CN107390272A - 一种地震接收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地震接收系统，所述地震接收系统包括：沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆；挂载在电缆上的用于控制电缆沉放深度的n个深度控制器；其中，n为大于或等于2的整数。通过本发明实施例的方案，通过沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆采集地震数据，由于电缆的沉放深度随着正弦曲线函数周期变化，鬼波到达电缆接收道的时间是不相同的，采集到的地震数据经过共中心点叠加处理(CMP)后压制了陷波效应，使得采集的地震数据的有效频带宽度更宽，信噪比和成像质量获得提升。

Description

一种地震接收系统
技术领域
本发明涉及地震勘探技术，尤指一种地震接收系统。
背景技术
近年来大多数海上油气田开发已实现三维地震资料全覆盖，进入了针对复杂构造、岩性圈闭以及为精细储层描述做准备的二次勘探(或者再次勘探)阶段，不同于初次勘探，新的一轮油气勘探要求地震资料有更宽的有效频带宽度(低频端和高频端数据充足)、更高的分辨率和信噪比、更好的成像质量，以降低地震资料本身存在的多解性。理论研究表明：当地震数据的频带宽度等于或高于两倍的频程时，才能保证其成像精度与成像效果，即频带越宽，地震资料成像的精度越高。
目前的常规海洋地震接收系统有两种，如图1所示，为了保证向下传输能量的最大化及降低接收环境噪声等因素，其中一种地震接收系统包括：以同一深度沉放在海平面以下的电缆，电缆的沉放深度等于或略大于气枪(即震源)的沉放深度，海平面是一个强反射界面，由于陷波特性产生了陷波点使得地震数据中往往缺失高频信息，从而使得频带宽度变窄，并且分辨率变低，很难通过改变震源容量和电缆沉放深度获得频带较宽、低频端和高频端频带信息都很丰富的地震资料。
另一种地震接收系统包括：在海平面之下的沉放深度变化的电缆，按照电缆的形状的不同大致可以分为三种：第一种电缆为线性斜缆或变深度缆，即以一定的斜率呈线性倾斜沉放在海平面以下，沉放深度依次递增(如图2(a)所示)；第二种电缆为弧线型斜缆，即呈弧线型以一定的弧度沉放在海平面以下(如图2(b)所示)；第三种电缆为滑梯型斜缆，即电缆呈滑梯型分为不同的长度段分别沉放在不同的深度，中间以线性斜缆相连(如图2(c)所示)，这种地震接收系统中的电缆均改变了沉放深度，以压制海平面产生的陷波效应，从而获得低频和高频都充足的地震数据，增加了地震数据的频带宽度，但在1/2陷波频率点处能量有所降低且高频端出现波纹振荡效应。
发明内容
本发明实施例提供了一种地震接收系统，能够在不改变震源激发方式的前提下，拓宽地震数据频带宽度并降低波纹振荡效应。
本发明实施例提供了一种地震接收系统，包括：
沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆；
挂载在电缆上的用于控制电缆沉放深度的n个深度控制器；其中，n为大于或等于2的整数。
可选的，所述电缆的参考面和海平面之间的夹角大于或等于0度且小于或等于10度。
可选的，第i个所述深度控制器的沉放深度为
其中，i为大于或等于2且小于或等于n的整数，hi为第i个所述深度控制器的沉放深度，h1为第1个所述深度控制器的沉放深度，xi为第i个所述深度控制器的横坐标数值，x1为第1个所述深度控制器的横坐标数值，A为所述电缆的幅度，θ为所述电缆的参考面和海平面之间的夹角，M为所述电缆以正弦形态的波峰和波谷的总数，L为所述电缆的工作段长度。
与相关技术相比，本发明实施例包括：沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆；挂载在电缆上的用于控制电缆沉放深度的n个深度控制器；其中，n为大于或等于2的整数。通过本发明实施例的方案，通过沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆采集地震数据，由于电缆的沉放深度随着正弦曲线函数周期变化，鬼波到达电缆接收道的时间是不相同的，采集到的地震数据经过共中心点叠加处理(CMP)后压制了陷波效应，使得采集的地震数据的有效频带宽度更宽，信噪比和成像质量获得提升。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为相关水平缆的示意图；
