[发明专利]确定拖缆形状的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下美国临时申请：61/537,879，其名称为“Device and Method to Determine Shape of Streamer”，作者是R.Soubaras，该申请的全部内容通过引用的方式合并于此。

技术领域

大体而言，本文中公开的主题的实施例涉及方法和系统，更具体地涉及用于确定海洋地震勘探中使用的拖缆的轮廓的机构和技术。

背景技术

海洋地震数据采集和处理产生了海底之下的地球物理结构（地下）的轮廓（影像）。尽管这种轮廓并不提供石油和天然气矿藏的准确位置，但其为本领域技术人员提供了存在或不存在这些矿藏的暗示。从而，提供地下的高分辨率影像对于自然资源的探测而言是一种持续的过程。

在地震收集过程中，如图1中所示，船舶10拖曳声波检测器12的阵列。声波检测器12的阵列沿着本体14分布。本领域技术人员有时候将本体14及其相应检测器12称为拖缆（streamer）16。船舶10可以同时拖曳多个拖缆16。拖缆可以水平定位，即，相对于海洋表面18处于恒定深度z1。而且，多个拖缆16可以相对于海洋表面形成恒定角度（即，拖缆可以倾斜），如同美国专利No.4,992,992中所公开的那样，该专利的全部内容通过引用的形式合并于此。图2显示了这样一种配置，其中所有检测器12都沿着倾斜的平直本体14分布，与参考水平线30形成恒定角度α。

参考图1，船舶10也可以拖曳配置为产生声波22a的声源20。声波22a向下传播，并且穿透海底24，最终由反射结构26（反射器R）反射。反射的声波22b向上传播，并且可以由检测器12检测。为简单起见，图1仅仅显示了对应于声波的两条路径22a。然而，由源20发出的声波可以大致为球面波，例如，其在从源20开始的所有方向上传播。部分反射的声波22b（初波）由各个检测器12记录（记录的信号被称为踪迹），然而部分反射波22c经过检测器12并且到达水面18。因为水和空气之间的界面非常近似于准完美反射器（即，水面充当声波的镜子），反射波22c朝向反射器12而返回，如图1中的波22d所示。波22d通常称为鬼波（ghost wave），因为这种波是因为虚假反射（spurious reflection）而产生的。鬼波也由反射器12记录，但是其相对于初波22b而言具有相反的极性和时间延迟。已知的是，鬼波在地震测量的带宽和分辨率上具有不良影响。实质上，除了其它问题之外，初波到达和鬼波到达之间的干扰还导致由检测器记录的数据的频率组成中出现凹口或间隙。

可以使用踪迹来确定地下（即，表面24之下的地球结构）以及确定反射器26的位置和存在。然而，鬼波干扰了地下最终影像的准确性，至少出于这个原因，存在用于从地震分析的结果去除鬼波的各种方法，即反虚反射（deghosting）。

图2中所示的拖缆配置被认为比图1中所示的配置提供更加清楚的地下影像。这种区别的一个原因在于以下事实：对于每个反射器，由于检测器的倾斜布置，检测器12越远离源20，初波反射和鬼波反射的检测之间的时间间隔就变得越大，从而有利于反虚反射。

然而，在图2中显示的倾斜拖缆具有以下限制，使其不可实现。当前的拖缆具有的典型长度大约为6至10km。使用美国专利No.4,992,992中建议的倾斜拖缆，例如，相对于水平线30具有2%（即，0.02）的斜率，将会导致最后的检测器的大约280m的深度，然而实际上当前的海洋检测器设计为在深度达大约50m的水中工作。从而，对于当前的拖缆，在美国专利No.4,992,992中提出的方法需要将检测器置于水中的深度超过其当前的能力，从而导致检测器失效或者导致不可能在那样的深度设置检测器。

在本领域中，鬼波对频谱的影响是已知的，并已被讨论，例如，在以下临时专利申请中：No.61/392,982，名称为“Method and Device to Acquire Seismic Data”，作者是R.Soubaras（与本专利申请同样的发明人）。

从而，希望的是，使用宽带宽频率来执行数据采集，以减少鬼波。宽带宽被理解为包括低频（例如，0-32Hz）和高频（例如，68-132Hz）。希望宽带宽，因为其产生更锐化的微波，对重要特征（比如，薄层和地层圈闭）具有更佳分辨率。低频对于深目标提供更佳穿透，以及对于转化提供更佳稳定性。