后,这一获得的数据被预处理以进行根据本发明的处理。
图5描述了从原始混合到去混合的源记录的去混合处理方法。在步骤50中所述混合的源记录首先被分类到交叉排列域或公共接收机域。在选择这些域中的一个之后,T-X地震道被转换到F-X域(步骤52)。在F-X域,跟随均值滤波后的中值滤波被应用到每个频率采样中以导出近似信号谱模型。步骤52的下一个部分是将原始F-X幅谱值按比例缩小至导出的信号谱模型。用户定义的阈值可被分配以将信号谱模型之上或之下的值缩放作为频率的函数。经过滤波的地震道此时可被转换回T-X域(步骤54)。该滤波操对地震地震道进行预处理地震道以实现中值滤波。所有高幅谱或时间地震道已经被衰减。然后正常时差(NMO)校正被应用(步骤56)。
如接下来描述的,在大量实例中的步骤52中的滤波将串话噪声降低到某一水平以便能够应用传统的处理以进行地表一致性校正和幅度校正。在这些实例中做完校正之后,并不需要执行在公共偏移距域中对于倾角的另一滤波。
在其他例子中,可使用一步骤(步骤58)来将经过滤波的交叉排列或公共接收机地震道分类到公共偏移距集合中(步骤60)。在这个域中,应用集合间静校正或结构化倾角校正(步骤62)以预处理该地震道使其满足用于中值滤波的零倾角的要求。所述静态的或结构化的时间延迟被保存,因此其可在中值滤波之后被移除。一旦时间延迟已经被应用,就要施加3点中值滤波(步骤64)。处理序列被应用于被增加了最小源和接收机组间隔的每个公共偏移距,直到达到最大偏移距为止。在完成这一过程之后,集合间的时间延迟校正被去除(步骤66),并且交叉排列或公共接收机地震道被获得(步骤68)。从步骤68得到的地震道被用于反向NMO校正(步骤70)并被分类(步骤72)回公共源域。最终结果(步骤74)是实质上摆脱了串话干扰的去混合的源记录。
概念的综合证明
本发明的主题已经在来自地质模型的合成数据上进行测试以量化信号保持。所述地质模型(图6)是没有近地表静校正的,其结构上是复杂的。图7A、图7B和图7C是来自所述地质模型的合成数据的合成近偏移距交叉排列公共源集合的示例性显示。图7A显示了在经过根据图5所示的本发明的技术处理之前的数据,而图7B显示了这一处理之后的相同数据。图7C显示了图7A和图7B的不同。类似的,图8A显示了在经过根据本发明技术的处理之前的合成公共源近偏移距记录数据,而图8B显示了这一处理之后的相同数据。图8C显示了图8A和图8B的不同。
图9A显示了来自于所述地质模型的合成数据在经过根据本发明技术的处理之前的合成的中偏移距交叉排列公共源集合,而图9B显示了经过这一处理之后的相同数据。图9C显示了图9A和图9B的不同。类似的,图10A显示了在经过根据本发明技术的处理之前的合成的公共源中偏移距记录数据,而图10B显示了经过这一处理之后的相同数据。图10C显示了图10A和图10B的不同。
图11A显示了来自于所述地质模型的合成数据在经过根据本发明技术的处理之前的合成的远偏移距交叉排列公共源集合,而图11B显示了经过这一处理之后的相同数据。图11C显示了图11A和图11B的不同。类似的,图12A显示了经过根据本发明技术的处理之前的合成的公共源远偏移距记录数据,而图12B显示了经过这一处理之后的相同数据。图12C显示了图12A和图12B的不同。在这三种情况的每个中,需要注意,根据本发明的图5的处理保持了信号的幅度和相位。
实际数据验证
通过举例,在基于时间-距离规则为基础的同步源混合场地采集测试中实施了一系列勘探,所述测试使用了固定持续记录接收机超覆盖。总共18个振动器源在3*6个分区中独立工作(图13A),其中每个分区是1.8km*1.8km,在25m*25m的源网格间隔中有4320个VP。数据通过18个独特的线性扫描获得,范围是从6到23秒。为最优化场地测试时间,扫描长度在每个分区中被改变,如图13B所示。
在图13A的场地数据采集中,最佳距离-时间规则未被使用。振动器被放置在每个分区的西北位置(图1),以两千米相间隔并各自独立工作。没有时间规则,随机化基于来自振动器驾驶员的随机前移时间。源初始时间的最终分析表明了他们的随机性。尽管振动器以两千米的初始间隔开始,然而,快的驾驶员很快就超过了慢的驾驶员,从而引入了最大串话干扰,如图14中来自于这些勘探的数据标绘图所示。由于没有最小距离规则,需要注意,当工作在几乎同步时间的振动器车队在距离上没有被分隔开时,会发生最大串话干扰。
接下来,测试对于混合源记录的自动初至波拾取。图15描述了采用独特线性扫描的优点。如图15中重叠标绘的点所示,已知的初至拾取算法能够容易地定位第一到达Klauder小波(当其被未压缩的串话噪声掩盖时),图15中标绘的点代表了在采样集上拾取的初至波。由此可见,未压缩的串话噪声对拾取方法几乎不产生影响。
已经证明折射静校正不受这种类型的未压缩串话噪声所影响并且其在去混合之后将执行的更好,公共中心点堆叠速率分析被研究。在所述速率分析中,来自不同方位角的公共偏移距地震道被统计至绝对偏移距二进制码(absolute offset bin)中。
图16A到图16F是源记录和速率分析似然显示对的标绘图。图16A是不使用同步源方法获得的原始生产源记录的标绘图,而图16B是基于图16A的数据的速率分析似然显示。图16C是混合之后源记录的标绘图,图16D是基于图16C的数据的速率分析似然显示。图16E是对图16A中显示的数据进行处理之后得到的去混合结果的标绘图,图16F是基于图16E的数据的速率分析似然显示。需要注意的是,在这三组数据显示之间仅有非常小的差别。原始生产(传统非同步源采集)(图16A和图16B)、混合的(图16C和图16D)以及去混合的(图16E和图16F)T-X超集在其分别的速率分析似然标绘图中看起来都是相同的。这证实了在这一场地测试中源初始时间基于振动器驾驶员的随机前移时间是随机的。为降低该风险,可向每个勘探车队分配随机初始时间。该数据验证表示了串话噪声对剩余静校正几乎不产生影响。所述结果再一次描述了当串话噪声是未压缩调频信号时,在勘探中为不同源使用独特的和不同的线性扫描给我们带来巨大的优势。
图17A描绘了用于非同步稀疏生产的源剩余静校正结果,图17B描绘了用于同步混合采集的源剩余静校正,图17C描绘了用于同步去混合采集的源剩余静校正。即使不采用去混合,在图17A、图17B和图17C中描绘的源剩余静校正值也与生产结果保持一致,并且通过去混合处理而有所改进。这些结果证实了使用独特线性扫描的好处。
尽管该场地测试被设计为具有最大串话干扰的独立同步源设计,其被证实是用来测试根据本发明的去混合处理过程的理想实际数据示例。图18A、图19A和图20A分别描绘了与图18B、图19B和图20B的相应未混合源集相比本发明如何很好地衰减串话信号和地表波干扰。
图21A描绘了去混合之后的沿公共接收机和公共源平面切片的单个交叉排列量的标绘图,而图21B是不应用去混合处理的相同交叉排列量的相应标绘图。图21A中的图像进一步证实了本发明衰减串话噪声的能力。需要注意去混合处理如何很好地在公共接收机(CR)域和公共源(CS)域中衰减串话噪声。
