CN113625345B - 利用地震振动器阵列的波场产生 - Google Patents

利用地震振动器阵列的波场产生 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用地震振动器阵列的波场产生。具体地，本发明涉及一种海洋地震勘测方法、一种计算机系统和一种制品。海洋地震勘测方法包括：在一个或多个空间位置，激活阵列中的至少两个地震振动器以异相产生源梯度波场；在一个或多个其它的空间位置，在不同的时刻，激活所述至少两个地震振动器以同相产生大致单极源波场。地震振动器设置在水体中的多个深度处，其中，在第一深度处的地震振动器以第一频率发射，在第二深度处的地震振动器以更低的第二频率发射。控制位于第一深度处的地震振动器以在不同次的发射中提供源梯度波场和单极源波场，并且，控制位于大于第一深度的第二深度处的地震振动器以在不同次的发射中仅提供更低频率的单极源波场。

Description

利用地震振动器阵列的波场产生
本申请是申请号为201580021945.4、申请日为2015年3月19日、申请人为斯伦贝谢技术有限公司、发明名称为“利用地震振动器阵列的波场产生”的中国发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
依据35U.S.C.§1 19(e)，本申请要求于2014年3月20日提交的美国临时申请第61/968,178号的权益，该申请通过引用并入本文。
背景技术
地震勘测可用于鉴定地下目标成分，例如烃储层、淡水层(freshwateraquifers)、注气带(gas injection zones)等。在地震勘测中，激活地震源以产生导入地下结构的地震波。
由地震源产生的地震波传入地下结构，一部分地震波反射回表面被地震接收器(例如，地震检波器、水听器、加速度计等)接收。这些地震接收器记录/产生表示所检测到的地震波的信号。处理来自地震接收器的信号以得到关于地下结构的内容物和性质的信息。
海洋勘测布置结构可包括拖曳地震接收器的拖缆通过水体，或者将地震接收器的海底缆线或其他布置结构放置于海底。
发明内容
下文中给出了本文所公开的某些实施例的概述。应理解，示出这些方面仅用于为读者提供这些实施例的简述，而且这些方面无意于限制本公开内容的范围。实际上，本公开内容可涵盖可能未在本概述中给出的许多方面。
在本公开内容的一些实施例中，激活地震振动器阵列中的地震振动器，该激活致使至少两个地震振动器异相，从而产生源梯度波场以勘测目标结构。
另一些特征或替选特征将从如下描述、附图和权利要求而变得明显。
附图说明
结合附图对本公开内容进行描述。应强调，依据工业标准实践，各特征未按比例绘制。实际上，为论述清楚，各特征的尺寸可任意增加或减小。
图1是根据一些实施方式的海洋勘测布置结构的侧视示意图。
图2是根据一些实施方式的包括地震振动器阵列的海洋勘测布置结构的后视示意图。
图3是根据一些实施方式的勘测过程的流程图。
图4-6说明根据多种实施方式的地震振动器阵列的示例性激活模式。
图7是根据一些实施方式的重建源的一个示例的示意图。
图8是根据一些示例的计算机系统的框图。
在附图中，相似的部件和/或特征可具有相同的附图标记。此外，同一类型的各部件可通过如下附图标记通过区分相似部件的破折号和第二标记来区分。如果说明书中只使用了第一附图标记，那么描述适用于无关于第二附图标记具有同一第一附图标记的相似部件中的任意之一。
具体实施方式
以下描述仅提供优选的示例性实施例，并且无意于限制本发明的范围、适用性或构造。相反，优选的示例性实施例的以下描述将为本领域技术人员提供使得能够实施本发明的优选示例性实施例的描述。应理解，可以对要素的功能和布置作出多种变化而不会脱离所附权利要求中给出的本发明的精神和范围。
在以下描述中给出了具体细节以提供对实施例的充分理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以实施这些实施例而无需这些具体细节。例如，为了使实施例不因不必要的细节而模糊，可以以框图示出电路。在其他情况下，可以在没有不必要的细节的情况下示出公知的电路、过程、算法、结构和技术，以避免造成实施例模糊。
