CN105899973A - 宽源地震拖拽结构 - Google Patents

Abstract

本文描述的各种实施方式涉及获取地震数据的方法。该方法可包括拖拽耦接到船舶的海洋地震拖缆阵列。所述阵列包括多个引入缆线和拖缆，并且所述多个引入缆线包括相对于所述船舶的中心线的最内侧引入缆线和最外侧引入缆线。该方法还可以包括拖拽多个震源缆线和一个或多个地震源，使得所述一个或多个地震源定位在最内侧引入缆线和最外侧引入缆线之间。

Description

宽源地震拖拽结构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年6月27日提交的名称为“Seismic TowingConfiguration to Allow for Wide Source Separation”的美国临时专利申请序列号62/018215以及于2014年1月9日提交的名称为“Asymmetric SeismicSpread Towing for Multi-Vessel Acquisition”的美国临时专利申请序列号61/925519的权益，其公开内容通过参引方式包含于此。

背景技术

本部分旨在提供背景信息以便于更好地理解本文中所描述的各种技术。如本部分的标题所暗示的，其是相关技术的讨论。这种相关技术决不意味着其是现有技术。相关技术可能是也可能不是现有技术。因此，应当理解的是，在本部分中的陈述以此角度来理解，而不确认是现有技术。

地震勘测可在海上、岸上或海与岸之间的地区进行，例如在浅湾、沼泽区等。该勘测的一个共同特点是，地震信号从地震源发射并且该信号被地层反射，并继续由地震传感器截获。该地震信号随后被传播到适当的接收器站，数据在其中被处理、存储并用于构建岩层的结构图。这些结构图便于评估在勘测区中存在石油或天然气的可能性的步骤。

在需勘测海床的海洋勘测中，一个典型的地震拖拽将含有一个或多个地震源和一个或多个缆线，也称为拖缆。实际的拖拽由一个或多个船舶执行。拖拽于船舶后面的地震设备通常淹没在水中。一个拖缆通常延伸从几百米到几千米范围的长度。在拖缆内部定位有大量的传感器，例如水听器和地震检波器。地震源通常含有成排或成组设置的几个合适的音波枪，例如气枪。其也被称为枪阵列。当使用气枪时，该气枪填充有压缩空气，然后将其释放从而形成地震脉冲。其也被称为地震炮或炮点。正是该脉冲在被反射后由地震拖缆中的传感器截获。

发明内容

本文描述的是用于一种用于获取地震数据的方法的各种技术的实施方式。该方法可包括拖拽耦接到船舶的海洋地震拖缆阵列。所述阵列包括多个引入缆线和拖缆。所述多个引入缆线包括相对于所述船舶的中心线的最内侧引入缆线和最外侧引入缆线。该方法还可以包括拖拽多个震源缆线和一个或多个地震源，使得所述一个或多个地震源定位在最内侧引入缆线和最外侧引入缆线之间。

本文描述的也是用于一种用于获取地震数据的方法的各种技术的实施方式。该方法可包括拖拽耦接到船舶和拖缆的多个引入缆线。该方法还可包括拖拽耦接到船舶和地震源的多个震源缆线，使得所述地震源被布置于所述多个引入缆线中最外侧引入缆线的外测。

本文描述的也是用于地震采集系统的各种技术的实施方式。该系统可包括一个船舶。该系统可以包括耦接到船舶和拖缆的多个引入缆线。所述多个引入缆线包括相对于所述船舶的中心线的最内侧引入缆线和最外侧引入缆线。该系统还可包括耦接到所述船舶和地震源的多个震源缆线。所述震源定位在最内侧引入缆线和最外侧引入缆线之间。

提供上面提及的发明内容部分是为了以简要形式介绍一系列概念，这些概念在下面的具体实施方式部分进一步描述。该发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本发明的任何部分中提及的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

