NO346705B1 - Dempning av støy ved skuddgjentakelse ved marin seismisk kartlegging av undergrunnen - Google Patents

Description

Kryssreferanse til en beslektet søknad

I foreliggende søknad begjæres det prioritet fra provisorisk US-patentsøknad nummer 61/873066, inngitt 3. september 2013.

Bakgrunn

I de siste par tiårene har petroleumsindustrien investert tungt i utviklingen av marine seismiske undersøkelsesteknikker som gir kunnskap om undergrunnsformasjoner under en vannmasse for å finne og utvinne verdifulle mineralressurser, slik som olje. Seismiske bilder med høy oppløsning av en undergrunnsformasjon er avgjørende for kvantitativ seismisk tolkning og overvåkning av petroleumsreservoarer. For en typisk marin seismisk undersøkelse sleper et lete-/seismologifartøy en seismisk kilde, og det samme fartøyet eller et annet fartøy, sleper én eller flere streamere som utgjør en seismisk datainnsamlingsflate under overflaten av vannet og over en undergrunnsformasjon som skal undersøkes med hensyn på mineralforekomster. Fartøyet inneholder seismisk innsamlingsutstyr slik som navigasjonsstyring, seismisk kildestyring, seismisk mottakerstyring og registreringsutstyr. Den seismiske kildestyringen aktiverer den seismiske kilden som typisk er en gruppe kildeelementer, slik som luftkanoner eller marine vibratorer, for å frembringe akustiske signaler ved valgte tidspunkter. Hvert akustisk signal er en lydbølge som forplanter seg nedover gjennom vannet og inn i undergrunnsformasjonene. Ved hver grenseflate mellom forskjellige typer bergarter, blir en del av lydbølgen overført og en annen del blir reflektert tilbake til vannmassen som et bølgefelt som forplanter seg mot vannoverflaten. Streamerne som slepes bak fartøyet, er langstrakte, kabellignende strukturer utstyrt med et antall seismiske mottakere eller flerkomponentsensorer, som detekterer trykk og/eller partikkelbevegelsesbølgefelter i forbindelse med de bølgefeltene som reflekteres tilbake til vannet fra undergrunnsformasjonen.

For å frembringe fokuserte seismiske bilder av en undergrunnsformasjon, er det ønskelig med nøyaktige trykk- og bølgefelthastighetsdata. Det å fremskaffe en nøyaktig karakterisering av trykk- og bølgefelthastigheter kan være vanskelig fordi de målte bølgefeltene ofte er forurenset med støy. Seismisk energi generert av en kilde som brukes til samtidig å måle en undergrunnsformasjon i nærheten, slepestøy, andeskjellstøy, eller blandet samtidig kildeenergi er bare noen eksempler på støy som forurenser de målte bølgefeltene. Forskere, geofysikere og de som praktiserer lete-/seismologi-relaterte analytiske fremgangsmåter, fortsetter å søke beregningsmessig effektive løsninger som på en effektiv måte kan redusere støy i seismiske data slik at de seismiske dataene kan brukes til å generere nøyaktige avbildninger av en undergrunnsformasjon.

US 2011110188 A1 "Seismic Data Acquisition and Source-Side Derivatives Generation and Application" beskriver systemer og metoder for å utføre en første og en andre seismisk undersøkelse etter at en forhåndsbestemt tidsperiode er utløpt. Skuddtidene og skuddposisjonene for den andre seismiske undersøkelsen kan være i hovedsak de samme som skuddtidene og skuddposisjonene for den første seismiske undersøkelsen. Etter å ha utført de seismiske undersøkelsene, kan seismiske data generert av den første og den andre seismiske undersøkelsen behandles for å generere en første og en andre avbildning. Etter generering av den første og andre avbildningen, kan en forskjell mellom den første og den andre avbildningen beregnes for å generere en tidsforløpsforskjellavbildning.

US 2012033525 A1 "Method and Apparatus for Marine Wide Azimuth Towed Stream Seismic Acquisition" presenterer en fremgangsmåte for med slept streamer å innhente marine seismikkdata. Fortrinnsvis kan et registreringsfartøy som sleper flere seismiske streamere og minst én kilde, være ledsaget av et antall kildefartøyer som hver sleper minst én kilde. Kildefartøyene kan fortrinnsvis aktivere sine respektive kilder slik at undergrunnrefleksjonene generert av hver kilde, interfererer. Tidsseparasjonen mellom påfølgende skudd kan fortrinnsvis være en tilfeldig variabel relatert til den laveste interessante frekvensen i dataene.

Beskrivelse av tegningene

Figurene 1A-1B viser skisser i sideriss og oppriss av et eksempel på et geofysisk, seismisk datainnsamlingssystem.

Figur 2 viser et sideriss av et marint, seismisk datainnsamlingssystem med en forstørret skisse av en mottaker.

Figur 3A viser et eksempel på akustiske energistrålebaner som stammer fra en kilde.

Figurene 3B-3D viser plottinger av samlinger.

Figur 4 viser hvordan en plotting av seismiske data som er innsamlet på forskjellige måter i en undersøkelse, kan sorteres i domener.

Figur 5 viser seilingslinjer for et eksempel på en marin undersøkelse.

Figur 6A viser et eksempel på en samling tilknyttet aktivering av en kilde.

Figur 6B viser et eksempel på en innledende samling som er et resultat av aktivering av tre kilder med tilnærmet samme skuddposisjon.

Figur 7 viser et eksempel på et bølgefelt representert i en første tidsforskjøvet samling.

Figur 8 viser et eksempel på et bølgefelt presentert i en andre tidsforskjøvet samling.

Figur 9 viser eksempler på en trase valgt fra den innledende samlingen på figur 6B og de første og andre tidsforskjøvne samlingene på figurene 7 og 8.

Figur 10 viser en forstørret skisse av traser fremskaffet fra en innledende samling og første og andre tidsforskjøvne samlinger.

Figur 11 viser tolv tilfeldig valgte traser fra tre eksempelsamlinger.

Figur 12 viser et eksempel på en realisering av en samling.

Figur 13 viser et eksempel på en realisert samling G etter støyundertrykkelse. Figurene 14A-14C viser et eksempel på anvendelse av støyundertrykkelse på den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene som er vist på figur 9.

Figur 15 viser et flytskjema over en beregningsrutine for dempning av støy i seismiske data.

Figur 16 viser et eksempel på et generalisert datasystem som utfører effektive fremgangsmåter for dempning av støy i seismiske data.

Detaljert beskrivelse

Denne beskrivelsen presenterer systemer og fremgangsmåter for dempning av støy i seismiske data. Ifølge ett aspekt kan de seismiske dataene være registrert av sensorer plassert langs streamere som slepes av et letefartøy, som reaksjon på akustiske signaler som sendes ut fra de kildene som aktiveres én om gangen ved omtrent samme posisjon. Systemet og fremgangsmåtene danner en innledende samling av traser fra de seismiske dataene og genererer tidsforskjøvne samlinger basert på den innledende samlingen og tidsforsinkelser mellom aktivering av kildene.

En realisert samling er dannet fra traser valgt fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene. Støy i de seismiske dataene blir dempet i den realiserte samlingen og kan fjernes. De realiserte samlingene kan brukes til å generere høyoppløselige seismiske bilder av undergrunnsformasjonen med redusert støy og muliggjør kvantitativ seismisk tolkning og forbedret reservoarovervåkning, noe som ofte resulterer i betydelige kostnadsbesparelser under lete-, produksjons- og utvinningsoperasjoner av hydrokarboner.

Figurene 1A-1B viser henholdsvis sideriss og oppriss av et eksempel på et system for innsamling av seismiske data sammensatt av et letefartøy 102 som sleper tre kilder 104-106 og seks separate streamere 108-113 under en fri overflate 114 av en vannmasse. Vannmassen kan være et hav, en sjø, en innsjø eller en elv, eller en hvilken som helst del av disse. I dette eksemplet er hver streamer festet ved én ende til letefartøyet 102 via en streamerdataoverføringskabel. Streamerne 108-113 danner en plan, horisontal datainnsamlingsflate i forhold til den frie overflaten 114. I praksis kan imidlertid datainnsamlingsflaten variere glatt på grunn av aktive havstrømmer og værtilstander. Selv om streamerne 108-113 er illustrert på figurene 1A og 1B og etterfølgende figurer som rette og hovedsakelig parallelle med den frie overflaten 114, kan de slepte streamerne i praksis bølge som et resultat av dynamiske forhold i vannmassen som streamerne er neddykket i. En datainnsamlingsflate er ikke begrenset til å ha en plan horisontal orientering i forhold til den frie overflaten 114. Streamerne kan slepes ved dybder som gjør at datainnsamlingsflaten får en vinkel i forhold til den frie overflaten 114, eller én eller flere av streamerne kan slepes ved forskjellige dybder. En datainnsamlingsflate er ikke begrenset til seks streamere som vist på figur 1B. I praksis kan det antall streamere som brukes til å danne en datainnsamlingsflate, være i området fra så få som én streamer til så mange som 20 eller flere streamere. Det skal også bemerkes at antallet kilder ikke er begrenset til tre kilder. I praksis kan antallet kilder som velges til å generere akustisk energi, være i området fra så få som to kilder til mer enn tre kilder.

