DE69625507T2

DE69625507T2 - Mehrfach vibrator einstufiger inversion trennungsverfahren

Info

Publication number: DE69625507T2
Application number: DE69625507T
Authority: DE
Inventors: Paul Kenneth ALLEN
Original assignee: ExxonMobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: EP0861450A4; US5703833A; NO982146L; EP0861450B1; DZ2124A1; CN1201530A; EP0861450A1; WO1997018491A1; NO982146D0; DE69625507D1; AR004311A1; NO319272B1; CN1166963C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine seismische Datenverarbeitung und insbesondere eine Vorverarbeitung seismischer Daten, in welcher Daten, die von mehreren vibrierenden Quellen erzeugt werden, erfasst werden und mittels einer Datenverarbeitung mit hoher Auflösung oder hoher Wiedergabequalität verarbeitet werden.
Verwandter Stand der Technik
Es ist eine übliche Praxis, Vibrationsquellen zu nutzen, um eine Kraft auf den Erdboden aufzubringen und die nachfolgende Bewegung, die durch das Aufbringen dieser Kraft verursacht wird, an verschiedenen Empfangsorten zu messen. Über eine Regelung der Dauer und der Frequenz der Kraft wird ein Breitbandsignal mit hinreichender Energie erzielt. Unter Verwendung der Bewegungen des Empfängers und der angenommenen Kraftanregung wird ein Seismogramm entworfen. Dies wird üblicherweise über eine Korrelation der empfangenen Daten mit einer Schätzung der aufgebrachten Kraft durchgeführt, woraus sich Eigenschaften der Widerstandsfunktion der Erde errechnen lassen.
Im Sinne der Wirtschaftlichkeit werden mehrere Quellen zur selben Zeit verwendet. Um ein Seismogramm zu erstellen, ist es erforderlich zu bestimmen, welche Quelle für die detektierten Bewegungen der Empfänger verantwortlich war. Jede Quelle weist hierzu einzigartige Charakteristika auf, die bei der Isolierung derjenigen Quelle, die die Kraft erzeugt hat, welche die Empfängerbewegungen verursacht hat, helfen, da die empfangenen Daten sich je nach Quelle unterscheiden. Eine Datenverarbeitung unter der Annahme einer Quelle für Daten, die jedoch von einer anderen Quelle erzeugt wurden, wird zu einem fehlerhaften Seismogramm führen.
Der wesentliche Mangel der herkömmlichen Verfahren besteht darin, daß eine Schätzung der tatsächlich aufgebrachten Kraft zur Erstellung des Seismogramms verwendet wird. Umfangreiche Arbeiten wurden unternommen, um die Qualität der Rückkopplungssignale und die Betriebsweise der Rückkopplungskreise und hydraulischen Ventile zu verbessern. Jedoch verbleiben Oberschwingungen, die Biegung der Vorrichtung und veränderbare Bodenkupplung als Unbekannte in dem System und können nicht vollständig eliminiert werden.
Zum Zusammentragen seismischer Daten unter Einsatz von Erdvibrationen wird eine große Masse mit dem Erdboden in Kontakt gebracht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können hierzu einfache Vibratoren verwendet werden. Typischerweise wird die Bewegung der Rückwirkungsmasse mittels eines Beschleunigungsmessers gemessen, der auf der Rückwirkungsmasse befestigt ist. Die Bewegung einer Basisplatte, die wirksam mit dem Erdboden verbunden ist, wird mittels eines Beschleunigungsmessers, der auf einem kreuzförmigen Element mit Stelzenstruktur befestigt ist, gemessen.
In einer herkömmlichen Verarbeitung, werden die Daten, die durch eine Vibratorquelle erzeugt werden, mit einer Referenzabtastung korreliert. Ein Referenzabtastungssignal ist ein ideales Signal, welches dem Vibrator vorgegeben wird, um hiermit den Erdboden zu beaufschlagen, welches oft jedoch recht unterschiedlich zu dem tatsächlich aufgebrachten Signal ist. Da das Referenzsignal eine fiktives ideales Signal ist, ist es dasselbe für alle Vibratoren.
