[发明专利]由海洋牵引双传感器地震拖缆数据预测涉及表面的多次反射的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在编号为35U.S.C.119(e)的美国临时申请序列号为60/922,796、并于2007年4月11日提交、标题为“通过海洋表面变化和反射系数波动的适当操作，从海洋牵引拖缆数据预测涉及表面的多次反射的方法”的专利申请的优先权，其中公开的内容全部引用在本申请中。

联邦赞助的研究或开发活动        不适用

顺序列表、表格或计算机列表      不适用

美国非临时专利申请

No.11/825,989

技术领域

本发明一般涉及地球物理勘探领域，特别是涉及海洋地震数据处理领域。更确切地说，本发明涉及双传感器牵引海洋地震拖缆的多次反射的减少。

背景技术

在石油和天然气工业中，地球物理勘探通常用来帮助搜索并评价地层构造。地球物理勘探技术积累了有关地球表层下结构的知识，这对寻找并提取贵重的矿物资源是很有用的，特别是石油和天然气等碳氢化合物矿藏。地球物理勘探的一项众所周知的技术是地震勘探。在陆地进行的地震勘探中，在地面或靠近地面产生一个地震信号，然后向下传播到地球的地表下面。在海洋地震勘探中，地震信号首先向下传播，穿过一层覆盖在地球的地下表层上的水域。

地震能源用来产生地震信号，地震信号传播进入地球后，至少部分通过地表下的地震反射体进行反射。这种典型的地震反射体为具有不同弹性特性的地层之间的界面，弹性特性尤其是指波速和岩石密度，可在界面上产生不同的声抗(acoustic impedance)。在地面或靠近地面，在覆盖地面的水域中，或者在已知深度的井中，可以通过地震传感器(也称为接收器)检测到这种反射。对所产生的地震数据进行记录和处理，可以得出有关地层及其潜在碳氢化合物藏量的地质构造和特性的信息。

地震勘探的适当能源在陆地上可以包括炸药或振动器，在水中包括气枪或海洋振动器。在陆地勘探时用作地震传感器的适当类型可以包括粒子运动传感器，在海洋勘探时则可包括水压传感器。典型的粒子运动传感器为粒子速度传感器，但是粒子位移传感器、粒子加速度传感器、或压力梯度传感器可以用来替代粒子速度传感器。业界通常把粒子传感器叫做地震检波器，水压传感器叫做水听器。地震源及地震传感器都可以单独使用，但更经常是组合在一起使用。

在典型的海洋地震勘探中，地震勘探船在水面航行，一般大约为每小时5海里，包含地震采集设备，例如航行控制、地震源控制、地震传感器控制及记录设备。地震源控制设备使水域中由地震船牵引地震源，在选定的时间启动。地震拖缆，也称为地震电缆，是由牵引地震源的地震勘探船或由另一艘地震勘探船在水域中牵引的像电缆一样的长形结构。典型情况是，多个地震拖缆被拖在一艘地震船后面。地震拖缆具备传感器，用来检测由地震源引起的、由反射界面反射的反射波场。按照惯例，地震拖缆包含压力传感器，例如水听器，但是已经有人建议，地震拖缆除了水听器之外，还应包含水粒子速度传感器例如地震检波器，或粒子加速度传感器例如加速度计。压力传感器和粒子运动传感器可以紧靠着使用，成对布置，或沿地震电缆成对排列布置。

被记录的地震数据包含：关于有用的初级反射(“初级反射”)的信号，也有关于噪声的信号，例如多次反射(“multiples”)的信号。初级反射是来自地表下地震反射体的有意义的单次反射，而多次反射是来自于反射体的任何结合的多次反射。在海洋地震勘探中，多次反射与初级反射相比特别强，因为水-地界面以及特别是空气-水界面具有很高的声抗对比，因此是强地震反射体。特别是，涉及表面的多次反射，是那些在自由表面(水-空气接触)具有至少一个向下反射的多次反射。在表面的向下反射的数量规定了涉及表面的多次反射的级数。在这个定义之下，初级反射刚好是零级的涉及表面的多次反射。因此，希望能有一种方法，能够除去第一级及更高级的涉及表面的多次反射。

许多常规方法只对压力传感器应用地震处理。但是，压力传感器数据具有由水面反射引起的频谱凹槽，通常被称为海洋表面的虚反射。这些频谱凹槽经常出现在地震采集频带中。因此，压力传感器数据的有用部分被限制在远离频谱凹槽而不能覆盖全部地震采集频带。采用“双传感器”拖缆形式的压力传感器和粒子运动传感器，可以消除这种限制。