另外，应注意，可以将实施例描述为被描绘成流程图表、流程图、数据流程图、结构图或框图的过程。虽然流程图表可将操作描述为相继的过程，但其中许多操作可并列或同时进行。此外，操作的顺序可重排。一个过程在其操作完成时结束，但可存在未包括在附图中的其他步骤。过程可对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，其结束对应于该函数返回调用函数或主函数。
此外，本文所公开术语“存储介质”可表示一种或多种用于存储数据的装置，包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性RAM、磁芯存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置和/或其他用于存储信息的机器可读介质(machinereadable medium)。术语“计算机可读介质”包括但不限于便携式或固定存储装置、光学存储装置、无线信道及各种能够存储、包含或承载指令和/或数据的其它介质。
此外，实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或它们的任意组合来实施。当以软件、固件、中间件或微码实施时，用来执行必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器可读介质例如存储介质中。一个或多个处理器可以执行必要任务。代码段可以表示规程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类或者指令、数据结构或程序语句的任意组合。通过传递和/或接收信息、数据、变元、参数或存储器内容，代码段可耦合到另一个代码段或硬件电路。信息、变元、参数、数据等可以通过任何合适的方式来传递、转发或传输，所述方式包括存储器共享、消息传递、标记传送、网络传输等。
应当理解，以下公开内容提供许多不同的实施例或者实例以用于实施各种实施例的不同特征。为了简化本公开内容，下面描述了一些元件和布置的具体例子。当然，这些仅为示例，而且无意于限制。此外，本公开内容可以在各个实例中重复附图标记和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，本身并不表示所论述的各实施例和/或构造之间的关系。另外，在以下描述中在第二特征之上形成第一特征可包括这样的实施例，其中，第一特征与第二特征形成为直接接触；也可包括这样的实施例，其中，第一特征与第二特征之间形成有其它特征，使得第一特征与第二特征不直接接触。
包括一个或多个地震源和地震接收器的勘测设备可用于进行目标结构的勘测。在一些实例中，目标结构可以是地表之下的地下结构。可为了多种目的进行勘测这样的地下结构，例如为了鉴定地下目标成分，包括烃储层、淡水层、注气区或其他地下目标成分。
虽然提及勘测地下结构，但是根据一些实施方式的技术或机理也可适用于勘测其它结构，例如人组织、植物组织、动物组织、机械结构、固体体积、液体体积、气体体积、等离子体体积等。
可以采用不同类型的地震源。例如，地震源可包括气枪，其在激活时释放压缩空气，以产生声能脉冲。另一种类型的地震源是地震振动器，其基于振动元件的振动产生声能，振动元件的振动影响地震振动器中的结构。可通过激活信号控制振动元件的振动，所述信号可以是引起振动元件振动的正弦波信号或其他类型的信号。
可以为了多种目的控制激活信号的相，例如为了进行噪音减小或为了其它目的。一般而言，地震振动器是指响应于激活信号产生波场的任何地震源，所述激活信号的相可在各频率下独立调节。特别地，振动器可以是容积式地震源(volumetric seismicsource)，即，其通过改变其体积产生波场。
传统上，激活地震源(或地震源集合)，使地震源产生大致单极源波场。单极波场是在所有方向基本等同地辐射能量的波场。实际上，通过源阵列(因为源阵列通常包括在不同的水平和/或垂直位置的源)的孔径效应来调整该方向性，如果所述源位于邻近海面，还可通过海面的干扰效应来调整该方向性。为了利用包括多个地震振动器的地震振动器阵列产生大致单极波场，可以控制地震振动器使其相对于彼此同相。例如，如果所有振动器均在同一深度，则阵列中没有两个振动器具有余弦小于零的相差。地震振动器阵列可指多个地震振动器的任意布置形式。