通过评估叠前公共偏移距集合,进一步示出根据本发明的新的耦合的采集和去混合处理的优势。图22A是用于近偏移距数据的在根据本发明的去混合之前的叠前公共偏移距集合的标绘图,而图22B是相同数据经过去混合之后的标绘图。图24A是用于中偏移距数据的在根据本发明的去混合之前的叠前公共偏移距集合的标绘图,而图24B是相同数据经过去混合之后的标绘图。图26A是用于远偏移距数据的在根据本发明的去混合之前的叠前公共偏移距集合的标绘图,而图26B是相同数据经过去混合之后的标绘图。
图23A用于近偏移距的在根据本发明的去混合之前的公共中心点堆叠的标绘图,而图23B是相同数据经过去混合之后的标绘图。图25A用于中偏移距的在根据本发明的去混合之前的公共中心点堆叠的标绘图,而图25B是相同数据经过去混合之后的标绘图。图27A用于远偏移距的在根据本发明的去混合之前的公共中心点堆叠的标绘图,而图27B是相同数据经过去混合之后的标绘图。可以观察到,如从初始最小距离规则预期的那样,串话干扰的大小随着时间和偏移距而增加。在每个近的、中的和远的偏移距堆叠的情况下,根据本发明的对公共偏移距交叉排列或公共接收机集的去混合处理已经成功地将串话噪声衰减。
作为进一步的勘探,从第一分区场地测试中心的单个接收机站被设计成由8个具有不同扫描长度的几乎同步的可控震源所包围。在相关之后,地震地震道包括单个相关信号和八个在不同时间到达的可变长度的未压缩的向上和向下的引导模式信号(图28)。图28描绘了一组点源,其显示为围绕中心位置接收机的外部点。如右侧所示,这些点源具有不同的扫描长度,这将在可变时间引入未压缩的串话噪声。串话到达时间取决于可变的源周期时间(可变扫描长度、地形条件和振动器驾驶员的经验)。假设除了扫描长度不同之外源周期时间变量是相同的,发现开始时间很少在时间上重叠。事实上,经常发生在当其他振动器车队从一个VP向下一个移动时。并非仅有振动器开始时间发生在不同前移时间,具有独特扫描长度的不同组的车队在不同前移时间中进行扫描,增加了在3D公共接收机域内未压缩串话噪声的多样性。
根据本发明,用于振动器车队位于覆盖之外的宽接收机覆盖的勘探参数首先是该宽接收机覆盖之外的源划幅地带被划分为与活动车队数量相等的多个分区。为每个不同源选择最小扫描长度并增加两倍的初始双向目标时间。独特扫描长度被分配给每个具有与每个生产车队相同带宽的分区。在每个分区内的振动器点的数量被设计成这样,所有车队在大约相同的时间完成其一次划幅。为最优化复杂区域的生产率和伪实时质量控制的目的,可使用无线通信和源控制器。每个分区应当被具有增加的和减少的扫描长度的相邻分区所包围以实现最佳去噪。这保证了向上和向下的未压缩串话引导模式信号的稀疏组合。每个独特相关被扫描长度归一化。这是为了保证每个相关记录具有相同的信号能量。
为测试这些设计准则,开发第二交叉排列场地测试,数据在具有相同扫描的(三程,three passes)触发器(flip-flop)模式中获取,5个车队(每个车队两个振动器)工作在具有独特扫描和相同扫描的近似同步模型中。10千米的源线被划分为具有独特扫描长度的五个分区。源和接收机组间隔是12.5米(图29)。图29描述了交叉排列并发的近似同步场地测试源地形,左边是从1到5的五个独立可控震源车队和其相关联的扫描开始时间。需要注意,五个独立可控震源车队中的极少数在时间上重叠。惊讶的和出乎意料的,这一设计太保守并且实质上所有公共源和接收机平面是与串话干扰无关的(图30A、图30B和图30C)。图30A、图30B和图30C是交叉排列公共源绝对偏移距集(公共偏移距之和)的标绘图。图30A是传统触发器(flip-flop)采集获得的集的标绘图,而图30B是根据本发明的近似同步独特扫描的标绘图,图30C是来自于相同扫描的集。需要注意,与图30A的集相比,图30B的近似同步集上不存在串话干扰。进一步的分析显示,绕路增加了可变源周期从而使得近似同步开始时间很少在时间上重叠。这一结果证实了实质上所有扫描开始时间发生在其他车队从一个VP向下一个移动的过程中。
在具有18个点振动器和6个备件的开发场地上获得生产场地测试设计,该6个备件位于固定48个接收机线工作覆盖之内的具有24条活动接收机线的千米宽工作覆盖之外。九个车队被分配给从北到南的九个部分,在相邻分区之间具有独特扫描。源线和组间隔是25米,接收机线间隔是125米,接收机组间隔是12.5米(图31)。为仿真生产覆盖,车队不能获取下一个超划幅地带直到所有车队已经获取它们在一个分区内的分配的VP。这一设计实现了在具有管道、设施和可变地形的密集分布的开发场地上每小时超过1000个VP(图32)。在开放沙漠区域,我们可预期速率超过每24小时40000个VP。
上面描述的采集设计方法提供对于在3D公共接收机集内的未压缩串话信号稀疏分布的控制。在一个局部时间-偏移距窗口内的稀疏意味着大部分地震道仅是信号以及未压缩的向上和向下的串话噪声是窄带。这两个特征允许对无偏信号功率谱的估计并在这一窄带频率上施加简单的时间-频率阈值滤波,留下其他的不进行处理。如果需要,剩余的串话噪声可在地表一致性处理之后在窄频带中被进一步衰减,该处理为依赖时间域或频率域波长的中值滤波。将这一采集设计与之前的努力相分离的是为最优化串话衰减和信号保持而控制串话时间-频率特性的能力。
到目前所知,在之前的地震采集高产方法中(海上的和陆地的两者),重点被放在了控制开始时间的伪随机分布和使用传统非相干噪声滤波来衰减串话干扰。原则上,如果开始时间是随机的,则堆叠(消极的去混合)将以累加地震道的数量的平方根衰减串话噪声。根据本发明,为调查串话噪声相位的多样性,公共中心点超集被学习,包括来自于上述场地测试的交叉排列和3D公共接收机集。堆叠多个公共中心点二进制码导致对于速率分析来讲是必要的信噪比的提高(图33A和图33B)。图33A是来自于传统触发器(flip-flop)场地测试的集,而图33B是来自于根据本发明的不包括去噪的近似同步场地测试的集。但是,当把所有交叉排列和公共接收机公共偏移距地震道堆叠进绝对偏移距二进制码时,剩余串话噪声显示所接收的平方根规则在这些域中并不是足够有效的(图34A和图34B)。
可以推断出,仅依靠干扰的随机性是不够的。执行了对于这些独特串话噪声特性本性的分析,这些串话噪声特性具有可变长度的3D公共接收机域内的向上和向下未压缩信号。
在初始场地测试设计中,不同扫描长度被分配给每个可控震源车队以最小化串话干扰的幅值。在扫描长度上仅一秒之差,在相关之后,串话噪声被发现衰减了20dB。在陆地上,引导波模式比信号大平均40dB。因此,只有引导模式的串话噪声比相关信号大20dB。图35A描绘了在频率-时间域内来自于公共接收机集的向上和向下串话信号两者。图35A是公共接收机集的标绘图和两个提取出的未压缩串话噪声地震道的放大显示图。图35B和图35C是图35A中的两个未压缩串话噪声地震道的相应的频率-时间显示。当局部滤波被应用时,在图35标绘图之上的向下地震道和在该标绘图之下的向上地震道中的该未压缩串话信号均显示为窄带噪声冲击。在这个域内,需要注意,串话噪声在局部时间-偏移距窗口内(图35B和图35C)是稀疏的并且是窄带的。当这一稀疏条件被满足时,信号谱的无偏估计可被应用在传统时间-频率阈值处理方法中以衰减串话噪声(图36A、图36B和图36C)。图36A是时间-偏移距信号加上窄带未压缩串话的标绘图,而图36B是该信号和该信号加上串话幅度谱的标绘图。图36C是时间-偏移距信号在经过根据本发明的时间-频率阈值处理之后的标绘图。
