NO345787B1 - Fjerning av støy fra en seismisk måling - Google Patents

Description

FJERNING AV STØY FRA EN SEISMISK MÅLING

BAKGRUNN

[001] Oppfinnelsen angår generelt å fjerne støy fra en seismisk måling.

[002] Seismiske undersøkelser innebærer å kartlegge hydrokarbonforekomster i underjordiske geologiske formasjoner. En kartlegging innebærer vanligvis å utplassere seismiske kilde(r) og seismiske sensorer på forhåndsbestemte steder. Kildene danner seismiske bølger, som forplanter seg inn i de geologiske formasjonene og lager trykkforandringer og vibrasjoner underveis. Forandringer i de elastiske egenskapene til den geologiske formasjonen sprer de seismiske bølgene, og endrer forplantningsretningen deres og andre egenskaper. En del av energien som sendes ut av kildene kommer frem til de seismiske sensorene. Noen seismiske sensorer er følsomme overfor trykkforandringer (hydrofoner), andre overfor partikkelbevegelse (f.eks. geofoner og/eller akselerometre), og ved industriell kartlegging kan det bli utplassert bare én eller begge typer sensor. Basert på de detekterte seismiske hendelsene genererer sensorene elektriske signaler for å produsere seismiske data. Så kan analyser av de seismiske dataene vise nærvær eller fravær av sannsynlige posisjoner for hydrokarbonforekomster.

[003] Noen kartlegginger er kjent som "marine" kartlegginger siden de utføres i marine miljøer. "Marine" kartlegginger må ikke nødvendigvis bare utføres i saltvannsmiljø, men også i ferskvann og brakkvann. I én type marin kartlegging, med såkalte "slepeantenner", slepes en rekke kilder og kabler med seismiske sensorer bak et kartleggingsfartøy.

[004] US5740036A beskriver en fremgangsmåte og et system for interaktiv anvendelse av wavelet-transformasjon og filteroperasjoner på digitale data som tilsvarer geologiske målinger.

[005] US2003176975A1 beskriver et seismisk signal er representert som en kombinasjon av et geologisk signal og et støysignal. Representasjonen av det seismiske signalet brytes ned i en lineær kombinasjon av ortonormale komponenter. En eller flere komponenter er identifisert der det geologiske signalet og støysignalet ikke er korrelert. Støysignalet utvides som et produkt av et ukjent støyamplitudemodulasjonssignal og et kjent støyromlig periodisitetssignal ved de identifiserte komponentene.

OPPSUMMERING

[006] I én utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter en metode å dekomponere et signal som utledes fra en seismisk datasamling til mange signaler slik at signal forbindes med hvert sitt frekvensbånd. For hvert av de mange signalene innbefatter metoden å utføre følgende: å dekomponere signalet til delbånd i suksessive trinn, der delbåndene i det minste forbindes med forskjellige frekvensområder av signalet; å bruke adaptiv støydemping selektivt mellom de suksessive trinnene slik at trinnene dekomponerer støydempede delbånd, og å rekonstruere signalet fra delbåndene som oppstår ved dekomponeringen. Fremgangsmåten innbefatter å kombinere de rekonstruerte signalene.

[007] Fordeler og andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå fra de følgende tegningene, beskrivelsen og kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[008] Fig. 1 er et skjematisk diagram av et marinbasert seismisk datainnsamlingssystem i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[009] Fig. 2 er en illustrasjon av en reaksjon på et romlig lavpassfilter i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[010] Fig. 3 er et plott som viser et grensebølgetall for filteret i fig.2 som en funksjon av frekvensen i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[011] Fig. 4 er et plott av en overgangsbåndbredde for filteret i fig. 2 som en funksjon av frekvensen i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0012] Fig. 5 er et plott av en filterlengde for filteret i fig. 2 som en funksjon av frekvensen i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0013] Fig. 6, 7 og 17 er flytdiagrammer som viser metoder for å filtrere et signal som utledes fra en seismisk innsamling romlig i henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen.

[0014] Fig. 9 er en illustrasjon av energifordelingen til et todimensjonalt seismisk signal i frekvens-bølgetalldomenet i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0015] Fig. 8, 10, 12, 13, 14, 18, 19, 21 og 22 er flytdiagrammer som viser flerskalastøydemping i henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen.

[0016] Fig. 11 er et plott som illustrerer en frekvens mot bølgetall-karakteristikk for et romlig filter av variabel lengde i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0017] Fig. 15 er et skjematisk diagram av et databehandlingssystem i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0018] Fig. 16 er et flytdiagram som viser en metode for å dempe kantvirkning som følge av filtrering i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

[0019] Fig. 20 er et skjematisk diagram av et system for seismisk innsamlingsbehandling i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0020] Fig. 1 avbilder en utførelsesform 10 av et marinbasert seismisk datainnsamlingssystem i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen. I systemet 10 sleper et kartleggingsfartøy 20 én eller flere seismiske kabler 30 (en eksempelkabel 30 som avbildet i fig. 1) bak fartøyet 20. I et ikke-begrensende eksempel kan kablene 30 anordnes i et spredt felt der flere kabler 30 slepes omtrent ved det samme planet i samme dybde. Som et annet ikke-begrensende eksempel, kan kablene slepes i flere dybder, som for eksempel i et over-/underspredt felt.

[0021] De seismiske kablene 30 kan være flere tusen meter lange og kan inneholde forskjellige støttefunksjonskabler (ikke vist), så vel som ledninger og/eller kretser (ikke vist) som kan brukes til å støtte kommunikasjonen langs kablene 30. Generelt innbefatter hver kabel 30 en hovedkabel der det er montert seismiske sensorer som tar opp seismiske signaler. Kablene 30 inneholder seismiske sensorenheter 58, som i henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen innbefatter flerkomponentssensorer. Hver flerkomponentssensor kan detektere et trykkbølgefelt og minst én komponent av en partikkelbevegelse som forbindes med akustiske signaler i nærheten av sensoren.

Eksempler på partikkelbevegelser innbefatter én eller flere komponenter av en partikkelforflytning, én eller flere komponenter (langsgående- (x), tverrlinje- (y) og loddrette (z)-komponenter (se aksene 59, for eksempel)) av en partikkelhastighet og én eller flere komponenter av en partikkelakselerasjon.

[0022] Avhengig av den bestemte utførelsesformen av oppfinnelsen, kan den seismiske flerkomponentsensoren innbefatte én eller flere hydrofoner, geofoner, partikkelforflytningssensorer, partikkelhastighetssensorer, akselerometre, trykkgradientsensorer eller kombinasjoner av disse.

[0023] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan for eksempel en bestemt seismisk sensorenhet 58 innbefatte minst én partikkelbevegelsessensor 70 som har til formål å måle en komponent av en partikkelbevegelse langs en spesielt følsom akse 59 (for eksempel, x-, y- eller z-aksen). Som et mer konkret eksempel, kan den seismiske sensorenheten 58 innbefatte en partikkelhastighetssensor som er innrettet til å oppta en måling av en partikkelhastighet langs dybde-, eller z-aksen, en partikkelhastighetssensor for å oppfatte et partikkelhastighet langs tverrlinjen, eller yaksen; en partikkelhastighetssensor for å oppfatte en partikkelhastighet langs den langsgående aksen eller x-aksen; flere partikkelhastighetssensorer for å oppfatte partikkelhastigheter langs alle tre aksene (x, y og z), osv. Alternativt kan partikkelbevegelsessensoren(e) i andre utførelsesformer av oppfinnelsen oppfatte en annen partikkelbevegelse enn hastighet (for eksempel en akselerasjon) for hver seismiske sensorenhet 58.