根据一些实施方式，除了能产生大致单极源波场外，还可控制地震振动器阵列，以产生源梯度波场。源梯度波场是与单极源波场相比具有实质上不同的辐射模式的波场。鉴于单极源波场在所有方向上等同地辐射能量，梯度源在不同方向上辐射具有不同极性的能量。例如，如果梯度源取向为y向，则波场将在y轴正向上具有正极，在y轴负向上具有负极。这样，该源在发生从正极到负极的转换的至少一个方向上具有零输出。如果将由y1位的源而产生的时域波场定义为S(y1，t)，则该波场在y向的梯度为dS(y1，t)/dy。虽然可能无法产生准确对应于该导数项的波场，但可将其近似为在相同深度的两个单极源的差：
dS(y1，t)/dy≈(S(yl+Δy，t)-S(y1-Δy，t))/2Δy. (1)
在方程式1中，2Δy是两个单极源之间的距离。因此，可通过将两个或更多个源定位在一起，并使两个或更多个源以相反极性扫过(对应于方程式1中的差)来产生源梯度。在这种情况下，由至少两个地震振动器产生的输出信号180度°异相，在这种情况下，认为所述至少两个地震振动器反相。在另一些实例中，所述至少两个地震振动器可能不能准确反相，但源在不同方向上具有不同极性的属性仍可得到。例如，当源处于相同深度下，并且其中任意两者异相余弦小于零的角度即可为这种情况。根据前述构造由单极源产生的源梯度波场并非理想化数学源梯度波场。为了实现数学源梯度波场的产生，需要单极源180度°异相，其距离2Δy要接近零，并且其振幅要接近无穷。实际上，单极源的输出水平不可能接近无穷，因此，实际上，近似理想化数学梯度的“足够接近”和产生可用的输出水平的相隔“足够远”之间存在折中。因而，根据一些实施方式由源阵列产生的“源梯度波场”是近似源梯度波场。
此外，根据一些实施方式，还可控制地震振动器阵列，使得地震振动器阵列为产生单极源波场的单极源。为了产生单极源波场，控制地震振动器阵列的地震振动器，使得它们同相(其中一些地震振动器稍异相以考虑地震振动器的不同位置，例如，地震振动器在水体中的不同深度，假设地震振动器阵列是海洋勘测布置的一部分)。
根据一些实施方式利用地震振动器阵列，提供更大的灵活性，这是因为可以选择性地控制地震振动器阵列为单极源或梯度源。在勘测操作期间，就一些发射(shot)而言，可以控制地震振动器阵列为单极源，而就另一些发射而言，可以控制其为梯度源，使得可以产生目标发射模式。“发射”可以指地震振动器阵列的激活。
图1是示例性海洋勘测布置的示意图，所述海洋勘测布置包括海洋船102，根据一些实施方式，所述海洋船102拖曳地震振动器阵列104通过水体100。地震振动器阵列104包括地震振动器106，地震振动器106可响应于由控制器108产生并由控制器108经与地震振动器阵列104的连接元件110提供的激活信号而被激活。
在图1的实例中，海洋船102还拖曳拖缆112，拖缆112包括地震接收器114。对于其他类型的勘测布置形式，地震接收器的布置可以设置在水底101，可以部署在无人驾驶自动运载工具上，可以悬在水中，或者可以部署在任意其他结构中。
地震接收器114构造为检测从在地表(在图1中，其为水底101，例如海底)以下的地下结构116反射的波场。地下结构116可包括一个或多个地下目标成分118。由地震源106传播的源波场传播进入地下结构116。地下结构116反射一部分源波场，其中，通过地震接收器114检测反射的波场。可以将通过地震接收器114获得的测量数据传给控制器108以用于存储或用于处理。
根据一些实施方式，可以控制地震振动器阵列104中的地震振动器106为同相或异相，以分别使得产生单极源波场或源梯度波场。控制器108可发送激活信号至地震振动器阵列104，以控制地震振动器阵列104在第一次发射(即，地震振动器阵列104的第一次激活)中产生单极源波场及在第二次发射中产生源梯度波场。
在一些实例中，可以控制地震振动器阵列104的激活，使得在相继发射中产生单极源波场和源梯度波场模式。该模式可以为交替模式，其中地震振动器阵列104在相继发射中交替产生单极源波场和源梯度波场。在另一些实例中，可以产生其他激活模式。
图2是图1的示例性勘测布置的后观示意图。如图2的实例中所描绘的，勘测振动器阵列104包括在多个不同深度D1、D2和D3处的地震振动器。虽然在图2的实例中的三个不同深度处示出了地震振动器，但是应该注意，在另一些实例中，可以在少于三个深度或多于三个深度处包括地震振动器。不同深度处的地震振动器构造为用不同频率范围的激活信号激活。例如，深度D3处的地震振动器106-3可构造为利用0至15赫兹(Hz)扫频的激活信号激活。从第一频率至第二频率扫频激活信号是指控制激活信号使得激活信号的频率从第一频率改变为第二频率。
