[发明专利]用于采用表面地震或表面到井眼地震或两者生成岩层的非线性特性的3D图像的系统和方法

权利要求书

1.一种根据非线性相互作用来表征介质特性的方法，所述方法包括：

通过设置在介质表面上的第一声源来生成第一声波；

通过设置在介质表面上的沿第一线与所述第一声源隔开的第二声源来生成第二声波，其中，第一声源和第二声源能够被控制以使第一声波和第二声波的轨迹在介质内的混合区带内相交；

通过置于含有第一声源和第二声源的平面内的接收器来接收通过第一声波和第二声波在所述混合区带内的非线性混合过程所生成的第三声波；以及

基于所接收到的第三声波来建立在大体垂直于所述表面并且含有所述第一线的第一平面内的所述介质的非线性特性或者压缩波速度和剪切波速度的第一比值或两者的第一二维图像。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述第一声源、第二声源移动到第二线，并基于所接收到的第三声波来建立大体垂直于所述表面并且含有所述第二线的第二平面内的所述介质的特性或者所述介质的压缩波速度和剪切波速度的第二比值或两者的第二二维图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，移动所述第一声源和第二声源包括沿基本上垂直于所述第一线和第二线的方向将所述第一声源和第二声源从第一线移动到所述第二线。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括使接收器随第一声源和第二声源一起从第一线移动到第二线。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，移动所述第一声源和第二声源包括围绕穿过接收器的轴使第一声源和第二声源从第一线旋转预期角间隔到达第二线。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括使所述介质的第一二维图像和所述介质的第二二维图像结合，以建立所述介质的三维图像。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述接收器设置到介质的表面上。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述接收器设置到所述介质内的井眼内。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介质是地下岩层。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，生成第一声波包括生成包含被布置为时间序列的第一多个脉冲的第一编码声波，所述第一多个脉冲在时间上隔开，每个脉冲包括处于中心频率上的调制信号，其中两个相继的脉冲的中心频率是不同的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，生成第二声波包括生成包含被布置为时间序列的第二多个脉冲的第二编码声波，所述第二多个脉冲在时间上隔开，其中，两个相继脉冲的中心之间的时间间隔与所述第一多个脉冲中的两个对应脉冲的中心之间的时间间隔相同，其中，在所述第二多个脉冲的广播的起始时间和所述第一多个脉冲的广播的起始时间之间提供起始时间差，其中，每个脉冲包括调制信号，并且所述第二多个脉冲当中的每个脉冲内的调制信号的中心频率是所述第一多个脉冲中的对应脉冲的调制信号的中心频率的选定分数d。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括通过处理器对接收到的声波执行数据处理，或者使接收到声波与编码信号模板相关，或者实施两者，从而相对于噪声或者相对于线性相互作用过程生成的信号或相对于两者提取出非线性混合过程所生成的第三信号，以获得在第一声波和第二声波的混合区带处出现的模拟微地震事件信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，生成第一编码声波包括生成第一声波，从而使第一多个脉冲中的两个相继脉冲的中心之间的时间间隔大于每个脉冲的持续时间。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，通过非线性混合过程生成的且在接收器处接收到的第三信号包括按照时间序列抵达的并且在时间上隔开的第三多个脉冲，其中，两个相继脉冲的中心之间的时间间隔与第一多个脉冲当中的两个相继脉冲的中心之间的时间间隔相同，

其中，所述第三多个脉冲中的每个脉冲包括调制信号，所述调制信号的每个脉冲的中心频率等于第一多个脉冲中的对应脉冲的中心频率与第二多个脉冲中的对应脉冲的中心频率之间的差，

其中，第三多个脉冲的每个脉冲在接收器处的抵达时间相对于第一多个脉冲中的对应脉冲的生成发生了时间延迟，该时间延迟为从第一声源到混合区带的中心的传播时间和从混合区带的中心到接收器的传播时间的总和。