DE19934520B4

DE19934520B4 - Verfahren und Einrichtung zum Korrigieren von seismischen Daten

Info

Publication number: DE19934520B4
Application number: DE19934520A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Paul Dallas Allen
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: GB2339906A; DE19934520A1; CN1206545C; FR2782389A1; NO993572D0; AR019457A1; DZ2855A1; GB9917104D0; NO331744B1; US6049507A; CA2278131C; CN1246623A; FR2782389B1; SG74154A1; CA2278131A1; ID23236A; PE20000991A1; NO993572L; GB2339906B

Abstract

Verfahren zum Korrigieren von seismischen Daten wegen einer Verzerrung, welche durch die Bewegung einer seismischen Quelle und die Bewegung eines seismischen Empfängers verursacht worden ist, mit folgenden Stufen:
(a) Korrigieren der seismischen Daten bezüglich der Bewegung des Empfängers;
(b) Korrelieren der bezüglich des Empfängers korrigierten seismischen Daten aus der Stufe (a) mit einem Referenzsignal des Frequenzlaufs, das von der seismischen Quelle zum Erzeugen von seismischen Wellen benutzt wird;
(c) Berechnen einer Vorwärts-F-K-Transformation der korrelierten Daten aus der Stufe (b) zur Erzeugung von F-K-transformierten Daten;
(d) Auswählen eines konstanten Neigungsschnitts (dip slice) der F-K-transformierten Daten;
(e) Berechnen einer inversen F-K-Transformation des konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten, um inverse F-K-transformierte Daten zu bilden; und
(f) Berechnen eines geeigneten Korrekturfilters für die inversen F-K-transformierten Daten.