下文将参照附图描述各种技术的实施方式。然而，应当理解，附图仅示出了本文描述的各种实施方式，并且不意图限制本文描述的各种技术的范围。

图1示出了根据本文描述的各种实施方式的海洋地震勘测的简图。

图2A示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的地震勘测装置的俯视图。

图2B示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的地震勘测装置的侧视图。

图3示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的一个地震勘测几何形式。

图4示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的具有震源缆线偏转器的一个地震勘测几何形式。

具体实施方式

现在将参照图1-4详细描述本文描述的各种实施方式。

图1示出了根据本文描述的各种实施方式的海洋地震勘测的简图。海洋地震采集系统110可包括船舶111，所述船舶111携带控制部件并拖拽多个地震源116和装备有地震接收器121的多个拖缆118。地震源116可以包括单一类型或不同类型的震源。所述震源可以使用任何类型的地震发生器，例如气枪、水枪、蒸汽喷射源、可控震源、例如炸药或气体喷射后爆炸的爆炸源等。拖缆118可以借助于它们各自的引入线120被拖拽，引入线可以由在船舶111和拖缆118之间传递电功率、控制和数据信号的高强度钢或纤维增强缆线制成。单个拖缆可包括可沿拖缆的长度按隔开的间距分布的多个地震接收器121。地震接收器121可包括水听器和地震检波器传感器以及多部件传感器设备，诸如加速度计。此外，拖缆118可包括多个直列拖缆转向装置(SSD)，也被称为“鸟”。该SSD可沿拖缆118按合适的间距分布，用于控制拖缆的深度和侧向运动。

在采集过程中，地震源116和地震拖缆118可以从船舶111部署并被缓慢拖拽，以遍历感兴趣的区域。地震源116可以被周期性地激活以便发射声或压力波形式的地震能量通过水。地震源116可被独立地或与其它地震源基本同时地激活。声波可产生一个或多个地震波场，协调一致地传播进水W下方的地球E中。当波场撞击地层或岩层之间的界面104时，它们可以被反射和/或折射回而沿着路径105穿过地球E和水W到达各种接收器121，在所述接收器121处所述波场(例如，在气枪地震源的情况下是压力波)可被转换成电信号、被数字化并经由拖缆118和引入线120传送到所述船舶111中的集成的基于计算机的地震导航、源控制器、和记录系统。例如，折射或潜波路径131被示出为从震源116经过地球E和水W到地震接收器121。通过对这些检测到的信号的分析，有可能确定海底地层的形状、位置和岩性，包括那些可能包括碳烃化合物沉积的地层。

图2A示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的地震勘测装置的俯视图。为了说明的目的，图2A仅示出拖缆阵列的右半部分，但应当假定，在本例中所述阵列在船舶的左侧后方成镜像。虽然在图2A中所描述的阵列是对称的阵列，但在一个实施方式中，阵列的左侧和右侧可以是不对称的。船舶210被示为拖拽一个连接到拖缆250的引入线220。船舶210还拖拽一个连接到地震源240的震源缆线230。通常，在海洋地震勘测中，震源位于引入线内侧，使得震源、震源缆线和引入线之间没有干扰。拖拽引入线内侧的一个或多个震源240防止了干扰，但限制了拖缆阵列的中心线260和震源240之间的距离或偏移量。例如，在典型的勘测中，震源240距离拖缆阵列的中心线260或者船舶210的中心线可以是10米到50米。

在图2A中，震源240在引入线220上方被拖曳，并且震源缆线230交叉在所述引入线220上方。通过在引入线220外侧拖拽震源240，震源240距离阵列的中心线260具有较大的偏移。中心线260可以是穿过船舶210和在地震勘测过程中由船舶拖拽的地震勘测排布的近似中心的线。例如，在所示的结构中，震源240相对于中心线260的偏移距离所述阵列的中心线260可以是50米至500米。增加一个或多个震源240与拖缆阵列或船舶210的中心线260之间的距离、或增加在船舶210的中心线260两侧的震源240之间的距离，可以提高采集过程中的操作效率。例如，一个或多个震源240阵列可以被拖拽为距地震勘测排布的中心260有宽的偏移。在本实施例中，宽偏移可以从地震勘测排布的中心260跨越一个距离，并包括一个或多个接收器行间距。接收器行间距为阵列中的两个相邻的拖缆250之间的距离或间隔。