深度D2处的地震振动器106-2可构造为利用15至25Hz扫频的激活信号激活。深度D1处的地震振动器106-1可构造为利用25至100Hz扫频的激活信号激活。在另一些实例中，用于不同深度处的地震振动器的激活信号可以在不同频率范围内扫频。更通常而言，较浅组的一个或多个地震振动器在较高频率范围内扫频，较深组的一个或多个地震振动器在较低频率范围内扫频。
地震振动器分隔开间距L。在一些实例中，间距L可以为最短目标波长的1/3，而在一些实施方式中，为不大于最短目标波长的1/2。最短目标波长取决于两个或更多个地震振动器的最大频率输出，因此对于不同地震振动器可以不同，例如如上所述部署在不同深度水平时。一种用于限定最短目标波长的方式可以是限定最大目标出射角
Figure BDA0003221550420000072
使得将最短目标波长定义为：
Figure BDA0003221550420000071
此处，λmin是最短目标波长，fmax是最大输出频率(例如，用于当前深度水平)，c是水中的声速。因此，对于部署在不同深度水平下的振动器来说，间距可改变，前提是如所述，位于不同水平的振动器发出不同频率的频带。因而，地震振动器106-1可分隔开距离L1，地震振动器106-2可分隔开距离L2。
间距L1和L2分别足够大而使得源梯度波场产生可用输出水平，同时足够小以维持理想数学梯度特性。如上所指出的，间距一般可以为由相应的地震振动器产生的源梯度波场的最小波长的1/3。在另一些实例中，该间距可以为大于该最小波长的1/3波长，只要该间距使得能够产生源梯度波场即可。
在图2的实例中，深度D3处的地震振动器106-3以同相驱动。也就是说，相对相的余弦大于零。结果，地震振动器106-3未产生源梯度波场。相反，地震振动器106-3对构造为产生仅单极源波场。
虽然两对(第1对和第2对)地震振动器106-2在图2中于深度D2处示出，但是应注意，在另一些实例中，在深度D2可提供仅两个地震振动器106-2，其中，这两个地震振动器间隔开距离L2。同样，在深度D3可提供仅一个地震振动器106-3。
为了利用图2中描述的地震振动器阵列104产生单极源波场，地震振动器106-1、106-2和106-3以同相驱动。认为地震振动器106-1、106-2和106-3同相，尽管地震振动器106-1、106-2和106-3的激活信号可能稍微异相，其中各激活信号之间提供的相延迟是考虑地震振动器106-1、106-2和106-3的深度差。稍微异相的激活信号的净效应为不同深度处的地震振动器106-1、106-2和106-3产生如同其以同相驱动一样的波场。
另一方面，为了产生源梯度波场，深度D1处左侧与右侧的地震振动器106-1以异相(更具体地以反相)驱动，深度D2处左侧的地震振动器106-2对与右侧的地震振动器106-2对同样以异相驱动(更具体地以反相驱动)。
图3是根据一些实施方式的勘测过程的流程图。该勘测过程包括提供(于302)具有地震振动器的地震振动器阵列(例如，图1和2中的104)。该勘测过程例如在图1和2的控制器108的控制下激活(于304)地震振动器阵列中的地震振动器，其中，激活引起至少两个地震振动器异相而产生源梯度波场以勘测目标结构，例如图1中所示的地下结构116。
使地震振动器异相可通过以反相扫频地震振动器(或者接近反相，例如，为了维持能量输出或考虑深度差)来完成。以反相扫频地震振动器是指利用激活信号激活第一地震振动器，所述激活信号相对于用于激活另一地震振动器的激活信号为反相。以反相扫频的地震振动器分隔开适当的距离(例如如上文进一步描述的)以产生源梯度信号。如上所述，间距依赖于频率，间距的一个实例为源梯度波场的最小波长的1/3。
图4示出根据一些实例的可使用由海洋船102拖曳的地震振动器阵列104产生的示例性发射模式。海洋船102的拖曳路径由402所示。如图4所示，星(404)和箭头(406)代表地震振动器阵列104的相应发射。星(404)表示地震振动器阵列104的产生单极源波场的相应激活。箭头(406)表示地震振动器阵列104的产生源梯度波场的激活。在图4中，将沿着路径402的前两颗星分别称为404-1和404-2，将沿着路径402的第一个箭头称为406-1。一般提及星404包括提及404-1和404-2，一般提及箭头406包括提及406-1。