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Seismik in Meeresgebieten, wobei ein sich bewegendes Schiff seismische Wellen erzeugt und Reflexionen davon erfaßt. Insbesondere betrifft die Erfindung das Korrigieren der erfaßten seismischen Wellen wegen der Bewegung des Schiffes.
Das Gebiet der Seismik konzentriert sich auf den Einsatz von künstlich erzeugten elastischen Wellen, um mineralische Ablagerungen, wie Kohlenwasserstoffe, Erze, Wasser und geothermale Reservoirs zu lokalisieren. Die Seismik wird auch für archäologische Zwecke und für das Gewinnen von geologischen Informationen für technische Zwecke benutzt. Die Seismik im Bereich des Abbaus stellt Daten zur Verfügung, die in Verbindung mit anderen erhältlichen geophysikalischen, bohrlochbezogenen und geologischen Daten Informationen über den Aufbau und die Verteilung von Gesteinsarten sowie ihres Inhalts zugänglich machen.
Die meisten Ölunternehmen stützen sich bei der Auswahl der Orte, wo in das Bohren von Ölförderbohrlöchern investiert werden soll, auf seismische Auswertungen. Trotz der Tatsache, daß seismische Daten mehr dazu verwendet werden, geologische Strukturen zu kartographieren als unmittelbar Erdöl zu finden, wurde das Sammeln von seismischen Daten ein wesentlicher Teil beim Auswählen des Orts einer Förder- und Erschließungsbohrung. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Verwendung von seismischen Daten die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Spekulation wesentlich erhöht.
Die Gewinnung von seismischen Daten wird routinemäßig sowohl an Land als auch zur See durchgeführt. Auf dem Meer breiten seismische Explorationsschiffe einen Streamer oder ein Kabel hinter sich aus, wenn sich das Schiff vorwärts bewegt. Der Streamer beinhaltet mehrere Empfänger in einer Anordnung, wie sie allgemein in 1 dargestellt ist. Der Streamer 110 wird hinter dem Schiff 100 hergeschleppt, das sich in Richtung des Pfeils 101 bewegt. Wie 1 zeigt, wird auch die Quelle 112 hinter dem Schiff 100 hergeschleppt. Die Quelle 112 und die Empfänger 114 breiten sich normalerweise unter der Meeresoberfläche 70 aus. Der Streamer 110 enthält auch eine elektrische oder aus optischen Fasern bestehende Verkabelung als Verbindung zwischen den Empfängern 114 und der seismischen Ausrüstung auf dem Schiff 100. Die Streamer bestehen üblicherweise aus Abschnitten mit einer Länge von 25 bis 100 m und weisen Gruppen von bis zu 35 oder mehr gleichmäßig beabstandeten Empfängern auf. Die Streamer können mehrere Meilen lang sein. Oft schleppt ein seismisches Explorationsschiff mehrere Streamer, um die Menge der gesammelten seismischen Daten zu vergrößern. Die Daten werden in der Nähe der Empfänger 114 digitalisiert und durch die Verkabelung mit Geschwindigkeiten von 7 Millionen Bits oder mehr Daten pro Sekunde an das Schiff 100 übermittelt. Eine Verarbeitungseinrichtung an Bord des Schiffes steuert den Betrieb der im Schlepp befindlichen Quelle und der Empfänger und verarbeitet die erhaltenen Daten.
Seismische Techniken schätzen den Abstand zwischen der Meeresoberfläche 70 und unterirdischen Strukturen, z.B. der Struktur 60, welche unterhalb des Meeresbodens 63 liegt. Durch Abschätzen der Entfernung zu einer unterirdischen Struktur kann die Geometrie oder Topographie der Struktur bestimmt werden. Gewisse topographische Merkmale weisen auf Öl- und/oder Gaslagerstätten hin.
Um die Entfernung zur unterirdischen Struktur 60 zu bestimmen, sendet die Quelle 112 seismische Wellen 115 aus, die von der unterirdischen Struktur 60 reflektiert werden. Die reflektierten Wellen werden von den Empfängern 114 erfaßt. Durch Bestimmen der Laufzeit, welche die seismischen Wellen 115 benötigten, um von der Quelle 112 bis zur unterirdischen Struktur 60 und zu den Empfängern 114 zu gelangen, kann eine Abschätzung der Entfernung zu der unterirdischen Struktur 60 erhalten werden.
Die in der Meeresseismik verwendeten Empfänger werden im allgemeinen als Hydrophone oder Druckaufnehmer bezeichnet. Üblicherweise werden sie unter Verwendung eines piezoelektrischen Transducers aufgebaut. Es werden normalerweise synthetische piezoelektrische Materialien, wie Bariumzirconat, Bariumtitanat oder Bleimataniobat, benutzt. Eine Platte aus piezoelektrischem Material erzeugt zwischen gegenüberliegenden Seiten eine Spannungsdifferenz, wenn die Platte mechanisch gebogen wird. Eine dünne Elektroplattierung an diesen Oberflächen erlaubt die Herstellung einer elektrischen Verbindung zu der Vorrichtung, so daß diese Spannung gemessen werden kann. Die Spannung ist proportional zum Ausmaß des mechanischen Verbiegens oder der Druckänderung, das bzw. die der Empfänger als Ergebnis der seismischen Energie erfährt, welche sich durch das Wasser fortpflanzt. Es sind verschiedene Arten von Hydrophonen, z.B. Scheibenhydrophone und zylindrische Hydrophone, erhältlich.
Es werden zwei Arten von seismischen Quellen verwendet, um seismische Wellen für seismische Messungen zu erzeugen. Die erste Quellenart weist eine Impulsquelle auf, die einen Impuls mit hoher Energie und kurzer Zeitdauer erzeugt. Die Zeit zwischen dem Aussenden des Impulses von der Quelle und dem Erfassen des reflektierten Impulses durch einen Empfänger wird benutzt, um die Entfernung zu der zu untersuchenden unterirdischen Struktur zu bestimmen. Die Impulsquelle sowie die zugeordnete Datenerfassungs- und das Verarbeitungsvorrichtung sind relativ einfach. Jedoch kann in manchen Situationen die Größe der Energie, die in der Seismik beim Einsatz von Impulsquellen erzeugt wird, in der unmittelbaren Nähe der Quelle 112 für das Leben im Meer schädlich sein.
Umweltbedenken bezüglich der Impulsquellen hat zum Einsatz eines anderen Typs an seismischer Quelle geführt, die Vibrationsenergie geringerer Größe erzeugt. Die Meßtechnik, die eine solche Quelle benutzt, wird als MVS-Technik (marine vibratory seismic technique) bezeichnet. Im Gegensatz zur Abgabe eines Druckimpulses in erheblicher Größe an den Meeresgrund innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne senden Vibrationsquellen Druckwellen mit geringerer Amplitude während eines Zeitraums von normalerweise zwischen 5 und 7 Sekunden aus. Ferner schwankt die Frequenz der Vibrationsquelle von 5 bis 150 Hz, wobei die speziellen niedrigen und hohen Frequenzen von Vorrichtung zu Vorrichtung verschieden sind. Die Frequenz der Quelle kann in bezug auf die Zeit linear oder nicht linear variieren. Die Frequenzveränderungen werden im allgemeinen als "Frequenzlauf" (frequency sweep) bezeichnet. Somit liegt der Frequenzlauf zwischen 5 und 150 Hz und hat eine Dauer von 5 bis 7 Sekunden. Die Größe der seismischen Wellenschwingungen kann variieren oder bei einer konstanten Amplitude bleiben. Jedoch ist die Schwingungsamplitude viel niedriger als jene im Fall der Impulsquellen, und deshalb bestehen bei der seismischen MVS-Technik geringere Umweltbedenken.
Während der Aufzeichnung seismischer Messungen müssen sich seismische Explorationsschiffe aus vielen Gründen vorwärts bewegen. Noch unter Bezugnahme auf 1 ist zu sagen, daß die Hydrophone 114, Verbindungsdrähte und Zugelemente, die an den Streamern vorliegen, innerhalb eines Neoprenrohres (in 1 nicht dargestellt) mit einem Durchmesser von ca. 10 bis ca. 13 cm angeordnet sind. Das Rohr wird dann mit einer genügenden Menge einer Flüssigkeit gefüllt, die leichter als Wasser ist, damit sich die Streamer im Gleichgewicht mit der entsprechenden Umgebung auf konstanter Umgebung bewegen. Es sind ein Zuleitungsabschnitt 111 des Streamers 110, der etwa 90 m lang ist, sowie eine Schleppe mit einer Anzahl an Strec kenabschnitten mit einer Länge von etwa 50 m zwischen dem Schiffsheck und dem Streamerabschnitt 116 mit den Empfängern 114 vorhanden. Ein torpedoähnlicher Deflektor (deflector paravane) 113 zieht den Streamerabschnitt 116 bis zu einer geeigneten Arbeitsbreite auseinander. Über die Länge des Streamers werden an verschiedenen Stellen Tiefenkontrollvorrichtungen (nicht gezeigt) befestigt. Diese Vorrichtungen erfassen den hydrostatischen Druck und schwenken Höhen-/Tiefenruder, so daß die Wasserströmung darüber den Streamer bis zur gewünschten Tiefe anhebt oder absenkt. Die Tiefe, welche die Kontrollvorrichtungen aufrechtzuerhalten suchen, kann durch ein Signal gesteuert werden, das durch die Verkabelung des Streamers übermittelt wird, und so kann die Tiefe wunschgemäß verändert werden. Damit das Tiefenkontrollsystem des Streamers effektiv arbeitet, muß sich das Schiff 100 mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 Knoten durch das Wasser vorwärts bewegen.
Zweitens ist der Streamer 110 üblicherweise ein flexibles Kabel, und somit muß sich das Schiff vorwärtsbewegen, um eine gewünschte festgelegte Trennung zwischen den Quellen und den Streamern sowie zwischen den Streamern selbst aufrechtzuerhalten. Der Abstand zwischen den Quellen und den Streamern ist in der Seismik in Meeresgebieten wichtig und darf während der durchgeführten seismischen Messungen nicht variieren.
Drittens breiten seismische Explorationsschiffe oft mehrere Streamer unter Einsatz von Deflektoren 113 aus, die eine fixierte Trennung ermöglichen, welche zwischen den Streamern aufrechterhalten werden soll. Diese Deflektoren 113 zwingen die Streamer seitwärts, wenn sich das Schiff vorwärts bewegt. Ohne solche Deflektoren können sich die Streamer verwickeln. Die Geschwindigkeit des Schiffes bestimmt den Grad der Trennung zwischen den Streamern.
Viertens müssen die seismischen Explorationsschiffe wegen der Kosten für den Schiffsbetrieb jeden Tag von der Meeresoberfläche aus ein möglichst großes Gebiet des Meeresgrundes untersuchen. Aus diesen und anderen Gründen müssen sich seismische Explorationsschiffe während der Durchführung von Messungen vorwärts bewegen und die Vorwärtsgeschwindigkeit muß ziemlich konstant sein. Eine typische Schiffsgeschwindigkeit beträgt etwa 2 bis 3 Meter pro Sekunde. Da der Streamer hinter dem Schiff ausgebreitet wird, bewegen sich die Quelle und die Empfänger auch mit etwa 2,5 Meter pro Sekunde.
Obwohl die Schiffsbewegung notwendig ist, wie oben beschrieben wurde, verzerrt oder "verschmiert" die Bewegung die erfaßten seismischen Daten. Grob gesagt, das Verschmieren ergibt sich aus der Tatsache, daß sich das Schiff und somit die Quellen und die Empfänger bewegen, während das Sammeln der Daten stattfindet. Es ist allgemein bekannt, daß die Wirkung der Verzerrung durch die Schiffsbewegung auf die seismischen Daten von zwei analytisch getrennten Phänomenen herrührt, nämlich der Quellenbewegung und der Empfängerbewegung. Obwohl die Empfänger und die Quelle hinter dem Schiff hergezogen werden und sich somit mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Schiff bewegen, wird die Wirkung der Quellenbewegung auf die Daten im allgemeinen unabhängig von der Wirkung der Empfängerbewegung analysiert. Bei seismischen Systemen auf der Basis von Impulsquellen begegnet die Quellenbewegung geringeren Bedenken als die Empfängerbewegung, weil sich die Quelle während des von ihr ausgesandten kurzen Impulses nur um einen vernachlässigbaren Betrag bewegt. Das Verzerren von Daten in einem System mit MVS-Technik beinhaltet deutliche Beiträge sowohl von seiten der Empfänger- als auch der Quellenbewegung. Somit sollten die mittels MVS ermittelten Daten sowohl bezüglich der Empfängerbewegung als auch der Quellenbewegung korrigiert werden.
Die mit dem Betrieb eines seismischen Explorationsschiffes verbundenen hohen Kosten erfordern es, daß die angewandten Methoden und Verfahrensweisen effizient sind. Es ist somit erwünscht, das Sammeln von Daten in einer möglichst kurzen Zeit zu maximieren. Wegen der Länge des Frequenzlaufs (normalerweise 5 Sekunden oder mehr) werden MVS-Quellen üblicherweise alle 10 bis 20 Sekunden aktiviert. Wegen der Geschwindigkeit des Schiffes (2 bis 3 Meter pro Sekunden) darf eine MVS-Quelle nicht früher als alle 25 bis 37,5 Meter aktiviert werden. Obwohl an einer Stelle mehr Daten erfaßt werden könnten, wenn sich das Schiff mit einer geringeren Geschwindigkeit vorwärts bewegen würde, ginge die Steuerung des Streamers verloren und man würde jeden Tag nur ein kleines Gebiet des Meeresgrundes untersuchen. Dadurch würden sich die erforderlichen Kosten zur Durchführung von seismischen Messungen in einem gewünschten Meeresabschnitt erhöhen.
Es wurde mindestens ein Versuch unternommen, aufgezeichnete MVS-Daten bezüglich der Empfänger- und der Quellenbewegung zu korrigieren. In einem Artikel mit der Überschrift "The Effects of Source and Receiver Motion on Seismic Data" von Hampson and Jakubowicz, Geophysical Prospecting, 1995, Seiten 221–224, wird eine Methode zum Korrigieren der Empfänger- und der Quellenbewegung beschrieben. Obwohl der Methode von Hampson und Jakubowicz ein theoretisches Verdienst zukommen kann, ist sie für den Einsatz bei konventionellen seismischen Systemen auf dem Meer unpraktikabel, denn sie erfordert, daß die MVS-Quelle mit einem zeitlichen und räumlichen Abstand aktiviert wird, der nicht praxisgerecht ist. Es ist gut bekannt, daß bei einer Welle, die sich durch ein Medium, wie Wasser, hindurch mit einer Geschwindigkeit V und mit einer Frequenz F (das ist die Anzahl der vollständigen Zyklen der Wellenform pro Sekunde) vorwärts bewegt, die Geschwindigkeit V durch die Länge der Welle, die als Wellenlänge (λ) be zeichnet wird, mit der Frequenz F in Beziehung steht. Die Beziehung lautet: V = F × λ (1)
Somit ergibt sich für die Wellenlänge λ der Wert V/F. Im Wasser pflanzen sich seismische Wellen mit einer bekannten Geschwindigkeit von etwa 1.500 Meter pro Sekunde fort. Unter der Annahme, daß die höchste Frequenz bei einem Frequenzlauf (sweep) 60 Zyklen pro Sekunde (oder 60 "Hz") beträgt, liegt die Wellenlänge einer seismischen Welle bei 25 Meter (1.500/60). Um eine bestimmte Art der Datenverzerrung zu vermeiden, die als "Aliasing" bekannt ist, muß die Quelle in einem Abstand von mindestens der Hälfte der Wellenlänge aktiviert werden. Somit müssen beim Befolgen der Methode von Hampson und Jakubowicz die Vibrationsquellen mindestens alle 12,5 Meter, vorzugsweise früher, aktiviert werden. Um eine Quelle mit derartigen kleinen Abständen zu aktivieren, muß das Schiff viel langsamer fahren als die bevorzugten 3 bis 4 Meter pro Sekunde.

In der US 4937794 A ist ein Verfahren zum Unterdrücken des kohärenten Rauschens bei in Meeresgebieten ermittelten seismischen Daten mit Hilfe einer Mehrzahl von Sensoren, die im Abstand von einander entlang einer linearen Sensoranordnung eingesetzt werden. Die Sensoren oder Empfänger, welche hinter einem Schiff hergezogen werden, nehmen reflektierte seismische Signale entsprechend Ihrer konstanten Versetzung bezüglich des Orts des Schusses auf und wandeln sie in elektrische Signale um.

