采用扫描长度可变的分散源阵列的混合陆地地震数据获取

摘要

地震能量接收器阵列配置为位于遍布目标陆地表面区域的长度和宽度的固定位置。由若干振动扫描频率源或震动地震能量源组成的陆地源阵列配置为位于接收器阵列内的预定初始位置。所述源布置为各组，各组的初始位置与所述源阵列的其他组相距用于表示所述接收器阵列的一段的组间间隔距离。在一个源组内，为该源组中的每一个振动源指定用于其能量发射的指定的特定长度以及与该组中的其他源不同的频率扫描带。当所有组中的各个源以其各自的组间间隔距离步进式移动时，位于连续间隔的指定位置的各个源同时发射能量。利用固定阵列的处理器将地表下地层对来自各个源的发射的响应记录为混合地震记录，并使其可用于处理。

说明书

发明人：TSINGAS,Constantinos

技术领域

本发明涉及陆地地震测量的实施和组织，在所述陆地地震测量 中，多个扫描频率振动震源(vibratoryseismicsource)工作在目 标区域内。

背景技术

同步源、或者在地震测量中利用多个扫描频率振动源(或震动 源)而进行的混合获取可显著提高地震陆地工作队的源生产率 (sourceproductivity)，并减少实施测量所用的时间和花费。混 合获取的目的是：以成本有效的方式获得采样良好的地震波场以及改 进的地震成像。

一种利用扫描频率或多个振动源的基于同步源的陆地地震数据 获取方法被称作独立同步扫描场获取技术，在其中位于测量网中的每 个陆地测量工作队独立于其他工作队进行工作。显然，其目的在于实 现获取效率的显著提高以及较高的图像质量。一种根据所述独立同步 扫描方法的商用服务为以英国的英国石油股份有限公司(BPp.l.c.) 的商标提供的商用服务。

当存在其他在不同时间激发的源并且其能量在震动源的监听时 间内到达时，会出现串扰。对于独立同步源获取技术而言， 该串扰是来自其他源的干扰，并且依赖于启动时间和距离间隔这两 者。通常，由于监听时间的减短(elimination)，会导致该串扰较 为严重。

另一种已知的扫描频率测量类型为混合获取。然而，在混合获 取中，当各振动源的能量发射的启动时间几乎相同时(或被称作近同 步扫描(near-simultaneoussweep))，存在各振动源的能量发射 之间发生干扰的风险。另外，在对来自不同震动源的各信号之间的干 扰或串扰进行测量期间，高生产率的震动源测量方法也存在风险。

已有一种减少混合获取中的干扰的方法，该方法基于在获取之 后的混合数据的计算机处理。这包括源启动时序的随机化，从而可利 用随机噪声衰减和基于反演的处理方法使得串扰噪声在不同的范畴 (即，共接收器(commonreceiver)、共偏移和交叉排列)内衰减。

其他用于陆地获取的扫描频率混合获取系统包括这样的系统， 其能够持续记录按照时间-距离规则进行源启动的非常宽的接收器排 列。这样的系统已将传统的触发生产率方法和滑动扫描生产率方法包 括在内。更新的方法包括被称作距离分隔同步源(DS3)的方法以及 被称作距离分隔同步滑动扫描(DS4)的方法。

非侵蚀性(non-aggressive)时间-距离规则或侵蚀性时间-距 离规则的选择取决于处理技术抑制谐波和串音干扰(crosstalk interference)的能力。利用触发方法、DS3方法或DS4方法会使串 扰和谐波干扰的风险最小。触发获取是“仅与时间有关(time-only)” 的具有最小时间间隔的规则，所述最小时间间隔等于振动器扫描时间 加上记录监听时间。DS3获取是“仅与距离有关”的规则，当一个或 多个源组以某个特定的最小距离分隔时，该规则允许所述一个或多个 源组同步地启动，从而使得串扰发生在记录监听时间之外。DS4获取 是“与时间和距离有关”的规则，当一个或多个源组全部以某个特定 的最小距离和最小滑动时间分隔时，该规则允许所述一个或多个源组 同步地启动。

发明内容

简言之，本发明提供了一种利用多个振动源组的地震能量发射 对目标区域中的地表下地层的陆地进行测量的新的改进方法。每个振 动源组包括多个扫描频率地震能量源，其对在固定接收器阵列的地震 能量接收器处作为混合地震记录接收的地震能量进行发射，所述固定 接收器阵列的地震能量接收器遍布陆地测量目标区域各处。根据本发 明的方法，将所述阵列的接收器设置在遍布目标区域的长度和宽度的 各固定位置。然后，将振动源组设置在接收器排列中与其他振动源组 间隔开的初始位置处的不同的单独部分中。对于各个振动源组中的每 个振动源，以不同频带内的指定频率对振动源组中的每个地震能量源 同时执行频率扫描。此外，针对每一个振动源组中的各振动源执行频 率扫描的扫描时间长度不同于针对同一个振动源组中的其他源执行 频率扫描的扫描时间长度。由接收器利用地表下地层对同时工作的振 动源组的线性频率扫描做出的响应来形成混合地震记录。由于每个振 动源正在发射的可变扫描长度和不同的扫描频率带宽，使得由所述多 个振动源产生并在所述接收器处记录的已记录串扰显著最小化。