为进一步采用本发明保护信号幅度,使用简单线性趋势和中值与更低四分阈值结合提供了两种新的偏移距依赖的阈值处理方案(分别见图37A和37B)。图37A描绘了线性偏移距依赖的频率方案,其中频率阈值作为偏移距的函数线性减小。图37B示意性地描绘了分段式偏移距依赖的频率方案。采用这两种方法的结果(图38A、图38B和图38C)证实了叠前信号幅度被有效地保持并且串话噪声被衰减到与传统触发器(flip-flop)操作相一致的水平。图38A是在偏移距依赖的频率阈值处理之前的绝对偏移距堆叠的公共接收机集的标绘图,而图38B是在偏移距依赖的频率阈值处理之后的相同偏移距堆叠的公共接收机集的标绘图。图38C是图38A和图38B的数据显示之间的差别的标绘图。均方根能量显示(图39A和图39B)进一步证实了在3D公共接收机域中应用这种偏移距依赖的阈值处理滤波之前和之后的相对信号保持。图39A是在应用偏移距依赖的频率阈值处理之前的公共接收机均方根质量控制的标绘图,而图39B是在应用偏移距依赖的频率阈值处理之后的相同数据的标绘图。正弦曲线示出了从沙丘条件到砂砾平原条件的相对变化。
如果需要附加的串话衰减,则可沿固定时间间隔在公共接收机公共偏移距平面向窄频带应用简单的时域中值滤波。考虑图40A、图40B和图40C中示出的合成示例。图40A是信号中稀疏未压缩串话噪声的合成示例。图40B描绘了在图40A的数据内的串话如何表现为子带中的冲击信号,其在图40C中通过施加3点中值滤波被衰减。该信号包括不同时间到达的向上和向下的未压缩串话噪声的组合。当该集合被转换到窄带(0到715Hz)中时,该未压缩的串话噪声此时表现为窄带冲击,并且简单的3点中值滤波可被用来将这些幅度值置换成来自相邻地震道中的幅度值。为保证在采集设计阶段的信号保持,推荐使用源网格间隔,其比移位菲涅尔带的一半要小。在陆地上,使用这些设计准则和级联去噪工作流程,能够为叠前分析有效地衰减近似同步的串话噪声。地震道密度和折叠的增加带来更高分辨率的叠前移位图像。
通过本发明,优选的是最大化源网格的源密度和3D公共接收机域内用于全方位处理的后续级联去噪处理过程。本发明包括记录具有低居住密度宽带频率扫描的12.5米的统一源网格(每平方千米6400个VP)。该源采样网格提供机会去记录和衰减无偏噪声波场,扩展信号带宽和提高声阻抗数据的分辨率。本发明提供了在底层地震解析中提取实例和分配用于仿真模型的保留属性的能力。
相应的,本发明提供了在时间和成本两方面均有效的获得高密度源和接收机采集设计的方法,其将带来更高分辨率的地震图像。根据本发明的基于时间-距离规则的采集设计允许在相等或更少时间内实现高密度源采集设计并控制源记录上串话干扰的水平。
分配给车队的独特线性扫描设计降低了未压缩串话干扰的数量。该未压缩调频信号(串话)并不显著地使初至波拾取和地表一致性处理方法产生偏差。高地震道密度交叉排列或公共接收机集满足用于最佳去混合处理的数学的要求。如果静校正或构造倾角存在于公共偏移距交叉排列或公共接收机集合内,则应用集合间的静校正或结构时间延迟以使得信号变得平坦。
在频率-空间域内的高幅度谱衰减与本发明一起被使用来为时间-偏移距3点中值滤波预处理源记录。该3点中值滤波衰减串话噪声并保持信号。本发明在为高密度源和接收机采集设计保持信号的同时衰减串话噪声。所述串话噪声通过两个先验预处理步骤被衰减。首先,高幅度谱幅度值被衰减,然后集合间静校正或结构时间延迟被应用以实现最优的3点中值滤波性能。
至此,基于单个时间-距离规则的采集设计已经被提供用于获得独立同步源场地测试数据集。该数据集满足用于去混合处理发明的先验要求。整个去混合处理方法采用用于最优去混合的采集和预处理预准备两者。该去混合过程已经被成功地应用到在源工作在近似同步时间时获得的场地测试数据集中。
如图41中所描绘的,根据本发明的数据处理系统D包括计算机120,其具有处理器122和耦合到处理器122的存储器124,在其中存储有操作指令、控制信息和数据库记录。如果需要,计算机120可以是便携式数字处理器,比如以膝上电脑、笔记本电脑形式的个人电脑或者合适的已编程或可编程的数字式数据处理设备,比如桌面电脑。应当被理解的是,电脑120可以是具有如那些来自因特尔公司或超微半导体公司(AMD)的节点的多核处理器,或者具有任何传统类型合适处理容量的主机计算机,比如那些来自N.K.、Armonk的国际商业机器公司(IBM)或其他来源的可用的大型机。
计算机120具有用户接口126和输出显示器128,用于显示根据本发明执行的地震数据勘探测量的处理的输出数据或记录,该处理用于衰减来自对独立同步源实施的勘探数据中的串话信号和地表波干扰。输出显示器128包括如打印机和输出显示屏的组件,其能够提供打印的输出信息或以图表、数据单、图表图像、数据点和其他等形式的可视化显示作为输出记录或图像。
计算机120的用户接口126还包括合适的用户输入设备或输入/输出控制单元130以提供用户对信息和数据库记录的控制或访问以及操作计算机120的入口。数据处理系统D进一步包括存储在计算机存储器中的数据库132,其可以是内部存储器124或如134所示的在相关的数据库服务器136中的外部的、网络的、或非网络的存储器。
数据处理系统D包括存储在计算机120的存储器124中的程序代码138。根据本发明的程序代码138是计算机可读指令的形式,其使得数据处理器122根据图5和以上描述的处理步骤衰减来自对独立同步源实施的勘探数据中的串话信号和地表波干扰。
应当注意的是,程序代码138可以是微码、程序、例程或字符的计算机可执行语言的形式,其提供用于控制数据处理系统D的功能和指示其操作的一组特定的顺序化操作。程序代码138的指令可以存储在计算机120的存储器124中,或者在计算机磁盘、磁带、传统硬盘驱动、电只读存储器、光学存储设备中,或者其他具有存储在其上的计算机可用介质的适合的数据存储设备中。如图所示,程序代码138还可以作为计算机可读介质被包括在诸如服务器136的数据存储设备中。
从前面可以看出本发明提供了一种新的依赖于时间-距离的同步扫描频率源勘探设计方法以控制源记录在时间和偏移距两方面的串话干扰的量。命令和控制记录系统可被用于实现车队间的时间-距离规则,但在该新的高产采集时间中并不需要。当车队被限于预先分配的分区以及不同扫描长度被分配给不同车队时,本发明内在地自管理时间和距离规则。通过采用不同的扫描长度和可变距离间隔,可以保证在公共接收机域内的稀疏干扰模式。这是用于用传统时间-频率去噪声方法来去混合的优选域。
车队间的时间-距离规则被用来控制频率扫描的随机初始定时,以及最小距离间隔被强加给同步扫描。附加的串话干扰衰减通过为每个勘探源车队使用独特线性扫描来实现。使用可变扫描长度的附加好处在于信号串话噪声被衰减20dB或者比互相关记录衰减更多。剩余的串话噪声是引导波模式,其起动时比信号高40dB。通过使用不同的扫描长度,信号串话问题被避免,并且我们仅需要关注衰减引导模式串话波。为每个依赖的勘探源车队在相同带宽内采用不同的扫描长度,使得表面波的总能量和信号串话干扰在互相关后分别降低了30dB和20dB。
本发明已经被充分地描述以便具有在这个问题上平均知识的人可重现并获得此处本发明提到的结果。但是,任何本技术领域本发明主题的技术人员可实施此处要求未描述的改变以应用这些改变到确定的结构、或相同的制造过程中,要求下面权利要求中所请求保护的主题;这些结构应当被覆盖进本发明的范围。