In einigen Fällen wird das Signal, das die aufgebrachte Kraft wiedergibt, geschätzt. Die typische Schätzung für die aufgebrachte Kraft ist die massengewichtete Summe der Beschleunigung der Basisplatte, die in der Vibrationsquelle verwendet wird, und der Beschleunigung der Rückwirkungsmasse, die in der Vibratorstruktur verwendet wird, die als Erdbodenkraft bezeichnet wird. Die massengewichtete Summe der zwei Signale, mit einem von der Basisplatte und einem von der Rückwirkungsmasse, wird in einem Rückkopplungskreis verwendet, um dem Aktuator mitzuteilen, wie nah er an der Referenzabtastung ist. Bei diesem System wird angenommen, daß die Kraft, die in den Erdboden eingegeben wird, dieselbe ist wie die Referenzabtastung. Wie jedoch bereits zuvor erwähnt, ist das wirkliche Signal oftmals sehr unterschiedlich zu dem Referenzabtastsignal. In US-A-4646274 wird diese massengewichtete Summe simultan zusammen mit dem reflektierten seismischen Signal aufgezeichnet und zur Erzeugung eines Umkehrfilters (Inversionsfilters) verwendet.
Die Kraft, die in den Boden eingeleitet wird, kann entweder in der Zeitebene oder in der Frequenzebene betrachtet werden. Ähnlich kann auch die Impulsantwort der Erde entweder in der Zeitebene oder in der Frequenzebene betrachtet werden. Die zeitliche Ableitung der Kraft, die in den Erdboden eingebracht wurde, wird mit der Impulsantwort der Erde in der Zeitebene gefaltet (convoluiert), während die zeitliche Ableitung der Kraft mit der Impulsantwort der Erde in der Frequenzebene multipliziert wird. In seiner grundlegendsten Form wird ein Signal, das die Ableitung der Erdbodenkraft gefaltet (convoluiert) mit der Impulsantwort der Erde darstellt, mittels Geophonen oder Empfängern, die auf der Oberfläche der Erde angeordnet sind, detektiert. Dieses Signal wird detektiert, nachdem es an einer Übergangsfläche, die zwischen zwei unterirdischen Schichten mit unterschiedlichen Impedanzen vorliegt, reflektiert wurde. Das detektierte Signal wird mit dem Referenzabtastsignal, welches dem Aktuator eingespeist wurde, korreliert. Diese Korrelation arbeitet zufriedenstellend solange die Kraft, die in den Erdboden eingeleitet wurde, dieselbe ist wie das Referenzabtastsignal. Da es jedoch selten dieselbe ist, wird auch nur selten eine genaue Schätzung der Impulsantwort der Erde erzielt.
Eine Korrelation in der Frequenzebene erfordert, daß die Daten mit der Zeitumkehrung des Signals, mit dem die Korrelation erfolgt, multipliziert werden. Da das Referenzsignal nur eine Schätzung der tatsächlichen Erdbodenkraft darstellt, erzeugt die Korrelation mit einem Referenzsignal ein Ergebnis mit nach wie vor einer Unbekannten in den Daten. Im Falle der Korrelation der detektierten Daten mit dem Referenzsignal wird der Schaden der Unbekannten im Hinblick auf das Ergebnis abgemildert, solange die Amplituden- und Phasenfehler des Referenzsignals klein sind, wobei es jedoch immer noch einen Fehler hinzufügt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Aufnahme und Verarbeitung hoch aufgelöster Daten einer Vibrationsquelle zur Verfügung, das ein Messen der Bewegung oder der Bewegungen der Vibratoren umfaßt, welche zu der tatsächlich aufgebrachten Vibratorkraft über eine Transferfunktion eines minimaiphasen, kausalen, linearen Systems in Bezug stehen. Die Signale, die diese Bewegungen wiedergeben, werden in einer Inversionsoperation verwendet, um die empfangenen Daten zu verarbeiten. Dieses System setzt die wirkliche Vibratorleistung mit der gemessenen Vibratorbewegung oder den Bewegungen zueinander in Beziehung. Die Vibratoren werden mit einem vorbestimmten Muster energetisiert. Mittels Division der seismischen Vibrationsdaten durch die gemessene Bewegung oder die Bewegungen der Vibratoren wird ein Verhältnis bestimmt, um die unbekannte aufgebrachte Kraft zu eliminieren. Das Ergebnis dieser Division läßt die Erdreflexionskraft mal eine zeitliche Ableitung dividiert durch eine Minimalphasenfunktion zurück. Eine Minimalphasen-Auffaltung (Deconvolution) wird durchgeführt, um die zeitliche Ableitung dividiert durch die Transferfunktion der Minimalphase zu eliminieren. Das Verfahren kann auch die Schritte einer Schuß-Gesamtheit-Deconvolution ('shot-ensembledeconvolution'), einer Empfänger-Gesamtheit-Deconvolution ('receiver-ensemble deconvolution'), einer Statikkorrektur, einer F-K Rauschfilterung, einer Empfänger-Deconvolution, einer Nullphasen-Spiking-Deconvolution und einer Modell-Phasenverschiebung als weitere Verarbeitung der empfangenen Daten beinhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Zeichnung einer typischen Methode zur Sammlung seismischer Daten, mit welcher die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
2 ist ein Blockschema eines Flußdiagramms, in dem ein Vorverarbeitungsverfahren für Daten, die mittels mehrerer Vibrationsquellen erzeugt wurden, dargestellt ist.