图2(a)为相关线性斜缆的示意图；
图2(b)为相关弧线型斜缆的示意图；
图2(c)为相关滑梯型斜缆的示意图；
图3为本发明实施例正弦型电缆的示意图；
图4为本发明实施例深度控制器在电缆上挂载的示意图；
图5(a)为本发明实施例不同类型电缆的拖缆控制函数示意图；
图5(b)为本发明实施例不同类型电缆的频谱响应示意图；
图6(a)为本发明实施例正弦型电缆起始端和末端沉放深度一致时重复不同周期数时的拖缆控制函数对比示意图；
图6(b)为本发明实施例正弦型电缆起始端和末端沉放深度一致时重复不同周期数时频谱响应特征对比示意图；
图7(a)为本发明实施例正弦型电缆重复周期数相同时电缆末端沉放深度不同的拖缆控制函数对比示意图；
图7(b)为本发明实施例正弦型电缆重复周期数相同时电缆末端沉放深度不同的频谱响应对比示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
参见图3，本发明实施例提出了一种地震接收系统，包括：
沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆；
挂载在电缆上的用于控制电缆沉放深度的n个深度控制器；其中，n为大于或等于2的整数。
可选的，电缆可以出现一个或多个完整波形，重复周期越多，电缆越长、最大沉放深度越深，则采集的地震资料有效频带越宽、覆盖次数越高、信噪比越高，压制波纹振荡效应的效果越好。
可选的，受研究区水深条件和海上施工条件限制，国内电缆的最大沉放深度一般不超过60米，因此，电缆的参考面和海平面之间的夹角通常大于或等于0度且小于或等于10度。
在不考虑电缆的最大沉放深度限制且水深满足要求时，电缆的参考面和海平面之间的夹角可以不受限制。
可选的，电缆的起始端沉放深度在参考面位置先下降，经过1/4个周期后上升，经过1/2个周期返回到参考面位置，然后继续上升，经过3/4个周期上升到最高位置后下降，经过1个周期恢复到参考面位置。
可选的，第1个深度控制器的沉放深度因实际情况而定，一般略大于或等于震源沉放深度，第1个深度控制器的横向沉放位置在距离船尾最近道最近的线圈上。
第i个深度控制器的沉放深度为
其中，i为大于或等于2且小于或等于n的整数，hi为第i个深度控制器的沉放深度，h1为第1个深度控制器的沉放深度，xi为第i个深度控制器的横坐标数值，x1为第1个深度控制器的横坐标数值，A为电缆正弦变化的幅度，θ为电缆的参考面和海平面之间的夹角，M为所述电缆以正弦形态的波峰和波谷的总数，L为所述电缆的工作段长度。
如图4所示，在实际作业中，工作电缆上电缆的头部和尾端最近的线圈上需要各挂载一个深度控制器，在工作电缆中间挂载的深度控制器的间隔距离为300米。
例如，工作电缆长度为9600米时，需要33个深度控制器，其在工作电缆上的位置关系为：
深度控制器1：12.5米
深度控制器2：300米
深度控制器3：600.0米
深度控制器4：900.0米
深度控制器5：1200.0米
深度控制器6：1500.0米
深度控制器7：1800.0米
深度控制器8：2100.0米
深度控制器9：2400.0米
深度控制器10：2700.0米
深度控制器11：3000.0米
深度控制器12：3300.0米
深度控制器13：3600.0米
深度控制器14：3900.0米
深度控制器15：4200.0米
深度控制器16：4500.0米
深度控制器17：4800.0米
深度控制器18：5100.0米
深度控制器19：5400.0米
深度控制器20：5700.0米
深度控制器21：6000.0米
深度控制器22：6300.0米
深度控制器23：6600.0米
深度控制器24：6900.0米
深度控制器25：7200.0米
深度控制器26：7500.0米
深度控制器27：7800.0米
深度控制器28：8100.0米
深度控制器29：8400.0米
深度控制器30：8700.0米
