[发明专利]用于衰减双传感器地震拖缆中的低频噪声的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及地球物理勘探领域。更具体地，本发明涉及双传感器海洋地震拖缆数据中的噪声衰减的领域。

背景技术

在油气工业，地球物理勘探通常用于协助对地下地层的搜寻和评估。地球物理勘探技术带来了地球的次表层结构的知识，这有利于寻找和提取珍贵的矿物资源，特别是诸如石油和天然气等碳氢化合物矿藏。众所周知的地球物理勘探技术是地震调查。在陆上的地震调查中，地震信号在地面或靠近地面处生成，然后向下传导到地球的次表层。在海洋地震调查中，地震信号还可以向下传导穿过覆盖地球次表层的水域。地震能量源用于生成地震信号，该地震信号传播进入地面后，至少部分地被次表层地震反射体反射。这种地震反射体典型地是具有不同弹性特性的地下地层间的界面，其中该弹性特性尤其为声波速度和岩石密度，不同弹性特性将导致在界面处产生不同的声阻抗。地震传感器，也叫地震接收器，在地面或靠近地面处、在覆盖的水域中、或在钻井中的已知深度处检测并记录被反射的地震能量。

对在进行地震调查中获得的结果地震数据予以处理以产生与正在被调查区域中的地下地层的地质结构和特性相关的信息。被处理的地震数据之所以被处理是为了显示和分析这些地下地层的潜在碳氢化合物含量。地震数据处理的目标是从地震数据中提取出尽可能多的关于地下地层的信息以充分成像地质次表层。为了识别出在地球次表层有可能找到石油聚积的地点，花费了大量的金钱用于采集、处理及解析地震数据。根据记录的地震数据构建定义所关注的地下土层的反射体表面的过程提供了地球在深度或时间上的图像。

为了使解析者能够选出最有可能具有石油聚积的地点而产生地球次表层结构的图像。为了验证石油的存在，必须钻井。为了确定石油矿床是否存在而钻井是极端昂贵及花时间的任务。正因如此，不断需要改善地震数据的处理和显示，以便产生地球次表层结构的图像，不管由电脑还是人类解析，其都将提升解析者的能力以评估在地球次表层的具体地点存在石油聚积的可能性。

陆地地震调查中用于生成地震信号的适当地震源可包括炸药和可控震源(vibrator)。海洋地震调查典型地采用由船牵引并周期地被激活以生成声波场的水中地震源。生成波场的地震源可以有若干个类型，包括小型炸药装药、电火花或电弧震源(electric spark or arc)、海洋可控震源，典型地还有枪(gun)。地震源枪可以是水枪、蒸汽枪、以及最典型的气枪。典型地，海洋地震源不是仅由单个震源元素组成，而是由空间分布的震源元素阵列组成。这种布置特别对于气枪这种目前最常见的海洋震源来说更是如此。

适当类型的地震传感器典型地包括特别用于陆地调查的粒子速度传感器，以及特别用于海洋调查的水压传感器。有时粒子位移传感器、粒子加速度传感器或者压力梯度传感器用于代替粒子速度传感器或者与粒子速度传感器一起使用。在本技术领域中粒子速度传感器和水压传感器通常分别被认为为地震检波器和水听器。地震传感器可由其本身部署，但更通常的做法是部署成传感器阵列。另外，压力传感器和粒子速度传感器在海洋调查中可被部署在一起，或成对配置，或成阵列对配置。

在典型的海洋地震调查中，地震调查船在水面上典型地以大约5节的速度行进，包含地震采集设备，比如导航控制、震源控制、地震传感器控制以及记录设备。地震源控制设备使得在水域中由地震船牵引的地震源在选定的时间开动。地震拖缆，也叫地震电缆，是在水域中由牵引地震源的地震调查船或由另一地震调查船牵引的伸长的缆状结构。典型地，地震勘测船后牵引多个地震拖缆。地震拖缆包含用于检测由地震源发起并从反射界面反射的反射波场的传感器。常规地，地震拖缆包含诸如水听器的压力传感器，但已经建议地震拖缆除了包含水听器，还应包含诸如地震检波器的水粒子速度传感器或者诸如加速计的粒子加速度传感器。压力传感器和粒子运动传感器可被紧密部署，沿着地震电缆成对配置或成阵列对配置。

在被反射的波到达拖缆电缆后，波继续传播到在水面处的水/空气界面，波从这里被向下反射，并再次被拖缆电缆中的水听器检测到。水面是良好的反射体，并且在水面处的反射系数的幅度几乎一致，且对于压力信号来说符号是负的。因此在水面处反射的波相对于向上传播的波被移相180度。由接收器记录的向下传播的波通常被称为表面反射或“虚反射(ghost)”信号。由于表面反射，水面就像过滤器，其在记录的信号中创建频谱陷波(notch)，使得难以记录选定带宽之外的数据。由于表面反射的影响，在记录的信号中的一些频率被放大，而一些频率则被衰减。