Die US 4809235 A betrifft ein Verfahren zum Vermindern der Phasenverzerrung in einem von einem Explorationsschiff aufgenommenen seismischen Signal, wobei die Verzerrung von einer Doppler-Verschiebung des übermittelten Signals stammt. Für diesen Zweck wird ein Operator benutzt, der für das spezielle übermittelte Signal und die Geschwindigkeit des Schiffes festgelegt wird. Als Quelle zur Erzeugung der seismischen Energie dient ein Vibrator.

Gemäß der US 4159463 A werden seismische Untersuchung mit Hilfe einer Mehrzahl von seismischen vibrierenden Quellen durchgeführt. Die Quellen vibrieren gleichzeitig mit den gleichen oder mit verschiedenen Referenzsignalen.

Die EP 0603023 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum seismischen Prospektieren eines Meeresgebiets mit Hilfe von zwei Schiffen, wobei das eine Schiff eine Lärmquelle für das andere Schiff zur Verfügung stellt.

In der US 4380059 A ist ein Verfahren zum Ausfiltern von Mehrfachreflektionen aus Seismogrammen beschrieben.

Die EP 0447783 A2 befaßt sich mit einer hydroakustischen Kommunikationseinrichtung zur seismischen Exploration in Meeresgebieten und mit einem Verfahren einer entsprechenden hydroakustischen Kommunikation.

Die DE 3717708 C2 betrifft ein Verfahren zur Ortsbestimmung von hinter einem Schiff geschleppten Kabelabschnitten, insbesondere von Streamern. Dabei wird die Position von Sendern oder Empfängern an einem Kabelabschnitt über ein mathematisches Trilaterationsverfahren ermittelt.

Gegenstand der DE 3414900 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines seeseismischen Empfängerkabels, das hinter einem seismischen Explorationsschiff durch die See gezogen wird.

Es wäre vorteilhaft, für den Einsatz auf dem Meer ein praktisches System für seismische Untersuchungen bereitzustellen, das die Daten bezüglich der Bewegung des Schiffes ohne die Unzulänglichkeiten, welche der Methode von Hampson und Jakubowicz anhaften, korrigieren kann. Ein solches System würde vorzugsweise sowohl bezüglich der Empfängerbewegung als auch hinsichtlich der Quellenbewegung eine Korrektur vornehmen, und zwar kostengünstig. Trotz der offensichtlichen Vorteile sind bis heute alle Versuche, ein solches System zu entwickeln, fehlgeschlagen.

Die oben erläuterten Probleme werden durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung zum großen Teil gelöst. Die Erfindung beseitigt die Verzerrung von Daten, die auf dem Meer gewonnen wurden und sich aus der Bewegung des Schiffes ergeben. Gemäß der Erfindung schleppt das Schiff hinter sich eine oder mehrere seismische Quellen und Streamer her, wenn es sich mit einer konstanten Geschwindigkeit vorwärts bewegt. Die seismischen Quellen senden seismische Wellen aus, die durch das Wasser laufen und von Grenzflächen zwischen Wasser und Meeresgrund sowie zwischen Gesteinsformationen unterhalb des Meeresbodens reflektiert werden. Die Bewegung der Quellen und der Empfänger ergeben eine Verzerrung in den aufgezeichneten seismischen Daten, die unter Anwendung der Doppler-Theorie in einem Modell dargestellt werden kann. Die Daten werden vorzugsweise bezüglich der Bewegung der Quelle unabhängig von der Korrektur hinsichtlich der Bewegung des Empfängers korrigiert. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die seismischen Daten zuerst unter Anwendung geeigneter Techniken bezüglich der Empfängerbewegung und dann hinsichtlich der Quellenbewegung korrigiert.

Die Technik des Korrigierens bezüglich der Quellenbewegung beinhaltet das Korrelieren der korrigierten Empfängerdaten mit einem Referenz-Frequenzlaufsignal (reference sweep signal), wobei eine Transformation (z.B. eine F-K-Transformation) durchgeführt wird, eine inverse Transformation (z.B. eine inverse F-K-Transformation) bei einer ausgewählten Teil menge der transformierten Daten erfolgt sowie geeignete Korrekturfilter für die aus der inversen F-K-Transformation erhaltenen Daten berechnet werden. Die inversen transformierten Daten entsprechen der seismischen Energie, die von unterirdischen Strukturen in einem besonderen Winkel, der als Neigungswinkel (dip angle) bezeichnet wird, nach oben fortschreitet. Geeignete Doppler-Korrekturfilter werden für jeden Satz von inversen transformierten Daten berechnet, und das Verfahren wird für alle Teilsätze der F-K-transformierten Daten wiederholt. Die Doppler-Filter werden auf die seismischen Daten angewandt und die gefilterten Daten werden summiert.

Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für einen Fachmann beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich.

Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann erhalten werden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen herangezogen wird, worin
1 ein Schiff zur Durchführung von seismischen Messungen mit einer nachgeschleppten Streameranordnung zeigt, die eine seismische Quelle und mehrere Empfänger aufweist,
2 ein seismisches Meßsystem gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 das bevorzugte Verfahren zum Korrigieren von seismischen Daten wegen der Verzerrung zeigt, welche durch die Bewegung der Quelle und der Empfänger hervorgerufen wird,
4 beispielhaft Druckdaten von mehreren Empfängern und den Verzerrungseffekt der Empfängerbewegung auf die Daten zeigt,
5 ein bevorzugtes Verfahren zum Korrigieren von seismischen Daten wegen Verzerrung zeigt, welche durch eine Empfängerbewegung verursacht wird,
6 eine beispielhafte Darstellung von seismischen Daten im F-K-Bereich zeigt,
7 beispielhaft Schußaufzeichnungen von mehreren Empfängen zeigt, wobei nur Daten bei einem konstanten Inklinationswinkel in den Schußaufzeichnungen enthalten sind,
8 die Beziehung zwischen der scheinbaren Wellengeschwindigkeit und der wahren Wellengeschwindigkeit zeigt,
9 die bevorzugte Methode des Aufbauens und Anwendens von Dopplerverschiebungsfiltern bei den Schußaufzeichnungen gemäß 6 zeigt,
10 die Geometrie zeigt, welche einer sich bewegenden Quelle, einem Einzelpunktdiffraktor und einem Empfänger zum Berechnen der Größe der Doppler-Verschiebung, welche durch die sich bewegende Quelle verursacht wird, zugeordnet ist, und
11 die bevorzugte Methode zum Berechnen der Korrekturfilter für die Doppler-Verschiebung bei mehreren Diffraktoren zeigt.
Die vorliegende Erfindung korrigiert seismische Daten, die durch ein seismisches System auf dem Meer gesammelt worden sind, und zwar bezüglich der Bewegung der nachgeschleppten Empfänger und Quellen. Zur Vereinfachung wird die Technik unter Bezugnahme auf einen "Diffraktor" (auch "Streuer" genannt) beschrieben, der einen Reflexionspunkt darstellt, welcher sich an der physikalischen Grenzfläche zwischen benachbarten unterirdischen Formationen befindet. Da eine unterirdische Grenzfläche aus vielen Punktdiffraktoren besteht, kann die gesamte Grenzfläche durch bloßes Überlagern der Ergebnisse von jedem Punktdiffraktor kartographiert werden.
Gemäß 2 umfaßt ein seismisches System 50, das gemäß der bevorzugten Ausführungsform aufgebaut ist, im allgemeinen ein seismisches Meß- und Verarbeitungssystem 51, eine Benutzereingabevorrichtung 59 (vorzugsweise eine Tastatur, Druckknöpfe, Schalter und Steuerknöpfe), eine Anzeigevorrichtung 52, eine oder mehrere seismische Quellen 112 sowie ein oder mehrere Kabel (auch "Streamer" genannt) von seismischen Empfängern 114. Ein Streamer der Empfänger wird auch als "Sammler" bezeichnet. Das seismische Meß- und Verarbeitungssystem 51 enthält eine Verarbeitungseinheit 53, die mit einer Datenspeichereinheit 54 sowie einer Schnittstelleneinheit 56 für Quellen und Empfänger verbunden ist. Das seismische Meßsystem 50 kann noch andere Komponenten enthalten, die in 2 nicht gezeigt werden. Die Benutzereingabevorrichtung 59 erlaubt es einem Benutzer, Kommandos und Konfigurationsinformationen in das System 50 einzugeben. Die Anzeigevorrichtung 52 ermöglicht visuelle Darstellungen von Daten, Konfigurationsinformationen und Statusinformationen für den Benutzer. Die Quelle und die Empfänger sind vorzugsweise über optische Faserkabel 57 mit dem seismischen Meßsystem verbunden. Die Quelle 112 weist irgendeine geeignete seismische Quelle, z. B. MVS-Quellen und Impulsquellen, auf. Die Empfänger 114 enthalten geeignete Hydrophonempfänger, die piezoelektrische Vorrichtungen oder irgendeine andere Art von seismischen Empfängern aufweisen.
Die Verarbeitungseinheit steuert vorzugsweise den Betrieb des seismischen Meßsystems 50, wobei Daten in der Datenspeichereinheit 54 (die vorzugsweise ein Magnetband, eine Festplatte oder ein CD-ROM-Laufwerk ist) gespeichert sowie der Betrieb der Quelle 112 und der Empfänger 114 gesteuert werden. Durch die Empfänger erfaßte seismische Signale werden dem seismischen Meßsystem übermittelt, durch die Verarbeitungseinheit 52 verarbeitet und in der Speichereinheit 54 gespeichert.
Gemäß 2 und 3 und wie in der nachfolgenden Diskussion mehr im einzelnen erläutert wird, korrigiert das seismische Meß- und Verarbeitungssystem 51 vorzugsweise die aufgezeichneten seismischen Daten bezüglich der Bewegung der Empfänger 114 und der Quelle 112 gemäß der im Fließschema 150 dargestellten Methode. Alternativ können die seismischen Daten auf einem Magnetband oder einer Platte gespeichert und zur Analyse gemäß der Lehre der bevorzugten Ausführungsform an ein anderes Computersystem an einen von dem seismischen Explorationsschiff entfernten Ort übermittelt werden. Die bevorzugte Datenkorrekturmethode führt zuerst eine Korrektur bezüglich der Wirkung der Empfängerbewegung in der Stufe 160 durch und korrigiert dann die Daten bezüglich der Wirkung der Quellenbewegung in den Stufen 170 bis 240. Jede dieser Stufen wird nachfolgend erläutert.
Korrektur bezüglich der Empfängerbewegung (Stufe 160)
Gemäß 4 wird ein Sammler 114 der Empfänger 125, 126, 127, 128 mit einem Drucksignal 120, das durch jeden Empfänger aufgezeichnet wird, gezeigt. Die Drucksignale 120 werden insgesamt als "Schußaufzeichnung" bezeichnet. Die Zeit wird entlang der vertikalen Achse und die Entfernung entlang der horizontalen Achse dargestellt. Eine beispielhafte Aufzeichnung wird für einen Empfänger 125 gezeigt, und der Einfachheit halber wird eine gerade Linie verwendet, um die übrigen Schußaufzeichnungen darzustellen.
Wenn sich die Empfänger während des Aufzeichnens der Schußaufzeichnung nicht bewegen würden, würden die Aufzeichnungen 120 an einer festgelegten Stelle aufgezeichnet werden und wären deshalb nur eine Funktion der Zeit und nicht des Raums. Da die Empfänger hinter einem sich bewegenden Schiff hergeschleppt werden (unter der Annahme, daß es sich in 4 nach rechts bewegt), wird jede Schußaufzeichnung als Funktion nicht nur hinsichtlich der Zeit sondern auch des Raums aufgezeichnet, wie durch die Aufzeichnungen 122 für jeden Empfänger dargestellt wird. Aufzeichnungen 122 repräsentieren Aufzeichnungen 120, wenn der Empfänger hinter dem Schiff hergezogen wird. Somit stellt jeder Datenpunkt in den Schußaufzeichnungen 122 das seismische Drucksignal dar, welches durch den Empfänger an einem speziellen Punkt von Zeit und Ort erfaßt wird.
Ferner wird gemäß 4 angenommen, daß jeder Empfänger in der Position r₀ angeordnet ist, wenn die Schußaufzeichnung beginnt. Somit beginnt der Empfänger 125 an der Stelle r125₀. Der Empfänger 126 beginnt an der Stelle r126₀, der Empfänger 127 an der Stelle r127₀ und der Empfänger 128 an der Stelle r128₀. Die Entfernung zwischen den Anfangsorten r₀ und den Endpositionen ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Empfänger. Zu Zwecken dieser Diskussion wird angenommen, daß die Geschwindigkeit der Empfänger und die Geschwindigkeit der Quellen die gleiche ist wie die Geschwindigkeit des Schiffes, obwohl theoretisch aufgrund von Faktoren, wie der Elastizität des Streamers 110, kleine Unterschiede in den Geschwindigkeiten vorliegen können.