3 ist ein Blockschema eines Flußdiagramms, in dem ein zweites Vorverarbeitungsverfahren für Daten, die mittels mehrerer Vibrationsquellen erzeugt wurden, dargestellt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das unmittelbar zu dem tatsächlichen Signal, das der Vibrator in den Erdboden sendet, in Bezug steht, zur Vorverarbeitung verwendet.
Zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung können einfache Vibratoren verwendet werden. Diese Erdbodenvibratoren weisen üblicherweise eine große Masse auf, die in Kontakt mit dem Erdboden angeordnet ist. Bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung wird die Bewegung der Reaktionsmasse mittels eines Paars Beschleunigungsmeter, die auf der Reaktionsmasse selbst befestigt sind, gemessen. Die Bewegung einer Basisplatte, die wirksam mit dem Erdboden verbunden ist, wird mittels eines zweiten Paars Beschleunigungsmeter, die auf dem kreuzförmigen Element mit Stelzenstruktur befestigt sind, gemessen.
Bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung werden paarweise Beschleunigungsmeter verwendet, so daß die Ausgabegrößen verglichen werden können und entschieden werden kann, ob das erzeugte Signal zur Verwendung im Rahmen der weiteren Verarbeitung geeignet ist. Die Vibratorbewegung oder Bewegungen werden gemessen, um ein Signal bereitzustellen, das zur Verarbeitung der Daten genutzt wird. Somit werden die Daten nicht mit einem theoretischen Abtastsignal korreliert, sondern die Daten werden durch eine Minimalphase relativ zu dem tatsächlich übertragenen Signal in der Frequenzebene dividiert, wodurch die Bestimmung des tatsächlich übertragenen Signals entbehrlich wird. Wenn nach der Erdreflexionskraft aufgelöst wird, werden die Daten im wesentlichen dividiert durch die Vibratorerdbodenkraft multipliziert mit einer Transferfunktion einer Minimalphase, wodurch die Vibratorkraft aus den Daten entfernt wird. Dies führt zur Erdreflexion multipliziert mit einer zeitlichen Ableitung über eine Minimalphasen-Transferfunktion. Dieses Verhältnis einer zeitlichen Ableitung dividiert durch eine Minimalphasen-Transferfunktion wird durch eine Miminalphasen-Deconvolution (Auffaltung) eliminiert.
1 zeigt ein Systemdiagramm, in dem der Datensammelprozess der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die Vibratoren 18, 20, 22 und 24, die jeweils mit zwei Paaren Beschleunigungsmetern 26, 28, 30 und 32, die das tatsächliche Signal, das in die Erde erzeugt wird, messen, ausgestattet sind, sind entsprechend auf Lastwagen 34, 36, 38 und 40 angeordnet. Die Signale werden sodann mittels einer Funkverbindung 42 zu dem Hauptvibratorspeicher 44 übermittelt, wo sie zur Bestimmung ihrer Zuverlässigkeit überprüft und gespeichert werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt zu vergleichen.