[0024] Det må bemerkes at i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan hver seismiske sensorenhet 58 inneholde en enkeltkomponentsensor, som for eksempel en trykksensor. Altså kan man tenke seg mange variasjoner som ligger innenfor omfanget av de vedlagte patentkravene.

[0025] I tillegg til de seismiske sensorenhetene 58, innbefatter det marine seismiske datainnsamlingssystemet 10 også én eller flere seismiske kilder 40 (et eksempel på en seismisk kilde 40 er vist i fig.1), som for eksempel luftkanoner eller lignende. I noen utførelsesformer ifølge oppfinnelsen kan de(n) seismiske kilden(e) 40 koples til, eller slepes av, kartleggingsfartøyet 20. I andre utførelsesformer ifølge oppfinnelsen kan de(n) seismiske kilden(e) 40 alternativt operere uavhengig av kartleggingsfartøyet 20, ved at kilden(e) 40 kan koples til andre fartøy eller bøyer, for å nevne bare noen få eksempler.

[0026] Når de seismiske kablene 30 slepes etter kartleggingsfartøyet 20, danner de(n) seismiske kilden(e) 40 akustiske signaler 42 (et eksempel på akustisk signal 42 er vist i fig. 1), ofte omtalt som "skudd", som rettes nedover gjennom en vannsøyle 44 til lagene 62 og 68 under bunnflaten av vannet 24. De akustiske signalene 42 reflekteres fra de ulike underjordiske geologiske formasjonene, som en eksempelformasjon 65, som er avbildet i fig. 1.

[0027] De innfallende akustiske signalene 42 som lages av de(n) seismiske kilden(e) 40 danner tilsvarende reflekterte akustiske signaler eller trykkbølger 60, som registreres av de seismiske sensorene i den seismiske sensorenheten 58. Det må bemerkes at trykkbølgene som mottas og registreres av de seismiske sensorene innbefatter både "oppovergående" trykkbølger som forplanter seg til sensorene uten refleksjon, og "nedovergående" trykkbølger som dannes ved refleksjon av trykkbølgene 60 fra en luft-/vanngrense eller fri overflate 31.

[0028] De seismiske sensorene til de seismiske sensorenhetene 58 danner signaler (for eksempel digitale signaler), kalt "spor", som indikerer de innsamlede målingene av trykkbølgefeltet og partikkelbevegelse. Sporene registreres og kan i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen i det minste delvis behandles av en signalbehandlingsenhet 23 som utplasseres på undersøkelsesfartøyet 20. En bestemt seismisk sensorenhet 58 kan f.eks. danne et spor, som svarer til et mål for et trykkbølgefelt med hydrofonen sin, og den seismiske sensorenheten 58 kan (avhengig av den bestemte utførelsesformen av oppfinnelsen) gi én eller flere komponenter av partikkelbevegelsen.

[0029] Målet med den seismiske innsamlingen er å bygge opp et bilde av et kartleggingsområde for å identifisere underjordiske geologiske formasjoner, som den geologiske eksempelformasjonen 65. Deretter kan analyser av representasjonen avsløre sannsynlige steder for hydrokarbonforekomster i underjordiske geologiske formasjoner. Den aktuelle utførelsesformen av oppfinnelsen avgjør om deler av analysen av representasjonen kan gjennomføres på det seismiske kartleggingsfartøyet 20, som ved signalbehandlingsenheten 23. I henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan representasjonen behandles av et databehandlingssystem som for eksempel kan være plassert på land eller på fartøyet 20.

[0030] En gitt seismisk måling inneholder både ønsket seismisk informasjon og støy. I den følgende omtalen representeres den seismiske målingen av et signal som inneholder både den ønskede seismiske signalkomponenten (dvs. komponenten som indikerer en trykk- eller partikkelbevegelsesmåling), og en støykomponent. Signalet kan dannes av rådata som samles inn direkte fra de seismiske sensorene, eller av data som dannes ved en viss behandling av rådataene, avhengig av den aktuelle utførelsesformen av oppfinnelsen. Uansett om signalet anskaffes direkte av de seismiske sensorene eller ikke, regnes signalet for å være avledet fra en seismisk datainnsamling i sammenheng med denne søknaden. Metoder og systemer for romlig filtrering og metoder basert på adaptive støydempningsmetoder er beskrevet her med formål å fjerne eller dempe støykomponenten for derved å gjenopprette den seismiske signalkomponenten.

[0031] Som et mer konkret eksempel kan signalet fra en seismisk innsamling inneholde en seismisk signalkomponent med forholdsvis lav frekvens. I denne forbindelsen gjør bruk av ny teknologi lavfrekvente seismiske signaler viktigere, og moderne innsamlingsgeometri gjør det mulig å samle inn nyttig seismisk informasjon ved lavere frekvenser enn det som var mulig tidligere med relativt grunne slepekabler. Det lavfrekvente innholdet gir dypere inntrengning og derfor forbedret avbildning under sterkt absorberende overdekning, som basalt eller salt, mindre avhengighet av seismisk inversjon ved modellbaserte fremgangsmåter, bedre avbildning av bratte fall («steep-dip imaging»), og mer effektiv Q-estimering.

[0032] Å skille den lavfrekvente seismiske signalkomponenten fra støykomponenten kan by på flere utfordringer, siden støykomponentene og de seismiske signalkomponentene er funksjoner av frekvensen. Det innebærer at støyen er sterkere ved lavere frekvenser mens det seismiske signalet er svakere og har vesentlig større bølgelengde. Ved høyere frekvens er derimot støyen svakere, det seismiske signalet er sterkere og det seismiske signalet har kortere bølgelengde.

[0033] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan signalet filtreres romlig med et romlig lavpassfilter for å dempe i det minste litt av støyen. Generelt demper et romlig lavpassfilter signaler med relativt høyt bølgetall (kort bølgelengde) og lar signaler med forholdsvis lavt bølgetall (høy bølgelengde) slippe gjennom, som vist med en reaksjon 100 for lavpassfiltereksempelet i fig. 2. Generelt har filteret i fig.

2 et gjennomgangsbånd 102, som lar energien som er forbundet med et område av forholdsvis små bølgetall (dvs. et område med relativt lang bølgelengde) å kommuniseres gjennom filteret med forsterkningsfaktor på én eller nær én.

Gjennomgangsbåndet 102 strekker seg fra bølgetall nær null til et grensebølgetall som kalles "kco·" Filteret har også et stoppbånd 106, som strekker seg til høyere bølgetall fra et stoppbåndbølgetall som kalles "ksb·" Stoppbåndet 106 har en tilhørende stoppbåndsdemping (SBA) 105 og demper energi med større bølgetall.

[0034] Mellom gjennomgangsbåndet 102 og stoppbåndet 106 har filteret et overgangsbånd 104, som er definert mellom grensebølgetallet kco og stoppbåndbølgetallet ksb. Skarpheten til overgangsbåndet 104 er en funksjon av filterets rekkefølge eller lengde. I denne forbindelse kan et lengre filter utformes for å ha en skarpere (dvs. bråere) overgang mellom stoppbåndet 106 og gjennomgangsbåndet 102, i forhold til skarpheten i overgangen til et kortere filter.