Figur 1A innbefatter et zx-plan 116, og figur 1B inkluderer et xy-plan 118 av det samme kartesiske koordinatsystemet som har tre ortogonale, rommessige koordinatakser merket x, y og z. Koordinatsystemet blir brukt til å spesifisere orienteringer og koordinatposisjoner i vannmassen. X-retningen spesifiserer posisjonen til et punkt i en retning parallell med lengden av streamerne (eller en spesifisert del av disse når lengden av streamerne er buet) og blir referert til som «linje»-retningen. Y-retningen spesifiserer posisjonen til et punkt i retning perpendikulært til aksen og hovedsakelig parallell med den frie overflaten 114 og blir referert til som «tverrlinje»-retningen. Z-retningen spesifiserer posisjonen til et punkt perpendikulært til xy-planet (det vil si perpendikulært til den frie overflaten 114) med den positive z-retningen pekende nedover og bort fra den frie overflaten 114. Streamerne 108-113 er lange kabler som inneholder kraft- og dataoverføringsledninger som forbinder mottakere representert ved skraverte rektangler 120 atskilt fra hverandre langs lengden av hver streamer, med seismisk innsamlingsutstyr og datalagringsanordninger plassert om bord i letefartøyet 102.

Streamerdybden under den frie overflaten 114 kan estimeres ved forskjellige posisjoner langs streamerne ved å bruke dybdemålingsanordninger festet til streamerne. Dybdemålingsanordningene kan for eksempel måle hydrostatisk trykk eller benytte akustiske målinger. Dybdemålingsanordningene kan være integrert i dybderegulatorer slik som paravaner eller foiler som regulerer og opprettholder dybden og posisjonen til streamerne mens streamerne blir slept gjennom vannmassen. Dybdemålingsanordningene er typisk plassert med mellomrom (for eksempel omkring 300 meters mellomrom i noen implementeringer) langs hver streamer. Legg merke til at i andre implementeringer kan bøyer være festet til streamerne og brukes til å opprettholde orienteringen og dybden til streamerne under den frie overflaten 114.

Figur 1A viser en tverrsnittskisse av letefartøyet 102 som sleper kildene 104-106, den ene etter den andre, og streamerne over en undergrunnsformasjon 122. I dette eksemplet er streamerne 104-106 anordnet på en linje i linjeretningen slik at den andre kilden 105 og den tredje kilden 106 følger banen til den første kilden 104. I alternative plasseringer behøver kildene 104-106 ikke å være innrettet på linje med hverandre og følge den samme banen. De flere kildene kan generelt hver følge en forskjellig bane i linjeretningen eller et hvilket som helst antall av kildene kan følge den samme banen i linjeretningen, mens andre kilder følger andre baner i linjeretningen. Kurven 124 representerer en øvre overflate av undergrunnsformasjonen 122 som befinner seg ved bunnen av vannmassen. Undergrunnsformasjonen 122 er sammensatt av et antall undergrunnslag av sedimenter og bergarter. Kurvene 126, 128 og 130 representerer grenseflater mellom undergrunnslag med forskjellige sammensetninger. Et skravert område 132, avgrenset ved toppen av en kurve 134 og ved bunnen av en kurve 136, representerer en fluidrik undergrunnsavsetning med dybde- og posisjonskoordinater som kan bestemmes ved hjelp av en analyse av seismiske data innsamlet under en marin seismisk undersøkelse. Når letefartøyet 102 beveger seg over undergrunnsformasjonen 120, blir hver av kildene 104-106 aktivert ved omtrent samme skuddposisjon som beskrevet nedenfor, for å frembringe et akustisk signal kalt et «skudd» ved rommessige og/eller tidsmessige intervaller. I andre utførelsesformer kan kildene 104-106 slepes av ett letefartøy, og streamerne kan slepes av et annet letefartøy. Hver av kildene 104-106 kan være en luftkanon, en marin vibrator eller hver av kildene kan være sammensatt av en gruppe luftkanoner og/eller marine vibratorer. Figur 1A illustrerer et akustisk signal som ekspanderer utover fra kilden 106 som et trykkbølgefelt 138 representert ved halvsirkler med økende radius sentrert ved kilden 106. De utover ekspanderende bølgeformene fra kilden kan være sfæriske, men er vist i tverrsnittet i vertikalplanet på figur 1A. Den utover og nedover ekspanderende delen av trykkbølgefeltet 138 er kalt «primærbølgefeltet», som til slutt når overflaten 124 av undergrunnsformasjonen 122, hvor det primære bølgefeltet blir delvis reflektert fra overflaten 124 og delvis refraktert nedover inn i undergrunnsformasjonen 122 som elastiske bølger i undergrunnsformasjonen 122. I vannmassen er med andre ord det akustiske signalet sammensatt av kompresjonstrykkbølger, eller P-bølger, mens bølgene i undergrunnsformasjonen 122 innbefatter både P-bølger og transversale bølger, eller S-bølger. I undergrunnsformasjonen 122 blir nedadgående bølger ved hver grenseflate mellom forskjellige typer materialer eller ved diskontinuiteter i densitet eller i én eller flere av forskjellige andre karakteristiske parametere, delvis reflektert og delvis refraktert. Hvert punkt på overflaten 124 og hvert punkt på grenseflatene 126, 128 og 130 er følgelig en reflektor som blir en potensiell sekundær punktkilde fra hvilken akustisk og elastisk bølgeenergi henholdsvis kan strømme oppover mot mottakerne 120 som reaksjon på at det akustiske signalet som genereres av kilden 106, og nedadgående elastiske bølger generert fra trykkpulsen. Som vist på figur 1A kan sekundære bølger med betydelig amplitude vanligvis utsendes fra punkter på eller nær overflaten 124, slik som punkt 140, og fra punkter på eller meget nær grenseflatene i undergrunnsformasjonen 122, slik som punktene 142 og 144.

De sekundære bølgene kan generelt utsendes ved forskjellige tidspunkter innenfor et område med tidspunkter som følger etter det innledende akustiske signalet. Et punkt på overflaten 124, slik som punktet 140, kan motta en trykkforstyrrelse fra det primære bølgefeltet raskere enn et punkt innenfor undergrunnsformasjonen 122, slik som punkt 142 og 144. Et punkt på overflaten 124 direkte under kilden 106 kan likeledes motta trykkforstyrrelsen tidligere enn et mer fjerntliggende punkt på overflaten 124. De tidspunktene hvor sekundære og høyere ordens bølger blir utsendt fra forskjellige punkter i undergrunnsformasjonen 122, kan dermed være relatert til avstanden, i det tredimensjonale rom, til punktene fra den aktiverte kilden.

Akustiske og elastiske bølger kan imidlertid forplante seg med forskjellige hastigheter i forskjellige materialer så vel som i det samme materialet under forskjellige trykk. Forplantningstidene for det primære bølgefeltet og det sekundære bølgefeltet som utsendes som reaksjon på det primære bølgefeltet, kan derfor være funksjoner av avstand fra kildene 104-106 så vel som materialene og de fysiske karakteristikkene til materialene som det primære bølgefeltet forplanter seg gjennom. De sekundære, ekspanderende bølgefrontene kan i tillegg endres etter hvert som bølgefrontene krysser grenseflater og etter hvert som lydhastigheten varierer i de mediene som krysses av bølgen. Overlagringen av bølger utsendt innenifra undergrunnsformasjonen 122 som reaksjon på det primære bølgefeltet, kan være et vanligvis komplisert bølgefelt som innbefatter informasjon om formene, dimensjonene og materialkarakteristikkene til undergrunnsformasjonen 122, innbefattende informasjon om formene, dimensjonene og posisjonene til de forskjellige reflekterende trekkene i undergrunnsformasjonen 122 som er av interesse for seismologer.