Die Signale, die mittels Vibratoren 18, 20, 22 und 24 in die Erde eingebracht werden, werden von der Übergangsfläche zwischen unterirdischen Impedanzen Im₁ und Im₂ an verschiedenen Punkten I₁, I₂, ... etc. entlang der Übergangsfläche zurückreflektiert. Diese reflektierten Signale werden entsprechend mittels den Geophonen D₁, D₂, D₃ und D₄ detektiert. Die Signale, die mittels der auf den Lastwagen 34, 36, 38 und 40 angeordneten Vibratoren 18, 20, 22 und 24 erzeugt werden, werden zu dem Rekorder 46 übermittelt, um auf das Band 48 übertragen zu werden, um mit unbearbeiteten seismischen Daten, die von den Geophonen D₁, D₂, D₃ und D₄ empfangen werden, kombiniert zu werden. Die empfangenen Datensignale und die unbearbeiteten seismischen Daten, die auf einem Band 48 gespeichert sind, können zu Computern an anderen Orten transferiert werden.
Diese gemessenen Signale sind Minimalphasen-Verwandte der tatsächlichen Signale, die durch eine Vibrationsgebertechnik in die Erde eingebracht sind. In im Stand der Technik bekannten Anwendungen wird die meiste Verarbeitung mit demjenigen Referenzabtastsignal, das gleich dem Signal ist, das zur Aufbringung in die Oberfläche der Erde gedacht ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das ein Minimalphasen-Verwandter zu der tatsächlich in die Erde aufgebrachten Kraft ist, gemessen und unmittelbar der Vibrationsquelle entnommen. Somit wird in dem Verfahren ein Signal, das mathematisch zu dem tatsächlichen Signal in Beziehung steht, verwendet anstelle eines theoretischen Signals.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird Vibrationsseismik mit hoher Wiedergabetreue ('High Fidelity Vibratory Seismic'), HFVS, Aufnehmen der Vibrationsbewegung und Verarbeiten der aufgenommenen seismischen Daten in solch einer Weise durchgeführt, daß es hierzu nicht erforderlich ist, die unbekannte, tatsächlich aufgebrachte Kraft zu kennen. Die einzige wichtige Einflußgröße ist, daß die gemessene Größe quantitativ bestimmbar bezogen auf die tatsächlich aufgebrachte Kraft ist. In dieser Weise kann die tatsächliche Kraft mittels Division eliminiert werden.
Bei herkömmlicher Verarbeitung wird ein Referenzsignal x einem Aktuator eingespeist, welcher ein Signal, die tatsächliche Vibratorausgangsgröße, in den Erdboden aufbringt. Während sich dieses Signal, die tatsächliche Vibratorausgangsgröße, durch die Erde bewegt, wird es mit der Impulsantwort der Erde in der Frequenzebene multipliziert oder gefaltet ('convoluiert') mit der Impulsantwort in der Zeitebene. Es ist dieses Faltungsprodukt, die zeitliche Ableitung des tatsächlichen Signals gefaltet mit der Impulsantwort der Erde, das mit dem Referenzabtastsignal korreliert wird. Diese Vorgehensweise ist nur dann korrekt, wenn das Referenzabtastsignal gleich der tatsächlichen Vibratorausgangsgröße ist.
Die vorliegende Erfindung wählt hier einen zu der herkömmlichen Verarbeitung abweichenden Ansatz. In einem ersten Punkt erkennt das Verfahren der vorliegenden Erfindung, daß die Bewegungen, die auf dem Vibrator gemessen werden, zu der tatsächlichen Ausgabekraft oder -signal, das in den Erdboden ein gebracht wird, nur in Beziehung stehen und nicht gleich dieser sind. Diese stehen über einen Minimalphasentransferfunktion in der Frequenzebene in Beziehung miteinander. Sowohl die Minimalphasentransferfunktion als auch die tatsächlich Ausgabekraft sind unbekannt. Das zweite Gebiet, auf dem die vorliegende Erfindung einen abweichenden Ansatz wählt, ist bei der Durchführung einer Inversionsoperation anstelle des Korrelationsverfahrens einer herkömmlicher Verarbeitung.
Die Erkenntnis, daß die auf dem Vibrator gemessenen Bewegungen mit der tatsächlichen Ausgabekraft oder -signal, das in den Erdboden eingebracht wird, über eine Minimalphasentransferfunktion in der Frequenzebene in Beziehung stehen, führt zu der folgenden Formel, in welcher das Ausgabekraftsignal multipliziert wird mit einer Transferfunktion der Minimalphase:
oder M = T·Gmit:

M: = die gemessene Bewegung auf der Vibratormatrix
G: = die tatsächliche Vibratorausgabematrix in der Frequenzebene,
T: = eine Transferfunktion eines minimalphasen, kausalen, linearen Systems, welches G in Beziehung setzt mit der gemessenen Vibratorbewegung, und
·: = Multiplikation in der Frequenzebene.