应当注意和理解的是,在不偏离本发明的范围或精神的情况下,可以对本发明描述的细节做出改进和修改。

Claims (26)

1.一种处理从地震勘探中获得的数据的计算机实现方法,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探,包括步骤:
将时间-距离域内的混合源记录分类成公共集;
构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合;
将公共地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域;
对频率-空间域内的所述地震道的频率样本施加滤波以形成信号谱模型;
将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域;以及
将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录。
2.根据权利要求1所述的计算机实现方法,进一步包括步骤:
形成所选择的去混合源公共源记录的输出显示。
3.根据权利要求1所述的计算机实现方法,其中所述分类步骤包括步骤:
将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共接收机集。
4.根据权利要求1所述的计算机实现方法,其中所述分类步骤包括步骤:
将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共源集。
5.根据权利要求1所述的计算机实现方法,进一步包括步骤:
在将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域之前,将阈值应用于所述信号谱模型的地震道。
6.根据权利要求1所述的计算机实现方法,其中所述施加滤波的步骤包括施加中值滤波。
7.根据权利要求1所述的计算机实现方法,进一步包括步骤:
将时间-距离域内的经过滤波的地震道分类成公共偏移距集合。
8.一种用于处理从地震勘探中获得的数据的数据处理系统,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探,所述数据处理系统包括:
处理器,其用于执行步骤:
将时间-距离域内的混合源记录分类成公共集;
构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合;
将公共地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域;
对频率-空间域内的所述地震道的频率样本施加滤波以形成信号谱模型;
将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域;以及
将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录;以及
显示器,其形成所选择的去混合源公共源记录的输出显示。
9.根据权利要求8所述的数据处理系统,其中在所述分类步骤中所述处理器执行将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共接收机集的步骤。
10.根据权利要求8所述的数据处理系统,其中在所述分类步骤中所述处理器执行将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共源集的步骤。
11.根据权利要求8所述的数据处理系统,其中所述处理器进一步执行步骤:
在将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域之前,将阈值应用于所述信号谱模型的地震道。
12.根据权利要求8所述的数据处理系统,其中在所述施加滤波时所述处理器施加中值滤波。
13.根据权利要求8所述的数据处理系统,其中所述处理器进一步执行步骤:
将时间-距离域内的经过滤波的地震道分类成公共偏移距集合。
14.一种在计算机可读介质中存储有计算机可运行指令的数据存储设备,所述计算机可运行指令使得数据处理系统处理从地震勘探中获得的数据,所述地震勘探是对于具有由多个扫频地震能量源发射以用于在关注区域的多个分区的地震接收机阵列处接收作为混合源记录的地下地层的勘探,所述数据存储设备包括用于使得所述数据处理系统执行以下步骤的指令:
将时间-距离域内的混合源记录分类成公共集;
构成所述混合源记录的公共集分类的公共偏移距地震道集合;
将公共地震道集合从时间-距离域转换到频率-空间域;
对频率-空间域内的所述地震道的频率样本施加滤波以形成信号谱模型;
将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域;以及
将所转换的经过滤波的地震道存储为用于所述扫频地震能量源个体的去混合公共源记录。
15.根据权利要求14所述的数据存储设备,其中所述数据处理系统包括显示器,所述数据存储设备进一步包括使得所述显示器形成所选择的去混合源公共源记录的输出显示的指令。
16.根据权利要求14所述的数据存储设备,其中所述指令使得所述处理器在执行所述分类步骤时将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共接收机集。
17.根据权利要求14所述的数据存储设备,其中所述指令使得所述处理器在执行所述分类步骤时将时间-距离域内的所述混合源记录分类成公共源集。
18.根据权利要求14所述的数据存储设备,其中所述指令进一步使得所述处理器执行步骤:
在将经过滤波的地震道从频率-空间域转换到时间-距离域之前,将阈值应用于所述信号谱模型的地震道。
19.根据权利要求14所述的数据存储设备,其中所述指令进一步使得所述处理器执行步骤:
将时间-距离域内的经过滤波的地震道分类成公共偏移距集合。
20.一种对在关注区域中的地下地层进行陆地勘探的方法,所述地下地层具有由多个扫频地震能量源的多个勘探车队的发射,以用于在所述关注区域的多个分区的地震能量接收机阵列的接收机覆盖范围处接收作为混合地震记录,所述方法包括步骤:
使所述勘探车队位于接收机覆盖范围之外的跨越单独的源划幅地带的不同的单个分区中;
在用于各个勘探车队的频率上执行线性频率扫描,所述勘探车队在公用带宽内的频率范围不同于其他勘探车队在所述公用带宽内的频率范围;
为所述多个勘探车队中的各个勘探车队的源执行线性频率扫描,所述源的扫描长度不同于相同个体勘探车队的其他源的扫描长度;以及
在从当前运行的勘探车队的线性频率扫描的接收机覆盖范围处形成混合的地震记录。
21.根据权利要求20所述的方法,进一步包括步骤:
在勘探期间在所述勘探车队之间维持时间-距离规则。
22.根据权利要求20所述的方法,进一步包括步骤:
在勘探期间在所述勘探车队之间维持最小距离规则。
23.根据权利要求20所述的方法,其中为所述多个勘探车队中的各个勘探车队的源执行线性频率扫描的扫描长度与为相同个体勘探车队的其他源执行线性扫描的扫描长度在时间上相差至少两倍的到关注地下地层的双向行程时间。
24.根据权利要求20所述的方法,其中在所述勘探的所述多个分区内的所述线性频率扫描被近似同步执行。