在图4的实例中，描绘了单极源激活和源梯度激活的交替模式，其中相继发射在单极源激活(产生单极源波场的地震振动器阵列104的激活)和源梯度激活(产生源梯度波场的地震振动器阵列104的激活)之间交替。
图5示出另一示例性发射模式，其中，地震振动器阵列104贯穿大致U型的路径，如502所示。在图5中，星(404)还表示单极源激活，而箭头(406)表示源梯度激活。
图6是另一示例性发射模式的实例，其中，地震振动器阵列104沿着路径602以卷绕(盘旋)发射模式拖曳。发射模式包括交替的单极源激活和源梯度激活，如由相应的星(404)和箭头(406)所示。
根据另一些实施方式，可将地震振动器阵列104各次发射的相控制为使得来自一次发射的残留发射噪声(RSN)可在下次发射中减弱。对于给定发射，残留发射噪声可产生自之前的一次或多次发射。如果地震振动器阵列104的发射模式为交替模式，其在相继次的发射中于单极源激活与源梯度激活之间交替，那么来自单极发射激活的残留发射噪声可对后续源梯度激活具有较强影响。
通过控制相继发射的相以减小残留发射噪声，可利用单极源激活和源梯度激活减小相继发射之间的发射间隔(距离或者时间)，以增加在线取样，而不有损于勘测数据质量。在线取样是指响应于地震振动器阵列104的相应发射获取勘测数据。增加在线取样是指由于提供了大量发射而获取更大量的勘测数据。
增加在线取样可改进获取勘测数据的结果。例如，增加在线取样可改进利用响应于源梯度波场而获取的勘测数据进行交叉线波场重构的结果。在下文中进一步讨论交叉线波场重构。
残留发射噪声去除或减小技术的实例描述于2013年10月3日提交的(代理人备案编号IS12.2212-US-PSP)题为“Using Phase-Shifted Marine Vibrator Sweeps toReduce the Residual Shot Noise from Previous Shots”的美国临时申请No.61/886,409中，该申请为了全部目的通过引用并入本文。在一些实施方式中，可修改美国临时申请No.61/886,409中的残留发射噪声去除或减小技术以从源梯度记录(含响应于源梯度波场获得的勘测数据)中分离残留单极源噪声(由于之前的单极源激活产生的噪声)和从单极源记录(含响应于单极源波场获得的勘测数据)中分离残留源梯度噪声(由于之前的源梯度激活产生的噪声)。
在一些实例中，可以通过从单极源至单极源将单极源激活相改变180°，同时保持梯度源的相不变来完成残留噪声去除或减小。例如，在图4中，可以将单极源的相(由星404-1表示)设置为+90°，同时将下一相继单极源的相(由星404-2表示)设置为-90°。因而，改变了相继单极源的相。因此，单极源(404-1)和单极源(404-2)彼此具有180°的相差。用于源梯度源的相(由箭头406表示)无需修改。可利用相的其他组合实现残留发射噪声减小。
在另一些实施方式中，也可基于频率分散(split)地震振动器阵列104的地震振动器的控制，例如使得优化地震振动器之间的分离以便为不同带宽产生梯度。在一些情况下，控制地震源阵列104以产生仅较高频的源梯度。换言之，控制构造为产生较高频波场的地震源阵列104的地震振动器以在至少某些次发射产生源梯度波场。然而，在较低频率下，控制地震振动器阵列104的相应地震振动器以便被同相扫频，因而会产生仅单极源波场，而非源梯度波场。
例如，在图2的布置中，可以控制地震振动器106-1和106-2(其产生较高频率的波场)，以在同相与反相之间交替，使得在各次发射中交替产生单极源波场与源梯度波场。然而，控制地震振动器106-3(其产生较低频率的波场)为同相(使得地震振动器106-3不产生源梯度波场)。
如上所述，可利用响应于源梯度波场获取的勘测数据(将该勘测数据称为“源梯度数据”)进行源的交叉线重构。源的重构是指基于实际源来评估源。
图7说明了由沿路径702、704和706贯穿的地震振动器阵列104产生的发射模式。在图7中，较暗的箭头表示实际单极源，而较亮(虚线或点线)的箭头表示重构的单极源。箭头702、704或706的方向是在线方向(或地震振动器阵列104的移动方向)。交叉线方向是由双向箭头708表示的方向，其一般垂直于在线方向。交叉线重构是指在交叉线方向708实际源之间的源重构。交叉线重构可通过在实际源之间插入来完成。