Die Matrixindices bezeichnen den Vibrator und die Abtastung, z. B. A1 bezeichnet den Vibrator A, Abtastung 1, B1 bezeichnet den Vibrator B, Abtastung 1, usw.
In dieser Gleichung sind sowohl die Minimalphasentransferfunktion, T, als auch die tatsächliche Ausgabekraft, G, unbekannt.
Die seismischen Daten, die entweder mittels Geophonen oder Hydrophonen detektiert werden, werden in der Frequenzebene durch die Faltung ('Convolution') der zeitlichen Ableitung der tatsächlichen Kraft G mit der Reflexionskraft der Erde, E, wiedergegeben, wie in den folgenden Formeln angegeben ist:
oder D = jp·G·Emit:

D: = die gemessene seismische Datenmatrix
jp: = die zeitliche Ableitung
E: = die Matrix der Erdreflexionskraft

Durch Anwendung einer inversen Filterung durch einen Minimalphasenbandpassfilter kann das Verhältnis von D/M berechnet werden. Dieses Verhältnis eliminiert die unbekannte G, die Ausgabekraft, aus der Gleichung wie folgt:
An diesem Punkt wurde die unbekannte Kraft G aus der Gleichung eliminiert. Auch ein Skalierungsfaktor ist erforderlich, um die vollständige Energie über den inversen Filtervorgang zu erhalten.
Das Seismogramm wird jetzt durch D/M wiedergegeben und bildet die gewünschte Antwort, E, die Erdreflexionskraft, gefaltet mit einer Minimalphasenfunktion jp/T. Es ist eine Eigenschaft von Minimalphasenfunktionen, daß ihre Ableitung und ihre Reziprokwerte ebenso auch Minimalphasen sind. Das Seismogramm kann mit einer Minimalphasenauffaltung weiterverarbeitet werden, um E, die Impulsantwort der Erde in der Frequenzebene, zu erhalten. Im Wesentlichen ist das D/M Seismogramm das bandbegrenzte Impuls-Seismogramm. Es ist kausal und minimalphasenbezogen zur Erdantwort. D/M → Minimalphasen-Auffaltung → E
Dieses Verfahren ist immer korrekt, da die tatsächliche und unbekannte Vibrationsbewegung eliminiert wurde.
Die detektierten seismischen Daten werden in der Frequenzebene durch das Produkt aus der zeitlichen Ableitung der tatsächlichen Kraft und der Reflexionskraft der Erde wiedergegeben.
Durch Anwendung der Invers-Filterung durch einen Minimalphasenbandpassfilter kann das Verhältnis aus der gemessenen seismischen Bewegung zu der gemessenen Bewegung des Vibrators berechnet werden. Dieses Verhältnis eliminiert die unbekannte tatsächliche Ausgabekraft. Ein Skalierungsfaktor ist erforderlich, um die vollständige Energie über den inversen Filtervorgang zu erhalten.
Das sich ergebende Seismogramm wird repräsentiert durch das Verhältnis der gemessenen seismischen Bewegung zu der gemessenen Bewegung des Vibrators und ist die gewünschte Antwort, die Erdreflexionskraft, gefaltet mit einer Minimalphasenfunktion. Es ist eine Eigenschaft von Minimalphasenfunktionen, daß ihre Ableitung und ihre Reziprokwerte ebenso auch Minimalphasen sind. Somit kann das Seismogramm weiter mit einer Minimaiphasenauffaltung ('Deconvolution') verarbeitet werden, um die Impulsantwort der Erde in der Frequenzebene zu erhalten. Im Wesentlichen ist das Verhältnis der gemessenen seismischen Bewegung zu der gemessenen Bewegung des Vibratorseismogramms das bandbegrenzte Impuls-Seismogramm. Es ist kausal und minimalphasenbezogen zur Erdantwort. Dieses Verfahren ist immer korrekt, da die tatsächliche und unbekannte Vibrationsbewegung eliminiert wurde.