25.根据权利要求20所述的方法,其中用于所述勘探车队的公共带宽内的频率扫描的各频率部分重叠。
26.根据权利要求20所述的方法,其中用于所述勘探的分区内的源的线性频率扫描是递增扫描并且相邻分区的线性频率扫描是递减扫描。
CN201280023411.1A 2011-05-13 2012-05-10 耦合的时间‑距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪 Active CN103649780B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161485737P 2011-05-13 2011-05-13
US61/485,737 2011-05-13
US201261605501P 2012-03-01 2012-03-01
US61/605,501 2012-03-01
PCT/US2012/037277 WO2012158452A1 (en) 2011-05-13 2012-05-10 Couple time-distance dependent swept frequency source acquisition design and data de-noising

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103649780A true CN103649780A (zh) 2014-03-19
CN103649780B CN103649780B (zh) 2017-06-27

Family

ID=46177524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280023411.1A Active CN103649780B (zh) 2011-05-13 2012-05-10 耦合的时间‑距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9513389B2 (zh)
EP (2) EP2944980A1 (zh)
CN (1) CN103649780B (zh)
CA (2) CA2982145A1 (zh)
WO (1) WO2012158452A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536034A (zh) * 2015-01-08 2015-04-22 吉林大学 多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法
CN106054269A (zh) * 2016-07-14 2016-10-26 中国地质大学(北京) 一种频率分段的相关辨识系统及其方法
CN107942389A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 中国科学院地质与地球物理研究所 用于压制邻炮干扰的方法、系统和计算机可读介质
CN110036423A (zh) * 2016-12-16 2019-07-19 斯堪尼亚商用车有限公司 用于调节车辆队列中车辆之间的车辆间距离的方法和控制单元
CN110879417A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 中石化石油工程技术服务有限公司 降低邻炮相干性的自主扫描观测系统设计方法

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8694299B2 (en) 2010-05-07 2014-04-08 Exxonmobil Upstream Research Company Artifact reduction in iterative inversion of geophysical data
EP2691795A4 (en) 2011-03-30 2015-12-09 CONVERGENCE SPEED OF COMPLETE WAVELENGTH INVERSION USING SPECTRAL SHAPING
EP2926170A4 (en) 2012-11-28 2016-07-13 Exxonmobil Upstream Res Co Q-Tomography with Seismic Reflection Data
US10359528B2 (en) * 2013-03-15 2019-07-23 Pgs Geophysical As Systems and methods for randomizing firing times of simultaneous sources in marine surveys
EP2992360B1 (en) 2013-04-29 2019-09-18 Westerngeco LLC Deghosting with adaptive operators
RU2615591C1 (ru) 2013-05-24 2017-04-05 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Многопараметрическая инверсия через зависящую от сдвига упругую полноволновую инверсию (fwi)
US10459117B2 (en) 2013-06-03 2019-10-29 Exxonmobil Upstream Research Company Extended subspace method for cross-talk mitigation in multi-parameter inversion
WO2014207074A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Cgg Services Sa Instantaneous frequency modulation acquisition scheme for seismic sources
US9702998B2 (en) 2013-07-08 2017-07-11 Exxonmobil Upstream Research Company Full-wavefield inversion of primaries and multiples in marine environment
AU2014309376B2 (en) 2013-08-23 2016-11-17 Exxonmobil Upstream Research Company Simultaneous sourcing during both seismic acquisition and seismic inversion
US10036818B2 (en) 2013-09-06 2018-07-31 Exxonmobil Upstream Research Company Accelerating full wavefield inversion with nonstationary point-spread functions