在图7中，由交叉线重构提供的重构源包括重构源710和712。重构源710在路径702与704之间，而重构源712在路径704与706之间。
在为交叉线重构使用源梯度数据(响应于源梯度波场获取的勘测数据)时，使用专用低频地震振动器可避免必须使用低频源梯度波场，因为交叉线重构可能不需要在低频下进行。这具有增加低频输出的附加益处，因为源梯度波场可导致降低的输出能。改变不同地震振动器的频率输出还可使得地震振动器能够以不同时间间隔反复扫频，从而允许针对不同频率改变在线取样。在一些情况下，这可使得获取单极源波场和源梯度波场而没有混淆。
根据一些实施方式，交叉线重构可包括超恩奎斯特(Nyquist)源侧重构。超恩奎斯特源侧重构的实例描述于MassimilianoVassallo等，"CrosslineWavefieldReconstruction for Multi-Components Streamer Data:Part1—Multi-ChannelInterpolation by Matching Pursuit(MIMAP)Using Pressure and ItsCrosslineGradient"，SOCIETY OF EXPLORATION GEOPHYSICISTS(2010)中，其通过引用并入本文。尽管Vassallo等的方法进行接收器侧波场的重构，但应注意，可使采用压力及其交叉线梯度的测量的方法适用于源侧(例如，用于源波场重构)，因为源波场与相应的梯度波场与压力波场及其梯度具有相似的特性。
除了进行交叉线重构外，图7还描绘了用于在在线方向上于实际单极源之间重构单极源的在线重构。例如，沿着路径702，由较亮箭头714表示的单极源为通过在线重构提供的重构单极源。
根据另一些实施方式，源梯度数据还可用于其他目的。例如，为了去虚反射目的(为了去除或减弱虚反射数据)，源梯度数据还可用于上-下源侧波场分离。上-下源侧波场分离的实例描述于美国专利No.7,876,642中，其通过引用并入本文。
与海洋地震勘测相关的一个问题是存在虚反射数据。虚反射数据是指由来自从海洋环境的空气-水界面(例如，图1中的103)反射产生的测量数据中的数据。由地震源产生的地震波场一般向下传播进入地下结构。反射的地震波场(其响应于由地震源传播的地震波场)一般向上朝向布置的地震接收器传播。在海洋环境中，其中接收器一般置于水面下，从地下结构反射的地震波场继续向上传播经过接收器朝向空气-水界面，其中地震波场向下反射回来。
该从空气-水界面反射的向下传播的地震波场致使干扰直接从源向下传播的波场，导致源波场非期望的虚反射陷频。在基于测量数据产生地下结构的表示时，虚反射陷频的存在可导致准确度降低。进行上-下源侧波场分离允许确定上行源波场，使得可去除或减弱其效应从而进行源侧去虚反射。
在一些实施方式中，可以将单极源数据(响应于单极源波场获取的勘测数据)与源梯度数据(响应于源梯度波场获取的勘测数据)组合以从勘测数据中除去源侧虚反射。
源梯度数据还可用于多分量成像，也可将其称为向量声成像。向量声成像的实例描述于I.Vasconcelos等,"Reverse-Time Imaging of Dual-Source for Marine SeismicData Using Primaries,Ghosts,and Multiples"74th EAGE CONFERENCE&EXHIBITION(2012年6月)中，其通过引用并入本文。多分量成像提供了波场重构的替选，所述波场重构例如由上述交叉线重构提供。获取单极源数据和源梯度数据，所述单极源数据和源梯度数据供送给产生含间插数据的图像的多分量成像(其组合单极源数据和源梯度数据)中。
如上所示，除了拖曳海洋勘测布置结构外，还可使用水底海洋勘测布置结构代替。在水底海洋勘测布置结构中，可固定勘测接收器位置。在传统水底海洋勘测中，拖曳地震源的海洋船将以近间距重复源线。然而，如果根据一些实施方式利用技术或机理可获得源梯度，可增加源线间距(例如，图7中箭头702、704、706之间的间距)，使得可缩短勘测时间(因为需要进行较少次发射)。在常见的接收器域中，交替单极梯度源阵列与多分量超恩奎斯特重构技术组合可允许从图7所描绘的较宽交叉线取样恢复至较小交叉线取样。