图2B示出了根据送本文描述的各种技术的实施方式的地震勘测装置的侧视图。如在图2A中，震源240被拖拽于引入线220上方。引入线220具有比震源240更大的深度。缆线长度、绳索长度、浮力元件、配重元件或调整缆线的张力与定向的元件可以被用来保持震源240或震源缆线230与引入线220之间的深度差。例如，引入线220可以比震源缆线230更致密。可通过铠装缆线来增加缆线的密度。在另一实例中，震源缆线230可附接到浮子，或者所述引入缆线220可以附接到重物或浮力元件。

图3示出根据本文描述的各种技术的实施方式的一个地震勘测几何形式。船舶300拖拽引入线311-17和震源缆线320-22。为了说明的目的，图3仅示出拖缆阵列的右半部分，但应当假定，所述阵列在船舶的左侧后方成镜像。图3示出了用于拖拽引入缆线内侧的地震源的几何形式的一个例子。缆线、绳索、浮力装置、定位装置和震源的布置、长度、数量和位置可以改变。例如，为了满足用于地震勘测的一组规范，拖缆的数量可以增加或减少，或者拖缆之间的距离可以增加或减少。所述勘测的几何形式可以被设计为避免或管控震源、震源缆线和引入线之间在直线拖拽期间、在速度变化时、在转弯时、和在回收或部署期间的干扰。

引入线311-17附接到浮子340，如黑点所示。引入线311-17的长度可以变化。例如，引入线311-17的长度可在大约或近似500米至大约或近似1500米的范围内。引入线311-13附接到偏转器345。附接到引入线311-13的拖缆也附接到偏转器350。偏转器345和350可被用于控制拖缆之间的距离。例如，在图3中，所述偏转器被配置成将所述拖缆定位为相距约100米。

引入线311-17的端部和标记360之间的拖缆长度是拖缆311-17的未占用部分。该标记360是仅用于说明目的。拖缆311-17的未占用部分是没有任何接收器的缆线部分。

在附图中对每个拖缆311-17示出了距船舶的中心线的偏移，并且偏移的范围从对于拖缆317而言的大约或近似50米到对于拖缆311而言的大约或近似650米。假设拖缆阵列在船舶的左侧成镜像，所示阵列的总体勘测排布是约1300米，且拖缆分隔是大约100米。

震源330和震源缆线320-22在最内侧引入线317和最外侧引入线311之间被拖拽。靠内的引入线315-17可以比靠外的引入线311-14在更大的深度处被拖拽，从而使震源330不与靠内的引入线315-17干扰。例如，所述震源330可能够自由跨越在引入缆线上方，而不会相互缠结或产生干扰。震源330或震源缆线320-22与引入线311-17之间的任何接触都可能导致缠结、震源330损坏、或可能会耽搁地震勘测的其它问题。在一个实施方式中，靠外的引入线311-14可以是轻质缆线，并且靠内的引入线315-17可以是较重或较致密缆线。在另一实施方式中，配重可被附接到靠内的引入线315-17，以增加缆线的深度。

为了确定采集系统参数，例如引入线缆311-17的长度、震源缆线320-22的长度、绳索的长度、缆线的张力、缆线的定向、缆线的浮力和浮力元件(例如，鸟、偏转器等)的类型和/或位置，可以为特定的地震勘测产生一个或多个拖拽模拟。这样，可以使用拖拽模拟来防止或管控震源330、震源缆线320-22和引入线311-17之间在特定的地震勘测过程中的干扰或缠结。通过使用模拟工具，在所述拖拽模拟中可以为包括直线拖拽、转弯、速度变化和/或恶劣的环境条件的地震勘测来预测震源330阵列、震源缆线320-22和引入线311-17的表现。拖拽模拟也可以在用于地震勘测的不同排布部件(例如，震源或鸟)的回收或部署中使用。

用于靠内的引入线315-17的较重的缆线可为用于靠外的引入线311-14的轻质缆线的密度的大约或近似2到10倍。例如，较重的引入线315-17的密度可以是约2600千克/立方米，而较轻的引入线311-14的密度可以是约1200千克/立方米。

震源330距离阵列的中心线有大约150米的偏移。在图3中示出了三个震源330，但震源330的数量可以变化，并且每个震源距离该阵列的中心线的距离可以变化。附接到所述震源330的震源缆线320-22可以以一距离被分隔。例如，震源缆线可以以5米到20米被分隔。