Sekundære bølgefronter som forplanter seg direkte fra overflaten 124 eller en grenseflate i undergrunnen til mottakerne uten å påtreffe refleksjoner fra den frie overflaten eller andre grenseflater, blir kalt «primære refleksjoner» eller ganske enkelt «primærer». De sekundære bølgefrontene som utsettes for mer enn én undergrunnsrefleksjon, undergrunnsrefleksjon og/eller refleksjoner fra den frie overflaten 114 før de blir detektert av mottakerne, blir derimot kalt «multippelrefleksjoner» eller ganske enkelt «multipler». Multippelrefleksjoner innbefatter for eksempel refleksjoner fra en grenseflate som deretter blir reflektert fra den frie overflaten tilbake til undergrunnsformasjonen 124 hvor den akustiske energien blir reflektert og deretter detektert av mottakerne.

Hver mottaker 120 kan være en dobbeltsensor som innbefatter en partikkelbevegelsessensor som detekterer partikkelbevegelse, hastigheter eller akselerasjoner over tid, og en trykksensor som detekterer variasjoner i vanntrykk over tid. Figur 2 viser et sideriss av det marine, seismiske datainnsamlingssystemet med en forstørret skisse 202 av mottakeren 120. Den forstørrede skissen 202 avdekker at mottakeren 120 kan være en dobbeltsensor sammensatt av en trykksensor 204 og ene partikkelbevegelsessensor 206. Trykksensoren kan være en hydrofon. Hver trykksensor måler endringer i hydrostatisk trykk over tid og frembringer trykkdata betegnet med , hvor representerer de kartesiske koordinatene (x, y, z) for mottakeren og t representerer tid. Bevegelsessensorene kan reagere på vannbevegelse. Partikkelbevegelsessensorene detekterer vanligvis partikkelbevegelse i en retning normal på orienteringen av partikkelbevegelsessensoren og kan reagere på en slik retningsforskyvning av partiklene, hastigheten til partiklene eller akselerasjon av partiklene. Bevegelsessensordata frembragt av partikkelbevegelsessensorene kan omformes til partikkelhastighetsdata. Når for eksempel bevegelsessensorer som reagerer på posisjon blir brukt, kan bevegelsessensordata differensieres for å omforme dataene til partikkelhastighetsdata. Når bevegelsessensorene som reagerer på akselerasjon (det vil si akselerometre) blir brukt, kan likeledes partikkelakselerasjonsdata integreres for å omforme dataene til partikkelhastighetsdata. De resulterende data som frembringes av bevegelsessensorene, kan være retningsavhengige partikkelhastighetsdata betegnet med , hvor enhetsnormalvektoren peker i partikkelbevegelsesretningen, blir målt. Partikkelbevegelsessensorene er typisk orientert slik at partikkelbevegelsen blir målt i vertikalretningen (det vil si, i hvilket tilfelle ved blir kalt de vertikale hastighetsdataene. Alternativt kan mottakerne innbefatte to ytterligere partikkelbevegelsessensorer som måler partikkelbevegelse i to andre retninger,

som er ortogonale til (det vil si hvor “ ” er skalarprodukt) og ortogonale til hverandre (det vil si ). De tre partikkelbevegelsessensorene ved en mottaker, måler med andre ord partikkelbevegelse i tre ortogonale retninger. En mottaker kan for eksempel også innbefatte en partikkelbevegelsessensor som måler bølgefeltet i linjeretningen for å fremskaffe hastighetsbølgefeltet i linjeretningen, og en partikkelbevegelsessensor som måler bølgefeltet i tverrlinjeretningen for å fremskaffe hastigheten til tverrlinjebølgefeltet, . Trykk- og partikkelhastighetsdataene omfatter de seismiske dataene. Streamerne 108-113 og letefartøyet 102 kan innbefatte avfølingselektronikk og databehandlingsanlegg som muliggjør målinger fra hver mottaker å bli korrelert med absolutte posisjoner på den frie overflaten 114 og absolutte tredimensjonale posisjoner i forhold til et vilkårlig, tredimensjonalt koordinatsystem. Trykkdataene og partikkelbevegelsesdataene kan sendes langs streamerne og dataoverføringskablene til fartøyet 102 hvor dataene kan lagres elektronisk eller magnetisk på datalagringsanordninger som befinner seg om bord i fartøyet 102. Trykkdataene og partikkelbevegelsesdataene representerer trykk og hastighetsbølgefelter og kan derfor også refereres til som henholdsvis trykkbølgefeltet og hastighetsbølgefeltet.

På figur 2 representerer retningspilen 208 retningen til et oppadgående bølgefelt ved posisjonen til mottakeren 210, og den stiplede pilen 212 representerer et nedadgående bølgefelt frembragt av en oppadgående bølgefeltrefleksjon fra den frie overflaten 114 før det når mottakeren 210. Trykkbølgefeltet er med andre ord sammensatt av en oppadgående trykkbølgefeltkomponent og en nedadgående trykkbølgefeltkomponent, og hastighetsbølgefeltet er sammensatt av en oppadgående bølgefelthastighetskomponent og en nedadgående bølgefelthastighetskomponent. Det nedadgående bølgefeltet forurenser trykk- og partikkelhastighetsdata og skaper hakk i spektraldomenet. Filtrering kan utføres for å fjerne de nedadgående bølgefeltene fra trykk- og partikkelhastighetsdataene, noe som etterlater de oppadgående bølgefeltene som typisk blir brukt til å generere bilder av undergrunnsformasjonen.

Hver trykksensor og partikkelbevegelsessensor genererer som forklart ovenfor, seismiske data som kan lagres i datalagringsanordninger plassert om bord i letefartøyet. De seismiske dataene som måles av hver trykksensor eller bevegelsessensor er en tidsrekke som består av et antall påfølgende målte verdier kalt amplituder separert i tid med et samplingsmellomrom. Tidsrekkene som måles ved hjelp av en trykk- eller bevegelsessensor, blir kalt en «trase» som kan bestå av tusenvis av sampler med et samplingsmellomrom på fra omkring 1 til 5 ms. En trase er en registrering av en respons fra en undergrunnsformasjon på akustisk energi som passerer fra en aktivert kilde, inn i undergrunnsformasjonen hvor en del av den akustiske energien blir reflektert og til slutt registrert av en sensor som beskrevet ovenfor. En trase registrerer variasjoner i en tidsavhengig amplitude som representerer akustisk energi i den del av det sekundære bølgefeltet som måles av sensoren. Hver trase er med andre ord et sett med tidsavhengige trykk- eller bevegelsessensoramplituder betegnet med hvor j er traseeller mottakerindeks, er amplituden til trase j ved tidssampel og K er antallet tidssampler i trasen.

Som forklart ovenfor, ankommer det sekundære bølgefeltet vanligvis først ved de mottakerne som befinner seg nærmest kildene. Avstanden fra kildene til en mottaker blir kalt «kilde/mottaker-avstanden», eller ganske enkelt «avstanden», som skaper en forsinkelse i ankomsttiden for et sekundært bølgefelt fra en hovedsakelig horisontal grenseflate i undergrunnsformasjonen. En større avstand resulterer generelt i en lenger ankomsttidsforsinkelse. Trasene blir samlet for å danne en samling som kan behandles ytterligere ved å bruke forskjellige seismiske prosesseringsteknikker for å fremskaffe informasjon om strukturen til undergrunnsformasjonen.

Figur 3A viser et eksempel på strålebaner som representerer baner for et akustisk signal 300 som forplanter seg fra den første kilden 104 blant de tre kildene, inn i undergrunnsformasjonen 122. Stiplede strålelinjer slik som strålene 302, representerer akustisk energi reflektert fra overflaten 124 til de mottakerne som befinner seg langs streameren 108, og heltrukne stråler, slik som strålene 304, representerer akustisk energi reflektert fra grenseflaten 126 til de mottakerne som befinner seg langs streameren 108. Legg merke til at for å forenkle illustrasjonen er bare en håndfull strålebaner representert. Hver trykksensor måler det hydrostatiske trykket, og hver bevegelsessensor måler partikkelbevegelsen til den akustiske energien som reflekteres fra formasjonen 122. De hydrostatiske trykkdataene og partikkelhastighetsdataene generert ved hver mottaker, blir tidssamplet og registrert som separate traser. I eksemplet på figur 3A danner samlingen av traser som genereres av mottakerne langs streameren 111 for et enkelt skudd fra kilden 104, en «fellesskuddsamling» eller ganske enkelt en «skuddsamling». Trasene som genereres av de mottakerne som befinner seg langs hver av de andre fem streamerne for det samme skuddet, kan samles for å danne separat skuddsamling, der hver samling er forbundet med én av streamerne.

Figur 3B viser en plotting av en skuddsamling sammensatt av eksempeltraser 306-310 for det bølgefeltet som er registrert av de fem mottakerne som befinner seg langs streameren 111, vist på figur 3A. Vertikalaksen 312 representerer tid, og horisontalaksen 314 representerer trasenummer hvor trase «1» representerer de seismiske data som genereres av den mottakeren som befinner seg nærmest kilden 104, og trase «5» representerer de seismiske data som genereres av den mottakeren som befinner seg lengst fra kilden 104. Trasene 306-310 kan representere variasjon i amplituden til enten trykkdataene eller hastighetsdataene

som er registrert av tilsvarende sensorer i de fem mottakerne. Eksempeltrasene innbefatter småbølger eller pulser 312-316 og 318-322 som representerer de oppadgående målt av trykksensorene eller partikkelbevegelsessensorene.

Topper, farget svart, og søkk i hver trase representerer endringer i amplitude målt ved hjelp av trykksensorene eller bevegelsessensorene. Avstandene langs trasene 306-310 fra trasenummeraksen 314 (det vil si tid null) til småbølgene 312-316 som representerer forplantningstiden til den akustiske energiutgangen fra kilden 104 til flaten 124 og til mottakerne som befinner seg langs streameren 111, og småbølgene 318-322 representerer den lengste forplantningstiden for den akustiske energiutgangen fra kilden 104 til grenseflaten 126 og til de samme mottakerne som befinner seg langs streameren 111. Amplituden til toppen eller søkket i småbølgene 312-316 og 318-322 indikerer størrelsen av akustisk energi registrert av trykksensoren eller bevegelsessensoren.

Ankomsttidene som funksjon av kilde/mottaker-avstanden blir lengre med økende kilde/mottaker-avstand. De bølgene som genereres av en overflate eller en grenseflate kan følgelig følge en hyperbolsk fordeling og blir kollektivt kalt en «reflektert bølge». Den stiplede hyperbolske kurven 326 representerer for eksempel den hyperbolske fordelingen av bølgene 312-316 som er reflektert fra flaten 124, og blir kalt en «overflatereflektert bølge», og den heltrukne hyperbolske kurven 328 representerer den hyperbolske fordelingen av bølgene 318-322 fra grenseflaten 126, og blir kalt en «grenseflatereflektert bølge».

Trasene fra forskjellige kilde/mottaker-par kan korrigeres under seismisk databehandling for å fjerne effektene av forskjellige kilde/mottaker-avstander i en prosess kalt «normal utflytting» («NMO», normal moveout). Figur 3C viser en samling av trasene 330-334 etter at NMO er blitt utført for å innrette bølgene i tid, som representert ved den stiplede kurven 336 for bølgene 312-316 og linjen 338 for bølgene 318-323. Kurve 336 er tilnærmet lik krumningen av flaten 124 under streameren 111, vist på figur 3A, og linjen 338 er tilnærmet lik krumningen og fallvinkelen θ til grenseflaten 126 under streameren 111, som vist på figur 3A. Fallvinkelen er størrelsen av helningen til et plan fra horisontalen. Etter NMO-korreksjonen blir traser fra forskjellige skuddregistreringer med et felles refleksjonspunkt stakket for å danne en enkelt trase under seismisk databehandling. Stakking kan forbedre signal/støyforholdet, redusere støy, forbedre seismiske datakvalitet og redusere datamengden.

Figur 3D viser en utvidet skisse av en samling sammensatt av 38 traser. Hver trase, slik som trase 340, varierer i amplitude over tid og representerer akustisk energi reflektert fra overflaten og fem forskjellige grenseflater inne i en grunnformasjon målt ved hjelp av en trykksensor eller en bevegelsessensor. I den utvidede skissen opptrer småbølger som svarer til refleksjon fra den samme overflaten eller grenseflaten i undergrunnsformasjonen, oppnådd sammen for å danne reflekterte bølger. Småbølgene 342 med kortest overføringstid representerer en overflatereflektert bølge, og småbølgene 343 representerer en grenseflatereflektert bølge som stammer fra en grenseflate like under overflaten. Reflekterte bølger 344-347 representerer refleksjoner fra grenseflater som befinner seg dypere i undergrunnsformasjonen.

I praksis representerer en typisk trase ikke bare primærrefleksjoner fra en undergrunnsformasjon som representert på figurene 3B-3D. I praksis representerer en trase den tidsavhengige amplituden til akustisk energi tilordnet mange refleksjoner av akustisk energi fra innsiden av undergrunnsformasjonen og innbefatter primærbølger og multipler.

Samlingene som er vist på figur 3B-3D, er beskrevet for seismiske data sortert i et felles skudd-domene. Et domene er en kolleksjon av samlinger som deler et geometrisk attributt med hensyn til de seismiske dataregistreringsposisjonene.

Implementeringer av fremgangsmåten for dempning av støy i seismiske data er imidlertid ikke begrenset til seismiske data sortert i det felles skudd-domenet. De seismiske dataene kan være sortert i et hvilket som helst egnet domene for undersøkelse av egenskapene til en undergrunnsformasjon som innbefatter et felles avstandsdomene, et felles mottakerdomene eller et felles midtpunktdomene. Figur 4 viser en plotting av forskjellige måter som seismiske data innsamlet i en undersøkelse kan sorteres på i forskjellige typer domener. Vertikalaksen 402 representerer linjekoordinater for mottakeren og horisontalaksen 404 representerer linjekoordinater for kilden. X’er slik som X 406, representerer det stedet hvor en registrering (for eksempel trykk eller partikkelbevegelse) har funnet sted. I denne plottingen representerer en kolonne med registreringer identifisert ved den stiplede linjen 408, en skuddsamling, og en rad med registreringer identifisert med den stiplede linjen 410, representerer en felles mottakersamling. Registreringer innhentet langs en diagonal representert ved den stiplede linjen 412, er felles avstandssamler, og registreringer innsamlet langs en diagonal representert ved den stiplede linjen 314, er en felles midtpunktsamling.

Figur 5 viser et toppriss over seilingslinjer 501-515 for en marin undersøkelse av en undergrunnsformasjon som befinner seg under en vannmasse. Stiplede linjeformer 516 representerer topografiske konturlinjer for formasjonen. Undergrunnsformasjonen 516 blir undersøkt for å detektere forekomst og størrelse av et petroleumsreservoar som befinner seg i formasjonen. I dette eksemplet sleper et letefartøy 518 et sett med streamere 520 og sleper tre kilder (ikke vist), den ene etter den andre, som vist på figur 1A, langs de parallelle seilingslinjene 501-515.

Retningspiler slik som retningspilen 522, representerer den retningen som letefartøyet 518 beveger seg i langs seilingslinjene. Undersøkelsen begynner ved startpunkt 524. Letefartøyet 518 aktiverer kildene og lagrer trykk- og hastighetsbølgefeltene som måles av mottakerne, etter hvert som letefartøyet 518 beveger seg langs hver av seilingslinjene 501-515 med en tilnærmet konstant hastighet. Figur 5 innbefatter en forstørret skisse av et segment 526 av seilingslinjen 501. Den forstørrede skissen av seilingslinjesegmentet 526 innbefatter en tidsakse 528. Tre sett 530-532 med forskjellige stiplede prikker som hver representerer en aktiveringssekvens og relative tidspunkter i hvilke tre forskjellige kilder blir aktivert ved tilnærmet samme skuddposisjon langs seilingslinjen 501. Avstanden mellom to skudd som anses å være aktivert ved tilnærmet samme posisjon, d, kan avhenge av den høyeste frekvensen i de målte dataene som er av interesse, og lydhastigheten i vann, c. Denne avstanden kan for eksempel være omtrent som følger:

Svarte prikker, slik som den svarte prikken 534, representerer aktivering av en første kilde som befinner seg nærmest letefartøyet 518; skyggelagte prikker, slik som den skyggelagte prikken 535, representerer aktivering av en andre kilde som befinner seg mellom den første kilden og den tredje kilden; og uskraverte prikker, slik som den uskraverte prikken 536, representerer aktiveringen av den tredje kilden som befinner seg lengst fra letefartøyet. I eksemplet på figur 5 er aktivering av de tre kildene basert på posisjon. Kildene blir med andre ord aktivert ved skuddposisjoner atskilt med omtrent den samme avstanden D langs seilingslinjene. Når letefartøyet 518 for eksempel beveger seg langs seilingslinjen 501, blir den første kilden aktivert når den første kilden når en skuddposisjon 538 langs seilingslinjen 501, den andre kilden blir aktivert når den andre kilden også når skuddposisjonen 538, og den tredje kilden blir aktivert når den tredje kilden til slutt når skuddposisjonen 538. Tidene 540-542 når kildene blir aktivert ved skuddposisjonen 538, kan lagres i datalagringsanordningen som befinner seg om bord i letefartøyet 518. Kildeaktiveringstidene 540-542 blir brukt til å bestemme tidsforsinkelser som kan være forskjellige (det vil si for en spesiell skuddposisjon, og kan variere fra skuddposisjon til skuddposisjon på grunn av endrede omgivelsesbetingelser, slik som endringer i vindhastighet eller vindretning eller endringer i vannstrømmen.

Under hver registreringsperiode blir de sekundære bølgefeltene generert som et resultat av en sekvens av kildeaktiveringer, målt og lagret i datalagringsanordningen. En registreringsperiode begynner når en sekvens av kildeaktiveringer 530 begynner, og perioden ender når letefartøyet har beveget seg over avstanden D langs seilingslinjen som også markerer begynnelsen på en etterfølgende registreringsperiode hvor kildene blir aktivert i henhold til sekvensen 531 etter hvert som de tre kildene passerer over en etterfølgende skuddposisjon 544.

I alternative implementeringer kan kildene aktiveres basert på tid. For eksempel, når den første kilden blir aktivert, blir aktiveringstiden og skuddposisjonen til den første kilden registrert. Når den andre kilden omtrent når den samme skuddposisjonen, blir den andre kilden aktivert og aktiveringstiden for den andre kilden blir registrert. Når den tredje kilden tilnærmet når den samme skuddposisjonen, blir den tredje kilden aktivert og aktiveringstiden blir registrert. Kildeaktiveringstidene 540-542 blir brukt til å bestemme tidsforsinkelse og mellom aktivering av kildene ved skuddposisjonen. En første registreringsperiode, tD, begynner når en aktiveringssekvens av tre kilder begynner, og perioden ender når letefartøyet har beveget seg over perioden tD langs seilingslinjen, noe som også markerer begynnelsen på en andre registreringsperiode hvor kildene blir aktivert i henhold til den samme sekvensen ved en etterfølgende skuddposisjon bestemt av varigheten av registreringsperioden tD.

Når letefartøyet 518 når enden av en seilingslinje, stopper letefartøyet 518 aktivering av kildene og måling og sortering av bølgefelt, og følger den banen som er representert med en bue til en annen seilingslinje og begynner aktivering av kilden og måling og lagring av bølgefeltet. Ved enden 546 av seilingslinjen 509 stopper for eksempel letefartøyet 518 aktivering av kildene og måling og lagring av bølgefeltet, følger banen 548 til seilingslinjen 502, og letefartøyet 518 aktiverer kildene og måler og lagrer bølgefeltene langs seilingslinjen 502. Letefartøyet 518 fortsetter dette mønsteret med aktivering av kilden og måling og lagring av bølgefeltene langs hver av seilingslinjene 501-515 inntil letefartøyet 518 når et endepunkt 550 som befinner seg ved enden av seilingslinjen 508.

De rette seilingslinjene 501-515 som er vist på figur 5, representerer et eksempel på ideelle rette baner tilbakelagt av et letefartøy. I praksis blir imidlertid et typisk letefartøy utsatt for skiftende strømmer, vinder og tidevann og kan bare være i stand til å seile tilnærmet langs rette, parallelle seilingslinjer. Streamerne som slepes bak et letefartøy, behøver i tillegg ikke å bli slept direkte bak letefartøyet på grunn av at streamerne blir utsatt for endrede tilstander, slik som vær og strømmer.

Streamerne kan følgelig avvike lateralt fra sporet i en prosess kalt «viftedannelse».

Seilingslinjer er ikke begrenset til rette seilingslinjer som beskrevet ovenfor i forbindelse med figur 5. Seilingslinjer kan være buet, sirkulære eller ha en hvilken som helst annen egnet, ikke-lineær form. I spiralskytingsundersøkelser beveger et letefartøy seg i en rekke overlappende, kontinuerlig forbundne sirkulære eller spiralformede seilingslinjer. Den sirkulære skytingsgeometrien krever et fullstendig område med avstandsdata over hver asimut for å sample undergrunnsgeologien i alle retninger.

For enkelhets skyld og for korthets skyld, blir tre linjekilder brukt i det følgende for å beskrive på hvilken måte kildene blir aktivert ved hver skuddposisjon. Implementeringer er imidlertid ikke ment å være begrenset til å anvende bare tre kilder ved hver skuddposisjon. Et letefartøy kan generelt slepe et hvilket som helst passende antall n linjekilder, hvor n er et positivt heltall som kan være i området fra så få som to kilder til mer enn tre kilder. Legg merke til at når n kilder blir aktivert, den ene etter den andre, ved omtrent samme skuddposisjon, blir de n kildeaktiveringstidene lagret i datalagringsanordningen for å bestemme n – 1 tilhørende tidsforsinkelser hvor i er en heltallsindeks i området fra 1 til n – 1.

Figur 6A viser et eksempel på en skuddsamling tilknyttet aktivering av én av de tre kildene i det seismiske datainnsamlingssystemet som er beskrevet ovenfor. Horisontalaksen 602 representerer tre nummerakser, og vertikalaksen 604 representerer tid. Kurve 606 representerer en overflatereflektert bølge fra overflaten av en undergrunnsformasjon, og kurvene 607 og 608 representerer reflekterte bølger fra to grenseflater inne i formasjonen.

Figur 6B viser et eksempel på en skuddsamling frembragt ved hjelp av alle tre kildene aktivert i henhold til en aktiveringssekvens ved samme skuddposisjon, som beskrevet ovenfor under henvisning til figur 5. Fordi tre kilder blir aktivert ved tilnærmet samme skuddposisjon med skuddtidsforsinkelser kommer de primære bølgefeltene som genereres av de tre kildene, inn i det samme området av undergrunnsformasjonen atskilt med tidsforsinkelsene og de sekundære bølgefeltene som reflekteres fra undergrunnsformasjonen, blir reflektert med tilnærmet de samme tidsforsinkelsene Mønsteret av reflekterte bølger 606-608 på figur 6A blir følgelig repetert tre ganger for å generere de reflekterte bølgene på figur 6B. De reflekterte bølgene 606, 610 og 612 på figur 6B representerer for eksempel sekundære bølgefeltrefleksjoner fra den samme overflaten av undergrunnsformasjonen atskilt med tidsforsinkelsene Figur 6B innbefatter også reflekterte bølger 614-616 frembragt av en annen kilde, slik som en kilde aktivert av et annet letefartøy som leter i et tilstøtende område av undergrunnsformasjonen. De reflekterte bølgene 614-616 blir ansett som støy. Samlingen på figur 6B representerer en innledende samling og er betegnet med G(0). Den innledende samlingen G(0) kan når den opprinnelig konstrueres, inneholde et antall manglende traser. Implementeringer kan innbefatte anvendelse av traseinterpolasjon for å fylle inn manglende traser, erstatte støyfylte traser og frembringe jevnt atskilte traser i den innledende samlingen G(0).

Det skal bemerkes at de reflekterte bølgene på figur 6B og de etterfølgende figurene er syntetiske og ment å tilveiebringe en forenklet representasjon i forhold til hvordan bølgefeltdataene som er representert i en samling fremskaffet fra en sekvens av kildeaktiveringer, blir endret av de operasjonene som omfatter en beregningsmessig fremgangsmåte for dempning av støy i det bølgefeltet som er beskrevet her. Samlinger fremskaffet fra en sekvens av kildeaktiveringer over det samme området av en aktuell undergrunnsformasjon, er i praksis sammensatt av mange overlappende reflekterte bølger tilknyttet primære og multiple refleksjoner og støy, og det kan i noen tilfeller være upraktisk å undersøke samlingene visuelt og identifisere de reflekterte bølgene som er tilknyttet forskjellige egenskaper ved undergrunnsformasjonen.

Etter at den innledende samlingen G(0) som er vist på figur 6B, er blitt dannet for en sekvens med tre kildeaktiveringer, blir ytterligere to tidsforskjøvne samlinger generert. En første tidsforskjøven samling G(1) blir frembragt ved å tidsforskyve hver av de trasene som omfatter den innledende samlingen G(0), med tidsforsinkelsen

Den innledende samlingen kan for eksempel representeres matematisk som

et sett med traser:

hvor

j er traseindeksen; og

m er antall traser i den innledende samlingen.

Den første tidsforskjøvne samlingen G(1) er gitt ved:

hvor

Figur 7 viser en første tidsforskjøven samling G(1) frembragt ved tidsforskyvning av den innledende samlingen G(0) med tidsforsinkelsen . Den tidsforskjøvne samlingen G(1) er sammensatt av alle m trasene i den innledende samlingen G(0) tidsforskjøvet med tidsforsinkelsen De reflekterte bølgene i samlingen G(1) opptrer følgelig ved tidligere tidspunkter enn i samlingen G(0). En overflatereflektert bølge 702 på figur 7 er for eksempel den overflatereflekterte bølgen 606 på figur 6B tidsforskjøvet med tidsforsinkelsen og den reflekterte bølgen 704 på figur 7 er den reflekterte bølgen 610 på figur 6B tidsforskjøvet med tidsforsinkelsen Den reflekterte bølgen 704 er følgelig innrettet i tid med den overflatereflekterte bølgen 606 på figur 6B.

En andre tidsforskjøvet samling G(2) blir frembragt ved tidsforskyvning av hver av trasene som omfatter den første tidsforskjøvne samlingen G(1), med tidsforsinkelsen . Den andre tidsforskjøvne samlingen G(2) er for eksempel gitt ved:

hvor

Figur 8 viser en andre tidsforskjøvet samling G(2) frembragt ved tidsforskyvning av den første tidsforskjøvne samlingen G(1) med tidsforsinkelsen . De reflekterte bølgene i den andre tidsforskjøvne samlingen G(2) opptrer ved tidligere tidspunkter enn i den første tidsforskjøvne samlingen G(1). De reflekterte bølgene 802 og 804 på figur 8 er for eksempel de reflekterte bølgene 702 og 704 på figur 7 tidsforskjøvet med tidsforsinkelsen Δt(2), og den reflekterte bølgen 806 på figur 8 er den tidsforskjøvne bølgen 612 på figur 6B forskjøvet med tidsforsinkelsene Δt(1) og Δt(2). Den reflekterte bølgen 806 er følgelig tidsinnrettet med den overflatereflekterte bølgen 606 på figur 6B.

For n kilder aktivert den ene etter den andre ved tilnærmet samme skuddposisjon langs en seilingslinje, blir generelt et sett med n samlinger, betegnet med

produsert. Settet med samlinger kan tilhøre skudd-domenet, det

felles avstandsdomenet, det felles mottakerdomenet eller det felles midtpunktdomenet. Den innledende samlingen G(0) er ikke tidsforskjøvet og er representert ved:

hvor

De tidsforskjøvne samlingene G(/) er beregningsmessig generert ifølge den matematiske representasjonen som er gitt ved:

hvor

Hver tidsforskjøvet samling G(i 1) blir med andre ord generert ved å subtrahere en sum av tidsforskyvningene fra tidskomponenten tk for de trasene som omfatter den innledende samlingen G(0).

Etter at settet med samlingene er blitt frembragt, blir en realisering av samlingen G konstruert ved å velge m forskjellige traser fra samlingene i settet

Hver trase som brukes til å konstruere samlingen G er valgt fra én av samlingene i settet Operasjonen med å velge m forskjellige traser fra samlingene i settet kan representeres i pseudo-kode som følger:

1 initialize 5 = 0; HG is initially empty//

2 for j = 1 to m;

3 select from the set

4 retrieve trace(i, j) from 5(0;

5 G = G trace (i,j);

6 end for loop;

Operasjonen med å velge en samling G(i) fra settet med samlinger kan implementeres på en hvilken som helst av mange forskjellige måter. I én implementering kan samlingsindeksen, f, velges tilfeldig fra settet med heltall ( Ο, . , .,η - 1) ved å bruke en slumptallgenerator. Når m traser blir valgt tilfeldig fra settet med samlinger

er antallet mulig realiserte samlinger m<n>. For en innledende samling med

200 traser generert med tre kildeaktiveringer ved en skuddposisjon, kan det konstrueres 3<200 >= 2,7 x 10<95 >realiserte samlinger. Alternativt kan samlingsindeksen /<'>velges på en systematisk måte. Samlingsindeksen /<'>kan for eksempel initialiseres til null. For hver iterasjon av for-sløyfen, blir samlingsindeksen inkrementert inntil /<'>= n, i hvilket tilfelle samlingsindeksen /<' >blir tilbakestilt til null.

Figur 9 viser samlingene G{0), G{1) og G{2). De j. trasene trace(O,j),

trace(1,j), og trace(2,j) for samlingene G{0), G{1) og G(2) blir identifisert ved hjelp av respektive stiplede linjer 901-903. Ved konstruksjon av den realiserte samlingen G, blir én av trasene trace(o,j), trace(1,j), og trace(2,j ) valgt og brukt som den j. trasen i samlingen G.

Figur 10 viser en forstørret skisse av de j. trasene trace ( 0,j), trace(1,j), og

trace (2, j) i henholdsvis samlingene G{0), G{1) og G(2). Legg merke til at selv om trasene er fra forskjellige tidsforskjøvne samlinger, har alle tre trasene bølger som er innrettet i tid, som antydet ved hjelp av stiplede linjer 1001-1003. Småbølgene som er innrettet i tid, representerer akustisk energi reflektert fra det samme punkt på en reflektor i undergrunnsformasjonen. Småbølgene 1005-1007 representerer for eksempel akustisk energi reflektert fra det samme punktet på overflaten til undergrunnsformasjonen. Legg merke til at de gjenværende småbølgene i trasene ikke er innrettet i tid. Ved å tidsforskyve trasene i henhold til tidsforsinkelsene som beskrevet ovenfor under henvisning til figurene 7 og 8, har med andre ord hver av trasene småbølger som er innrettet i tid med tilsvarende småbølger i de reflekterte bølgene fra den innledende samlingen G(0) og gjenværende småbølger i trasene vil ikke være innrettet.

De m trasene som er valgt fra samlingene G(0), G(1) og G(2) for å konstruere den realiserte samlingen G, kan være anordnet for å øke traseindeksen. Fordi trasene i samlingen G er valgt fra forskjellige samlinger G(0), G(1) og G(2), opptrer de småbølgene som ikke er innrettet i tid med de reflekterte bølgene i den innledende samlingen G(0), spredt, mens samlingen G innbefatter småbølger som gjenskaper de reflekterte bølgene i den innledende samlingen G(0). Figur 11 viser tolv påfølgende traser tilfeldig valgt fra samlingene G(0), G(1) og G(2). De tolv trasene er anordnet i rekkefølge med økende traseindeks som avdekker mønsteret av småbølger som er innrettet i tid med reflektorer fra de samme trekkene i undergrunnsformasjonen som antydet ved hjelp av de stiplede kurvene 1101-1103.

Småbølgene 1105-1107 er for eksempel valgt fra de tre samlingene G(0), G(1) og G(2), og er en del av de småbølgene som er representert ved den stiplede linjen 1101. Småbølgene langs den stiplede linjen 1101 svarer til sekundære bølgefeltrefleksjoner fra overflaten av undergrunnsformasjonen, og småbølgene langs de stiplede linjene 1102 og 1103 svarer til sekundære bølgefeltrefleksjoner fra grenseflatene i undergrunnsformasjonen.

Figur 12 viser et eksempel på en realisert samling G sammensatt av m traser konstruert fra samlingene G(0), G(1) og G(2). Hver trase er valgt fra én av samlingene G(0), G(1) og G(2) som beskrevet ovenfor. Reflekterte bølger 1202-1204 er sammensatt av småbølger som er til stede i alle de tre samlingene G(0), G(1) og G(2), og er innrettet i tid med de fysisk reflekterte bølgene 606-608 på figur 6B. Figur 12 innbefatter også punkter slik som punkt 1208, som svarer til amplitudene eller småbølgene av traser som er til stede i høyst to av samlingene G(0), G(1) og G(2). Ved å sammenligne eksemplet på realisert samling G med den innledende samlingen G(0), opptrer de reflekterte bølgene som er tilknyttet støy og de reflekterte bølgene som er et resultat av aktiveringer av den andre og tredje kilden, brutte og ufullstendige. De reflekterte bølgene 1202-1206 representerer følgelig fysisk reflekterte bølger som kan skilles fra oppbrutt støy og oppbrutte reflekterte bølger som et resultat av andre kilder.

Et koherensfilter kan deretter brukes til å identifisere de oppbrutte amplitudene og støydemping kan brukes til å nulle ut de identifiserte oppbrutte amplitudene. Koherensfilteret kan implementeres ved å bruke inversjon hvor koherensfilteret kan være repetert. Figur 13 viser den realiserte samlingen G etter at støydemping er blitt brukt til å nulle ut amplituder over den reflekterte bølgen 1202 og mellom de reflekterte bølgene 1202-1204.

I andre implementeringer kan støydempingen brukes etter hver tidsforskyvning representert på figurene 7 og 8. Den reflekterte bølgen 606 på figur 6B kan for eksempel identifiseres som en støydempet front. Amplitude for traser med tider mindre enn de tidene som er tilknyttet støydempingsfronten, blir støydempet (det vil si satt lik null). Figurene 14A-14C viser et eksempel på anvendelse av støydemping etter at de innledende og de tidsforskjøvne samlingene er konstruert. På figurene 14A-14C representerer den stiplede kurven 1402 en støydempingsfront bestemt av den reflekterte bølgen 606 på figur 6B. På figur 14A er samlingen G’(0) generert ved å sette amplitudene til trasene med tider mindre enn støydempingsfronten 1402, lik null. Deler av de reflekterte bølgene 614 og 615 på figur 14B mangler følgelig. På figur 14B er samlingen G’(1) generert ved å tidsforskyve samlingen G’(0) med og så sette amplitudene til trasene med tider mindre enn støydempingsfronten 1402, lik null. På figur 14C er samlingen G’(2) generert ved å tidsforskyve samlingen G’(1) og så sette amplitudene til traser med tider mindre enn støydempingsfronten 1402, lik null.

Figur 15 viser et flytskjema for en beregningsrutine for dempning av støy i seismiske data fremskaffet fra n aktiveringer av en kilde ved en skuddposisjon. I blokk 1501 blir seismiske data generert ved n aktiveringer av kilder ved hovedsakelig samme skuddposisjon langs en seilingslinje mottatt. De n aktiveringene er atskilt med n – 1 tidsforsinkelser I blokk 1502 blir en innledende samling G(0) med m traser som er fremskaffet for skuddposisjonen, dannet. Samlingen G(0) kan være dannet fra enkel innhenting av seismiske data målt av hver av m mottakere i et skudd-domene, et felles avstandsdomene, et felles mottakerdomene og et felles midtpunktdomene. Dannelsen av samlingen G(0) kan også innbefatte interpolasjon for å gjenopprette manglende datatraser, og NMO for å innrette småbølger i tid. I en for-sløyfe som omfatter blokkene 1503-1506, blir operasjonene i blokkene 1504-1506 repetert for hver forsinkelse for å konstruere n – 1 tidsforskjøvne samlinger. I blokk 1504 blir en tidsforskjøvet samling G(i 1) generert ved å tidsforskyve hver av de m trasene i samlingen G(i) med tidsforsinkelsen som beskrevet ovenfor under henvisning til ligning (2). I blokk 1505 blir den tidsforskjøvne samlingen konstruert i blokk 1504 addert til et sett med samlinger I blokk 1506, hvis tidsforsinkelsene ikke er blitt uttømt, blir operasjonene i blokkene 1504 og 1505 gjentatt for en etterfølgende tidsforsinkelse. Ellers fortsetter fremgangsmåten til forsløyfen i blokkene 1507-1511. I for-sløyfen som omfatter blokkene 1507-1511, blir operasjonene i blokkene 1508-1510 gjentatt for hver av de m trasene. I blokk 1508 blir en samling G(i) valgt fra settet Samlingen G(i) kan velges tilfeldig eller velges ved å bruke en systematisk løsning som beskrevet ovenfor. I blokk 1509 blir en trase kopiert fra trasen G(i). I blokk 1510 blir trasen brukt til å konstruere en realisert samling G. I blokk 1511 fortsetter, hvis j er mindre enn m, fremgangsmåten til blokk 1512 hvor j blir bestemt og operasjonene i blokkene 1508-1511 blir gjentatt. Ellers fortsetter fremgangsmåten til blokk 1513 hvor et koherensfilter blir anvendt for å identifisere oppbrutte småbølger, og støydemping blir utført for å nulle ut amplitudene til de oppbrutte småbølgene.

Figur 16 viser et eksempel på et generalisert beregningssystem som utfører effektive fremgangsmåter for dempning av støy i seismiske data og som derfor representerer et geofysisk dataanalysesystem. De interne komponentene i mange små, middels store og store datasystemer så vel som spesialiserte prosessorbaserte lagringssystemer kan beskrives i forbindelse med denne generaliserte arkitekturen, selv om hvert spesielt system kan omfatte mange ytterligere komponenter, delsystemer og lignende parallelle systemer med arkitekturer maken til denne generaliserte arkitekturen. Datasystemet inneholder én eller flere sentralenheter («CPUer») 1602-1605, ett eller flere elektroniske lagre 1608 forbundet med CPUene ved hjelp av en CPU/lager-delsystembuss 1610 eller flere busser, en første bru 1612 som forbinder CPU/lager-delsystembussen 1610 med ytterligere busser 1614 og 1616, eller andre typer forbindelsesmedia med høy hastighet, innbefattende flere høyhastighets serieforbindelser. Bussene eller serieforbindelsene forbinder i sin tur CPUene og lagre med spesialiserte prosessorer, slik som grafikkprosessorer 1618, og med én eller flere ytterligere bruer 1620, som er forbundet med høyhastighets serieforbindelser eller med flere styringsenheter 1622-1627, slik som styringsenheten 1627 som gir tilgang til flere forskjellige typer datamaskinlesbare media, slik som et datamaskinlesbart medium 1628, elektroniske visningsanordninger, innmatingsanordninger og andre slike komponenter, delkomponenter og beregningsressurser. De elektroniske visningsanordningene, innbefattende en visuell skjerm, høyttalere og andre grensesnittanordninger, og innmatingsanordningene innbefattende mus, tastaturer, berøringsskjermer og andre slike innmatingsgrensesnitt, som sammen utgjør innmatings- og utmatingsgrensesnitt som gjør det mulig for datasystemet å vekselvirke med menneskelige brukere. Det datamaskinlesbare mediet 1628 er en datalagringsanordning, innbefattende et elektronisk lager, optiske eller magnetiske plater, USB-stasjoner, minnebrikker og andre slike datalagringsanordninger. Det datamaskinlesbare mediet 1628 kan brukes til å lagre maskinlesbare instruksjoner som koder de beregningsmessige fremgangsmåtene som er beskrevet ovenfor og som kan brukes til å lagre kodede data under lagringsoperasjonene, og hvorfra kodede data kan hentes under leseoperasjoner av datasystemer, datalagringssystemer og periferianordninger.

Den beregningsmetoden som er beskrevet ovenfor under henvisning til figurene 5-16, kan implementeres i sann tid om bord i et letefartøy mens en undersøkelse blir utført. En innledende samling kan for eksempel genereres for en skuddposisjon på en seilingslinje. Når letefartøyet begynner en sekvens med aktiveringer ved en valgt skuddposisjon, kan tidsforskjøvne samlinger for den foregående skuddposisjonen genereres og brukes til å generere en realisert samling for den foregående skuddposisjonen.

Selv om den ovenfor angitte oppfinnelsen er blitt beskrevet uttrykt ved spesielle utførelsesformer, er det ikke ment at oppfinnelsen skal begrenses til disse utførelsesformene. Modifikasjoner innenfor oppfinnelsens ramme vil være opplagte for fagkyndige på området. Hvilken som helst av en rekke forskjellige implementeringer av støydemping kan for eksempel oppnås ved å variere noen av mange forskjellige utformings- og utviklingsparametere, innbefattende programmeringsspråk, underliggende operativsystemer, modulær organisering, styringsstrukturer, datastrukturer og andre slike konstruksjons- og utviklingsparametere. Selv om implementeringer er beskrevet ovenfor for marine undersøkelser med slepte kilder og streamere, er implementeringene ikke ment å være begrenset til slike marine undersøkelser. Beregningssystemene og fremgangsmåtene som er beskrevet ovenfor for demping av støy, kan også anvendes på seismiske data frembragt ved hjelp av seismiske teknikker på havbunnen. Et eksempel på andre teknikker er implementert med havbunnskabler («OBCer»). Havbunnskablene er maken til de slepte streamerkablene som er beskrevet ovenfor ved at havbunnskablene innbefatter et antall atskilte mottakere, slik som mottakere utplassert ved omkring hver 25 til 50 meter, mens havbunnskablene er lagt på eller over den overflaten 124 som er vist på figur 1A. Havbunnskablene kan være elektronisk forbundet med et forankret registreringsfartøy som leverer kraft, instrumentkommandoer og styringer, og datatelemetri for sensordataene til registreringsutstyret om bord i fartøyet.

Alternativt kan seismiske havbunnsteknikker implementeres med autonome systemer sammensatt av mottakere som er utplassert og som kan fjernes ved å bruke fjernstyrte fartøyer. Mottakerne kan være plassert på eller nær overflaten 124 i et ganske grovt gitter, slik som omkring 400 meter fra hverandre. Selvstendige mottakersystemer blir typisk implementert ved å bruke én eller to typer mottakersystem. Et første mottakersystem er et kabelsystem hvor mottakerne er forbundet med kabler til hverandre og er forbundet med et forankret registreringsfartøy. De kablede systemene får kraft levert til hver mottaker langs en kabel, og seismiske data blir sendt tilbake til registreringsfartøyet langs kabelen eller ved å bruke radiotelemetri. Et andre mottakersystem benytter selvstendige mottakere som har begrenset kraftforsyning, men mottakerne må typisk hentes opp for å laste ned registrerte seismiske data. Uansett om det brukes havbunnskabler eller selvstendige mottakere, blir kildefartøyer utstyrt med to eller flere kilder, operert som beskrevet ovenfor under henvisning til figurene 1A og 1B for å generere akustiske signaler ved hovedsakelig samme skuddposisjon. Det skal også bemerkes at implementeringene ikke er ment å være begrenset til marine undersøkelser. Fremgangsmåtene og systemene for beregning som er beskrevet ovenfor for demping av støy, kan anvendes i forbindelse med landbaserte undersøkelser. For en landbasert undersøkelse er kildene og mottakerne anordnet på land og kan aktiveres gjentatte ganger ved omtrent den samme posisjonen med tidsforsinkelser som beskrevet ovenfor i forbindelse med den marine undersøkelsen.

Det skal bemerkes at den foregående beskrivelse av de beskrevne utførelsesformene er gitt for å sette en fagkyndig person på området i stand til å lage eller bruke den foreliggende oppfinnelsen. Forskjellige modifikasjoner av disse utførelsesformene vil være lett synlige for fagkyndige på området, og de generiske prinsippene som er definert her, kan anvendes på andre utførelsesformer uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Foreliggende oppfinnelse er følgelig ikke ment å være begrenset til de utførelsesformene som er vist her, men skal tillegges det bredeste omfanget som er i overensstemmelse med prinsippene og de nye trekkene som er beskrevet her.

Claims (27)

Patentkrav

1. Fremgangsmåte for generering av støydempede seismiske data fremskaffet fra en marin undersøkelse, omfattende:

å slepe to eller flere kilder (104-106) og én eller flere sensorer gjennom en vannmasse over en undergrunnsformasjon;

for hver skuddposisjon (538),

å aktivere de to eller flere kildene (104-106), én om gangen, ved tilnærmet samme skuddposisjon (538);

å motta seismiske data fra sensorene;

å danne en innledende samling av traser fra de seismiske dataene; å generere tidsforskjøvne samlinger basert på den innledende samlingen og tidsforsinkelser mellom aktivering av de to eller flere kildene (104-106);

å konstruere en realisert samling fra traser valgt fra den innledende samlingen og tidsforskjøvne samlinger; og

å lagre den realiserte samlingen i en datalagringsanordning, karakterisert ved at generering av de tidsforskjøvne samlingene videre omfatter å generere, for hver tidsforsinkelse, en tidsforskjøvet samling ved å tidsforskyve traser i den innledende samlingen med en sum av tidligere tidsforsinkelser.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de to eller flere kildene blir slept på linje, den ene etter den andre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de seismiske dataene er trykksensordata.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de seismiske dataene er partikkelbevegelsessensordata.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor generering av den tidsforskjøvne samlingen videre omfatter å subtrahere summen av tidligere tidsforsinkelser fra en tidsindeks for den innledende samlingen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter å velge traser tilfeldig fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter systematisk utvelgelse av traser fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor datalagringsanordningen befinner seg om bord i et letefartøy.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende koherensfiltrering for å identifisere støy og oppbrutte amplituder; og støydemping for å fjerne identifiserte oppbrutte amplituder.

10. Datasystem for dempning av støy i seismiske data, hvor systemet omfatter: én eller flere prosessorer;

én eller flere datalagringsanordninger; og

en rutine lagret i én eller flere av den ene eller de flere datalagringsanordningene og utført av den ene eller de flere prosessorene, hvor rutinen er innrettet for

å motta seismiske data generert av sensorer som reaksjon på én eller flere kilder (104-106) aktivert ved tilnærmet samme posisjon med en tidsforsinkelse mellom hver aktivering;

å danne en innledende samling av traser fra de seismiske dataene; å generere tidsforskjøvne samlinger basert på den innledende samlingen og tidsforsinkelser mellom aktivering av de to eller flere kildene (104-106);

å konstruere en realisert samling fra traser valgt fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene; og

å lagre den realiserte samlingen i den ene eller de flere datalagringsanordningene, karakterisert ved at generering av de tidsforskjøvne samlingene videre omfatter, for hver tidsforsinkelse, å generere en tidsforskjøvet samling ved å tidsforskyve traser i den innledende samlingen med en sum av tidligere tidsforsinkelser.

11. System ifølge krav 10, hvor generering av den tidsforskjøvne samlingen videre omfatter å subtrahere summen av tidligere tidsforsinkelser fra en tidsindeks for den innledende samlingen.

12. System ifølge krav 10, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter å velge traser tilfeldig fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

13. System ifølge krav 10, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter å velge traser systematisk fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

14. System ifølge krav 10, hvor datalagringsanordningen befinner seg om bord i et letefartøy.

15. System ifølge krav 10, videre omfattende koherensfiltrering for å identifisere støy og oppbrutte amplituder; og støydemping for å fjerne identifiserte oppbrutte amplituder.

16. System ifølge krav 10, hvor de seismiske dataene blir generert av sensorer som befinner seg i én eller flere streamere slept av et letefartøy, som reaksjon på aktivering av den ene eller de flere kildene som aktiveres ved tilnærmet samme posisjon på en seilingslinje i en marin undersøkelse.

17. System ifølge krav 10, hvor de seismiske dataene blir generert av sensorer som befinner seg i havbunnskabler, som reaksjon på den ene eller de flere kildene som blir aktivert ved tilnærmet samme posisjon.

18. System ifølge krav 10, hvor de seismiske dataene blir generert av sensorer i en landbasert undersøkelse som reaksjon på én eller flere kilder aktivert ved tilnærmet samme posisjon.

19. Fysisk datamaskinlesbart medium med maskinlesbare instruksjoner kodet for å sette én eller flere prosessorer i et datasystem i stand til å utføre de operasjonene med

å motta seismiske data lagret i én eller flere datalagringsanordninger, hvor de seismiske dataene er generert av sensorer som reaksjon på én eller flere kilder (104-106) aktivert ved tilnærmet samme posisjon med en tidsforsinkelse mellom hver aktivering;

å danne en innledende samling av traser fra de seismiske dataene;

å generere tidsforskjøvne samlinger basert på den innledende samlingen og tidsforsinkelser mellom aktivering av de to eller flere kildene (104-106);

å konstruere en realisert samling fra traser valgt fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene; og

å lagre den realiserte samlingen i den ene eller de flere datalagringsanordningene, karakterisert ved at generering av de tidsforskjøvne samlingene videre omfatter, for hver tidsforsinkelse, å generere en tidsforskjøvet samling med tidsforskjøvne traser fra den innledende samlingen med en sum av tidligere tidsforsinkelser.

20. Medium ifølge krav 19, hvor generering av den tidsforskjøvne samlingen videre omfatter å subtrahere summen av tidligere tidsforsinkelser fra en tidsindeks for den innledende samlingen.

21. Medium ifølge krav 19, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter å velge traser tilfeldig fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

22. Medium ifølge krav 19, hvor konstruksjon av den realiserte samlingen videre omfatter å velge traser systematisk fra den innledende samlingen og de tidsforskjøvne samlingene.

23. Medium ifølge krav 19, hvor datalagringsanordningen befinner seg om bord i et letefartøy.

24. Medium ifølge krav 19, videre omfattende koherensfiltrering for å identifisere støy og oppbrutte amplituder; og støydemping for å fjerne identifiserte oppbrutte amplituder.

25. Medium ifølge krav 19, hvor de seismiske dataene er generert av kilder som befinner seg i én eller flere streamere slept av et letefartøy, som reaksjon på én eller flere kilder aktivert ved tilnærmet samme posisjon på en seilingslinje under en marin undersøkelse.

26. Medium ifølge krav 19, hvor de seismiske dataene blir generert av sensorer som befinner seg i havbunnskabler, som reaksjon på én eller flere kilder aktivert ved tilnærmet samme posisjon.

27. Medium ifølge krav 19, hvor de seismiske dataene blir generert av sensorer i en landbasert undersøkelse som reaksjon på at den ene eller de flere kildene blir aktivert ved tilnærmet samme posisjon.