Schußaufzeichnungen 122 werden in 4 als gerade diagonale Linien dargestellt. Die Linien (sie stellen seismische Einsätze dar), sind gerade, weil angenommen wird, daß die Empfängergeschwindigkeit konstant ist. Wenn die Empfängergeschwindigkeit u_r ist, dann ist die Position jedes Empfängers zu irgendeiner Zeit t während einer Schußaufzeichnung r₀ + u_rt. Die lineare Schräglage der Schußaufzeichnungen 122 ist einer zeitvariierenden Raumverschiebung äquivalent. Wenn p(s,u_s,S(t),r,u_r,t) die Größe (Druck) p der Schußaufzeichnung als Funktion des Quellenorts s, der Quellengeschwindigkeit u_s, des von der Quelle erzeugten Signals S(t), des Empfängerorts r, der Empfängergeschwindigkeit u_r und der Zeit t ist, kann für die zeitvariierende Raumverschiebung auf mathematischem Weg ein Modell als die Faltung von p(s,u_s,S(t),r,u_r,t) mit einer "Dirac"-Deltafunktion (wird auch als "Einheitsimpuls" bezeichnet) erstellt werden p(s,us,S(t),r = r0 + urt,ur,t) = p(s,us,S(t),r = r0,ur,t)*δ(r0 + urt) (2)worin der *-Operator eine Faltung und δ eine Deltafunktion bedeuten. Die Faltung zweier Funktionen (eine Funktion repräsentiert eine Reihe von Werten an verschiedenen Punkten der Zeit oder des Raums) ist eine bekannte mathematische Operation, die das Ersetzen jedes Elements einer Funktion durch eine Ausgabefunktion, deren Maßstab entsprechend der Größe des Eingabeelements festgelegt wird, und dann das Überlagern der Ausgabewerte beinhaltet. Für eine detailliertere Erläuterung der Faltung kann auf "Exploration Seismology", von Sheriff und Geldart, veröffentlicht durch Press Syndicate of the University of Cambridge, 1995, Seiten 279–281, hingewiesen werden.
Die Raumverschiebung, dargestellt durch δ(r₀ + u_rt) in der Gleichung (2), kann durch Falten des Ergebnisses in der Gleichung (2) mit einer Raumverschiebung in der Gegenrichtung beseitigt werden. Die Korrektur für die Empfängerbewegung ist deshalb: p(2,us,S(t),r0,0,t) = p(s,us,S(t),r = r0 + urt,ur,t)*δ(r0 – urt) (3)
In der Gleichung (3) ergibt die Faltung der räumlich verschobenen Schußaufzeichnung mit der Deltafunktion δ(r₀ – u_rt) eine Schußaufzeichnung, als wäre der Empfänger in der Position r₀ stationär (u_r = 0) gewesen. Somit wird die Wirkung der Empfängerbewegung auf die Schußaufzeichnung durch Falten der Schußaufzeichnung mit einer Deltafunktion, welche eine Raumverschiebung repräsentiert, neutralisiert. Die vorstehende Analyse beinhaltet Funktionen und mathematische Operationen, die als Funktionen von Zeit und Raum (von sogenannten Zeit- und Raumbereichen) auftreten.
Es stehen andere Wege zum Korrigieren der Schußaufzeichnungen bezüglich der Empfängerbewegung zur Verfügung. Beispielsweise kann die in Gleichung (3) gegebene Korrektur auch in dem Frequenzbereich dargestellt werden, in dem alle Funktionen mit der Frequenz und nicht mit der Zeit variieren. Funktionen können von ihren Darstellungen im Zeit- und Raumbereich durch Anwendung einer mathematischen Operation, die als Fourier-Transformation bezeichnet wird, in den Frequenzbereich umgewandelt werden. Die in solche Fourier-Transformationen einbezogenen Frequenzen beinhalten zeitliche und räumliche Frequenzen. Die Fourier-Transformation der Deltafunktion δ(r₀ – u_rt) =
worin i die imaginäre Zahl (die Quadratwurzel aus –1), k die Raumfrequenz (wird auch als Wellenzahl bezeichnet) und π die bekannte Konstante darstellen. Es ist gut bekannt, daß ein Faltung im Zeit- und Raumbereich einer Multiplikation im Frequenzbereich äquivalent ist. Somit kann die Raumverschiebung, welche in die Gleichung (3) eingeführt wurde, um die durch die Empfängerbewegung verursachte Raumverschiebung auszugleichen, im Frequenzbereich als Produkt der Fourier-Transformationen der Schußaufzeichnung und
dargestellt werden
worin P(f,k) die Fourier-Transformation der Schußaufzeichnung bedeutet sowie eine Funktion der Zeitfrequenz f und der Raumfrequenz k ist. Das Symbol "·" bedeutet Multiplikation.
Es wird auf die 2, 3 und 5 Bezug genommen. Die seismische Meßvorrichtung 50 beseitigt die Wirkung der Empfängerbewegung unter Benutzung der Gleichung (4) dadurch, daß es zuerst die Fourier-Transformation der Schußaufzeichnung in der Stufe 162 berechnet. Die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 berechnet die Fourier-Transformation unter Einsatz irgendeiner der verschiedenen bekannten Techniken, wie der schnellen Fourier-Transformation. In der Stufe 164 multipliziert die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 die Fourier-Transformation der Schußaufzeichnungen mit der Fourier-Transformation der Deltafunktion der Gleichung (3), dargestellt als
Schließlich wird in der Stufe 166 das Produkt der Stufe 164 zurückverwandelt in den Zeit- und Raumbereich, und zwar durch eine Operation, die als inverse Fourier-Transformation bezeichnet wird, die auch eine bekannte Technik darstellt.
Eine andere Methode zum Korrigieren hinsichtlich der Empfängerbewegung wird unter Bezug auf 4 beschrieben, um die Schußaufzeichnung hinsichtlich der Bewegung der Empfänger zu korrigieren. Diese Methode wird bezüglich eines solchen Empfängers, beispielsweise des Empfängers 127, beschrieben. Bei dieser Methode wählt die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 Daten von einem Empfänger aus, während sich dieser in der Nähe des Orts befindet, an dem die Schußaufzeichnung festgelegt werden soll. Um beispielsweise die Schußaufzeichnung für den Ort r127₀ festzulegen, wählt die seismische Meßvorrichtung den Bereich der Schußaufzeichnungen von den Empfängern 127, 126 und 125 aus, wenn sich jeder Empfänger in der Nähe des Orts r127₀ befindet. Der durch die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 auszuwählende Bereich der Schußaufzeichnungen wird durch Bezugsziffern 127a, 127b und 127c identifiziert. Somit wählt die seismische Meßvorrichtung den Anfangsbereich 127a der Schußaufzeichnung von dem Empfänger 127 aus, bis jener Empfänger sich um eine Entfernung bewegt, die etwa gleich der Hälfte des Gruppenabstands vom Ort r127₀ weg beträgt. An diesem Punkt wählt die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 den Mittelbereich 127b der Schußaufzeichnung vom Empfänger 126 aus, bis sich jener Empfänger auch um eine Hälfte des Gruppenabstands vom Ort r127₀ weg bewegt. Schließlich wird der letzte Bereich 127c der Schußaufzeichnung vom Empfänger 125 durch die Vorrichtung 51 ausgewählt.
Die oben beschriebenen Methoden sind für die Methoden zum Korrigieren bezüglich der Empfängerbewegung nur beispielhaft, und die Erfindung soll nicht auf irgendeine spezielle Methode beschränkt sein. Vorzugsweise korrigiert die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 nach der Korrektur der Empfängerbewegung auch die Daten für die Quellenbewegung.
Korrektur bezüglich der Quellenbewegung (Stufen 170–240)
Gemäß 3 korreliert die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 in der bevorzugten Methode 150 zum Korrigieren der Daten bezüglich der Quellenbewegung die Daten (nun durch die Stufe 160 für die Empfängerbewegung korrigiert) mit dem MVS-Referenz-Frequenzlaufsignal. Das MVS-Referenz-Frequenzlaufsignal kann irgendein gewünschtes Frequenzlaufsignal sein und kann lineare Frequenzläufe (Frequenzänderungen bei konstanter Geschwindigkeit während des Frequenzlaufs) oder nicht lineare Frequenzläufe (Frequenzänderungen bei einer variierenden Geschwindigkeit während des Frequenzlaufs) enthalten. Wie unten erläutert wird, ist in einem MVS-System die Korrelierungsstufe 170 nötig, um den relativ langen Frequenzlauf auf einen Vorgang kurzer Dauer zu komprimieren.
Die Erde kann als Filter für seismische Energie betrachtet werden. Das heißt, wenn seismische Energie in der Erde erzeugt wird, nimmt ein Empfänger, der an der Erdoberfläche angeordnet ist, seismische Energie auf, deren Charakter durch die Erde verändert worden ist. Die verschiedenen Faktoren, welche die seismische Welle modifizieren, wenn sie durch die Erde hindurchläuft, sind beispielsweise:

(a) Die Zone in der Nähe der Quelle, wo die Belastungen und die Energieabsorption oft extrem sind;
(b) die Antwort der Diffraktoren, welche die unterirdischen Grenzflächen beinhalten (das Signal, welches die seismische Untersuchung finden soll);
(c) die oberflächennahe Zone, welche beim Modifizieren der Welle eine unverhältnismäßige Wirkung hat; und
(d) zusätzliche modifizierende Wirkungen aufgrund von Absorption, Wellenumwandlung, Vervielfachungen und Beugungen usw.

In der Praxis zeichnen Empfänger nicht nur primäre seismische Reflexionen sondern auch mehrfache Reflexionen sowie Beugungen, gestreute Wellen, reflektierte Brechungen, Oberflächenwellen usw. auf, die sich alle überlagern.
Im allgemeinen ist ein Filter ein System, das für ein gegebenes Eingabesignal ein Ausgabesignal erzeugt. Das Ausgabesignal kann berechnet werden, wenn die Impulsantwort für den Filter bekannt ist. Die Impulsantwort ist das Ausgabesignal, welches durch den Filter für ein gegebenes Impulseingabesignal erzeugt wird. Das Ausgabesignal ist einfach das Eingabesignal, das mit der Impulsantwort des Filters gefaltet ist.
Das durch die Empfänger aufgenommene seismische Signal stellt das Eingabereferenzsignal dar, welches durch die oben beschriebenen Faktoren beeinflußt wird. Seismische Daten (oder "Seismogramme") sind nützlich, um den Ort von Öl- und Gaslagerstätten zu bestimmen, wenn die Daten das Eingabereferenzsignal darstellen, auf das nur die Diffraktoren einwirken, welche die unterirdischen Grenzflächen beinhalten, im Gegensatz zu einem Eingabereferenzsignal, das auch durch die oben genannten signaländernden Faktoren beeinflußt wird. Die Wirkung, welche die Diffraktoren auf die seismischen Wellen haben, die sich durch die Erde hindurch fortpflanzen, wird als Impulsantwort der Erde bezeichnet. Wegen der oben beschriebenen zusätzlichen signaländernden Faktoren weist das durch die Empfänger gemäß MVS aufgenommene seismische Signal eine geringe Ähnlichkeit mit der Impulsantwort der Erde auf. Die seismische Untersuchung soll die Impulsantwort der Erde bestimmen und dadurch die Einflüsse auf die Daten beseitigen, welche für die Seismologen ohne Interessen sind.
Um die lange Frequenzlaufzeit von aufgezeichneten Daten zu beseitigen, korreliert die seismische Meßvorrichtung 50 vorzugsweise die aufgezeichneten Daten mit dem Referenz-Frequenzlaufsignal. Die Korrelierung von zwei Datensätzen ist eine bekannte mathematische Operation, bei der ein Datensatz durch verschiedene Mengen relativ zu dem anderen Datensatz verdrängt wird, und entsprechende Werte der zwei Sätze werden miteinander multipliziert sowie die Produkte summiert, damit sich der Korrelationswert ergibt. In der Stufe 170, die in 3 gezeigt wird, werden die Daten aus der Stufe 160, die bezüglich der Empfängerbewegung korrigiert worden sind, mit dem Referenz-Frequenzlaufsignal korreliert.
In der Stufe 180 wird mit den korrelierten Daten aus der Stufe 170 eine F-K-Transformation durchgeführt (F bezieht sich auf die Zeitfrequenz und K auf die Raumfrequenz oder die Wellenzahl), obwohl auch andere geeignete Transformationen, wie die Laplace-Transformation, die Radon-Transformation und die τ-p-Transformation, verwendet werden können. Die F-K-Transformation ist eine doppelte Fourier-Transformation, bei der ein Signal, das eine Funktion der Zeit t und des Raums x ist, in ein Signal transformiert wird, das eine Funktion der Frequenz f und der Wellenzahl k ist. Das transformierte Signal kann in einem Diagramm aufgetragen werden, das als F-K-Diagram bezeichnet wird, wie jenes, das in 6 gezeigt wird. Das Umwandeln einer Funktion aus dem Zeit- und Raumbereich in den Frequenz- und Wellenzahlenbereich wird Vorwärts-F-K-Transformation genannt. Analog wird das Umwandeln einer Funktion aus dem Frequenz- und Wellenzahlbereich zurück in den Zeit- und Raumbereich als Invers-F-K-Transformation bezeichnet. Die Vorwärts-F-K-Transformation wird mathematisch mit einem Doppelintegral als P(k,f) = ∬p(x,t)e–i2π(kx+ft)dxdt (5)dargestellt, worin P(k,f) die F-K-Transformation von p(x,t) bedeutet. Die inverse F-K-Transformation (durchgeführt in der Stufe 200) wird dargestellt als: P(x,t) = ∬P(k,f)e–i2π(kx+ft)dxdf (6)
Gemäß 3 wählt die seismische Meßvorrichtung in der Stufe 190 einen Neigungsschnitt von Daten mit konstanter Zeit (unten beschrieben) aus der F-K-Darstellung. Diese Stufe ist am besten unter Bezugnahme auf die 6, 7 und 8 zu verstehen. 6 zeigt eine F-K-Darstellung einer transformierten Schußaufzeichnung von 7. Die Frequenz, gemessen in Zyklen pro Sekunde oder "Hertz" (Hz), wird auf der vertikalen Achse und die Wellenzahl, gemessen in Zyklen pro Meter, auf der horizontalen Achse dargestellt. Die F-K-transformierten Daten werden durch die Bereiche 191 in der F-K-Darstellung angezeigt.
Jede gerade Linie, wie die Linien 194, 195, 196, welche im Ursprung der F-K-Achsen beginnt und sich nach außen erstreckt, stellt seismische Daten mit einer speziellen Scheingeschwindigkeit dar. Ferner ist die Neigung jeder derartigen geraden Linie gleich einer Scheingeschwindigkeit. Gemäß 7 werden die Empfänger 125, 126, 127, 128 mit einer seismischen Welle 132 dargestellt, die sich durch die Erde hindurch (einschließlich Wasser) in Richtung des Pfeils 129 fortpflanzt. Die Linie 130 stellt die Richtung der Fortpflanzung der seismischen Welle 132 dar und bildet mit der vertikalen Linie 134 einen Winkel. Dieser Winkel wird als Einlaufwinkel, Scheinneigungswinkel oder einfach Neigungswinkel bezeichnet und ist in den 7 und 8 als θ_DIP angegeben. Die Linie 130 wird somit für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung als Neigungslinie oder Einlauflinie bezeichnet.
Gemäß 8 verläuft die gerade Linie 133 senkrecht zur Neigungslinie 130 und stellt schematisch die Wellenfront der Wellen 132 dar, wie sie nach oben unter dem Neigungswinkel θ_DIP fortschreitet. Die Wellenfront 133 pflanzt sich durch die Erde nach oben mit einer gewissen Geschwindigkeit fort, die als wahre Geschwindigkeit V_wahr bezeichnet wird. Die wahre Geschwindigkeit der seismischen Wellen, die sich durch das Wasser fortpflanzen, beträgt etwa 1.500 Meter pro Sekunde (3.325 Meilen pro Stunde) und wird im allgemeinen als konstant angesehen. Wahre Geschwindigkeiten können leicht unter Anwendung irgendeiner der verschiedenen bekannten Techniken bestimmt werden.
Gemäß 8 wird die horizontale Komponente des Vektors der wahren Geschwindigkeit als Scheingeschwindigkeit V_sch bezeichnet. Die Scheingeschwindigkeit V_sch ist Vsch = Vwahr/sin(θDIP) (7) worin "sin" die trigonometrische Sinusfunktion ist. Die Scheingeschwindigkeit hat insoweit eine physikalische Bedeutung als sie die Geschwindigkeit der von den Empfängern erfaßten seismischen Welle 132 ist. Wenn sich die Wellenfront 133 nach oben bewegt, erfaßt sie der Empfänger 128, bevor sie der Empfänger 127 erfaßt. Ferner scheint die Wellenfront horizontal mit der Geschwindigkeit V_sch fortzuschreiten, und zwar wegen der Entfernung zwischen den Empfängern 127 und 128 und des Zeitunterschieds zwischen dem Erfassen der Wellenfront durch den Empfänger 128 und jenem des Empfängers 127.
Wie aus der Gleichung (7) ersehen werden kann, ist V_sch umgekehrt proportional zum Sinus des Neigungswinkels θ_DIP, wenn V_wahr konstant ist. Somit definiert jede gerade Linie in der F-K-Darstellung der 6, deren Neigung V_sch ist, einen Neigungswinkel, der in 7 und 8 θ_DIP ist. Darüber hinaus repräsentieren die Daten in der F-K-Darstellung der 6 entlang einer geraden Linie, wie der Linie 195, nur die seismische Energie, welche sich bei einem speziellen Neigungswinkel durch die Erde hindurch nach oben fortgepflanzt hat und schließt seismische Energie aus, die sich unter allen anderen Neigungswinkeln nach oben ausbreitet.
Gemäß 3, 6 und 7 korrigiert die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 vorzugsweise die Daten bezüglich der Quellenbewegung durch Auswählen eines Neigungsschnitts mit konstanter Zeit der Daten aus dem F-K-Bereich in der Stufe 190 (3). Ein beispielhafter Neigungsschnitt mit konstanter Zeit wird in der 6 als der Bereich der Daten 191 gezeigt, der durch die geraden Linien 194 und 196 begrenzt wird. Da die Linien 194 und 196 in der F-K-Darstellung einen kuchenförmigen Keil festlegen, werden die zwischen den Linien 194 und 196 enthaltenen Daten als Neigungsschnitt mit konstanter Zeit oder als Kuchenschnitt bezeichnet. Durch Auswählen eines Kuchenschnitts der F-K-Daten und durch in verse F-K-Transformation der ausgewählten Kuchenschnittdaten in der Stufe 200 wählt die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 nur die seismische Energie aus, die sich innerhalb eines Bereichs von Neigungswinkeln, definiert durch die Neigungen der Linien 194 und 196, durch die Erde hindurch nach oben fortpflanzt. Somit wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Neigungsschnitt mit konstanter Zeit der F-K-Daten in der Stufe 190 ausgewählt und in der Stufe 200 einer inversen F-K-Transformation unterworfen. Die Größe des Kuchenschnitts kann auf irgendeine gewünschte Größe eingestellt werden und ist im allgemeinen eine Funktion der gewünschten Genauigkeit. Die Größe des Kuchenschnitts bezieht sich somit auf einen Bereich von Neigungswinkeln θ_DIP ± Δθ_DIP.
Das Ergebnis der Stufe 200 ist eine Schußaufzeichnung, die bezüglich der Empfängerbewegung korrigiert worden ist und die seismische Energie darstellt, welche einem Bereich von Neigungswinkeln θ_DIP ± Δθ_DIP entspricht, die, wie oben beschrieben, zu der durch den Kuchenschnitt festgelegten Scheingeschwindigkeit in Beziehung stehen. Die seismische Energie beim Neigungswinkel θ_DIP beinhaltet eine Überlagerung von seismischen Wellen, die von einer großen Anzahl von Diffraktoren entlang der Linie 130 reflektiert worden sind. Unter Anwendung von Grundsätzen, die auf der klassischen Doppler-Therorie beruhen, können die Daten bezüglich der Quellenbewegung korrigiert werden.
Zum Verständnis der Anwendung der Doppler-Theorie wird auf 7 Bezug genommen, in der sich eine Quelle 112 von einem Ort S₀ zu Beginn des MVS-Frequenzlaufs zum Ort S_end am Ende des Frequenzlaufs bewegt. Punktdiffraktoren 140, 142, 144 stellen beispielhaft die Diffraktororte entlang der Linie 130 dar. Linien 145 und 146 repräsentieren die Richtung des Fortschreitens der seismischen Wellen vom anfänglichen Quellenort S₀ bzw. vom endgültigen Quellenort S_end zum Punktdiffraktor 140. Ähnliche Linien können für seismische Wellen gezogen werden, die zu den Diffraktoren 142, 144 laufen. Die seismischen Wellen, welche durch Diffraktoren 140, 142, 144 reflektiert werden, schreiten entlang der Linie 130 mit dem Neigungswinkel θ_DIP nach oben fort.