[0035] Som et ikke-begrensende eksempel kan lavpassavstandsfilteret i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen være et FIR–filter ("Finite Impulse Response"). Noen eksempler på utformingsmetoder som kan brukes til å utforme et FIR-filter innbefatter vindusbaserte fremgangsmåter, Fourier-domenebaserte avsøkingsmetoder, vektede minste kvadraters metoder og en utformingsmetode med cauerfilter. Som et mer konkret eksempel, kan filteret i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen generelt utformes som en cauerfiltermetode som beskrevet i J.H. McClellan, T.W. Parks, and L.R. Rabiner, med tittelen "A Computer Program For Designing Optimum FIR Linear Phase Digital Filters," IEEE Transactions on Audio Electroacoustics, Vol. AU21, s. 506-526 (1973). Det bemerkes at optimalitetskriteriet i denne bestemte metoden er det maksimale avviket mellom den ønskede filterresponsen og selve filterresponsen. Dette kalles ofte minste toppverdiproblemet ("minimax-optimization") i litteraturen, fordi målet er å minimere det maksimale avviket. Det utformede filteret har samme amplitudeavvik som den ønskede responsen hos både gjennomgangsbåndet 102 og stoppbåndet 106. Den relative bølgehøyden i passbåndet 102 og stoppbåndet 106 kan kontrolleres ved å innføre vekter i utformingsproblemet. Det kan brukes andre filterutformingsmetoder i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen.

[0036] For en slept marinbasert seismisk innsamling er den tilsynelatende hastigheten for de seismiske dataene (i det felles skuddomenet) begrenset til å ligge innenfor en signalkjegle 180, som er vist i fig. 9. Med andre ord viser det ønskede seismiske signalet seg inne i signalkjeglen 180. Grensene for signalkjeglen 180 defineres av lydhastigheten i vann. I henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen kan man utforme lavpassfilteret for å dempe støyen utenfor signalkjeglen 180 ved å velge grensebølgetallet kco som følger:

lign. 1

der "f" står for frekvensen og "ν" står for den akustiske lydhastigheten i vann. I fig.3 viser et plott 110 hvordan grensebølgetallet kco varierer med frekvensen. I plottet 110 ble den akustiske lydhastigheten i vann valgt til 1500 meter per sekund (m/s), som et ikke-begrensende eksempel.

[0037] I henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen utføres den romlige filtreringen slik at det romlige lavpassfilterets rekkefølge, eller lengde (her kalt "L") varierer som en funksjon av frekvensen som filtreres, for å imøtekomme lavfrekvente seismiske signaler. Siden filterlengden L varierer som en funksjon av frekvensen, kan filteret kalles et romlig filter med variabel lengde (VLSF – "Variable Length Spatial Filter"). Som et ikke-begrensende eksempel er en måte å konstruere et VLSF på å variere overgangsbåndbredden (TBW), som er båndbredden til overgangsbåndet 104 (fig. 2), proporsjonalt med signalfrekvensen, som avbildet i et plott 116 av overgangsbåndbredden TBW i fig. 4. Som avbildet i fig. 4 begrenses "skarpheten" av filteret ved lavere frekvenser i samsvar med noen utførelsesformer av oppfinnelsen ved å definere en minimumsovergangsbåndbredde, som indikert ved referansetall 117. Det bemerkes at andre variasjoner er overveid og ligger innenfor omfanget av de vedlagte patentkravene. For eksempel kan overgangsbåndbredden i andre utførelsesformer av oppfinnelsen legges fast, og stopp-bånddempingen 105 (som er avbildet som en fast −60 dB demping i det ikke-begrensende eksempelet i fig. 2) kan varieres.

[0038] Kanten av stoppbåndet, dvs. stoppbåndbølgetallet ksb, kan defineres som summen av grensebølgetallet kco og overgangsbåndbredden TBW, som følger:

lign. 2

Lengden L av filteret som er nødvendig for å oppnå den ønskede stoppbåndsdempningen, kan beskrives som følger:

lign. 3

der "SBA" representerer stoppbåndsdempingen i desibel. Gitt variasjonen i overgangsbåndbredden TWB med frekvens, som illustrert av plottet 116 i fig.4, varierer også filterlengden L med frekvens, som illustrert av et plott 120 i fig. 5.

[0039] På grunn av den variable filterlengden kan filtreringen av et signal fra en seismisk innsamling reguleres slik at filterlengden endres med frekvensen som filtreres. Med henvisning til fig. 6 innbefatter en metode 150 altså i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen romlig filtrering (blokk 154) av et signal fra en seismisk innsamling, som innbefatter å variere (blokk 158) en filterlengde som er forbundet med filtreringen, med frekvensen til signalet. For kortere bølgelengder, brukes altså kortere filterlengder, og når signalet er mer langbølget, brukes lengre filter. Blant fordelene med denne metoden er bedre støydemping og signalet bevares ved lav frekvens på grunn av det lengre filteret. I tillegg oppviser filteret en økt robusthet overfor perturbasjoner ved høyere frekvenser som følge av den kortere filterlengden. Det kan overveies andre og forskjellige fordeler i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen.

[0040] Bruk av VLSF gir flere fordeler når det gjelder å håndtere kantvirkningene. Nærmere bestemt forplanter ikke kantvirkningen seg til forskyvninger utenfor filterlengden fordi VLSF-filteret er et FIR-filter (i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen). De lengre filtrene brukes bare i den nedre enden av frekvensspekteret der signalet har forholdsvis lang bølgelengde. Ved 1 Hertz (Hz), har for eksempel det seismiske signalet bølgelengde over 1,5 kilometer. Videre er VLSF et lineært fasefilter, og derfor er det ikke behov for forover-/bakoverfiltrering eller nullfasefiltrering.

[0041] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen, kan kantvirkningene håndteres ved å først ekstrapolere de seismiske dataene ved hjelp av en autoregressiv prognosemetode 400 som er avbildet i fig. 16. Med henvisning til fig. 16 brukes det i henhold til metoden 400 en autoregressiv modell (blokk 404) til å ekstrapolere seismiske spor utover innsamlingsgeometrien i frekvens-/romdomenet. Nærmere bestemt kan den autoregressive modellen først tilpasses og beregnes ved en bestemt frekvens, for eksempel ved hjelp av autokorrelasjonsmetoden som er beskrevet i Steven M. Kay, "Modern Spectral Estimation: Theory and Application," (Prentice-Hall 1988). Deretter ekstrapoleres dataene utover innsamlingsgeometrien ved hjelp av den estimerte autoregressive modellen. Mengden av ekstrapolering baseres på filterlengden ved den aktuelle frekvensen. Metoden 400 innbefatter deretter å utføre romlig filtrering av variabel lengde på de ekstrapolerte sporene, etter blokken 408. Etter bruk av VLSF-et, forkastes de ekstrapolerte delene av sporene. En fordel med denne metoden er at den autoregressive modellen kan tvinges til å ha en dempet respons, noe som betyr at amplituden til de forutsagte sporene brytes ned ved større forskyvninger. Det må bemerkes at signaler med lengre bølgelengder med hell kan ekstrapoleres ved større rom. Med andre ord brukes lengre filtre ved lavere frekvens, der signalet har lengre bølgelengde.

[0042] I henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan det brukes andre metoder til å håndtere kantvirkning. I andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan det brukes forover-/bakoverfiltrering for å redusere kantvirkningene. Med denne metoden brukes det samme filteret to ganger: én gang i den romlige foroverretningen, og deretter i motsatt romlig retning. Det bemerkes at forover-/bakoverfiltreringen effektivt dobler den opprinnelige lengden av filteret og kan resultere i transienter med lengre romlig varighet.