EP2999978B1 (en) * 2013-11-01 2019-12-04 CGG Services SAS Hybrid deblending method and apparatus
US10768327B2 (en) 2013-11-01 2020-09-08 Cgg Services Sas Method and device for deblending seismic data using self-adapting and/or selective radon interpolation
US9910189B2 (en) 2014-04-09 2018-03-06 Exxonmobil Upstream Research Company Method for fast line search in frequency domain FWI
WO2015171215A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Exxonmobil Upstream Research Company Efficient line search methods for multi-parameter full wavefield inversion
US10185046B2 (en) 2014-06-09 2019-01-22 Exxonmobil Upstream Research Company Method for temporal dispersion correction for seismic simulation, RTM and FWI
CA2947410A1 (en) 2014-06-17 2015-12-30 Exxonmobil Upstream Research Company Fast viscoacoustic and viscoelastic full-wavefield inversion
US9851463B2 (en) 2014-07-01 2017-12-26 Pgs Geophysical As Interference attenuation of a residual portion of seismic data
WO2016011629A1 (zh) * 2014-07-23 2016-01-28 杨顺伟 一种可控震源分区同时扫描激发方法
US10838092B2 (en) 2014-07-24 2020-11-17 Exxonmobil Upstream Research Company Estimating multiple subsurface parameters by cascaded inversion of wavefield components
US10422899B2 (en) 2014-07-30 2019-09-24 Exxonmobil Upstream Research Company Harmonic encoding for FWI
US10386511B2 (en) 2014-10-03 2019-08-20 Exxonmobil Upstream Research Company Seismic survey design using full wavefield inversion
MY182815A (en) 2014-10-20 2021-02-05 Exxonmobil Upstream Res Co Velocity tomography using property scans
WO2016063124A1 (en) 2014-10-22 2016-04-28 Cgg Services Sa Device and method for mitigating seismic survey interference
EP3234659A1 (en) 2014-12-18 2017-10-25 Exxonmobil Upstream Research Company Scalable scheduling of parallel iterative seismic jobs
US10520618B2 (en) 2015-02-04 2019-12-31 ExxohnMobil Upstream Research Company Poynting vector minimal reflection boundary conditions
AU2015382333B2 (en) 2015-02-13 2018-01-04 Exxonmobil Upstream Research Company Efficient and stable absorbing boundary condition in finite-difference calculations
MX2017007988A (es) 2015-02-17 2017-09-29 Exxonmobil Upstream Res Co Proceso de inversion de campo ondulatorio completo de multifase que genera un conjunto de datos libres de multiples.
SG11201708665VA (en) 2015-06-04 2017-12-28 Exxonmobil Upstream Res Co Method for generating multiple free seismic images
US10838093B2 (en) 2015-07-02 2020-11-17 Exxonmobil Upstream Research Company Krylov-space-based quasi-newton preconditioner for full-wavefield inversion
CA2998522A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 Exxonmobil Upstream Research Company Q-compensated full wavefield inversion
CN108139498B (zh) 2015-10-15 2019-12-03 埃克森美孚上游研究公司 具有振幅保持的fwi模型域角度叠加
US10162072B2 (en) * 2015-10-26 2018-12-25 Pgs Geophysical As Marine surveys conducted with multiple source arrays
WO2017108690A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for separating blended seismic data
US10768324B2 (en) 2016-05-19 2020-09-08 Exxonmobil Upstream Research Company Method to predict pore pressure and seal integrity using full wavefield inversion