Wie dargestellt, bewegt sich die Quelle 112 von links nach rechts und somit vom Diffraktor 140 weg. Da sich die Quelle von dem Diffraktor wegbewegt, erscheint der Zeitraum des ausgesandten Frequenzlauf-Quellensignals länger. Alternativ erscheint die Länge des Frequenzlaufs vom Ausgangspunkt des Diffraktors 140 länger. Diese Änderung in der Frequenz und in der Länge des Frequenzlaufs wird als Frequenzverschiebung unter der Doppler-Theorie bezeichnet. In diesem Beispiel jedoch nähert sich die Quelle während des Frequenzlaufs dem Diffraktor 144, und deshalb wird vom Diffraktor 144 als Ausgangspunkt der Frequenzlauf kürzer. Der Diffraktor 142 befindet sich unterhalb des Mittelpunkts der Bahn der Quelle, wenn sie sich während des Frequenzlaufs bewegt, und somit wird dem Diffraktor 142 eine Nettofrequenzverschiebung von 0 zugeordnet. Darüber hinaus kann die auf die Quellenbewegung zurückzuführende Verzerrung durch die Größe der Frequenzverschiebung unter Anwendung der Doppler-Theorie dargestellt werden. Wie unten ersichtlich ist, kann die Größe der Doppler-Verschiebung für jeden Diffraktorort oder Bereich von Diffraktororten berechnet werden, und es können geeignete Filter entworfen werden, um die Daten wegen der Verzerrung zu korrigieren.
Gemäß 9 beinhalten die bevorzugten Stufen 210 zum Berechnen und Anwenden der Doppler-Korrekturfilter, um bezüglich der Quellenbewegung eine Korrektur vorzunehmen, zuerst das Berechnen der Größe der Verzerrung in der Stufe 212. Da die Doppler-Frequenzverschiebung die Länge des Frequenzlaufs an jeden Diffraktorort ändert, kann die Größe der Verzerrung, welche auf die Quellenbewegung zurückzuführen ist, durch Be rechnen der Änderung der Länge des Frequenzlaufs für jeden Diffraktor dargestellt werden. Die Änderung in der Länge des Frequenzlaufs, gemessen in Einheiten von Millisekunden, wird als Erweiterung (dilation) bezeichnet (oder Kompression genannt), und somit wird in der Stufe 212 die Erweiterung für jeden Diffraktor berechnet. Die Erweiterung variiert mit dem Diffraktorort und ist somit in der Stufe 214 in Tore mit spezifischem Zeitintervall aufgeteilt, so daß die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 für jedes Tor mit spezifischem Zeitintervall in der Stufe 216 ein Korrekturfilter bereitstellen kann. Schließlich wendet die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 in der Stufe 218 die Korrekturfilter auf die Schußaufzeichnung an, um die Erweiterung zu korrigieren.
Gemäß 10 beinhaltet die Geometrie, welche dem Ableiten der Erweiterung für einen Diffraktor 140 zugeordnet ist, eine Quelle 112, die sich von einem anfänglichen Ort S₀ zu Beginn eines Frequenzlaufs zu einer Endposition S_end am Ende eines Frequenzlaufs bewegt. Der Diffraktor 140 befindet sich in einer Tiefe Z unterhalb des stationären Empfängers 127 und in einem Abstand X von dem Empfänger. Der Abstand H stellt die Entfernung zwischen dem Empfänger und der Quelle 112 in ihrer anfänglichen Position S₀ dar. Der Winkel θ_r ist der Winkel zwischen der Neigungslinie 130 und der horizontalen Achse. Der Winkel θ_r steht mit dem Neigungswinkel θ_DIP gemäß dem Ausdruck θ_r = 90 – θ_DIP in Beziehung. Wenn somit aus dem F-K-Bereich ein konstanter Kuchenschnitt der Daten einmal ausgewählt ist, ist θ_r definiert. Seismische Wellen von der Quelle am Ort S₀ schreiten entlang der Linie 145 in der angegebenen Richtung fort, werden am Diffraktor 140 reflektiert und laufen entlang der Linie 130 zum Empfänger 127. In ähnlicher Weise läuft eine seismische Welle, die von der Quelle 112 am Ort S_end ausgesandt wird, entlang der Linie 146 in die angegebene Richtung und wird am Diffraktor reflektiert und bewegt sich auch entland der Linie 130 zum Empfänger 127. Das Ausmaß der Erweiterung wird als Differenz zwischen der Zeit, die eine seismische Welle benötigt, um von der Quelle 112 in ihrer anfänglichen Position S₀ zum Empfänger 127 fortzuschreiten, und der Zeit, die eine Welle benötigt, um von der Quelle zum Empfänger zu laufen, wenn sich die Quelle in ihrer Endposition S_end befindet, berechnet. Wenn man davon ausgeht, daß die seismischen Wellen die gleiche Zeit benötigen, um entlang der Linie 130 vom Diffraktor 140 zum Empfänger 127 zu gelangen, ist die Erweiterung einfach die Differenz zwischen der Zeit, die eine Welle benötigt, um von der Quelle 112 am Ort S₀ entlang der Linie 145 zu dem Diffraktor 140 zu kommen, und der Zeit des Fortschreitens von der Quelle am Ort S_end zu dem Diffraktor entlang der Linie 146. Wenn T_s die erstere Zeit entlang der Linie 145 und T_send die Zeit entlang der Linie 146 bedeutet, ist die Erweiterung DIL = Tsend – Ts0 (8)worin DIL das Ausmaß der Erweiterung ist. Somit ist der Erweiterungswert DIL positiv, wenn T_send größer als T_s0 ist (das heißt, wenn sich die Quelle von dem Diffraktor wegbewegt), und dieser Wert ist negativ, wenn T_send kleiner ist als T_s0 (die Quelle bewegt sich auf den Diffraktor zu).
Gemäß 10 und unter Anwendung des pythagoräischen Lehrsatzes ergibt sich
und Z = X tan(θr) (10)worin V die Ausbreitungsgeschwindigkeit der seismischen Wellen in Wasser (1.500 Meter/Sekunde) sowie T die Zeit, welche eine seismische Welle benötigt, um von der Quelle bei S₀ ent lang der Linie 145 zum Diffraktor 140 und entlang der Neigungslinie 130 zum Empfänger 127 zu gelangen, bedeuten. Die Gleichung (9) kann als quadratische Gleichung umgeschrieben werden und kann somit für X gelöst werden.
Dabei gilt:
C = H4 + V4T4 – 2H2V2T2 (12) A = 4(H2 – V2T2[l + tan2 (θr)]) (13) B = 4H(V2T2 – H2) (14)
Es ist zu bemerken, daß X in der Gleichung (11) ein positiver Wert ist, wenn die Neigung nach unten und nach rechts verläuft, und ein negativer Wert ist, wenn die Neigung nach oben und nach rechts gerichtet ist. Unter Verwendung der Gleichung (11) kann X zur Zeit T berechnet werden, und wenn X einmal bekannt ist, kann Z mittels der Gleichung (10) berechnet werden. Das Berechnen von X und Z für jede Konstante θ_r ergibt den Ort eines Diffraktors für ein seismisches Ereignis zur Zeit T.
Die Gleichung (8) kann wie folgt umgeschrieben werden:
worin u_s die Quellengeschwindigkeit und T_SL die Länge der Zeit des Frequenzlaufs sind. Wie durch Prüfung der Gleichungen (11) bis (15) deutlich wird, ist die Erweiterung DIL eine Funktion des Orts eines Diffraktor (X und Z), T, der Schiffs geschwindigkeit u_s und der Länge des Frequenzlaufs T_SL. Ferner hat die Gleichung (14) nur eine Lösung, wenn T > H/V.
Gemäß 9 und 11 wird eine Darstellung der Erweiterung DIL als Funktion der Zeit für eine Quelle 112 und einen Empfänger 127 gezeigt. Wie ersichtlich ist, werden auf der Achse 188 positive DIL-Werte nach rechts und negative DIL-Werte nach links aufgetragen. Obwohl Korrekturfilter auf der Basis Probe für Probe berechnet werden können (was bevorzugt sein kann), können zufriedenstellende Ergebnisse in kürzerer Zeit erhalten werden, wenn die Erweiterungskurve in Segmente aufgeteilt und die Korrekturfilter für jedes Segment konstruiert werden, als wenn dies für die Proben geschieht, aus denen die Segmente bestehen. Somit wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Erweiterung DIL in Segmente 252, 253, 254, 255 getrennt und Toren mit spezifischem Zeitintervall 256, 257, 258, 259, 260 zugeordnet. Die Größe der Segmente 252 bis 255 und somit die Größe der Tore mit spezifischem Zeitintervall 256 bis 260 kann auf jede gewünschte Größe eingestellt werden.
Es stehen zahlreiche Techniken zur Verfügung, um geeignete Filter zum Kompensieren der Schußaufzeichnungen bezüglich der Größe der Erweiterung in jedem Tor mit spezifischem Zeitintervall zu konstruieren. Beispielsweise kann der Frequenzlauf erneut auf Δt' geprüft werden, wobei
worin Δt den Prüfzeitraum für die Schußaufzeichnung bedeutet. Nach dem erneuten Prüfen wird die neue Prüfgeschwindigkeit überlagert und Δt genannt, was eine neue Schußaufzeichnung ergibt. Entsprechend einem übertriebenen Beispiel wird bei einem Frequenzlauf von 1 Sekunde, der um eine Sekunde erweitert und mit einer Geschwindigkeit von 2 Millisekunden geprüft wird (alle 2 Millisekunden erfolgt eine Prüfung), der Frequenzlauf erneut mit einer Millisekunde geprüft, was doppelt so viele Prüfungen ergibt. Den erneut geprüften Daten wird dann eine Prüfgeschwindigkeit von 2 Millisekunden gegeben, was die Aufzeichnung doppelt so lang macht. Der erweiterte Frequenzlauf wird dann mit dem nicht erweiterten Frequenzlauf korreliert. Die Phase des Ergebnisses ist die erforderliche Phasenkorrektur.
Die Phasenkomponente der Daten ist aufgrund der Doppelverschiebung nicht Null, was sich aus der Bewegung des Schiffes ergibt. Darüber hinaus ist der Haupteffekt der Verzerrung aufgrund der Quellenbewegung nur im Phasenspektrum der Daten zu sehen. Die Verzerrung kann dadurch eliminiert werden, daß man die Phasenkomponente der Daten auf einen konstanten Wert zwingt, vorzugsweise die Nullphase. Somit extrahiert die seismische Meß- und Verarbeitungsvorrichtung 51 gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Phasenkomponente des Erweiterungsmodells, das mit dem Referenz-Frequenzlauf kreuzkorreliert ist. Es wird ein Standard-Inversfilter für alle Frequenzen, z. B. ein Wiener-Levinson-Filter, ausgewählt, um den Phasengehalt der aufgezeichneten Daten nach der Korrelation mit dem Referenz-Frequenzlaufsignal zu eliminieren. Ein Inversfilter für alle Frequenzen ändert nicht den Amplitudengehalt der Daten sondern nur den Phaseninhalt. Das Filter ist vorzugsweise dazu konstruiert, um den Phaseninhalt zu beseitigen, was dazu führt, daß das Ausgangssignal des Filters die Nullphase aufweist.
Die Korrekturfilter werden vorzugsweise auf die ganze Aufzeichnung der Daten angewandt, und dann werden aus jeder korrigierten Aufzeichnung die geeigneten Segmente ausgewählt und miteinander kombiniert, um einen vollständigen korrigierten Datensatz zu bilden. So wird beispielsweise die Korrektur für die Daten für ein Tor mit einem Zeitintervall von 1 Sekunde auf die Daten angewandt. In ähnlicher Weise werden auf den Datensatz auch die Korrekturen für die Tore mit Zeitintervallen von 2, 3, 4 usw. Sekunden angewandt, wodurch vier Datensätze erzeugt werden, von denen jeder durch ein spezielles Korrekturfilter korrigiert ist. Dann werden aus dem ersten Datensatz nur die korrigierten Daten von 0 bis 1,5 Sekunden, aus dem zweiten Datensatz die korrigierten Daten von 1,5 bis 2,5 Sekunden, aus dem dritten Datensatz die korrigierten Daten von 2,5 bis 3,5 Sekunden, aus dem vierten Datensatz die korrigierten Daten von 3,5 bis 4,5 Sekunden usw. ausgewählt. Nach dem Korrigieren der seismischen Daten bezüglich der Empfänger- und der Quellenbewegung für einen konstanten Neigungsschnitt in der Stufe 210 (3) wird der nächste Neigungsschnitt von F-K-Daten in der Stufe 240 ausgewählt, und die Stufen 200 bis 210 werden wiederholt, bis alle F-K-Daten ausgewählt sind. Wenn einmal alle Daten für jeden Neigungsschnitt von F-K-Daten korrigiert worden sind, werden die Ergebnisse in der Stufe 230 summiert, um die gewünschten Daten zu erzeugen, die bezüglich der Quellen- und der Empfängerbewegung korrigiert sind.
Wenn die vorstehende Beschreibung in vollem Umfang berücksichtigt wird, sind für die Fachleute zahlreiche Variationen und Modifikationen offensichtlich. Es ist beabsichtigt, daß die folgenden Ansprüche derart ausgelegt werden, daß sie alle solchen Variationen und Modifikationen umfassen.

