CN1235676A

CN1235676A - 提高褶皱与海上拖缆长度比的方法和装置

Info

Publication number: CN1235676A
Application number: CN97199301.7A
Authority: CN
Inventors: N·E·雅各布森; R·朗宁根; S·T·瓦格
Original assignee: PGS Exploration US Inc
Current assignee: PGS Exploration US Inc
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-11-17
Also published as: US5761152A; OA11036A; AU4999697A; BR9712689A; NO331626B1; EP0935766B1; NO992042L; CA2261789A1; EA199900310A1; DE69736635D1; EP0935766A4; EP0935766A1; NO992042D0; EA001196B1; CA2261789C; AU720145B2; WO1998019181A1

Abstract

提供了一种用于海洋地震数据勘探的方法和装置,以便增加褶皱和偏移距而不会增加海上拖缆的长度或海上拖缆船上的拖拽物。一般来说,该方法包括采用定位于海上拖缆路线中的第二条做为源的船,并在完成记录来自第一个源(S1)的信息之前的某个时刻启动第二个源(S2)。通过把所述第二个源(S2)定位在最靠近的水下地震检波器(R1)前面大约一条海上拖缆的长度处,使褶皱对于同样长度的海上拖缆增加了两倍。

Description

提高褶皱与海上拖缆长度比的方法及装置

本发明涉及海洋地震数据采集领域，更具体地说，涉及共中点(也叫做“CMP”)海洋地震数据采集。

在海洋地震数据采集领域中，在一条船后拖拽地震信号源(例如，空气枪)，这条船还拖拽一组海上拖缆。海上拖缆包括一些信号接收器(例如，水下地震检波器)，这些信号接收器易于感受来自上述信号源所发射的声脉冲的反射、折射、以及其它“信息”。在许多现代组合中，采用了多个海上拖缆和多个信号源，这就需要极大的拉力，以便对付与所拖拽的那些组合伴随在一起的被拖物。

人们早就知道，对于高质量的数据，需要添加来自同一地层的数据的多个记录道。由于每一数据所带有的噪声是随机的，添加来自同一地下反射点的多个信号导致增强信息信号并同时消除噪声。这种方法通常叫做共中点法。

如本领域众所周知的那样，来自同一反射层的那些反射的数目通常叫做勘探的“褶皱”。褶皱增加导致信噪比的增加，因此，愿意增加褶皱。传统上，要增加褶皱，就增加海上拖缆中的水下地震检波器的数目，使海上拖缆更长。人们还愿意在地震勘探船的后面拖拽多个海上拖缆，并使两个海上拖缆之间的距离尽可能地小，以便提高勘探的分辨率。遗憾的是由于海上拖缆的数目增加，这样，就要增加操作上的限制，这会导致海上拖缆长度的上限。而且还由于两个海上拖缆之间的距离的减小，水中海上拖缆的自然拖缆偏转或蛇行浮动运动增加了各个海上拖缆的端部缠绕的机会，特别是在转弯时。这样，又限制了海上拖缆的长度。

人们还发现在许多勘探中愿意增加长的偏移距(也就是说，在源和最远的接收器之间的距离)。这样的增加的好处在本领域中是众所周知的(例如，增加褶皱、更好地确定深的碱式盐数据、并且一般来说提高了信噪比)。然而，要增加偏移距，必需增长海上拖缆。增加了海上拖缆的长度就增加了被拖物并且限制了可以拖拽的海上拖缆的数目，这导致增加海上拖缆的间距。

进一步，长偏移距时所接收的信息的信号长度还是显著地低于近偏移距时所接收的信息的信号长度。然而，大的源增加了被拖物和甲板操作问题，这又限制了可拖拽的组合的大小和/密度。

因此，就需要一种方法和装置来增加海洋勘探中的褶皱以及偏移距，而不会(1)增加海上拖缆的长度，(2)减少海上拖缆的数目，或者，(3)增加两个海上拖缆之间的距离。

本发明的目的就在于上述需要。

按照本发明，通过一种“地震勘探船”(“SEV”)来解决上述需要，这种地震勘探船拖拽了一些海上拖缆和源，并与一条做为源的船(“SOV”)一起使用。按照一个实施例，假设SEV的海上拖缆的长度为L，而在源(在SEV上)和中间的海上拖缆的头部之间的间距为X,SOV的源的定位在SEV的源位置前面L处或定位在SEV的最后的、有源的海上拖缆部分的后面L+X处。组合的源接收器偏移距的范围将从X到X+2L。