[0043] Overgangene kan reduseres ved å velge utgangsbetingelsene til forover-/bakoverfilterne, som beskrevet i Fredrik Gustafsson, "Determining The Initial States In Forward-Backward Filtering," IEEE Transactions on Signal Processing, s. 988-992, april 1996, bind 44, 4. nr. 4 og i A. Ozbek and P. Forman, FX-IIR Filter for Seismic Data, britisk patentsøknad 0805341,5, som ble innlevert den 25. mars 2008. En ytterligere forbedring er mulig ved å utvide dataene symmetrisk, henholdsvis før det første sporet og etter det siste sporet. Denne metoden egner seg spesielt når den brukes med IIR-filtre (Infinite Impulse Response) fordi IIR-filtrene vanligvis har ikke-lineære faser, og forover-/bakoverfiltrering er nødvendig for nullfasefilterrespons.

[0044] Som et mer konkret eksempel, kan VLSF i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen brukes i en signalbehandlingsmetode 170 som er avbildet i fig.7.

Ifølge metoden 170 omformes en representasjon i tid/rom-domenet av et signal fra en seismisk innsamling, først (blokk 172) til en frekvens/rom-representasjon. For hver frekvens, bestemmes en filterlengde ifølge blokk 176, noe som fører til at det bestemmes et tilsvarende filter med denne bestemte filterlengden. De bestemte filtrene kan deretter brukes til å filtrere frekvens/rom-representasjonen av signalet romlig ved de forbundede frekvensene, ifølge blokk 178.

[0045] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan signalet omformes til frekvens/rom-domenet ved hjelp av en normal Fourier-transformasjon, som beskrevet nedenfor:

lign. 4

der "t" står for tiden, "x" står for rommet; "f" står for frekvensen; "s(t, x)" står for representasjonen av signalet i tid/rom-domenet, og "S(f, x)" står for representasjonen av signalet i frekvens/rom-domenet. Filteret som utformes etter metoden 170 kan representeres som "H (f, x)," og filtreringen kan beskrives som følger:

lign. 5

der "G (f, x)" står for frekvens/rom-representasjonen av de filtrerte dataene, og står for romlig folding. Representasjonen av de filtrerte dataene i tid/rom-domenet, kalt "g(t, x)," kan bestemmes ved hjelp av en invers Fourier-transformasjon, som beskrevet nedenfor:

lign. 6

der "*" står for den todimensjonale (2D) foldeoperatøren, og "h(t, x)" står for den inverse Fourier-transformasjonen av frekvens/rom-representasjonen av VLSF-filtrene. Med andre ord er den inverse Fourier-transformasjonen h(t, x) impulsresponsen til det tilsvarende todimensjonale FIR-filteret. Dette betyr at VLSF-metoden kan brukes til å utforme flerdimensjonale FIR-filtre. Den aktuelle utførelsesformen av oppfinnelsen avgjør om de resulterende filtrene kan brukes i tid/rom-domenet, frekvens/romdomenet eller frekvens/bølgetall-domenet.

Med henvisning til fig .17 innbefatter en metode 420 i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen å tilveiebringe et n-dimensjonalt FIR-filter dannet av mange n-1-dimensjonale FIR-filtre, ifølge blokk 424. Et filter som stammer fra en seismisk datainnsamling kan filtreres romlig i n-dimensjoner ved hjelp av de mange n−1-dimensjonale FIR-filtrene, ifølge blokk 428. Et tid/rom-filter kan for eksempel utformes og brukes ved hjelp av romfiltre ved alle frekvensene.

[0046] Det romlige bølgetallinnholdet i signalet blir mindre ved lavere frekvens, og metoden med variabel filterlengde som beskrives ovenfor gir en meget skarp filtreringsrespons ved lav frekvens. Denne filtreringsmetoden behandler imidlertid ikke signalet innenfor grensene til signalkjeglen 180 (fig. 9). For å fjerne støy i signalkjeglen 180, kan det brukes en adaptiv støydempingsmetode i forbindelse med den ovenfor beskrevne VLSF-metoden. Selv om det kan tenkes at det som for den ovenfor beskrevne VLSF-baserte metoden kan brukes en adaptiv støydempingsalgoritme til å dempe støyen ved hver frekvens, ville en slik tilnærming danne ringelyder og artifakter i tid/rom-domenet når den brukes med adaptive filtre. Forklaringen på dette er at for de ovenfor beskrevne VLSF-baserte metodene varierer bølgetallresponsen jevnt for filtrene som funksjon av frekvensen. Denne jevne variasjonen er imidlertid ikke garantert hvis filterkoeffisientene ved en frekvens beregnes som en funksjon av dataene ved denne frekvensen. Dermed kan det forekomme hurtige variasjoner blant filterkoeffisientene ved nabofrekvenser, og disse variasjonene kan gi signalavhengig støy av høy frekvens i tid/rom-domenet.

[0047] Som beskrevet nedenfor, kan det i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen brukes en flerskalastøydempingsmetode for å dempe støy i signalkjeglen 180. Nærmere bestemt kan det i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen brukes en metode 190 som er avbildet i fig. 8. Ifølge metoden 190 dekomponeres et signal fra en seismisk datainnsamling (blokk 192) til delbånd ved hjelp av en transformasjon, for eksempel en DWT-transformasjon (Discrete Wavelet Transform). Som beskrevet videre nedenfor, er delbåndene desimerte representasjoner av signalet for forskjellige delsettfrekvens- og bølgetallområder. Metoden 190 innbefatter å bruke (blokk 194) adaptiv støydemping selektivt på delbåndene for å lage støydempede delbånd. Disse støydempede delbåndene kan deretter brukes til å rekonstruere (blokk 196) en filtrert versjon av signalet. I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen, kan man i tillegg, som beskrevet nærmere nedenfor, bruke VLSF-filtreringsmetoden under rekonstruksjonsprosessen for å fjerne støy utenfor signalkjeglen 180.

[0048] Generelt er delbåndene frekvens- og bølgetallkomponenter av signalet og DWT-ene i større skala. En operasjon som kalles DWT (Discrete Wavelet Transform) kan brukes til å dekomponere signalet til delbåndene. En én-dimensjonal (1-D) DWT gir en tid/frekvens-representasjon av et tidssignal, ved å dekomponere det til delbåndssignaler med innhold av lav og høy frekvens. Hvert nivå av DWT-en svarer til å filtrere et signal med et lavpassfilter og et høypassfilter, og deretter desimere de filtrerte signalene. Lav- og høypassfiltrene utformes som perfekt gjenoppbyggende kvadraturspeilfiltre (QMF-er) ("Quadrature Mirror Filters"). Filtrerings- og desimeringsoperasjoner kan beskrives matematisk som følger:

lign. 8

der ''n" og "m" er indeksene for henholdsvis tid- og romprøver; "S" står for inngangssignalet, "ho" og "hi" står henholdsvis for lav- og høy-passfiltrene; og "L<1>" og "H<1>" står for delbåndsignalene som svarer henholdsvis til den nedre og den høyere halvdelen av det opprinnelige spekteret. Hvis Nyquist-frekvensen for inngangssignalet S er FN, så svarer delbåndssignalet L<1 >til det forholdsvis lavere frekvensbåndet (0 – FN/ 2) av det opprinnelige spektrumet, mens delbåndsignalet H<1 >svarer til det relativt høyere frekvensbåndet (FN / 2 – FN) av det opprinnelige spekteret.

[0049] Dekomponeringen dobler prøveintervallet og halverer frekvensinnholdet.

Nedenfor omtales delbåndsignalene også som representasjonen av signalet S i høyere skala. Skalaen angis av det hevede tallet i den foreliggende beskrivelsen av delbåndene. Delbåndssignalet er for eksempel "skala 1" etter første nivå av dekomponering, som gir delbåndene L<1 >og H<1>.