Claims

Verfahren zum Korrigieren von seismischen Daten wegen einer Verzerrung, welche durch die Bewegung einer seismischen Quelle und die Bewegung eines seismischen Empfängers verursacht worden ist, mit folgenden Stufen: (a) Korrigieren der seismischen Daten bezüglich der Bewegung des Empfängers; (b) Korrelieren der bezüglich des Empfängers korrigierten seismischen Daten aus der Stufe (a) mit einem Referenzsignal des Frequenzlaufs, das von der seismischen Quelle zum Erzeugen von seismischen Wellen benutzt wird; (c) Berechnen einer Vorwärts-F-K-Transformation der korrelierten Daten aus der Stufe (b) zur Erzeugung von F-K-transformierten Daten; (d) Auswählen eines konstanten Neigungsschnitts (dip slice) der F-K-transformierten Daten; (e) Berechnen einer inversen F-K-Transformation des konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten, um inverse F-K-transformierte Daten zu bilden; und (f) Berechnen eines geeigneten Korrekturfilters für die inversen F-K-transformierten Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Stufe des Auswählens eines konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten das Auswählen von F-K-transformierten Daten, die einem vorgegebenen Bereich von Neigungswinkeln (dip angles) entsprechen, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, worin die Stufen des Auswählens eines konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten (Stufe (d)), das Berechnen einer inversen F-K-Transformation des ausgewählten konstanten Neigungsschnitts der Daten (Stufe (e)) und das Berechnen eines geeigneten Korrekturfilters für die inversen F-K-transfomierten Daten (Stufe (f)) für zusätzliche konstante Neigungsschnitte von F-K-Daten wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, worin das Korrekturfilter auf die genannten seismischen Daten angewandt wird, um die Bewegung der Quelle zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 4, worin die Stufe des Berechnens eines geeigneten Korrekturfilters das Berechnen von mindestens einem Erweiterungswert (dilation value) für die inversen F-K-transformierten Daten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, worin die seismischen Daten von der genannten Quelle erzeugt werden, die seismische Wellen aussendet, wobei das erwähnte Referenzsignal des Frequenzlaufs benutzt wird, und der genannte Erweiterungswert durch Subtrahieren der Zeit, die eine seismische Welle für den Lauf von der Quelle zu dem Empfänger am Ende des Frequenzlaufs benötigt, von der Zeit, die eine seismische Welle für den Lauf von der Quelle zu dem Empfänger am Beginn des Frequenzlaufs benötigt, berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die inversen F-K-transformierten Daten seismische Daten beinhalten, die von einer Mehrzahl von Diffraktoren reflektiert worden sind, die sich entlang von Linien befinden, welche dem ge nannten vorgegebenen Bereich von Neigungswinkeln entsprechen, und eine Mehrzahl von Erweiterungswerten für die genannten seismischen Daten berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die Erweiterungswerte in Segmente aufgeteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Stufe des Berechnens eines geeigneten Korrekturfilters das erneute Abfragen der seismischen Daten bis zu einem Abfragungszeitraum beinhaltet, der von dem Abfragungszeitraum verschieden ist, welcher benutzt wurde, um anfänglich die seismischen Daten abzufragen.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die Stufe des Berechnens eines geeigneten Korrekturfilters auch das Berechnen einer Mehrzahl von inversen Filtern für alle Frequenzen beinhaltet, wobei jedes inverse Filter für alle Frequenzen einem speziellen Segment der genannten Erweiterungswerte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, worin die Ergebnisse des Anwendens der Korrekturfilter auf die seismischen Daten zusammenaddiert werden.
Verfahren zum Korrigieren von auf dem Meer gewonnenen seismischen Daten bezüglich einer Verzerrung, welche durch die Bewegung einer seismischen Quelle verursacht worden ist, mit den Stufen: Aufteilen der seismischen Daten in Teile, wobei jeder Teil einem Bereich von Neigungswinkeln entspricht; Berechnen von Doppler-Korrekturfiltern für die genannten Teile; und Anwenden der Doppler-Korrekturfilter auf die genannten Teile.
Verfahren nach Anspruch 12, worin die Stufe des Aufteilens der seismischen Daten in Teile folgende Stufen umfaßt: Berechnen einer Transformation der seismischen Daten zur Bildung von transformierten Daten; Auswählen einer Teilmenge der transformierten Daten; und Berechnen einer inversen Transformation der Teilmenge.
Verfahren nach Anspruch 13, worin die Stufe des Berechnens einer Transformation das Berechnen einer F-K-Transformation und die Stufe des Berechnens einer inversen Transformation das Berechnen einer inversen F-K-Transformation beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Stufe des Berechnens einer Transformation das Berechnen einer τ-p-Transformation und die Stufe des Berechnens einer inversen Transformation das Berechnen einer inversen τ-p-Transformation beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 15, worin die Stufe des Berechnens einer Transformation das Berechnen einer Laplace-Transformation und die Stufe des Berechnens einer inversen Transformation das Berechnen einer inversen Laplace-Transformation beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, worin die Doppler-Korrekturfilter inverse Filter für alle Frequenzen beinhalten.
Einrichtung zum Korrigieren von seismischen Daten, die durch eine Bewegung einer seismischen Quelle verzerrt sind, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung für das Messen und Verarbeiten der seismischen Daten, eine Benutzereingabevorrichtung, die mit der Meß- und Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, und eine Anzeigevorrichtung, die mit der Meß- und Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, wobei die Meß- und Verarbeitungsvorrichtung eine Verarbeitungseinheit und eine Speichereinheit aufweist sowie die seismischen Daten wegen der Bewegung der seismischen Quelle korrigiert, und zwar durch Berechnen einer F-K-Transformation der seismischen Daten, durch Berechnen einer inversen F-K-Transformation eines konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten sowie durch Berechnen und Anwenden geeigneter Korrekturfilter für jeden konstanten Neigungsschnitt von F-K-transformierten Daten.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen konstanten Neigungsschnitt der F-K-transformierten Daten auswählt, entsprechend einem vorgegebenen Bereich von Neigungswinkeln.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrfache Kuchenschnitte von F-K-transformierten Daten auswählt, einen Satz von geeigneten Korrekturfiltern für jeden ausgewählten konstanten Neigungsschnitt der Daten berechnet, den Satz von geeigneten Korrekturfiltern auf die durch den genannten Empfänger erfaßten seismischen Daten anwendet und die seismischen Daten nach dem Filtern durch den Satz von Korrekturfiltern addiert.
Einrichtung zum Korrigieren von seismischen Daten, die durch eine Bewegung einer seismischen Quelle verzerrt sind, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung für das Messen und Verarbeiten der seismischen Daten, mindestens eine seismische Quelle, die mit der Meß- und Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, mindestens einen seismischen Empfänger, der mit der Meß- und Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, eine Benutzereingabevorrichtung, die mit der Meß- und Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, und eine Anzeigevorrichtung, die mit der Meß- und Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Meß- und Verarbeitungsvorrichtung eine Schnittstelleneinheit für eine seismische Quelle und einen seismischen Empfänger, eine Verarbeitungseinheit und eine Speichereinheit aufweist sowie die seismischen Daten wegen der Bewegung der seismischen Quelle korrigiert, und zwar durch Berechnen einer F-K-Transformation von durch die genannten seismischen Empfänger erfaßten seismischen Daten, durch Berechnen einer inversen F-K-Transformation eines konstanten Neigungsschnitts der F-K-transformierten Daten sowie durch Berechnen und Anwenden geeigneter Korrekturfilter für jeden Kuchenschnitt der F-K-transformierten Daten.
Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Verarbeitungsvorrichtung einen konstanten Neigungsschnitt der F-K-transformierten Daten auswählt, entsprechend einem vorgegebenen Bereich von Neigungswinkeln.
Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Verarbeitungsvorrichtung mehrfache konstante Neigungsschnitte von F-K-transformierten Daten auswählt, einen Satz von geeigneten Korrekturfiltern für jeden ausgewählten konstanten Neigungsschnitt der Daten berechnet, den Satz von geeigneten Korrekturfiltern auf die durch den Empfänger erfaßten seismischen Daten anwendet und die seismischen Daten nach dem Filtern durch den genannten Satz von Korrekturfiltern addiert.