进一步，SOV的地震源将相对于SEV的地震源的启动时间延迟启动。使启动延迟达到最佳，从而使得由SEV的源所产生的地震信息不会受到由SOV的源所产生的地震信息的影响。两个放炮应该记录在同一记录中。保持整个记录的长度尽可能地短，但长度要足够，以便使得包括由SOV的源所产生的所需的地震信息。通过这一点，使得在两个放炮之间的周期时间最短，从而使得能够保持最大的褶皱范围。

对于某些深水的实施例，使地震记录相对于SEV上的源的启动时间延迟，以便减少整个循环时间和更长时间地记录地下数据。对于各种水深度，调节循环时间和褶皱。

在某些实施例中，本发明与SEV上的单独的源一起使用，而在另一些实施例中，使用多个源。还有另外一些实施例中，SOV与SEV采用了相同数目的源，而在其它一些实施例中，SEV和SOV采用了不同数目的源。还有另外一些实施例中，SOV上的源与SEV上的源的振幅不同(例如，在空气枪组合中，体积、压力或者这两者)。对于一些可供选择的实施例，SOV的源与SEV的源有相同的振幅。

在其它一些实施例中，除了采用SEV之外，还采用了另外一些附加的海上拖缆船。

甚至还有一些实施例中，采用一个以上的SEV。例如，在一个实施例中，SOV的数目J的位置是在SEV的源位置的前面JL处，或者是在SEV上的最后的、有源的海上拖缆部分的后面JL+X处。组合的源接收器偏移距的范围将从X到X+(J+L)。如上所述，不同的源按顺序启动并记录在相同的记录中。

总而言之，通过采用本发明，增加了地震偏移距而不会增加海上拖缆的长度，这样，就减少了水中的设备，而且，同时保持大的褶皱范围并增加了褶皱范围。

为了更完整地了解本发明及其进一步的优点，下面结合附图来做更详细的说明，附图中：

图1是显示了接收器和源相对于反射层的位置的一张侧视图。

图2是显示了记录来自各个反射层的信息的顺序的一张视图。

图3是本发明的实施例的一张顶视图。

图4是本发明的一个可供选择的实施例的一张顶视图，

图5是按照本发明的一个实施例的启动源的方法的一张时序图。

图6A、6B和6C是本发明的一些可供选择的实施例的顶视图。

然而，要注意的是附图只是说明本发明的典型实施例，因此，不应该认为是限制本发明的范围，对于本发明来说，可以接受其它同样有效的那些实施例。

现在参照图3，显示了本发明装置的一个示例性的实施例，该装置用于沿着一条勘探测线1采集地震数据，该装置包括：第一条船12a，这第一条船12a拖拽着一些水下地震检波器海上拖缆10，该海上拖缆10中装有一些水下地震检波器，这些水下地震检波器包括一个近的水下地震检波器14n和一个远的水下地震检波器14f。船12a还拖拽着一个第一地震源16a。在第一地震源16a和近的水下地震检波器14n之间的距离确定了近的偏移距N.O.，而在第一地震源16a和远的水下地震检波器14f之间的距离确定了远的偏移距F.O.。

还显示了第二条船12b，第二条船12b在第一条船12a的前面拖拽着一个第二地震源16b。在第二个源16b和近的水下地震检波器14n之间的距离大约为第一条船的远的偏移距F.O.或者更短一些。

尽管这里所说明的本发明是用于一个单独的海上拖缆装置，在一些优选的实施例中，所述装置包括由第一条船12a拖拽着的多条海上拖缆10(这里显示了三条海上拖缆，尽管本发明并不限制海上拖缆的数目)。而且，按照还有另外的一个实施例，第一条船拖拽着多个源16a，而多个源16b拖拽在第二条船12b的后面。

现在参照图4，显示了一个具体的实施例，这里有组成为在船12a后面的源的多个源部件16a1和16a2以及组成为在船12b后面的源的多个源部件16b1和16b2。按照这个实施例，源部件16a1和16a2例如横向间隔开约50米，就像源部件16a1和16a2那样。各条海上拖缆10例如彼此间隔开约100米。