在一个实施方式中，距离绳索323、或多个距离绳索323将震源330连接到引入线312，或连接到引入线312上的偏转器345。距离绳索323可附连到多个引入线311-17、多个偏转器345、多个浮子340或它们的组合。在另一实施方式中，距离绳索323可以从震源330行进到引入线312，然后到达船舶300上的一个绞车。在此实施方式中，通过使用船舶300上的绞车改变距离绳索323的长度可以重新定位震源330。使用绞车控制震源位置的一个例子描述于共同转让的美国专利号7881152中。在又一实施方式中，一个或多个偏转器或其它转向装置可以附接到所述震源缆线320-22，并用于控制震源330的位置。

距离360示出了从船舶300到震源330的距离。距离370示出了震源330和拖缆311-17的占用部分的开端之间的距离，其可以被称为偏移。通过降低震源330和接收器之间的距离370可以提高数据质量。

图4示出了根据本文描述的各种技术的实施方式的一个具有震源缆线偏转器的地震勘测几何形式。船舶410拖拽地震阵列440。地震阵列440包括地震拖缆。在该图示中，地震阵列440的长度为大约或近似8000米，宽度为大约或近似1500米，但地地震阵列440的宽度和长度可以根据勘测的规范而改变。例如，一个地震排布可具有2400米的宽度和15千米的长度。

震源缆线415附接到船舶410的侧面。在某些实施方式中，所述震源缆线415可以附接到船舶420的尾部。偏转器420也可以附接到所述震源缆线415。偏转器420用于控制震源430的位置，所述震源430也附接到震源缆线415。以这种方式，震源430被定位在构成拖缆阵列440的拖缆和引入线的外侧。震源430被定位在所述拖缆阵列440中最外侧引入线的外侧。在此结构中，所述震源离所述阵列440或船舶410的中心线450的距离可以在大约或近似50米和大约或近似1000米之间。

在图4中使用的震源430可以是如下的震源：其中，在震源和接收器之间的距离与使用气枪相比对数据质量具有较低的影响。例如，所述震源430可以是振动震源。

具体实施方式针对某些特定的实施方式。但应该理解的是，上述的讨论仅仅是为了使本领域普通技术人员能够实现和使用现在或以后由任何在此所发布的专利中得到的专利“权利要求”定义的任何主题。

特别要表明的是，所要求保护的发明并不限于本文包括的实施方式和说明，而是包括这些实施方式的修改形式，包括在下面的权利要求的范围内这些实施方式的部分以及不同实施方式的元件的组合。应该理解的是，在任意这些实际的实施方式的开发中，如同在任意工程或设计项目中的，必须做出许多特定于实现的判定以实现开发者的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的限制，这些限制可能随着实施方式的不同而不同。此外，应该了解的是，这样的开发努力可能是复杂与耗时的，不过对那些受益于本发明的本领域技术人员而言，仍将是设计、制造和加工的惯例工作。本申请中并无可被视为对所要求保护的发明是关键或必要者，除非明确地指出是“关键的”或“必要的”。

已经详细地参考各种实施方式，其例子在附图中示出。在具体实施方式中，提出了许多具体的细节以提供对本发明的全面理解。然而对本领域技术人员明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实现本发明。在其它实例中，未详细地描述公知的方法、过程、部件、电路和网络以便不必要地混淆实施方式的各方面。

应该理解的是，尽管本文可能使用术语第一、第二等来描述各个元件，但是这些元件不受这些术语限制。这些术语仅被用于元件之间的区分。例如，第一物体或步骤可以被称为第二物体或步骤，并且类似地，第二物体或步骤可以被称为第一物体或步骤，而不脱离本发明的范围。第一物体或步骤以及第二物体或步骤分别均是物体或步骤，但它们不被认为是相同的物体或步骤。

用在本发明的说明书中的术语仅用于描述具体实施方式的目的，并不旨在限制本发明。如在本发明的说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”还旨在包括复数形式，除非上下文明确指示相反。还应该理解的是，如本文所使用的术语“和/或”指代并包含一个或多个相关列出的项中的任一和全部可能组合。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“组成”和/或“由……组成”，当用在本说明书中时，指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。

