[发明专利]用于在地震数据中衰减多次反射的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及地震勘探领域。更具体地说，本发明涉及用 于处理地震数据以衰减多次反射效应的方法。

背景技术

在地震勘探中，为获得地震数据，通过将声能注入到地球表 面附近并检测从表面下的地层结构的不同层之间边界反射的声 能。当相邻层间对边界的声阻抗不同时，声能被反射。解析表示 检测到的声能的信号来推断表面下地球结构的构造和组成。

在海洋地震勘探中，一般采用诸如气枪或者气枪阵列这样的 地震能量源将声能注入地球。当气枪或阵列通过船拖曳时，气枪 或阵列一般在水中选定的深度启动。相同的或者不同的船在水中 拖拽一个或多个被称作“横幅”的地震传感器缆索。通常，横幅 在船后沿着其被拖曳的方向延伸。典型地，横幅包括多个设置在 缆索上的水听器(位于沿着缆索的相隔一定距离的已知位置)。 本领域已知的水听器是一种检测器，该检测器产生对应于水压或 者水中压力的时间梯度的光信号或者电信号。拖拽一个或多个横 幅的船通常包括记录装置以记录(以时间为索引)水听器产生的 信号，从而响应于检测到的声能。如上所述，处理信号的记录以 推断位于进行地震测量的位置以下的地层构造和组成。

海洋地震数据常常包括两种特殊的假象，它们需要技术来解 析以便能更精确地推断表面下地层的构造和组成。这二种被称为 虚反射(ghosting)和水层多次反射(water layer multiple reflection)的假象的出现是由于水与水面上的空气相比具有基本 上不同的声阻抗以及水与水底(或者海底)的地层结构相比通常 具有基本上不同的声阻抗。

虚反射和水层多次反射可以理解如下。当启动气枪或者气枪 阵列时，声能通常向下辐射，它穿过海底并进入表面下地层。如 前所述，一些声能在地层之间的表面下声阻抗边界被反射。反射 的声能通常向上地传播最终被一个或多个横幅上的地震传感器 (水听器)所检测。然而在该反射能量到达横幅之后，它继续向 上传播直到到达水面。水面相对于向上传播的声能具有几乎全反 射率(反射系数等于1)。因此，几乎所有向上传播的声能将会 从水面反射并再一次向下传播。从水面反射的声能相对于向上传 播的入射的声能还将相移大约180度。表面反射的向下传播的声 能通常被称为“虚(ghost)”信号。在水听器检测到的声能中， 虚信号在受限频率内造成能量的明显的“切口”或者衰减。本领 域众所周知，在检测到的声信号中切口的频率与设置横幅的选定 深度有关。

从水面反射的向下传播的声能以及直接从地震能量源散发的 声能可能从水底反射并向上传播，在那里被水听器检测。该同一 向上传播的声能也将会从水面反射并再一次向下传播。因此，声 能在被衰减以前可能在水面和水底两者之间多次反射，导致所谓 的水层回响(reverberations)。这种回响在整个检测到的声能 内可具有相当的幅度，从而掩盖了从表面下地层边界反射的声能， 并因此使得利用地震数据推断地下结构和组成变得更困难。

有许多“去虚反射”和水层效应衰减的技术。授予Ruehle 的美国专利号4,486,865描述了一种这样的技术。多对检测器的 每对包含地震检波器(geophone)和水听器。滤波器被用于各对 中的地震检波器或者水听器的至少一个的输出端以便调整该滤波 的信号的频率组成。调整该频率组成使得当该滤波的信号与来自 其它检测器的信号结合时，消除虚反射。

授予Moldovenu的美国专利号5621700也披露了在衰减虚 反射和水层回响的方法中使用至少一对检测器。

授予Sanders等人的美国专利号4935903披露一种降低水层 回响效应的方法，该方法包括在垂直间隔距离的深度上测量压力， 或者通过使用检测器对来测量压力和质点运动。该方法包括通过 加入虚反射数据来增强用于叠前处理的原始反射数据。

美国专利号4979150披露一种用于海洋地震勘探的方法，其 中基本上并列的水听器和地震检波器的输出经过比例系数(scale facor)的处理。该并列的水听器和地震检波器可以被置于海底或 者海底之上。

水体以下的许多地表下部分使用水底缆索来勘测是不切实际 的，此外，目前可行的海洋地震采集技术使用了水听器检测器。 更进一步，存在大量这样的水听器海洋地震数据，它们有益于改 进用于分离多次反射的技术。因此，仍然需要技术来衰减水层多 次反射对地震数据的效应。

发明内容