当船12a和12b沿着勘探测线移动时，源16a1启动，并且记录CMP所选中的随机取样20a1(如下面所做的更充分的说明，代表来自地面下的反射层的信息)。在记录来自所感兴趣的那些目标的最深处的CMP所选中的随机取样20a1之前(可以取几秒的时间)，源部件16b1启动，这样定时，使得刚好在记录来自源部件16a1的启动的、所感兴趣的最后信息之后，在海上拖缆10中记录来自源部件16b1的启动的、所感兴趣的、最早的信息(在图4中被看作CMP所选中的随机取样20b1)。然后，在记录来自源部件16b2的启动的、所感兴趣的、最深处的的信息之后，源部件16a2启动，记录CMP所选中的随机取样20a2，并且，在记录来自所感兴趣的、最深处的信息之前，源部件16b2启动。优选地将来自源部件16b2的启动的、CMP所选中的随机取样20b2记录为与所选中的随机取样20a2相同的记录。通过仔细定时各个源部件的启动，达到下述目的：长的偏移距、高褶皱的海洋数据、以及紧密的海上拖缆间隔。一种实际的结构是采用长度约为4km、海上拖缆间隔为100m、源部件16a(两个部件，间隔约为50m)和船12a之间的距离约在200m和350m之间、以及源部件16a和海上拖缆10中的第一水下地震检波器之间的距离约在200m和350m之间的、十二条海上拖缆。见到拖拽源部件16b的第二条船12b(两个部件，间隔约为50m)，源部件16a和16b之间的距离约为各条海上拖缆的长度(约4km)。

按照本发明的另一个方面，再次参照图3，提供了一种用于在数据勘探中记录海上地震数据的方法，该方法包括：

在第一条船后面12a拖拽许多海上拖缆10，其中，所述那些海上拖缆包括一组沿着海上拖缆10定位的地震信号接收器14，用于接收地震信号并给第一条船12a发射信号，而且，其中最外面的那些船10a和10c确定了一条基本上平行于勘探测线1的海上拖缆路线15；

在第一条船12a后面拖拽一个第一地震信号源16a其中，最靠近源16a的上述接收器确定了一个近的偏移距接收器14n，而该近的偏移距接收器14n与源16a之间的距离确定了近的偏移距N.O.，而且，其中距所述源最远的上述接收器确定了一个远的偏移距14f，而该远的偏移距14f与源16a之间的距离确定了第一条船的远的偏移距F.O.；以及

在第二条船后面拖拽一个第二地震信号源16b，其中，沿着海上拖缆路线15拖拽着第二条船12b后面的源16b，其中，在第二个源16b和近的偏移距14n之间的距离最好为海上拖缆14的长度。

现在参照图1、图2、和图5，说明与图3的实施例一起使用的方法的时间安排。图1显示了源S1和S2以及接收器R1和R2、还有从源S1和S2到在地面50下面的反射层a1-3、b1-3以及c1-3的射线的、一张理想化了的图。为简单起见，图1中没有画出所有的射线。图5显示了源S1和S2的启动以及水下地震检波器R1和R2所记录的信息的、一张时序图，而图2显示了水下地震检波器R1和R2所做的记录，鉴别出了该记录中所代表的反射层。

现在参照图5，按照本发明，所述方法包括：在第一时刻t启动源S1，由此，确定了一个第一个源的启动波至；在时刻t+x通过海上拖缆10中的接收器14记录为第一记录(图2中的R1)，对于等于从源S1到所感兴趣的最大深度的旅行时的一段时间的，把来自反射层a2、b2、c2的信息记录为第一个源的启动波至。同样，来自反射层a1、b1、和c1的反应的信息通过接收器R2记录为第一记录。图5中，这段时间代表为时间tdmax1。