CN110873899B (zh) * 2018-08-30 2021-12-28 中国石油化工股份有限公司 基于偏移距分组的地震数据超道集生成方法
CN109884705B (zh) * 2019-03-20 2021-07-20 中国石油化工股份有限公司 双重约束时频域子波谱提高地震分辨率处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5721710A (en) * 1995-09-29 1998-02-24 Atlantic Richfield Company High fidelity vibratory source seismic method with source separation
US20090010103A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Cggveritas Services Inc. Efficient seismic data acquisition with source separation
US20100080081A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Providence technologies, Inc. Method and apparatus for seismic exploration
US20100299070A1 (en) * 2008-08-15 2010-11-25 Bp Corporation North America Inc. Method for separating independent simultaneous sources

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1112651A (en) 1964-07-13 1968-05-08 Gen Dynamics Corp Improvements in or relating to geophysical prospecting
US5924049A (en) 1995-04-18 1999-07-13 Western Atlas International, Inc. Methods for acquiring and processing seismic data
US6545944B2 (en) 2001-05-30 2003-04-08 Westerngeco L.L.C. Method for acquiring and processing of data from two or more simultaneously fired sources
US6614717B1 (en) 2001-08-30 2003-09-02 Nonlinear Seismic Imaging, Inc. Time-lapse seismic using nonlinear seismic imaging
GB2387226C (en) 2002-04-06 2008-05-12 Westerngeco Ltd A method of seismic surveying
US6906981B2 (en) 2002-07-17 2005-06-14 Pgs Americas, Inc. Method and system for acquiring marine seismic data using multiple seismic sources
US7436734B2 (en) * 2003-04-01 2008-10-14 Exxonmobil Upstream Research Co. Shaped high frequency vibratory source
US20070195644A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Timothy Marples Methods and Systems for Efficient Compaction Sweep
EP1895328A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-05 Bp Exploration Operating Company Limited Seismic survey method
US8982665B2 (en) * 2008-10-08 2015-03-17 Westerngeco L.L.C. Dithered slip sweep vibroseis acquisition system and technique
US8094514B2 (en) 2008-11-07 2012-01-10 Pgs Geophysical As Seismic vibrator array and method for using
US20100302900A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Pgs Geophysical As Autonomously operated marine seismic acquisition system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5721710A (en) * 1995-09-29 1998-02-24 Atlantic Richfield Company High fidelity vibratory source seismic method with source separation
US20090010103A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Cggveritas Services Inc. Efficient seismic data acquisition with source separation
US20100299070A1 (en) * 2008-08-15 2010-11-25 Bp Corporation North America Inc. Method for separating independent simultaneous sources
US20100080081A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Providence technologies, Inc. Method and apparatus for seismic exploration

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GARY HAMPSON ET AL: "Acquisition using simultaneous sources", 《THE LEADING EDGE,SOCIETY OF EXPLORATION GEOPHYSICISTS》 *