[0050] Dekomponeringen kan gjentas for å øke frekvensoppløsningen ytterligere. Et andre trinn av DWT kan for eksempel brukes for eksempel til å dekomponere det nedre delbåndsignalet L<1 >til komponenter i høyere skala i et annen dekomponeringstrinn som beskrives nedenfor:

og lign. 9

lign. 10

[0051] I dette eksempelet svarer L<2 >til frekvensbåndet (0 – FN / 4) for det opprinnelige spekteret, mens delbåndssignalet L<1>H<1 >svarer til frekvensbåndet (FN / 4 – FN / 2) for det opprinnelige spekteret.

[0052] Det må bemerkes at signalet S kan resyntetiseres fra delbåndsignalene L<1 >og H<1 >ved hjelp av oppsamlings- og filtreringsoperasjoner, som beskrevet nedenfor:

lign. 11

der "d" står for en konstant forsinkelse; "go" og "gi" står henholdsvis for lav- og

høypassyntesefiltre, og står for oppsamlede delbåndssignaler som oppnås ved å fylle ut med nuller mellom prøvene, som beskrevet nedenfor:

[0053] 2-D DWT-en kan fås ved å først bruke den endimensjonale DWT-en i tid, som beskrevet nedenfor:

lign. 15 Deretter ble den én-dimensjonale DWT-en brukt i rom, som beskrevet nedenfor:

lign. 17

der understrekingen viser at delbåndet er dekomponert i rom.

[0054] Hvis Nyquist-frekvensen og bølgetallet for signalet S er henholdsvis FN og KN, svarer delbåndsignalene som konkrete eksempler til de følgende frekvens- og bølgetallbåndene: frekvensbåndet (FN / 8 - FN/16) og bølgetallbåndet (0 - KN),<' >L<4 >H<1>·. frekvensbåndet (0 - FN / 16) og bølgetallbåndet (KN 1 2 - KN),<'>

og L<4 >L<1>;·. frekvensbåndet (O-FN / 16) og bølgetallbåndet (0-KN / 2)

[0055] I henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen kan den ovenfor beskrevne dekomponeringen brukes i en flerskalastøydempingsmetode 200 som er avbildet i fig.

10. I fig.10 involverer metoden 200 å bruke dekomponeringstrinn 202 og rekonstruksjonstrinn 220. For dekomponeringstrinnene 202 brukes adaptiv støydemping 206 på dekomponerte delbånd ved ulike stadier av dekomponeringsprosessen. Som et konkret eksempel, kan den adaptive støydempingen være ifølge en metode som tilsvarer den som er beskrevet i amerikansk patent nr. 6,446,008, med tittel "Adaptive Seismic Noise And Interference Attenuation Method," utstedt den 3. september 2002. Dekomponeringen av signalet til delbånd kan utføres i tid (gjennom eksempeltrinnene 204a, 204b og 204c), og i tid og rom (som avbildet ved eksempeltrinnene 208a og 208b).

[0056] Dekomponeringen foregår suksessivt i en trinnvis prosess. I det innledende trinnet 204a dekomponeres det opprinnelige signalet i H- og L<1>-delbånd. Det resulterende L<1>-delbåndet mottas av trinnet 204b for videre dekomponering, og H-delbåndet leveres til ett av rekonstruksjonstrinnene 220. L<1>-delbåndet mottas i sin tur av det neste dekomponeringstrinnet 204b, som dekomponerer L<1>-delbåndet i LH-delbåndet og L<2>-delbåndet. LH-delbåndet leveres til ett av rekonstruksjonstrinnene 220, og L<2>-delbåndet leveres til det neste rekonstruksjonstrinnet 204c. Trinnet 204c dekomponerer i sin tur L<2>-delbåndet i et L<3>-delbånd og L<2>H-delbåndet, som leveres til ett av rekonstruksjonstrinnene 220.

[0057] Som man kan se av fig. 10, gir dekomponeringstrinnene 202 innledningsvis mer desimerte og lavere frekvensdelbånd som går gjennom dekomponeringstrinnene 202, som til slutt danner L<3>-delbåndet. Delbåndene av høyere frekvens, som dannes i den innledningsvise dekomponeringen, leveres i sin tur til rekonstruksjonstrinnene 220.

[0058] Adaptiv støydempning utføres ikke i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen før L<3>-delbåndene dannes. Dette skyldes at støyen vanligvis er svak ved høyere frekvens, og at de adaptive støydempingsmetodene, som vanligvis er beregningsmessig intensive, ikke gir noen særlig fordel ved disse høyere frekvensene.

Derfor starter den adaptive støydempingen i henhold til eksemplet i fig. 10 med L<3>-delbåndet og fortsetter med de lavere frekvensdelbåndene som fås fra disse.

[0059] Nærmere bestemt utfører et dekomponeringstrinn 206a adaptiv støydemping på L<3>-delbåndet og leverer de resulterende støydempede delbåndene til det neste dekomponeringstrinnet 208a. Dekomponeringstrinnet 208a dekomponerer i sin tur L<3>-delbåndet i tid og rom. Med andre ord gir dekomponeringstrinnet 208a et delbånd L<4>_L med desimert lavere frekvens og lavere bølgetall, som behandles i det neste adaptive støydempingstrinnet 206B. Trinn 208a gir også høyere frekvens og høyere bølgetalldelbånd L<3>H, som leveres til ett av rekonstruksjonstrinnene 220. L<4>_L-delbåndet behandles etter hvert av det adaptive støydempingstrinnet 206b, og det resulterende støydempede delbåndet leveres til det neste dekomponeringstrinnet 208b.

[0060] Den ovenfor beskrevne prosessen kan fortsette for flere suksessive frekvensog bølgetalldekomponeringer, utover eksempeltrinnene avbildet i fig. 10. Dermed skjer det mer dekomponering i tid og rom samtidig som hvert delbånd med lavere frekvens og lavere bølgetall behandles av et annet adaptivt støydempingstrinn og leveres så til et annet dekomponeringstrinn 208; mens delbåndene med høyere frekvens og høyere bølgetall som dannes ved dekomponeringen leveres til rekonstruksjonstrinnene 220.

[0061] Hver deleoperasjon reduserer datastørrelsen med en faktor på to i tid og rom. Derfor er antallet delinger i tid og rom begrenset av postlengden i tid heller enn av kabellengden i rommet. Hvis det gjøres et lite antall delinger, kan filtrene ha en "uklar" lav frekvensrespons. På den annen side kan delingen stoppes når frekvensinnholdet i delbåndssignalet faller under 4 Hz, på grunn av det forholdsvis svake signalinnholdet ved meget lav frekvens.

[0062] Rekonstruksjonstrinnene 220 mottar de støydempede delbåndene fra dekomponeringstrinnene 202 og bruker disse delbåndene til å rekonstruere et signal der det er utført støydemping i signalkjeglen 180 (fig. 9). Rekonstruksjonstrinnene220 innbefatter rekonstruksjonstrinn i tid og rom 222 (eksempeltrinnene 222a og 222b er avbildet som eksempler i fig. 10) og rekonstruksjonstrinnene bare i tid 224 (eksempeltrinnene 224a, 224b og 224c er avbildet som eksempler), som svarer til de respektive motstykkene deres i dekomponeringstrinnene 202. Delbåndene fra dekomponeringstrinnene 202 brukes av rekonstruksjonstrinnene 222 og 224 til å rekonstruere signalet

[0063] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen blir de VLSF-baserte filtreringstrinnene 226 (VLSF-baserte filtreringstrinn 226a, 226b, 226c, 226d, 226e og 226f er avbildet som eksempler) blandet med rekonstruksjonstrinnene 220 for å dempe støy utenfor signalkjeglen 180. Hver av de VLSF-baserte trinnene 226 er et romlig lavpassfilter, med filterlengde basert på frekvensene til det aktuelle delbåndet som filtreres. Det VLSF-baserte trinnet 226d har filterlengden basert på et frekvensområde som hører til L<2>-delbåndet, det VLSF-baserte trinnet 226b en filterlengde basert på frekvensområdet som hører til L<4>_L-delbåndet, osv.