为了进一步提高勘测效率，可以同时使用一个交替单极梯度源阵列(104)和另一个交替单极梯度源阵列(104)。例如，基于时间或相抖动(dithering)、相排序(phasesequencing)或频率-稀疏技术，源可利用联用源技术(simultaneous source technique)。时间抖动的实例描述于Moore等,"Simultaneous Source Separation Using DitheredSources,"SEG Las Vegas 2008 Annual Meeting中，其通过引用并入本文。相排序的实例描述于美国专利公开No.US 2014/0278119中，其要求2014年3月15日提交的题为"Simultaneous Seismic Sources,"的临时申请No.61/788,265的优先权，这两篇专利均通过引用并入本文。频率-稀疏技术的实例描述于美国公开No.2014/0278116中，其要求2013年3月15日提交的题为"Frequency-Sparse Sources,"的临时申请No.61/787,643(代理人备案编号IS 12.2908)的优先权，这两篇专利均通过引用并入本文。
图8是计算机系统800的框图，其可以是图1所示的控制器108的一部分。计算机系统800包括地震振动器控制模块802，其可在一个或多个处理器804上执行，以控制地震振动器阵列104的地震振动器。计算机系统800还可包括处理模块806，其可在处理器804上执行以进行任意上述任务，在一些实例中，例如交叉线重构、在线重构、上-下源侧波场重构和/或多分离成像。注意可以在计算机系统中设置处理模块806，该计算机系统独立于包括地震振动器控制模块802的计算机系统。
可以将一个或多个处理器804耦接至网络接口808(以使计算机系统800通过网络通信)和存储介质(或存储媒体)810以存储数据和机器可执行指令。
存储介质(或存储媒体)810可实施为一种或多种非临时计算机可读存储介质或机器可读存储介质。存储介质可包括不同形式的存储器(包括半导体记忆)装置，例如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)和闪速存储器；磁盘，例如固定盘、软盘和可移除盘；其它磁介质，包括磁带；光学介质，例如光盘(CD)或数字视频光盘(DVD)；或其它类型的存储装置。请注意，以上讨论的指令可以设置在一个计算机可读或机器可读存储介质上，或者可替换地，可以设置在分布在具有可能的多个节点的大型系统中的多个计算机可读或机器可读存储介质上。这样的计算机可读或机器可读存储介质认为是物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何制造的单个构件或多个构件。存储介质或媒体可以位于运行机器可读指令的机器上，或者位于可经用于执行的网络从其下载机器可读指令的远程站点。
在前述描述中，给出了许多细节以提供对本文所公开的主题的理解。然而，可以实践这些实施方式而无需这些细节中的一些。其他实施方式可包括对上述细节的修改和变化。旨在所附权利要求涵盖这样的修改和变化。

Claims (12)

1.一种海洋地震勘测方法，包括：
在一个或多个空间位置，激活(304)地震振动器阵列(104)中的两个或更多个地震振动器(106)，以异相产生源梯度波场(406)来勘测目标结构(116)，
其中，所述激活地震振动器阵列中的地震振动器包括向地震振动器阵列中的地震振动器提供激活信号，其中，由所述至少两个地震振动器中之一产生的第一输出信号相对于由所述至少两个地震振动器中的另一个产生的第二输出信号异相，
其中，第一和第二输出信号为反向，或
其中，第一和第二输出信号具有相位差，所述相位差的余弦小于零；并且
在一个或多个其它的空间位置，在不同的时刻，激活地震振动器阵列中的所述至少两个地震振动器，以同相产生大致单极源波场(406)来勘测所述目标结构，
其特征在于，地震振动器阵列中的地震振动器设置在水体(100)中的多个深度(D1、D2、D3)处，其中，在所述多个深度中的第一深度处的地震振动器以第一频率发射，并且在所述多个深度中的第二深度处的地震振动器以更低的第二频率发射，并且
