[发明专利]抑制地表地震数据中的残余水底能量的方法、程序产品和系统

说明书

相关申请

本申请是Burnstad等人的、申请号为61/032,637、申请日为2008年2月29日、题为“Method，Program，Product，and System for Suppression of Residual Water Bottom Energy in Surface Seismic Data”的美国临时申请和Burnstadt等人的、申请号为61/033,012，申请日为2008年3月2日、题为“Method，Program，Product，and System for Suppression of Residual Water Bottom Energy in Surface Seismic Data”的美国临时申请的非临时申请，并且主张享有上述申请的权益和优先权，通过引用将每个上述申请整体并入。

技术领域

本发明涉及地震数据(seismic data)处理领域。具体地，本发明涉及用于抑制地震数据中不想要的能量，特别是以残余水底能量(residual water bottom energy)的形式的能量的系统、程序产品和相关的方法。

背景技术

可以用部署在海床上的接收点阵列在海洋环境中收集地震反射/折射数据。但是，这样的数据获取系统不仅记录可用数据，还记录大量截留在水层中的能量。这种能量通过紧跟在来自更深处的事件(event)的每一个被记录的信号之后而影响整个地震剖面。这种不想要的能量相对于被记录的反射通常是很高的幅度。源自于能量本身的特性的这种效应的另一术语是“虚反射(ghost)”能量。换句话说，在好的地震信号被记录的同时，水底信号以像虚反射一样的方式紧跟在它们之后。这些虚反射事件可以构造性地结合达到几乎无法检测所需的储集层信号的程度。特别地，在使用海底电缆的海洋勘测中，由于电缆在海底的位置，截留在水层的能量至少部分地被记录。这种不想要的能量相对于被记录的反射通常是很高的幅度。在这种类型的早期勘测期间，这些高的幅度水平不能通过行业标准的单通道间隙去卷积来解决。这将海底电缆采集的使用限制于仅在大部分浅的水深处，因为这有助于消除截留的水底能量。

相同的问题使得海底电缆系统在过去20年间不断发展。现有技术的地震数据收集和处理系统已发展到尝试处理这个问题。由于各种原因，这些系统没有完全抑制虚反射能量。现代的电缆结构具有最少两个传感器、水中听音器(hydrophone)和速度检波器(velocity phone)，它们以一种极性记录所需的反射信号而以相反的极性记录不想要的水底能量。在对这两个传感器求和时，理想的是水底能量相消而所需的信号增强。这种双传感器设计允许电缆被部署至更深的水深处，这对于本行业是大的进步，因为其允许在深水船先前无法接近的区域中进行采集。不幸的是，该求和过程的效率取决于许多因素。这些因素包括电缆与海底耦合的良好程度、搁置电缆的沉积物的类型以及海底地形的崎岖程度。在求和之前，进行若干行业标准的处理步骤来对付这些问题。举例来说，它们包括缩放、噪声去除和波场分离。所有这些步骤都把水底能量作为目标，但是没有完全抑制它。更糟的是，取决于所述求和的效率，残余水平可能跨工程变化。

行业标准的叠前(pre-stack)处理技术被用于把这种能量作为目标，该技术包括震源(source)、接收点(receiver)、中间点和偏移域中的地表一致性去卷积。但是，这样的技术不提供对留在所述数据中的残余水底能量的测量。这些未知的、在空间上可变的能量信号最终使得所述数据的判读者(interpreter)对所述地震数据失去信任，因为观察到的可变幅度是由于残余水底能量所引起的还是由于储集层的重要的岩性特征所引起的将是不清楚的。

行业标准的叠后(post-stack)单通道去卷积也被采用。这样的叠后单通道去卷积通常被应用在叠加数据上以减弱混响效应(reverberation effect)，诸如残余水底能量。在这样的技术中，根据叠加的地震道(seismic trace)(有时混有一个或两个相邻的道)上的数据窗计算出的自相关通常被用在标准的预测去卷积(例如Weiner-Levinson)算法中以获得被应用于所述数据的因果反向滤波器。但是，发明人认识到由于残余水底幅度水平跨勘探区域变化，有时高于而有时低于被记录的信号和背景噪声水平，所以基于单一的自相关的行业标准技术难以区分残余水底能量与可能具有混响谱貌(reverberatory signature)的其它所需的事件，诸如周期性的地质反射物。结果是连同对所需信号的潜在抑制一起对不想要的水底能量的次最佳抑制。