SHOUDONG HUO ET AL: "Simultanious Sources Seperation via Multi-Directional Vector-Median Filter", 《CONFERENCE PAPER,SEG ANNUAL MEETING》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536034A (zh) * 2015-01-08 2015-04-22 吉林大学 多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法
CN104536034B (zh) * 2015-01-08 2017-02-22 吉林大学 多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法
CN106054269A (zh) * 2016-07-14 2016-10-26 中国地质大学(北京) 一种频率分段的相关辨识系统及其方法
CN110036423A (zh) * 2016-12-16 2019-07-19 斯堪尼亚商用车有限公司 用于调节车辆队列中车辆之间的车辆间距离的方法和控制单元
CN107942389A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 中国科学院地质与地球物理研究所 用于压制邻炮干扰的方法、系统和计算机可读介质
CN110879417A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 中石化石油工程技术服务有限公司 降低邻炮相干性的自主扫描观测系统设计方法
CN110879417B (zh) * 2018-09-05 2022-12-23 中国石油化工集团有限公司 降低邻炮相干性的自主扫描观测系统设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012158452A1 (en) 2012-11-22
CA2833968A1 (en) 2012-11-22
EP2707757B1 (en) 2016-08-10
US9513389B2 (en) 2016-12-06
CN103649780B (zh) 2017-06-27
EP2944980A1 (en) 2015-11-18
CA2982145A1 (en) 2012-11-22
CA2833968C (en) 2017-12-12
US20120290214A1 (en) 2012-11-15
EP2707757A1 (en) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103649780A (zh) 耦合的时间-距离依赖的扫频源采集设计及数据去噪
Yuan et al. Multiscale adjoint waveform tomography for surface and body waves
CN102124374B (zh) 用于分离单独的同时震源的方法
Langston Wave-field continuation and decomposition for passive seismic imaging under deep unconsolidated sediments
US11880011B2 (en) Surface wave prediction and removal from seismic data
CN107102356B (zh) 基于ceemd的地震信号高分辨率处理方法
CN112840236B (zh) 通过反演分离不同类型的多个震源
EA029537B1 (ru) Способ проведения сейсмических исследований и используемая в нем сейсмическая система
CN103582825A (zh) 同步源地震数据的变频滤波
US9348050B2 (en) Near-surface noise prediction and removal for data recorded with simultaneous seismic sources
US11269093B2 (en) Method and system for generating geophysical data
Boué et al. Double beamforming processing in a seismic prospecting context
Vantassel et al. SWprocess: a workflow for developing robust estimates of surface wave dispersion uncertainty
Sengbush et al. Optimum multichannel velocity filters
Yin et al. Improving horizontal resolution of high-frequency surface-wave methods using travel-time tomography
EP2249183B1 (en) Modeling and filtering coherent noise in seismic surveying
Al-Eqabi et al. Ground roll: A potential tool for constraining shallow shear-wave structure
CN110109179A (zh) 频宽补偿处理方法、装置和设备
CN113534243B (zh) 一种被动源Marchenko成像方法及系统
CN104914471A (zh) 适于黄土塬非纵测线的地滚波压制方法
Jeng et al. A nonlinear method of removing harmonic noise in geophysical data
Colombo et al. Transmission-based surface-consistent framework for residual statics, deconvolution, and FWI: A new paradigm for near-surface analysis
Xu et al. Ore-body imaging by crosswell seismic waveform inversion: A case study from Kambalda, Western Australia
Cheng Gradient projection methods with applications to simultaneous source seismic data processing
CN107632321A (zh) 一种偏移成像方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant