DE69805239T2 - Verfahren zum Entfernen von unzulänglich an den Untergrund gekoppelten Antworteigenschaften in seismischen Signalen - Google Patents
Verfahren zum Entfernen von unzulänglich an den Untergrund gekoppelten Antworteigenschaften in seismischen SignalenInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft seismische Sensoren, insbesondere eine Verbesserung der Kopplungsantwort eines mehrachsigen seismischen Sensors oder eines Geofons, das auf einem Gewässerboden aufgebaut ist, mit spezieller Berücksichtigung des Sensors, dessen Empfindlichkeitsachse räumlich entlang der Querrichtungsachse polarisiert ist.
- Obwohl die Grundprinzipien seismischer Erkundung gut bekannt sind, wird nun eine kurze zusammenfassende Erläuterung der geophysikalischen Probleme angegeben, die durch diese Erfindung zu berücksichtigen sind.
- Es ist auf die Fig. 1 Bezug zu nehmen, in der eine auf dem Boden 12 eines Gewässerkörpers 14 (das z. B. der offene Ozean, ein See, eine Bucht, ein Fluss, ein Wasserspeicher sein kann) verlegte Linie seimischer Wandler 100, 10&sub1;, 10&sub2;, 10n (s = 3, 4, ..., n; wobei n eine große ganze Zahl ist) dargestellt ist, die mit einem gewünschten Abstand, wie einem solchen von 25 Metern, beabstandet verlegt sind. Zu den Zwecken dieser Offenbarung sind die Wandler mehrachsige, bewegungsempfindliche Bauteile. In dieser Offenbarung sind die Begriffe "Sensor", "Empfänger", "Geofon" synonym. Die Begriffe bezeichnen einen mechanischen Bewegungswandler, der eine Teilchengeschwindigkeit misst. Er ist auch von einem Hydrofon zu unterscheiden, das ein Druckwandler ist.
- Die Sensoren sind mechanisch und elektrisch mit einem Ozeanbodenkabel 16 verbunden, dessen eines oder beide Enden durch eine Boje, wie 18, an der Wasseroberfläche 11 markiert sind. In der Praxis kann das Kabel 16 Hunderte oder Tausende Fuß (1 Fuß = 30,48 cm) lang sein, und es können Hunderte von Sensoren an ihm angebracht sein. Für 3D-Gebietsüberwachung kann eine Anzahl von Kabeln parallel zueinander in einem breiten Streifen verlegt sein.
- Im Allgemeinen werden die Kabel und Sensoren durch ein Kabel-Tenderschiff über das zu überwachende Gebiet ausgelegt. Zu einem etwas späteren Zeitpunkt besucht ein Dienstschiff, wie 20, spezifizierte Stationen und nimmt eines oder mehrere Kabel, wie 16, deren Enden durch Bojen, wie dargestellt, ausgeflaggt sind, vom Gewässerboden auf. Das Kabel 16 beinhaltet eine Anzahl von intern angebrachten Kommunikationskanälen (nicht dargestellt), die elektrisch, optisch oder in einigen Fällen als Ethernet arbeiten können, um die Sensorausgangssignale an digitale Aufzeichnungs- und Datenverarbeitungskanälen irgendeiner gut bekannten Art (nicht dargestellt) im Schiff 20 zu übertragen. Das Schiff 20 ist mit einer Präzisions-Navigationseinrichtung, wie einem GPS-Empfänger ausgerüstet, und es kann eine Sekundärradar- Anlage 22 aufweisen, die bereichsmäßig auf einen Radarreflektor 24 gerichtet wird, der an einer Endboje 18 am anderen Ende des Kabels 16 angebracht ist.
- An ausgewählten Schussstellen, die durch ein ganzzahliges Vielfaches der Sensorabstände voneinander beabstandet sein können, wird eine akustische Schallquelle abgefeuert. Die Quelle 26 strahlt Wellenfelder, wie sie allgemein bei 28 und 30 dargestellt sind, ab, um unter der Oberfläche befindliche Erdschichten, wie 32, zu beschallen, von wo das Wellenfeld als reflektiertes Wellenfeld 34 zur Oberfläche hin rückreflektiert wird. Die Sensoren 10s fangen die mechanischen Erdbewegungen auf, setzen diese Bewegungen in elektrische Signale um und senden diese Signale über die Kommunikationskanäle an die Aufzeichnungseinrichtung im Schiff 20.
- Ein Wellenfeld kann sich entlang eines direkten Laufpfads, wie 36, oder entlang Reflexionsstrahl-Laufpfaden, wie 38, 38' und 38", zu den jeweiligen Sensoren 10s ausbreiten. Die aufgezeichneten Daten werden in Form von Bahnen auf einer Zeitskala, eine Bahn pro Sensor/Schuss, wiedergegeben. Eine Sammlung zeitbezogener Bahnen, die sich aus der Aktivierung einer einzelnen Quelle (einem Schuss) ergeben, die mehrere Empfänger beschallt, wie in der Fig. 1, bildet eine gemeinsame Quellensammlung. Andererseits bildet, gemäß der Fig. 5, eine Sammlung zeitbezogener Bahnen, wie in einem einzelnen Sensor 10s nach Beschallung durch mehrere beabstandete Schüsse 26, 26', 26" aufgezeichnet, eine gemeinsame Empfängersammlung. Der Raum zwischen einem Schussort und dem Oberflächeneindruck, 27, des Sensors 10s ist der Versatz.
- Typischerweise belegt das Schiff 20 bei 3D-Operationen einen zentralen Ort, der mit mehreren Empfängern verbunden ist, während ein zweites Schussschiff (nicht dargestellt), die jeweils spezifizierten Überwachungsstationen tatsächlich besucht, um gemeinsame Empfängersammlungen zu erzeugen. Diese Vorgehensweise ist bei 3D tatsächlich erforderlich, da die Überwachungsstationen über ein zweidimensionales Gebiet verteilt sind, anstatt dass sie auf eine einzelne Linie des Profils beschränkt wären.
- Die Fig. 2 ist eine röntgenähnliche Nahansicht eines mehrachsigen Bewegungssensors 10s. Die Empfindlichkeitsachsen können vertikal sein, Einheit 40; in der Längsrichtung, Einheit 42; in der Querrichtung, Einheit 44. Im Allgemeinen reagieren die zwei horizontal polarisierten Sensoren vorzugsweise auf Scherwellen, und der vertikale Sensor reagiert auf Druckwellen. In einigen Fällen kann ein zweiaxiales Instrument dazu verwendet werden, nur Scherwellen zu erfassen, wobei die Sensoreinheiten richtungsmäßig entlang rechtwinkligen Achsen x und y polarisiert sind. Die mehrachsigen Einheiten sind gebräuchlicherweise in einem einzigen Gehäuse untergebracht und intern kardangelagert, um automatisch entlang ihren zueinander rechtwinkligen Achsen ausgerichtet zu werden, nachdem sie auf dem Meeresboden deponiert sind. Aus guten und ausreichenden Gründen ist das die Sensorkomponenten enthaltende Gehäuse im Allgemeinen zylindrisch. Das Kabel 16 ist relativ schwer. Das am Vorder- und Hinterende des Sensorgehäuses befestigte Kabel 16 hält den mehrachsigen Bewegungssensor fest am Meeresboden 12. Die Längsrichtungseinheit 42 ist gut mit dem Meeresboden 12 gekoppelt, da sie in der Richtung des Kabels 16 ausgerichtet ist. In dieser Richtung ist die Kontaktfläche mit dem Meeresboden relativ groß. Dies gilt nicht für die Querrichtungseinheit.
- Die Fig. 3 ist ein röntgenmäßiger Querschnitt eines mehraxialen Sensors 10s entlang einer Linie 3-3', wobei zum Schiff 20 zurückgeblickt wird. Wegen seiner zylindrischen Form rollt das Gehäuse 10s nicht nur von einer Seite zur anderen, wie es durch gekrümmte Pfeile 46 dargestellt ist, sondern Wasserströme und andere Störungen können dafür sorgen, dass sich der Sensor in der Querrichtung seitwärts verschiebt, wie es durch Pfeile 48, 48' dargestellt ist. Diese Störungen beeinflussen die Längsrichtungseinheiten wegen ihrer jeweiligen Polarisationen nicht, jedoch führen sie zu schwerwiegenden Störungen bei den Querachsensignalen.
- Die Fig. 4 zeigt einen mehrachsigen Sensor 10s, gesehen entlang einer Linie 4-4' in der Fig. 2. Auf diese Figur wird später erneut Bezug genommen.
- Ein an Meeresbodenkabeln verwendetes Geofon ist ein schwingendes Federmassensystem. Wenn perfekte Kopplung angenommen wird, kann die Übertragungsfunktion eines Geofons mittels der Dämpfung η der Resonanz- oder Eigenfrequenz ω und des Phasenwinkels φ in Reaktion auf eine eingegebene Stufenfunktion beschrieben werden. Üblicherweise werden Geofone bei ungefähr 0,7 des kritischen Werts bei einer Resonanzfrequenz von ungefähr 10-20 Hz gedämpft. Wenn die Verwendung eines Geschwindigkeitsmessers unter der Eigenfrequenz angenommen wird, beträgt die Dämpfungsrate 12 dB pro Oktave; gut oberhalb der Eigenfrequenz ist die Antwort innerhalb des nutzbaren seismischen Frequenzbands im Wesentlichen konstant. Die Phasenantwort kann unterhalb der Resonanzfrequenz nichtlinear sein, und sie eilt über diesem Wert um ungefähr 90º hinter dem eingegebenen vorübergehenden Signal nach. Andere Signalverzerrungen können den Sensorausgangssignalen wegen der jeweiligen Übertragungsfunktioncharakteristiken der Datenübertragungskanäle und der Datenverarbeitungseinrichtung überlagert sein.
- Selbstverständlich können instrumentelle Antwortparameter auf Grundlage der Designkriterien vorhergesagt werden. Jedoch kann eine Antwort aus unvollkommener Erdekopplung nicht vorhergesagt werden. Mehrachsige seismische Sensoren sind zur Verwendung bei Überwachungsvorgängen für Scherwellen wesentlich; z. B. werden Längsrichtungs- und Querrichtungs-Scherwellen aufgelöst, um den Azimut eines im Wesentlichen vertikal verlaufenden Formationsbruchs zu messen. Es ist ersichtlich, dass dann, wenn die Sensorantwort in der Querrichtung relativ zur Sensorantwort in der Längsrichtung verzerrt ist, die sich ergebende Azimutbestimmung fehlerhaft ist. Operationen zur Rohstofferschließung, die auf fehlerhaften Daten beruhen, erfahren das Schicksal einer wirtschaftlichen Katastrophe.
- Ein Verfahren zum Korrigieren einer schlechten Kopplung einer Ausmesssonde in einem Bohrloch ist in einer Veröffentlichung von J. E. Gaiser et al. mit dem Titel "Vertical Seismic Profile Sonde Coupling", veröffentlicht in Geophysics, N. 53, S. 206-214, 1988 beschrieben. Jedoch ist dieses Verfahren nicht direkt auf seismische 3D-Erkundung anwendbar. Es besteht seit langem Bedarf an einem Verfahren zum Messen und Unterdrücken einer Signalverzerrung, die einer schlechten Wasserbodenkopplung einer der Komponenten eines an einem Kabel angebrachten, mehrachsigen Sensors zuschreibbar ist.
- Hier handelt es sich um ein Verfahren zum Beseitigen unzulänglicher Grundkopplungsantwort-Eigenschaften aus seismischen Signalen aufgrund einer unvollkommenen Grundkopplung eines seismischen Empfängers, der in der Querrichtung in Bezug auf einen gut gekoppelten, ebenfalls positionierten, in der Längsrichtung polarisierten seismischen Empfänger polarisiert ist. Entlang einem vorab ausgewählten Quelle-Empfänger-Bahnvektor werden mehrere seismische Signalwellenzüge in der Längsrichtung, die von einem Längsrichtungsempfänger herrühren, zu einer ersten gemeinsamen Empfängerbahnsammlung zusammengesetzt. In ähnlicher Weise werden mehrere seismische Wellenzüge in der Querrichtung, die von einem seismischen Empfänger herrühren, der gemeinsam mit dem Längsrichtungsempfänger positioniert ist, in einer zweiten gemeinsamen Empfängerbahnsammlung gesammelt. Jeder der seismischen Signalwellenzüge, wie sie in der ersten bzw. zweiten gemeinsamen Empfängerbahnsammlung vorhanden sind, wird in der Zeitdomäne automatisch korreliert, um für mehrere Autokorrelationen in der Längs- und der Querrichtung zu sorgen. Die jeweiligen Längsrichtungs-Autokorrelationen werden auf den Einheitswert normiert, und die jeweiligen Querrichtungs-Autokorrelationen werden auf die entsprechenden Längsrichtungs-Autokorrelationen normiert. Die normierten Querrichtungs-Autokorrelationen werden skaliert, um den Unterschied zwischen der Querrichtungs-Polarisationsrichtung und dem vorab ausgewählten Quelle-Empfänger-Bahnvektor zu kompensieren. Die normierten Längsrichtungs- Autokorrelationen und die normierten, skalierten Querrichtungs-Autokorrelationen werden gemittelt, und die Mittelwerte werden in die Frequenzdomäne transformiert, um Längsrichtungs- und Querrichtungs-Amplitudenspektren zu definieren. Die Querrichtungs-Autokorrelation wird durch die Längsrichtungs-Autokorrelation entfaltet, um einen Kopplungs-Entfaltungsoperator zu definieren. Der Kopplungs-Entfaltungsoperator wird auf die in der gemeinsamen Querrichtungs-Empfängerbahnsammlung vorhandenen seismischen Signalwellenzüge angewandt, um die unvollkommene Grundkopplungs-Antwortcharakteristik aus den Querrichtungs-Empfängersignalen zu beseitigen.
- Verschiedene Gesichtspunkte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen weiter beispielhaft angegeben.
- Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese realisiert wird, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
- Fig. 1 ist eine herkömmliche Ansicht eines Schiffs, das ein Ozeanbodenkabel bedient, an dem mehrere mehrachsige Sensoren angebracht sind;
- Fig. 2 ist ein röntgenmäßiger Querschnitt eines dreiachsigen seismischen Sensors;
- Fig. 3 ist eine Stirnansicht des dreiachsigen seismischen Sensors;
- Fig. 4 ist eine Ansicht des dreiachsigen Sensors der Fig. 2 von oben gesehen;
- Fig. 5 veranschaulicht das Konzept gemeinsamer Empfängersammlungen;
- Fig. 6 ist ein Anzeigefeld, das eine Längsrichtungssammlung seismischer Signale im Vergleich mit einer Querrichtungssammlung seismischer Signale zeigt, wobei sich die Effekte schlechter Querrichtungs-Grundkopplung zeigen;
- Fig. 7 sind die Amplitudenspektren der Längsrichtungs- und der Querrichtungs-Autokorrelation;
- Fig. 8 zeigt das Verhältnis zwischen der Längsrichtungs- und der Querrichtungsantwort und dem am besten passenden Schätzwert für die Kopplungsantwort;
- Fig. 9 zeigt die Phasenantwort des am besten passenden Schätzwerts aus der Fig. 8; und
- Fig. 10 zeigt das Anzeigefeld der Fig. 6 nach Kompensation der unvollkommenen Grundkopplungsantwort des Querrichtungsempfängers.
- Es ist ein Entfaltungsoperator erwünscht, der ein Empfänger-konsistentes Modell eines gedämpften Schwingungssystems erzeugt, das die Querrichtungsgeofon-Kopplung zum Meeresboden relativ zu der eines (theoretisch) perfekt gekoppelten Längsrichtungssensors am besten beschreibt. Die Kopplungsantwort wird dann aus den Querrichtungssignalen entfernt. Es wird angenommen, dass die instrumentellen Antworteigenschaften für beide Empfänger gemeinsam gelten und für die Zwecke dieser Offenbarung keine Rolle spielen.
- In einer ersten Empfängerstation wird eine erste gemeinsame Empfängersammlung seismischer Signalbahnen von einem Längsrichtungsempfänger zusammengestellt, xs, und eine zweite gemeinsame Empfängersammlung seismischer Signalbahnen wird von einem gemeinsam positionierten Querrichtungsempfänger zusammengestellt, ys. Die Signale rühren von vielen Quellenstationen her, die gebietsmäßig über das dreidimensionale Volumen des interessierenden Bereichs verteilt sind.
- Die Fig. 6 ist ein Anzeigefeld, das erste und zweite (von links her gezählt) gemeinsame Bahnsammlungen für die Längsrichtung und dritte und vierte gemeinsame Bahnsammlungen für die Querrichtung zeigt. Die erste und die dritte sowie die zweite und die vierte Sammlung sind gemeinsam positioniert. In den Querrichtungssammlungen sind die als Erstes eintreffenden Signale stark gedämpft, und es ist eine abklingende Interferenz hoher Amplitude von 20 Hz vorhanden. Die Interferenz von 10 Hz beruht vermutlich auf unvollkommener Erdkopplung.
- Es werden Quelle-Empfänger-Datenpaare mit einem Quelle-Empfänger-Bahnvektor entlang einem Azimut, der ungefähr 45º, ± etwas an Winkeltoleranz, zur wechselseitigen axialen Ausrichtung der beiden horizontal polarisierten Empfänger beträgt, ausgewählt, wie es durch die Vektoren 52 oder 54 in der Fig. 4 dargestellt ist. Diese Daten sollten daher in beiden Komponenten im Wesentlichen gleiche Signalpegel aufweisen. Es ist bevorzugt, dass mehrere verschiedene Quelle-Empfänger-Versätze, wie von 0,0-500 Meter über ein gewisses vorab ausgewähltes Reflexionszeitfenster, wie 3,0 Sekunden, gezählt ab den ersten Stoßwellen, verwendet werden.
- Eine Autokorrelation der Quelle-Empfänger-Bahnpaare für die Längsrichtung in der gemeinsamen Empfängersammlung liefert Folgendes:
- φxx(τ) = xs(t)xs(t + τ)/ xs(t)² (1)
- In ähnlicher Weise führt eine Autokorrelation der Quelle-Empfänger-Bahnpaare in der Querrichtung zu Folgendem:
- φyy(τ) = ys(t)ys(t + τ)/ xs(t)² (1)
- wobei die Längsrichtungs-Autokorrelationen auf die Einheitsgröße normiert sind und jede Querrichtungs-Autokorrelation relativ zu ihren Längsrichtungsbegleitern normiert ist. T ist die Länge des Zeitfensters, T ist die Phasennacheilung, und xs, ys sind die Bahngruppekennungen für die Längsrichtungs- und die Querrichtungsbahn. Die Querrichtungsantworten müssen durch einen Skalierungsfaktor χ ausgeglichen werden, um den Pegel des in der Querrichtung gestrahlten Signals zu korrigieren:
- χ = 1/tan(θs - θx) (3)
- wobei Θs der Quelle-Empfänger-Azimut ist und Θx die Ausrichtung des Längsrichtungsempfängers ist. Die durch χ skalierten Autokorrelationen φyy und die Längsrichtungs-Autokorrelationen φxx werden dann zu Φxx und Φyy gemittelt. Φxx repräsentiert einen Schätzwert für die Quelle-Empfänger-Antwort,
- wobei es sich um Multipel der Geologischen handelt und der Erdedämpfung handelt. Die Antwort Φyy ist für im Wesentlichen dieselben Parameter repräsentativ, wobei die Kopplungsantwort in der Querrichtung hinzugefügt ist.
- Die gemittelten Antwortfunktionen werden in die Frequenzdomäne transformiert, um für Längsrichtungs- und Querrichtungs-Amplitudenspektren zu sorgen, wie sie in der Fig. 7 dargestellt sind, wobei die fette Kurve die Querrichtungsantwort zeigt. Das spektrale Verhältnis der gemittelten Querrichtungsantwort zur gemittelten Längsrichtungsantwort, in der Frequenzdomäne, ist in der Fig. 8 als schwache Kurve dargestellt. Diese Kurve wurde dadurch berechnet, dass die Querrichtungsantwort in der Zeitdomäne mittels der Längsrichtungsantwort entfaltet wurde. Genauer gesagt, ist der Entfaltungsvektor das Inverse von Φxx, so dass sich beim Falten mit Φxx bei dieser Operation ein Impuls ergibt. Das Falten dieses Operators mit Φyy führt nach Transformation in die Frequenzdomäne zur dünnen Kurve der Fig. 8. Wenn die gemittelte Querrichtungsantwort Φyy mit Φxx identisch wäre, wäre diese Antwortfunktion ein Impuls mit ansonsten flachem Antwortspektrum. Die Entfaltung könnte selbstverständlich mit individuellen Datenpaaren statt für den Mittelwert der Paare ausgeführt werden, falls dies erwünscht wäre.
- Es ist nun erforderlich, die mechanischen Kopplungsparameter eines gedämpften Schwingungssystems zu bestimmen, das am besten zum beobachteten Spektrum passt. Die Parameter sind die Resonanz- oder Eigenfrequenz ω&sub0; und der Dämpfungsparameter η, die durch eines von einer Anzahl gut bekannter Verfahren bestimmt werden können, von denen hier eines beispielhaft, jedoch nicht zur Beschränkung, angegeben ist. Das die Kopplungsantwort beschreibende gedämpfte Schwingungssystem kann die folgende Form einnehmen:
- wobei ω die Winkelfrequenz und i = -1 gilt. Es kann gezeigt werden, dass Folgendes gilt:
- wobei Ω&sub0; die Frequenz ist, bei der der Spitzenwert in der Fig. 8 auftritt. Das Einsetzen von (5) in (4) bei der Spitzenfrequenz, bei der ω = Ω&sub0; gilt, und nach etwas algebraischer Manipulation, kann gezeigt werden, dass Folgendes gilt:
- wobei Φ (Ω&sub0;) und Φ (0) die Werte des Frequenzspektrums der gemittelten Autokorrelationen nach Entfaltung bei der maximalen Frequenz bzw. Gleichspannung sind.
- Die Gleichung (6) wird für η iterativ gelöst, wobei die linke Seite in (6) größer als 1 ist. Wenn η in (5) eingesetzt wird, ergibt sich ω&sub0;. Die fette Kurve in der Fig. 8 ist die am besten angepasste gedämpfte Schwingungsantwort für ω&sub0; und η.
- Der Entfaltungsoperator wird, durch Unterteilung in der Frequenzdomäne, auf alle Geofonsignalbahnen in der Querrichtung für eine spezielle Empfängerstation angewandt. Die Fig. 10 zeigt die Ergebnisse. Die Längsrichtungssignale sind unverändert, jedoch ist die Schwingungsantwort von 20 Hz aus dem Datenanzeigefeld für die Querrichtung beseitigt. Die Phaseneffekte der Querrichtungs-Kopplungsantwort, wie in der Fig. 9 dargestellt, sind beseitigt. Die als Erstes eintreffenden vorübergehenden Signale im Anzeigefeld für die Querrichtung sind verstärkt.
- Die Erfindung wurde beispielhaft mittels gewisser Spezifizierung, jedoch nicht zur Beschränkung, beschrieben. Der Fachmann entwirft zu den hier angegebenen Beispielen offensichtliche Variationen, jedoch fallen diese in den Schutzumfang der Erfindung.
Claims (3)
1. Verfahren zum Entfernen unzulänglicher
Grundkopplungsantwort-Eigenschaften aus seismischen Signalen, die auf einem in einer Querrichtung
polarisierten unvollkommen gekoppelten seismischen Empfänger (44) relativ
zu einem in einer Querrichtung polarisierten, gut gekoppelten, ebenfalls
positionierten seismischen Empfänger (42) beruhen, umfassend:
- Zusammensetzen, entlang einem vorab ausgewählten
Quelle-Empfänger-Bahnvektor, mehrerer seismischer Signalwellenzüge für die Längsrichtung, die
von einem ausgewählten seismischen Längsrichtungsempfänger herrühren, in
einer ersten gemeinsamen Empfängersammlung, und Zusammenstellen mehrerer
seismischer Signalwellenzüge für die Querrichtung, die von einem gemeinsam
positionierten Querrichtungsempfänger herrühren, in einer zweiten
gemeinsamen Empfängersammlung;
- individuelles Autokorrelieren, in der Zeitdomäne, jedes der seismischen
Signalwellenzüge in der ersten bzw. zweiten gemeinsamen Empfängersammlung
zum Erzeugen mehrerer Längsrichtungs- und Querrichtungs-Autokorrelationen;
- Normieren der jeweiligen Längsrichtungs-Autokorrelationen auf den
Einheitswert und Normieren der jeweiligen Querrichtungs-Autokorrelationen auf
die entsprechenden Längsrichtungs-Autokorrelationen;
- Skalieren der normierten Querrichtungs-Autokorrelationen zum Kompensieren
der Differenz zwischen der Richtung der Querrichtungskompensation und dem
vorab ausgewählten Quelle-Empfänger-Bahnvektor;
- Mitteln der normierten Längsrichtungs-Autokorrelationen und der
normierten, skalierten Querrichtungs-Autokorrelationen und Transformieren
derselben in die Frequenzdomäne, um Längsrichtungs- und
Querrichtungs-Amplitudenspektren zu definieren;
- Entfalten der Querrichtungs-Autokorrelation durch die Längsrichtungs-
Autokorrelationen, um einen Kopplungs-Entfaltungsoperator zu definieren;
und
- Anwenden des Kopplungs-Entfaltungsoperators auf die seismischen
Signalwellenzüge für die Querrichtung in der gemeinsamen Empfängersammlung für
die Querrichtung, um diese Signale hinsichtlich der unvollkommenen
Grundkopplungsantwort-Eigenschaften aufgrund der Querrichtungsempfänger zu
kompensieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Quelle-Empfänger-Bahnvektor so
ausgewählt wird, dass die Signalpegel der Längsrichtungs- und der
Querrichtungs-Autokorrelationen außer hinsichtlich Effekten auf die Signale
aufgrund des Unterschieds bei den Grundkopplungseigenschaften der jeweiligen
Empfänger im Wesentlichen ausgeglichen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Entfaltung durch Aufteilung in
der Frequenzdomäne bewerkstelligt wird.
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US6034923A (en) * | 1997-07-28 | 2000-03-07 | Marine Innovations, L.L.C. | Seismic sensor pod |
US6021090A (en) * | 1997-10-22 | 2000-02-01 | Western Atlas International, Inc. | Horizontal and vertical receiver-consistent deconvolution for an ocean bottom cable |
GB9812006D0 (en) * | 1998-06-05 | 1998-07-29 | Concept Systems Limited | Sensor apparatus |
US6278949B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-21 | M. Aftab Alam | Method for multi-attribute identification of structure and stratigraphy in a volume of seismic data |
AU2490300A (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-24 | Curagen Corporation | Normalization, scaling, and difference finding among data sets |
US6182015B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-01-30 | Pgs Tensor, Inc. | High fidelity rotation method and system |
GB2358247B (en) * | 2000-01-14 | 2004-02-11 | Geco Prakla | Geophone coupling |
US7599249B2 (en) * | 2003-07-21 | 2009-10-06 | Westerngeco L.L.C. | Cable motion detection |
GB2404736B (en) * | 2003-08-01 | 2006-01-04 | Westerngeco Seismic Holdings | Determination of geophone coupling |
US7092824B2 (en) * | 2003-10-20 | 2006-08-15 | Ascend Geo Llp | Methods and systems for interactive investigation of geophysical data |
US8542556B2 (en) * | 2011-03-18 | 2013-09-24 | Thomas E. Owen | Directional seismic sensor array |
FR2990028B1 (fr) * | 2012-04-25 | 2014-05-16 | Kietta | Acquisition de donnees sismiques |
FR3054890B1 (fr) | 2016-08-02 | 2019-07-05 | Kietta | Controle de la position horizontale d’un cable sismique |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4783770A (en) * | 1985-03-18 | 1988-11-08 | Conoco Inc. | Method of three-component reflection seismology |
EG19158A (en) * | 1989-08-25 | 1996-02-29 | Halliburton Geophys Service | System for attenuation of water-column reverberation |
US5163028A (en) * | 1991-09-27 | 1992-11-10 | Halliburton Geophysical Services, Inc. | Method for correcting impulse response differences of hydrophones and geophones as well as geophone coupling to the water-bottom in dual-sensor, bottom-cable seismic operations |
-
1997
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