其次，所述方法进一步包括在第二时刻t+y启动另一个源S2(图5)，由此，确定了一个第二个源的启动波至，并且，其中这个第二个源的启动波至在上述第一个源的启动波至的信息记录结束之前出现。结果是记录对于一段时间tdmax的、来自反射层a3、b3、和c3(进接收器R1)以及a2、b2、和c2(进接收器R2)的信息，所述这段时间tdmax等于从源S2到所感兴趣的最大深度并到最远的接收器R2的旅行时。现在参照图2，对于第一个源S1和第二个源S2，将进入接收器R1信息信号记录记录下来，这导致图2的记录R1，其中，把反射层a2、b2、和c2记录为源S1的结果，而把反射层a3、b3、和c3记录为源S2的结果。进而参照图2，对于第一个源S1和第二个源S2将进入接收器R2的信息信号记录记录下来，这导致图2的记录R2，其中，反射层a1、b1、和c1记录为源S1的结果，而反射层a2、b2、和c2记录为源S2的结果。

把来自第二个源的启动的信息记录为与来自第一个源的启动的记录相同的记录，这一点提高了时间安排和计算能力的效率。然而，在一些可供选择的实施例中，第二个源的信息记录在一个单独的记录上。

对于不同的源的结果记录为相同的记录的情况，数据需要分成从每个源所收集的信息并按照传统方法处理，例如CMP选排。本领域普通技术人员会认识到随着勘探的继续进行，会有许多组来自要被选排的所有反射层的数据，一些是从R1和R2之间的水下地震检波器那里记录下来的，而本发明并不局限于所示的例子。

现在参照图6A到6C，显示了各种可供选择的实施例。如从图6A中所见，显示了简单的拖船的实施例，其中，海上拖缆的长度是L，而船12a的源S1和中间的海上拖缆的头部之间距离是X，源S2定位在源S1的前面L处，或者，如从图6C中所见，定位在最后的有源的海上拖缆的后面L+X处。现在参照图6B，按照一个可供选择的实施例，第三条船12c的后面拖拽着第三个源16c，也还是沿着海上拖缆路线，其中，在第三个源16c和远的偏移距接收器之间的距离约为2L+X。在第三个时刻启动第三个源16c，由此，确定了第三个源的启动波至，并通过海上拖缆10中的接收器14，对于一段等于从第三个源到所感兴趣的最大深度并到最远的偏移距接收器的旅行时的时间，把来自该第三个源的启动波至的信息优选地记录为与来自源S1和源S2的启动的信息相同的记录。

只是借助于举例的方式给出了上述那些实施例。本领域普通技术人员所知道的其它一些实施例并不背离本发明的构思。

Claims

1、一种用于在具有勘探测线的数据勘探中记录海洋地震数据的方法，该方法包括：

在第一条船的后面拖拽许多海上拖缆，

其特征在于所述那些海上拖缆包括一组沿着该海上拖缆定位的地震信号接收器，用于接收地震信号并给上述第一条船发送信号，以及

其中，最外面的海上拖缆确定了一条实际上平行于上述勘探测线的、海上拖缆路线。

在上述第一条船的后面拖拽一个第一地震信号源，

其中，最靠近所述第一地震信号源的接收器确定了一个近偏移距接收器，

其中，在近偏移距接收器与第一地震信号源之间的距离确定了一个近偏移距；

其中，距上述第一地震源最远的的接收器确定了一个远偏移距接收器，

并且，其中在所述远偏移距接收器和上述第一地震源之间的距离确定了第一条船的远偏移距；

在第二条船的后面拖拽一个第二地震信号源，其中，沿着上述海上拖缆路线拖拽所述第二条船后面的那个源，其中，在所述第二个源和上述最靠近的接收器之间的距离约为L或者更短，

在第一时刻启动上述那些源之一，由此，确定了一个第一个源的启动波至；

通过上述那些海上拖缆中的接收器，对于等于从所述到所感兴趣的最大深度的那些源之一到上述远偏移距接收器的旅行时的一段时间，接收上述第一个源的启动波至的信息；

在第二时刻启动上述那些源中的另一个源，由此，确定了一个第二个源的启动波至；

通过上述那些海上拖缆中的同样的那些接收器，对于等于从所述到所感兴趣的最大深度的那些源中的另一个源到上述远偏移距接收器的旅行时的一段时间，接收上述第二个源的启动波至的信息；

其中，所述第二个源的启动波至出现在记录上述第一个源的启动波至的信息结束之前。

2、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于把所接收的第二个源的启动波至的信息记录成与所接收的第一个源的启动波至的信息相同的记录。

3、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于把所接收的第二个源的启动波至的信息记录成与所接收的第一个源的启动波至的信息不同的记录。