[0064] Det må bemerkes at når den to-dimensjonale 2-D QMF-delingen utføres, økes skalaene for tid- og romkomponentene med samme faktor. Med hver ytterligere deling oppnår man en høyere skalarepresentasjon for signalet ved å zoome inn til lavere frekvenser og bølgetall. På grunn av denne egenskapen kan det utformes en prototype på en enkel adaptiv algoritme på en skala (en skala som for eksempel svarer til skalaen for delbåndet L<3>) og som brukes til signaler på andre skalaer. Hvis man for eksempel bruker den adaptive støydempningmetoden som er beskrevet i amerikansk patent nr.

6,446,008, kan det samme antallet av tids- og romkoeffisienter og de samme generaliserte begrensningene brukes ved hver skala. På lignende måte kan VLSF-koeffisientene utformes ved ett trinn, og de samme koeffisientene kan brukes ved andre høyere eller lavere trinn. De større åpningene til de faste og adaptive filtrene ved høyere skalaer fås ved høyere prøveintervall og rom i stedet for ved flere filterkoeffisienter.

[0065] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen er H0 og H1 FIR-halvbåndfiltre som ikke er "perfekte" lav- og høypassfiltre. Derfor oppstår det overlapping ved alle filtrerings- og desimeringsoperasjoner ved høyere frekvens. Når det brukes kortere analysefiltre, kan de overlappende komponentene lekke utenfor signalkjeglen 180. For å sikre at støydempingsmetodene ikke fjerner en overlappende komponent hvis den overlappende komponenten delvis vises utenfor signalkjeglen, utformes QMF-syntesefiltrene for å sette den overlappende komponenten tilbake igjen når de lave og høye frekvensdelbåndssignalene syntetiseres til et signal av lavere skala. Derfor utformes VLSF-koeffisientene i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsene slik at frekvens/bølgetall-responsen til filtrene buler ut nær Nyquistbølgetallet for delbåndssignalet, som avbildet i et plotteksempel 230 over frekvens mot bølgetall som er karakteristisk for et eksempel på et VLSF-filter i fig. 11. Som vist, har filteret en første del 232 som under Nyquist-bølgetallet stort sett følger helningen av signalkjeglen 180, og over Nyquist-bølgetallet har filteret mindre helning 234 som sørger for at de overlappende komponentene blir fanget opp.

[0066] Dele- og rekonstrueringsoperasjonene til QMF-filteret kan gjøres ved sirkulær folding. Dette gir som regel artifakter ved finitte lengdedata. En metode som brukes til å redusere kantvirkningene kan innbefatte behandling av data for å gjøre dataene sirkulært symmetriske i tid og rom før QMF-delingen. For å gjøre et todimensjonalt datasett sirkulært symmetrisk kan datasettet forlenges i tid og rom ved symmetrisk refleksjon rundt den siste spor- og tidsprøven. Det bemerkes at i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan den ekstrapoleringsmetoden som offentliggjøres ovenfor brukes på kantvirkningene. I enkelte andre programmer kan dataene gjøres mer sirkulært symmetriske i tid og ekstrapoleres i rommet.

[0067] Det bemerkes at med riktig valgt skuddvindu kan det seismiske signalet plasseres bort fra starten og slutten av skuddvinduet. I dette tilfellet opptrer de sirkulære foldeeffektene bare i støydelen av tid/rom-plottene, og derfor kan den symmetriske forlengelsen i tid utelates. Imidlertid kan ekstrapolering i rommet fortsatt brukes til å unngå kantvirkningene både på grunn av QMF-deling i rommet og bruk av VLSF-filtrene etterpå.

[0068] Andre utførelsesformer er påtenkt og ligger innenfor omfanget av de vedlagte patentkravene. For eksempel kan det i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen brukes en alternativ flerskalastøydempingsmetode 240, som i fig. 12.

Metoden 240 likner generelt metoden 200 (fig. 10), bortsett fra at rekonstruksjonstrinnene 242 (som erstatter rekonstruksjonstrinnene 220) ikke har VLSF-filtrering.

[0069] Som en annen variant kan det i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen brukes en metode 250, som er avbildet i fig. 13. I metoden 250 utføres adaptiv støydemping. Nærmere bestemt blir et signal fra en seismisk innsamling ifølge metoden 250 dekomponert til delbånd, ifølge blokk 252. Så blir både signalet rekonstruert (blokk 254) ut fra disse dekomponerte delbåndene og de dekomponerte delbåndene filtrert romlig (for eksempel i henhold til VLSF-filtreringsmetoden som offentliggjøres her), ifølge blokk 256. For hvert delbånd justeres altså lengden av filtreringen ut fra en frekvens forbundet med delbåndet, ifølge blokk 258.

[0070] Som et mer spesifikt eksempel kan det i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen brukes en flerskalastøydempingsmetode 270 som er avbildet i fig. 14. Generelt likner metoden 270 metoden 200 (fig. 10), fordi rekonstruksjonstrinnene 220 er de samme. Men i motsetning til metoden 200 innbefatter metoden 270 dekomponeringstrinn 274, som erstatter dekomponeringstrinnene 202 og innbefatter ikke de adaptive støydempingstrinnene 206.

[0071] Det kan overveies andre variasjoner, og disse ligger innenfor omfanget av de medfølgende patentkravene.

[0072] Under henvisning til fig. 15 kan et behandlingssystem 320 i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen gjennomføre minst en del av én eller flere av metodene som er beskrevet her, for eksempel metoder knyttet til VLSF-filtrering, FIR-filterutforming, kantutjevning, adaptiv støydemping og flerskalastøydemping, som ikke-begrensende eksempler.

[0073] Systemet 320 kan lokaliseres på én av kablene 30, på alle kablene 30, fordeles mellom kablene 30, på den seismiske kilden 40, på kartleggingsfartøyet 20, ved et fjerntliggende landbasert anlegg, osv. Systemet 320 kan også i henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen fordeles mellom ett eller flere av disse stedene. I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan systemet 320 innbefatte en prosessor 350, for eksempel én eller flere mikroprosessorer og/eller mikrokontrollere.

[0074] Prosessoren 350 kan koples til et kommunikasjonsgrensesnitt 360 for å motta seismiske data som indikerer seismiske målinger. Med andre ord indikerer de seismiske datasignalene som stammer fra en seismisk innsamling og er forbundet med støykomponenter og komponenter som indikerer trykkmålinger, loddrette partikkelbevegelsesmålinger og tverrlinjede partikkelbevegelsesmålinger, osv. I denne forbindelsen kan de seismiske dataene indikere rådata mottatt fra kablene 30, behandlede seismiske data, osv. Uavhengig av den konkrete formen indikerer de seismiske dataene i det minste ett signal fra en seismisk innsamling.

[0075] Som et ikke-begrensende eksempel kan grensesnittet 360 være en USB-serial bus interface, et nettverkskort, et flyttbart medium (slik som et flash-kort, CD-ROM, osv.)-grensesnitt eller et magnetisk lagringsgrensesnitt (for eksempel IDE- eller SCSI-grensesnitt). Således kan grensesnittet 360 ha mange former, avhengig av den konkrete utførelsesformen av oppfinnelsen.

[0076] I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan grensesnittet 360 koples til en hukommelse 340 i systemet 320, og kan for eksempel lagre ulike inngangs- og/eller utgangsdatasett 348 som er involvert med metodene som er beskrevet her. Minnet 340 kan i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen lagre programinstruksjoner 344, som når de utføres av prosessoren 350 får prosessoren 350 til å utføre minst en del av og muligens alle de én eller flere av metodene som er beskrevet her og vise resultater oppnådd med metoden(e) på skjermen 374 til systemet 320. Som vist i fig.15 kan systemet 320 innbefatte et skjermgrensesnitt 353 som kopler skjerminnretningen 351 til systemet 320.

[0077] Det kan overveies andre utførelsesformer som ligger innenfor omfanget av de medfølgende patentkravene. Selv om det er offentligjort et slept marinbasert seismisk innsamlingssystem, kan metodene og systemene som er offentliggjort her for eksempel likeledes brukes på signaler fra andre typer seismiske innsamlinger, som landbaserte seismiske innsamlinger, borehullbaserte seismiske innsamlinger og havbunnsbaserte seismiske innsamlinger, osv.

[0078] Det har blitt oppdaget at flerskalastøydempingsmetodene som er beskrevet her kan forbedres ytterligere ved å først dekomponere det seismiske signalet til minst to forskjellige frekvensbånd, og deretter utføre flerskalastøydempingen på alle båndene. De resulterende støydempede signalene kan deretter rekombineres til et forbedret støysvekket signal.

[0079] Nærmere bestemt innbefatter en støydempingsmetode 500 i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen, under henvisning til fig. 18, å dekomponere (blokk 504) et seismisk signal fra en seismisk innsamling til mange signaler som er forbundet med ulike frekvensbånd. I eksemplene omtalt nedenfor, kan det seismiske signalet dekomponeres til to frekvensbånd, for eksempel et første bånd med frekvens under omkring 10 Hz og et annet frekvensbånd over omtrent 10 Hz. Ifølge metoden 500 utføres deretter flerskalastøydemping på hvert av signalene, ifølge blokk 508. De støydempede signalene kombineres deretter ifølge blokk 512.

[0080] Fig. 19 avbilder en mer spesifikk støydempningsmetode 520 som kan utføres i henhold til noen implementeringer. I henhold til metoden 520 gis de seismiske dataene til et dekomponeringstrinn 524 som så utfører frekvensdekomponering for å danne L<3>-delbåndet, som leveres til et trinn 528 som dekomponerer L<3>-delbåndet i to datasett: et første datasett som representerer energien i L<3>-delbåndet under omtrent 10 Hz, og et andre datasett som representerer energien i L<3>-delbåndet over omtrent 10 Hz. Det første datasettet med lavere frekvens leveres til et flerskalastøydempingstrinn 532 som utfører flerskalastøydemping, som angitt ovenfor. Det andre datasettet med høyere frekvens leveres til et annet flerskalastøydempingtrinn 536, som utfører flerskalastøydemping, som angitt ovenfor. Resultatene fra de to trinnene 532 og 536 kombineres (representert ved addisjonsblokken 540), og resultatene blir så rekonstruert i tid (ved hjelp av trinn 544), med H,- LH- og L2H-delbåndene, som omtalt ovenfor. Deretter innbefatter metoden 520 et trinn 550 for å utføre regularisering i prosesstrømmen hvis sensoravstanden i prosesstrømmen ikke er ensartet, og et trinn 554 for å utføre romlig filtrering med variabel lengde. I andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan kabelregulariseringen utføres før eventuell støydemping.

[0081] I henhold til noen implementeringer kan det være ønskelig å behandle de seismiske dataene på det integrerte behandlingssystemet 23 (se fig. 1) eller alternativt, på opptakssystemet som er en del av kabelnettverket. I denne forbindelsen kan hvert av systemene generelt ha den arkitekturen som er avbildet av databehandlingssystemet 320 i fig. 15. I henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan det imidlertid være at hvert av systemene ikke har tilstrekkelig behandlingskapasitet. Derfor kan det brukes et behandlingssystem 560 i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen som vist i fig. 20 til å utføre støydempingsmetoder som er omtalt her, som for eksempel metodene 500 (fig. 18) og 520 (fig. 19). Behandlingssystemet 560 innbefatter generelt et opptakssystem 570, for eksempel et system dannet av prosessorer som er inkorporert i kabelsystemet. Generelt mottar opptakssystemet 570 seismiske rådata som innsamles av de seismiske sensorene på kablene. Behandlingssystemet 560 innbefatter videre det integrerte behandlingssystemet 23.

[0082] Generelt kan behandlingen i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen fordeles mellom opptakssystemet 570 og det integrerte behandlingssystemet 23 i henhold til en metode 580 som er avbildet i fig. 21. I henhold til metoden 580 utføres det i figur 21 visse trinn 584 av opptakssystemet 570, mens andre trinn 600 utføres av det integrerte behandlingssystemet 23. På denne måten kan støydempingsmetoden 580 i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen foregå som følger.

[0083] Det første trinnet 584 av opptakssystemet 570 er et frekvens- og rominterpoleringstrinn 588, og resultatene fra trinnet 588 kommuniseres til et ekstrapoleringstrinn 590. På denne måten kan ekstrapoleringstrinnet 590 for eksempel tilveiebringe en rekke kanaler (for eksempel frekvens- og hastighetskanaler) og ekstrapolere visse posisjoner i forbindelse med dette. Resultatene fra trinn 590 leveres til et trinn 592, som utfører frekvensdekomponering for å tilveiebringe L3-delområdet, som deretter behandles ved adaptiv støydemping i et trinn 594. Deretter brukes rekonstruksjonen til å behandle resultatene fra den adaptive støydempingen i trinn 596. Hvis sensoravstanden ikke er ensartet, behandler et kabelregulariseringstrinn 598 deretter resultatene fra trinn 594 for å tilveiebringe regulariserte rasterresultater.

[0084] Behandlingsresultatene fra opptakssystemet 570 leveres til det integrerte behandlingssystemet 23, som deretter deler dataene i to datasett, der hvert datasett svarer til et forskjellig frekvensbånd. Flerskalastøydempingstrinnene 610 og 614 behandler deretter de to tilsvarende datasettene. Som et ikke-begrensende eksempel utfører et første trinn 610 i henhold til noen utførelsesformer flerskalademping på et nedre bånd på 10 Hz eller lavere for å utføre flerskalastøydemping i et bånd under 16 Hz og i et bånd under 8 Hz. Til dette eksemplet behandler et flerskalastøydempingstrinn 614 dataene i 10 Hz og over båndet for å utføre adaptiv flerskalastøybehandling i bånd under 32 Hz og under 16 Hz. Dataene som fås fra den ovenfor beskrevne behandlingen av trinnene 610 og 614 kombineres (med addisjonen 620), og resultatet behandles av et VLSF-trinn 624.