深度控制器31：9000.0米
深度控制器32：9300.0米
深度控制器33：9587.5米
上述地震接收系统还包括：设置在电缆上的检波器，每道检波器之间的间隔距离为预设间隔(如12.5米等)。
通过本发明实施例的方案，通过沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆采集地震数据，由于电缆的沉放深度随着正弦曲线函数周期变化，鬼波到达电缆接收道的时间是不相同的，采集到的地震数据经过共中心点叠加处理(CMP)后压制了陷波效应，使得采集的地震数据的有效频带宽度更宽，信噪比和成像质量获得提升。
与传统的电缆接收方式相比，本发明实施例的正弦型电缆的接收方式在激发条件一定时，削弱了陷波效应，获得了兼顾低频端和高频端信号的地震数据，拓宽了频带宽度的同时压制了线性斜缆引起的高频端的波纹振荡，如图5(a)和图5(b)所示。图5(a)为不同类型电缆的拖缆控制函数示意图，其中实线代表水平缆，短虚线代表线性倾斜的斜缆，长虚线代表正弦型缆，横坐标代表偏移距的变化，纵坐标代表深度变化，从示意图中能够清晰的看出不同类型电缆接收系统随着偏移距的深度变化特征，即水平缆沉放深度是不变的，线性倾斜的斜缆随着偏移距的增大其沉放深度是线性增加的，正弦型缆随着偏移距的增大其沉放深度按照负的正弦曲线形态与水平面以一定的角度周期性的变化。相应的图5(b)为图5(a)中描述的不同类型电缆的频谱响应对比示意图，其中横坐标为频率，纵坐标为能量衰减，实线为水平缆的频率响应曲线，其低频端能量不足，高频端受陷波效应影响能量衰减明显；短虚线对应的是线性斜缆的频谱响应曲线，其低频端和高频端能量得到了提升但高频端能量不稳定存在波纹震荡现象；长虚线对应的是正弦型缆的频谱响应曲线，这种接收方式下既提高了低频端和高频端的能量又保证了高频端能量较为平稳波纹震荡效应不明显。由此可以发现正弦型电缆的接收方式其频率响应特征要明显优于常规的水平缆和斜缆。
图6(a)为正弦型电缆起始端和末端沉放深度一致时重复不同周期数时的拖缆控制函数对比示意图，图中实线代表重复一个周期，长虚线代表重复五个周期。相应的图6(b)为上述沉放方式下的频谱响应对比示意图，图中，实线为电缆包含一个振荡周期时的频谱响应曲线，长虚线为电缆包含五个周期时的频谱响应曲线，从图6(b)可以看出，随着电缆重复周期次数的增加，低频端和高频端的能量都得到了提升且高频端能量更平稳压制了波纹震荡效应。
图7(a)为正弦型电缆重复周期数相同时电缆末端沉放深度不同的拖缆控制函数对比示意图，图中，实线电缆最大沉放深度为20米，长虚线代表的电缆最大沉放深度为50米，二者起始端深度一致且均重复了两个周期。相应的图7(b)为图7(a)中两种沉放方式的频率响应特征，可以看出，电缆的频谱响应在低频段能量随着最大沉放深度的增加而增强，同时在高频端引起的波纹振荡随着最大沉放深度的增加而减小。
总的来说，本发明实施例的地震接收系统实现了宽频采集，且降低了高频端波纹震荡效应，从而提升了地震资料的分辨率和信噪比，可以应对二次勘探中针对特定地质目标，如复杂构造、断层阴影带、潜山内幕成像、火成岩屏蔽等地质勘探难题。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种地震接收系统，其特征在于，包括：
沉放深度按照负的正弦曲线函数周期变化的电缆；
挂载在电缆上的用于控制电缆沉放深度的n个深度控制器；其中，n为大于或等于2的整数。
2.根据权利要求1所述的地震接收系统，其特征在于，所述电缆的参考面和海平面之间的夹角大于或等于0度且小于或等于10度。
3.根据权利要求1所述的地震接收系统，其特征在于，第i个所述深度控制器的沉放深度为
其中，i为大于或等于2且小于或等于n的整数，hi为第i个所述深度控制器的沉放深度，h1为第1个所述深度控制器的沉放深度，xi为第i个所述深度控制器的横坐标数值，x1为第1个所述深度控制器的横坐标数值，A为所述电缆的幅度，θ为所述电缆的参考面和海平面之间的夹角，M为所述电缆以正弦形态的波峰和波谷的总数，L为所述电缆的工作段长度。
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