如本文所使用的，取决于上下文，术语“如果”可以解释为是指“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“根据确定”。类似地，取决于上下文，短语“如果确定”或“如果检测到[所述条件或事件]”可以解释为是指“当确定”或“响应于确定”或“当确定[所述条件或事件]”或“响应于检测到[所述条件或事件]”。如本文所使用的，术语“上”和“下”；“上部”和“下部”；“向上”和“向下”；“以下”和“以上”；以及指示在一个给定点或元件以上或以下的相对位置的其它类似术语可以与本文描述的各种技术的一些实施方式共同使用。

尽管前面涉及本文描述的各种技术的实施方式，在不脱离其由后面的权利要求所确定的基本范围的前提下，可以设计其它和进一步的实施方式。虽然以具体用于结构特征和/或方法行为的语言说明了所要求保护的主题，但是应该理解，所附权利要求中所限定的主题并不必然限于上述的具体特征或行为。相反，以上所述的具体特征和行为作为实现权利要求书的形式的示例进行公开。

Claims (26)

1.一种用于获取地震数据的方法，包括：

拖拽耦接到船舶的海洋地震拖缆阵列，其中，所述阵列包括多个引入缆线和拖缆，并且所述多个引入缆线包括相对于所述船舶的中心线的最内侧引入缆线和最外侧引入缆线；以及

拖拽多个震源缆线和一个或多个地震源，使得所述一个或多个地震源定位在最内侧引入缆线和最外侧引入缆线之间。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述最内侧引入缆线比震源缆线或地震源布置得更深。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个引入缆线中的至少一个与震源缆线或地震源相比布置在更大的深度处。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述最内侧引入缆线比震源缆线具有更大的密度。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个引入缆线中的至少一个比震源缆线具有更大的密度。

6.如权利要求1所述的方法，还包括在所述引入缆线中的至少一个的上方拖拽所述震源缆线中的至少一个。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述最内侧引入缆线比最外侧引入缆线具有更大的密度。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个引入缆线中的至少一个比最外侧引入缆线具有更大的密度。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述地震源被布置成距离所述船舶的中心线为50至500米。

10.如权利要求1所述的方法，还包括使用一个或多个绳索从所述船舶的中心线牵拉地震源中的至少一个，所述绳索将地震源或震源缆线中的至少一个连接到引入缆线中的一个或偏转器。

11.一种用于获取地震数据的方法，包括：

拖拽耦接到船舶和拖缆的多个引入缆线；以及

拖拽耦接到船舶和地震源的多个震源缆线，使得所述地震源被布置于所述多个引入缆线中最外侧引入缆线的外侧。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述震源缆线耦接到船舶的左侧或右侧。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述地震源离所述船舶的中心线的距离为50至1000米。

14.如权利要求11所述的方法，其中，所述地震源是振动源。

15.如权利要求11所述的方法，其中，所述偏转器附接于所述震源缆线。

16.一种地震采集系统，包括：

船舶；

耦接到船舶和拖缆的多个引入缆线，其中，所述多个引入缆线包括相对于所述船舶的中心线的最内侧引入缆线和最外侧引入缆线；

耦接到所述船舶和地震源的多个震源缆线；以及

其中，所述震源定位在最内侧引入缆线和最外侧引入缆线之间。

17.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，最内侧引入缆线与所述震源缆线或地震源相比布置在更大的深度处。

18.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述多个引入缆线中的至少一个与所述震源缆线或地震源相比布置在更大的深度处。

19.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述震源缆线中的至少一个交叉在所述引入缆线中的至少一个上方。

20.如权利要求16所述的地震采集系统，还包括一个或多个绳索，所述绳索将地震源或震源缆线中的至少一个连接到引入缆线中的一个或偏转器。

21.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述地震源从所述船舶的中心线偏移50至200米的距离。

22.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述最内侧引入缆线比震源电线具有更大的密度。

23.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述多个引入缆线中的至少一个比震源缆线具有更大的密度。

24.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述最内侧引入缆线比最外侧引入缆线具有更大的密度。

25.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，所述多个引入缆线的中至少一个比最外侧引入缆线具有更大的密度。

26.如权利要求16所述的地震采集系统，其中，一个或多个浮子附接到所述震源缆线中的一个或多个，或者一个或多个配重附接到所述引入缆线中的一个或多个。