[0085] I en annen variant kan en støybehandlingsmetode 650 fortsette som avbildet i fig. 22. Støybehandlingsmetoden 650 likner generelt støybehandlingsmetoden 580 som er avbildet i fig. 21, med samme referansetall brukt til å angi tilsvarende behandlingstrinn. Imidlertid skiller støybehandlingsmetoden 650 seg fra metoden 580 i delingen av belastningen mellom opptakssystemet 570 og det integrerte behandlingssystemet 23. Spesielt i støybehandlingen 650 utfører opptakssystemet 570 trinnene 654, som innbefatter frekvens- og rominterpoleringstrinnet 588, ekstrapoleringstrinnet 590, dekomponeringstrinnet 592, det adaptive støydempingstrinnet 594 og rekonstruksjonstrinnet 596, som omtalt ovenfor for støydempingen 580. Men i motsetning til støydempingen 580 behandles de høyere frekvensene i støydempingen 650 av opptakssystemet 570. Som vist i fig. 22, gis alle dataene på denne måten til trinn 588 (i opptakssystemet 570) og til et innledende behandlingstrinn 683 i det integrerte behandlingssystemet 23. Trinn 683 fjerner lave frekvenser før det gir dataene til trinn 614. Det integrerte behandlingssystemet 23 innbefatter også et trinn 682 for å motta resultatene fra trinn 596 og fjerne de høye frekvensene før de behandlede dataene formidles til trinn 610.

Claims (21)

Patentkrav

1. En fremgangsmåte, omfattende:

å dekomponere et signal fra en seismisk innsamling til mange signaler slik at signalene forbindes med hvert sitt frekvensbånd, der det for hvert av de mange signalene utføres følgende:

å dekomponere signalet til delbånd i suksessive trinn, idet delbåndene forbindes med minst forskjellige frekvensområder av signalet;

å anvende adaptiv støydemping selektivt mellom de suksessive trinnene slik at trinnene dekomponerer støydempede delbånd, og

å rekonstruere signalet fra delbåndene som følger av dekomponeringen, og kombinere de rekonstruerte signalene, der

noen av de delbåndene som stammer fra dekomponeringen er forbundet med lavere bølgetall enn de andre delbåndene som stammer fra dekomponeringen; og handlingen å bruke adaptiv støydemping omfatter å bruke den adaptive støydempingen på delbåndene som forbindes med de lavere bølgetallene og ikke bruke den adaptive støydempingen på de andre delbåndene.

2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der

noen av delbåndene som stammer fra dekomponeringen er forbundet med lavere frekvenser enn de andre delbåndene som stammer fra dekomponeringen, og handlingen å bruke adaptiv støydemping omfatter å bruke den adaptive støydempingen på delbåndene som er forbundet med de lavere frekvensene og ikke bruke adaptiv støydemping på de andre delbåndene.

3. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der delbåndene dessuten er forbundet med forskjellige bølgetallområder.

4. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der noen av delbåndene som stammer fra dekomponeringen ligger innenfor et frekvens-/bølgetallområde som er forbundet med et ønsket seismisk signal, og

handlingen å bruke adaptiv støydemping omfatter å bruke den adaptive støydempingen på delbåndene som ligger innenfor frekvens-/bølgetallområdet og ikke bruke den adaptive støydempingen på de første delbåndene som ligger utenfor frekvens-/bølgetallområdet.

5. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der dekomponeringshandlingen omfatter å utføre DWT-transformasjoner (Discrete Wavelet Transformations).

6. Fremgangsmåten ifølge krav 1, videre omfattende:

å romlig filtrere de andre støydempede delbåndene, og

for hvert annet delbånd å regulere lengden av filtreringen ut fra en frekvens som er forbundet med det andre delbåndet.

7. Fremgangsmåten ifølge krav 6, videre omfattende:

å tilpasse filtreringen til å passere gjennom de overlappende komponentene av de støydempede delbåndene.

8. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der signalet fra den seismiske innsamlingen gis til et behandlingssystem av et opptakssystem, idet fremgangsmåten er videre omfattende: å bruke behandlingssystemet til å utføre dekomponeringshandlingene, å selektivt bruke og rekonstruere de seismiske dataene ut fra resultatet.

9. Fremgangsmåten ifølge krav 8, videre omfattende:

å bruke opptakssystemet til å utføre adaptiv støydempning på innsamlede seismiske data for å danne signalet fra den seismiske innsamlingen.

10. Fremgangsmåten ifølge krav 9, der handlingen med å utføre adaptiv støydemping omfatter:

å dekomponere de innsamlede seismiske dataene til frekvensdelbånd, å utføre adaptiv støydemping på frekvensdelbåndene og rekonstruere de seismiske dataene ut fra resultatet av den adaptive støydempingen på frekvensdelbåndene.

11. Fremgangsmåten ifølge krav 8, videre omfattende: bypassing ved hjelp av opptakssystemet for å utføre adaptiv støydemping for en høyere frekvens av de seismiske dataene.

12. Fremgangsmåten ifølge krav 1, der de mange signalene omfatter minst tre signaler som er forbundet med forskjellige frekvensdelbånd.

13. Fremgangsmåten ifølge krav 1, videre omfattende:

å regularisere de kombinerte rekonstruerte signalene.

14. Fremgangsmåten ifølge krav 13, der reguleringshandlingen omfatter:

å regularisere hvert av de mange signalene.

15. Fremgangsmåten ifølge krav 13, der regulariseringshandlingen omfatter:

å regularisere de kombinerte rekonstruerte signalene etter at de rekonstruerte signalene er kombinert.

16. Et system omfattende:

et grensesnitt (360) for å motta data som er indikative for et signal fra en seismisk innsamling, og

en prosessor (350) til å:

dekomponere et signal fra en seismisk innsamling til mange signaler slik at signalene er forbundet med hvert sitt frekvensbånd;

for hvert av de mange signalene utføre følgende:

å dekomponere signalet til delbånd i suksessive trinn, idet delbåndene forbindes med i det minste forskjellige frekvensområder for signalet;

å bruke adaptiv støydemping selektivt mellom de suksessive trinnene slik at trinnene dekomponerer støydempede delbånd, og

rekonstruere signalet fra delbåndene som følger av dekomponeringen; og

å kombinere de rekonstruerte signalene, der

noen av delbåndene som følger av dekomponeringen forbindes med lavere bølgetall enn de andre delbåndene som følger av dekomponeringen, og

prosessoren (350) tilpasses ytterligere for å behandle dataene for bruk av den adaptive støydempingen på delbåndene som er forbundet med de lavere bølgetallene og ikke bruke den adaptive støydempningen på de andre delbåndene.

17. Systemet ifølge krav 16, der prosessoren er anordnet i minst det ene av et seismisk datainnsamlingsopptakssystem og et seismisk behandlingssystem.

18. Systemet ifølge krav 16, der prosessoren omfatter en prosessor anordnet i et seismisk datainnsamlingsopptakssystem og prosessor anordnet i et seismisk databehandlingssystem.

19. Systemet ifølge krav 16, der

noen av delbåndene som følger fra dekomponeringen er innenfor et frekvensbølgetallområde som er forbundet med et ønsket seismisk signal, og prosessoren tilpasses ytterligere for å bruke den adaptive støydempingen på delbåndene som er innenfor frekvens-/bølgetallområdet og den adaptive støydempingen ikke brukes på de delbåndene som er utenfor frekvens-/romområdet.

20. Systemet ifølge krav 16, der prosessoren dessuten er innrettet for å utføre DWT-transformasjoner (Discrete Wavelet Transfomations) for å dekomponere signalet.

21. Systemet ifølge krav 16, videre omfattende:

en spredningsfelt med minst én kabel omfattende seismiske sensorer for å samle inn data som indikerer signalet fra den seismiske innsamlingen, og

et fartøy for å slepe spredningsfeltet.