Das Basisverfahren der vorliegenden Erfindung schließt das Empfangen der Daten, das Dividieren der Daten in der Frequenzebene durch gemessene Signal von der seismischen Quelle, die das Signal generiert, und das Durchführen der Minimalphasenauffaltung in Bezug auf das Ergebnis der Division ein.
Nun bezugnehmend auf 2 ist ein Flußdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in Blockform dargestellt. Dieses Verfahren kann auf irgendeinem digitalen Computer oder einer Workstation, wie sie derzeit in der Technik im Gebrauch sind, durchgeführt werden.
Zu Beginn werden bei Block 50 Daten, die auf dem Band 48 gespeichert sind, empfangen. Die empfangenen Daten können jeglichen Typs seismischer Daten sein, die unter Verwendung vibroseismischer Techniken generiert wurden.
Bei Block 52 wird der Inversionsvorgang in Bezug auf die empfangenen Daten mit den gemessenen Signalen durchgeführt. Dies stellt einen signifikanten Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und herkömmlicher Verarbeitung dar. Bei herkömmlicher Verarbeitung werden die empfangenen Daten mit Signalen, von denen angenommen wird, daß sie in die Erde generiert wurden, gefaltet. In der vorliegenden Erfindung wird ein Inversionsvorgang mit gemessenen Signalen durchgeführt, wodurch gewisse Annahmen, wie zuvor beschrieben, eliminiert werden.
Bei Block 54 werden die invertierten Daten durch ein Minimalphasenbandpassfilter hindurchgeführt. Bei Block 56 wird mit den Daten, die den Inversionsvorgang durchlaufen haben und durch ein Minimalphasenbandpassfilter hindurchgeführt wurden, eine Minimalphasenauffaltung durchgeführt. Dies beseitigt den Effekt des jp/T – Terms, der addiert wurde. Somit wird durch Verarbeiten des Seismogramms mit einer Minimalphasenauffaltung die Impulsantwort der Erde in der Frequenzebene erhalten.
In 3 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in Blockform dargestellt. Auch dieses Verfahren kann auf irgendeinem digitalen Computer oder einer Workstation, wie sie derzeit in der Technik im Gebrauch sind, durchgeführt werden.
Zu Beginn werden bei Block 60 Daten, die auf dem Band 48 gespeichert sind, empfangen. Die empfangenen Daten können jeglichen Typs seismischer Daten sein, die unter Verwendung vibroseismischer Techniken generiert wurden.
Bei Block 62 wird der Inversionsvorgang in Bezug auf die empfangenen Daten mit den gemessenen Signalen durchgeführt. Dies stellt einen signifikanten Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und herkömmlicher Verarbeitung dar. Bei herkömmlicher Verarbeitung werden die empfangenen Daten mit Signalen, von denen angenommen wird, daß sie in die Erde generiert wurden, gefaltet. In der vorliegenden Erfindung wird ein Inversionsvorgang mit gemessenen Signalen durchgeführt, wodurch gewisse Annahmen, wie zuvor beschrieben, eliminiert werden.
Bei Block 64 kann eine Modellaufzeichnung erzeugt werden. Diese Modellaufzeichnung ist im Grunde eine Aufzeichnung mit einer Spitze ('Spike'), um die Phase und die Amplitude der Originaldaten aufzuzeichnen. Die Modellaufzeichnung wird später verwendet werden, um Phasenfehler, die bei einigen der Verarbeitungsschritte in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingeführt wurden, zu entfernen.
Bei Block 66 kann verarbeitete Information aus Block 62, die Ergebnisse des Inversionsvorgangs, eine Schuß-Deconvolution ('shot deconvolution') durchlaufen. Eine Wiener-Levinson Spitzen-Deconvolution wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, jedoch kann jegliche Deconvolution, die ein gemeinsames Schußsammelformat zum Entfernen der durch die Variationen zwischen individuellen Schüssen bedingten Effekte verwenden, verwendet werden.
Bei Block 68 kann eine Quellenstatikkorrektur in Bezug auf die Daten durchgeführt werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird derselbe Sammler ('Gather') für die Statikkorrektur und für FK-Filterung verwendet, ein Konstantempfänger-Ort-Sammler, um Quellenstatiken zu entfernen.
