[发明专利]分离多个振动地震能量源信号的方法

说明书

本发明涉及地震数据处理，尤其涉及地震数据的产生和预处理，其中，接收和准备多个振动地震源产生的数据，用于进一步的数据处理。

通常在实践中采用一振动源，对地面施加一个力，并测量在不同的接收器地点处施加该力所引起的运动。出于经济利益的考虑，通常同时采用几个振动源。通过控制力的持续时间和频率，得到一个具有足够能量的宽带信号。采用接收器运动假定所施加的力，构造一震波图(seismogram)，并根据该震波图，可以计算地面的阻抗特性。为了构造具有高准确度的震波图，必须进行这样一个判断，即，哪一个振动源是造成接收器的检测到的运动的主要原因。

震波图的构造通常是通过与所估算的施加力相关来完成的。由于接收到的数据随每个振动源的不同而不同，因此每一振动源具有有助于隔离产生引起接收器运动的力的振动源的独特的特征。用对一个源的估计来对另一个源所产生的数据进行处理将产生不准确的震波图。为了提高产生震波图的准确度，数据必须按照其产生源来分开，以采用相应的源产生的力作进一步处理。

在现有技术中，传统的同时记录需要传播摆动的编码序列，从而以能实现分离的方式用N个振动器取得N个记录。对各个摆动等进行编码有许多种方案。已经尝试和公开了大多数方案。现有技术的分离源信号的方法的例子见下述专利。

专利号为4,545,039、标题为“地震勘探的方法”并授权给Carl H.Savit的美国专利揭示了一种方法，它通过正在勘探的介质(如地层)将地震信号的特征摆动传送到接收器(诸如小型地震仪或水听器)。这些摆动由脉冲串组成，这些脉冲串具有预定个数的脉冲，其中，脉冲的周期或持续时间是随机的。同时，不同脉冲串中脉冲的波形和相对时间位移在含有几个倍频程的频率范围内提供大体恒定的波谱强度(spectral level)。即使摆动期间脉冲的持续时间对应于不超过倍频程的频率范围，假定这是能够实现的。包含在小于传送和接收的摆动整个长度中的信号组可以互相关，以改变摆动的有效持续时间。顺序出现的摆动的互相关输出可以重叠起来，以减小由每一摆动输出的互相关的旁瓣幅度，根据该互相关输出可以构成震波图。

专利号为4,675,851、标题为“地震勘探的方法”、授权给Carl H.Savit和Mark R.Doyle的美国专利揭示了一种信号传输从而地震信号改变其摆动持续时间的方法。这些摆动由脉冲串组成，这些脉冲串具有预定个数的脉冲，其中，脉冲的周期和持续时间的随机的，并且在不同的脉冲串内脉冲的波形和相对时间位移在包含几个倍频程的频率范围内提供大体恒定的波谱强度。

专利号为4,707,812、标题为“抑制振动地震信号相关噪声的方法”、授权给David R.Martinez的美国专利揭示了一种地震勘探的方法，其中，采用了作为地震信号的正被发送到地下信号的常规的上摆动和下摆动以及相反的极性。在该方法中，在有关的上摆动信号和下摆动信号的公共时间的公共频率处，引入了一个坡度(taper)，以减小相关噪声的最有效部分。在当试图提供用相反的极性来部分抵消利用相反的上摆动和下摆动的每一方法的优点时这样做，以减小所经受的噪声的幅度，以及减小使所要求的零相位Klauder子波畸变的相关噪声的主要部分。

专利号为4,715,020标题为“多个地震振动勘测的同时特性”、授权给RalphA.Landrum，Jr.的美国专利揭示了一种同时进行多个振动地震勘测的方法。几个振动源将信号送入地下。除了信号的偏置相位(offset phase)对于顺序传送而有选择地偏移以外，每个源顺序发送同一信号。选择每个源发送的信号的偏置相位，使得来自每个振动源的信号能够通过数据处理恢复。

本发明提供了一种产生、记录和预处理包括数据分离的高分辨率振动源数据的方法。本发明中，多个振子中每一振子的相位是按照两种方案中的一种方式对于顺序的摆动而偏移的。第一种方式是零相位偏移、九十度相位偏移、九十度相位偏移和一百八十度相位偏移中的一个。第二种方式是零相位偏移、一百八十度相位偏移、九十度相位偏移和九十度相位偏移中的一个。这些方式是针对每个源而交替使用的，方式的开始对应于一行中源的位置。第一振动源以第一方式开始。第二振动源以第二方式开始，其零点在第二摆动处开始。第三振动源以第一方式开始，其零点出现在第三摆动处。第四振动源按第二方式，其零点出现在第四摆动处。换言之，与振动源号的对应，方式交替使用，而在摆动号或摆动号的倍数处出现零点开头。

附图描绘的是产生地震信号的多个振动源系统的图。