控制位于第一深度处的地震振动器(106)以在不同次的发射中提供源梯度波场(406)和单极源波场(404)，并且其中，控制位于大于第一深度的第二深度处的地震振动器以在不同次的发射中仅提供更低频率的单极源波场(404)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述源梯度波场(406)和产生所述单极波场(404)是响应于激活所述地震振动器阵列(104)中的地震振动器(106)而产生的单极源波场(404)和源梯度波场(406)的模式的一部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个地震振动器(106)在所述源梯度波场(406)的方向上分隔开小于目标最小波长的一半的距离(L1、L2)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述地震振动器(106)的分隔开的距离(L1、L2)与每个深度水平(D1、D2、D3)处发射的频率范围相匹配。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用响应于单极源波场(404)而获取的单极源数据和响应于所述源梯度波场(406)而获取的源梯度数据进行去虚反射。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用响应于单极源波场(404)而获取的单极源数据和响应于所述源梯度波场(406)而获取的源梯度数据进行多分量成像。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用响应于单极源波场(404)而获取的单极源数据和响应于所述源梯度波场(406)而获取的源梯度数据进行超恩奎斯特源重构。
8.一种计算机系统(800)，包括：
至少一个处理器(804)，其构造为：
在一个或多个空间位置，激活海洋地震振动器阵列(104)中的两个或更多个海洋地震振动器(106)，以异相产生源梯度波场(406)来勘测目标结构(116)；
其中，所述激活海洋地震振动器阵列中的地震振动器包括向地震振动器阵列中的海洋地震振动器提供激活信号，其中，由所述至少两个地震振动器中之一产生的第一输出信号相对于由所述至少两个地震振动器中的另一个产生的第二输出信号异相，
其中，第一和第二输出信号为反向，或
其中，第一和第二输出信号具有相位差，所述相位差的余弦小于零；并且
在一个或多个其它的空间位置，在不同的时刻，激活海洋地震振动器阵列中的所述至少两个地震振动器，以同相产生大致单极源波场(404)来勘测所述目标结构，
其特征在于，地震振动器阵列中的地震振动器设置在水体(100)中的多个深度(D1、D2、D3)处，其中，在所述多个深度中的第一深度处的地震振动器以第一频率发射，并且在所述多个深度中的第二深度处的地震振动器以更低的第二频率发射，并且
控制在第一深度处的地震振动器(106)以在不同次的发射中提供源梯度波场(406)和单极源波场(404)，并且其中，控制位于大于第一深度的第二深度处的地震振动器(106)以在不同次的发射中仅提供更低频率的单极源波场(404)。
9.根据权利要求8所述的计算机系统(800)，其中，所述至少两个海洋地震振动器(106)在所述源梯度波场(406)的方向上分隔开一距离(L1、L2)，该距离(L1、L2)为目标最短波长的三分之一至二分之一。
10.根据权利要求8所述的计算机系统(800)，其中，所述至少一个处理器(804)构造为进一步：
控制在不同次发射中所述海洋地震振动器阵列(104)中的至少一部分海洋地震振动器(106)的相位，以提供相继发射之间的残余噪声降低。
11.根据权利要求8所述的计算机系统(800)，其中，所述至少一个处理器(804)构造为进一步：
利用响应于单极源波场(404)而获取的单极源数据和响应于所述源梯度波场(406)而获取的源梯度数据进行去虚反射、多分量成像和交叉线源重建中的一个或多个。
12.一种制品，其包括至少一个存储指令的非临时计算机可读存储介质(812)，所述指令在执行时使系统(800)执行权利要求1的方法。
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