4、如权利要求1所述的一种方法进一步包括：

在第三条船的后面拖拽第三个源，其特征在于沿着上述海上拖缆路线拖拽第三条船后面的所述源，其中，在所述第三个源和最近的海上拖缆之间的距离约为2L，或者更短；

在第三时刻启动所述第三个源，由此，确定了一个第三个源的启动波至；

通过上述海上拖缆中的那些接收器，对于等于从所述到所感兴趣的最大深度的第三个源到上述远偏移距接收器的旅行时的一段时间，把所述第三个源的启动波至记录成第三记录；

其中，所述第三个源的启动波至出现在记录上述第三个源的启动波至的信息的结束之前。

5、如权利要求4所述的一种方法，其特征在于把所述第三记录附加到所述第二记录上。

6、如权利要求1所述的一种方法进一步包括：

基本上平行于上述第一条海上拖缆船地拖拽第二条海上拖缆船，其特征在于所述第一和第二条海上拖缆船的最靠近的两条海上拖缆之间的距离大约等于该第一条海上拖缆船的两条海上拖缆之间的距离；以及

基本上平行于上述第一条海上拖缆船地拖拽第三条海上拖缆船，其中所述第一和第三条海上拖缆船的最靠近的两条海上拖缆之间的距离大约等于该第一条海上拖缆船的两条海上拖缆之间的距离；

把来自上述第一和第二启动波至的信息记录在第二条海上拖缆船上；

把来自上述第一和第二启动波至的信息记录在第三条海上拖缆船上。

7、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于以比上述第一个源的启动大的振幅启动所述第二个源。

8、如权利要求7所述的一种方法，其特征在于以至少大约两倍于上述第一个源的振幅启动所述第二个源。

9、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于：

所述第一个源包括一个第一源组合，该第一源组合具有在基本上垂直于上述勘探测线的一条线上隔开的、一个第一源部件和一个第二源部件；

所述第二个源包括一个第二源组合，该第二源组合具有在基本上垂直于上述勘探测线的一条线上隔开的、一个第三源部件和一个第四源部件，该间隔大约与上述第一和第二源部件之间的距离相同；

在第一时刻准时启动上述第一源部件，并在该第一源部件的信息记录结束之前启动上述第三源部件；

在记录上述第三源部件启动的信息之后，启动上述第二源部件；以及

在来自上述第二源部件启动的信息记录结束之前启动上述第四源部件。

10、如权利要求9所述的一种方法，其特征在于以比上述第一个源的启动大的振幅启动所述第二个源。

11、如权利要求10所述的一种方法，其特征在于以至少大约两倍于上述第一个源的振幅启动所述第二个源。

12、如权利要求1所述的一种方法进一步包括：

在第三条有源的船的后面拖拽第三个源，其特征在于沿着上述海上拖缆路线拖拽该第三条船后面的第三个源，其中，在该第三个源和最靠近的接收器之间的距离大约两倍于第一条船的远偏移距，加上近偏移距，或者更短。

13、一种用于在具有勘探测线的数据勘探中记录海洋地震数据的方法，该方法包括：

在第一条船的后面拖拽许多海上拖缆，

在第一条船的后面拖拽一个第一地震信号源，

在第二条船的后面拖拽一个第二地震信号源，其中，沿着上述海上拖缆路线拖拽所述第二条船后面的那个源，其中，在所述第二个源和上述最靠近的接收器之间的距离约为上述第一条船远偏移距或者更短，

14、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于把所接收的第二个源的启动波至的信息记录成与所接收的第一个源的启动波至的信息相同的记录。

15、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于把所接收的第二个源的启动波至的信息记录成与所接收的第一个源的启动波至的信息不同的记录。

16、如权利要求13所述的一种方法进一步包括：

17、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于以比上述第一个源的启动大的振幅启动所述第二个源。

18、如权利要求17所述的一种方法，其特征在于以至少大约两倍于上述第一个源的振幅启动所述第二个源。

19、如权利要求17所述的一种方法，其特征在于：

20、如权利要求19所述的一种方法，其特征在于以比上述第一个源的启动大的振幅启动所述第二个源。

21、如权利要求10所述的一种方法，其特征在于以至少大约两倍于上述第一个源的振幅启动所述第二个源。