Bei Block 70 kann eine FK-Filterung unter Verwendung eines Konstantempfänger-Orts-variabel Schuß-Sammler ('constant receiver location variable shot gather') durchgeführt werden, um Erdbodenrollen zu entfernen. Bei Block 72 wird eine Empfänger-Deconvolution in Bezug auf die Daten durchgeführt, welche bevorzugt auch eine Wiener-Levinson Spitzen-Gesamtheits-Deconvolution ist. Dies ist ein gemeinsamer Empfängersammler, um Empfängerrauschen zu entfernen, jedoch ist jegliche Deconvolution, die auf eine Entfernung von Empfängerrauschen gerichtet ist, akzeptabel. Bei Block 74 durchlaufen die Daten eine Nullphasen-Spitzen-Deconvolution. Dies ist eine spektrale Aufhellungsdeconvolution, um monochromatisches Rauschen zu entfernen.
Bei Block 76 kann eine Modellphasenverschiebung unter Verwendung der Modellaufzeichnung, die bei Block 64 generiert wurde, um die originale Phase und Amplitude aufzuzeichnen, erfolgen. Dies erfolgt, um jegliche Phasenfehler, die durch die vorherigen Prozessschritte eingebracht wurden, zu entfernen. An diesem Punkt hat das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorverarbeitung beendet und eine konventionelle Verarbeitung kann im Anschluß an Block 76 durchgeführt werden.
Somit wurde das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Aufzeichnung und zur Vorverarbeitung hochauflösender Vibrationsquellendaten beschrieben, welches die Schritte einer Division mit gemessenen Signalen, Empfänger und Schuß-Gesamtheit-Deconvolution, Statikkorretur, F-K Filterung gegen Rauschen, Nullphasen-Spitzen-Deconvolution und Modellphasenverschiebung einschließt. Wie zuvor erwähnt, wird ein tatsächliches Vibratorsignal bezogen auf das, was der Vibrator in das Erdreich sendet, im Rahmen der Vorverarbeitung verwendet. Die Vibratorbewegung wird gemessen, um ein Signal zur Verfügung zu stellen, das zur Verarbeitung der Daten verwendet wird. Die Daten werden durch das tatsächlich übertragene Signal in der Frequenzebene dividiert.

Claims

Verfahren zum Aufzeichnen und Vorverarbeiten von eine hohe Wiedergabequalität aufweisenden Vibrationssignalen seismischer Daten, wobei die Signale durch eine Mehrzahl von seismischen Vibrationsquellen erzeugt und von mehreren seismischen Empfängern erfasst worden sind, gekennzeichnet durch Messen der Bewegung jeder der Vibrationsquellen, die bezogen ist auf die von dem Vibrator angewandte Kraft mal eine Transferfunktion eines kausalen Linearsystems mit Minimalphase, Herstellen einer Beziehung zwischen der tatsächlichen Vibratorausgabe und der genannten gemessenen Vibratorbewegung, Bestimmen eines Verhältnisses durch Teilen der Vibrationssignale der seismischen Daten durch die genannte gemessene Bewegung jeder Vibrationsquelle, um die unbekannte angewandte Kraft zu beseitigen, wobei das Erdreflexionsvermögen mal einem Zeitdifferential, geteilt durch eine Minimalphasenfunktion, übrig bleibt, Durchführen einer Minimumphasen-Bandpassfilterung mit dem erhaltenen Verhältnis und Durchführen einer Minimalphasen-Deconvolution mit dem der Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis, um das Zeitdifferential, geteilt durch die Transferfunktion der Minimumphasenfunktion, zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch das Durchführen einer Schußgesamtheit-Deconvolution mit dem der Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch das Durchführen einer Empfängergesamtheit-Deconvolution mit dem der Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein Durchführen einer Korrektur von atmosphärischen Störungen an dem einer Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein Durchführen einer F-K-Filterung des Rauschens mit dem der Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Durchführen einer Nullphasen-Spiking-Deconvolution mit dem der Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfenen Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Erzeugen einer Modellaufzeichnung aus den genannten Vibrationssignalen der seismischen Daten, die durch eine Mehrzahl von seismischen Vibrationsquellen erzeugt worden sind, und Durchführen einer Modellphasenverschiebung, wobei die genannte Modellaufzeichnung auf das einer Minimalphasen-Bandpassfilterung unterworfene Verhältnis angewandt wird.