附图说明

图1是在目标陆地表面区域根据本发明对用于数据获取的具有 可变的扫描长度和频率带宽的扫描频率地震测量的源和接收器进行 配置的示意性示图。

图2是图1的一部分的源和接收器的配置的示意性放大示图。

图3是图1的示图的一部分的示意性放大示图，其示出在利用 本发明的陆地地震测量期间振动源相对于接收器的相对位置。

图4是根据本发明的采用具有可变扫描长度的不同频率带宽振 动源组获取数据的过程的示意性示图。

具体实施方式

在附图中，图1示出了一个地震能量接收器阵列或片区(patch) A的配置，所述地震能量接收器被配置为：位于在以箭头L表示长度 且以B表示幅宽(或宽度)的目标陆地测量区域上分布的各固定位置 处。将每一个地震能量接收器示意性地示为图3中的接收器R。每一 个接收器R安装在阵列A中的固定位置。例如，接收器R可以是斯伦 贝谢(Schlumberger)地音探测加速器(GAC)，然而应当理解的是， 也可使用其他地震能量传感器。下面的表1中阐述了示例配置。

表1

排列 有源接收器行的数量 28 每个接收器行的有源站点的数量 2,720(连续获取整个接收器片区) 轨迹数量 76,160(连续获取整个接收器片区) 同时发射的源(source salvo)之间的距离 12.5m 接收器行之间的距离 150m 源站点间隔 12.5m 接收器站点间隔 12.5m 几何片区的大小(主测线)—长度 33,987.5m 几何片区的大小(联络测线)—宽度 4,050m 主测线偏移 全排列 轨迹附近的联络测线偏移 全排列

由于接收器的数量，通过横越阵列A的长度L延伸的若干间隔 线10示意性示出了接收器在阵列A上的配置。

图1和图2还示出了陆地源阵列(landfleet)F(图2)，其 由配置为多个源组G的适当数量的车载振动扫描频率地震能量源或 震动地震能量源V组成。振动地震能量源V可以是例如可从西方奇科 (WesternGeco)公司购买的被称作DX-80陆地地震振动器的类型。 应当理解的是，也可使用其他振动地震源。

如图1所示，将测量组G的各振动地震能量源V以分散的方式 配置在接收器阵列A内适当数量的预定初始位置。如图2的更多细节 所示，在每个组G中配置适当数量的扫描频率振动源。组G的数量基 于位于进行测量的目标地表下地层上方的陆地表面区域之上的阵列 A的长度和幅宽。在图2中，各振动源被示意性地示为圆柱体。在所 示实施例中，示出了六个分散的测量组G，每一个测量组G包括三个 振动地震能量源V。应当理解的是，基于将要测量的面积以及要求的 测量覆盖度的程度，可使用其他数量的源V和测量组G。

每个测量组G与源阵列的下一个邻近的测量组G以箭头20所表 示的组间间隔距离分隔开，所述组间间隔距离表示接收器阵列A的长 度L的一段。关于表1所述的接收器配置的图2所示的相邻的测量组 G之间的示例组间间隔距离为3km。应当理解的是，基于将要测量的 面积、要求的测量覆盖度的程度以及各振动源之间的串扰量，可使用 其他组间间隔距离。

在源组G内，为该组中的每一个振动源V指定用于其能量发射 的特定时间扫描长度以及不同于该组内其他源的频率扫描带。在一些 情况下，不同振动源的频率扫描带可以部分重叠，但是不允许所述频 率扫描带与其他源的频率扫描带完全重叠或一致。一组中的每个振动 源的频率扫描长度不同于该组中的其他源的频率扫描长度。下面的表 2阐述了用于振动能量发射的示例特定长度以及所示实施例的频率 扫描带。

表2

应当理解的是，在需要时可使用具有不同的频率扫描带宽、不 同的扫描长度和不同的数量的振动源、其振动器分组、以及其分别指 定的VP间隔。这些用于测量的振动器参数的选择基于测量区域的地 形、测量速度、周转时间(turn-aroundtime)以及其他适当的测量 考虑。

由于为各组G内的不同的源V指定了不同频率，因此可按照彼 此靠近的方式布置各个源，如图2所示，并且各个源的能量发射与同 一组内的其他源的能量发射之间存在串扰或干扰的风险最小。

优选的是，可以设置振动源V激发的时间扫描长度，从而各组G 内指定有较高频带的振动源V发射的扫描长度比具有较低指定频带 的振动源V发射的扫描长度持续更长。在需要时，可以基于到达目标 地表下地层中的最深部分的双向传播时间来对不同的组中的源激发 的时间进行调整，以便进一步减少各扫描频率发射之间的串扰或干扰 的可能性。

如同利用移动箭头22在图2的更多细节中示意性示出的那样， 当测量开始时，各个源在地震能量的初始发射时发射能量，并且各个 源的测量组按照箭头22所示的方式移动，进而开始测量。在测量期 间，各个源沿着作业线(shotline)以组间间隔距离20的长度进行 移动，所述作业线与线10所表示的接收器行对齐。各个源还可以在 除与接收器行对齐的方向之外的其他方向上移动。例如，根据测量计 划，作业线也可被布置为与各接收器行交叉。

在这样的行进期间，组G中的车载源移动经过连续数量的符号x (图3)所表示的振动器点(vibratorpoint，或者VP’s)。在到达 沿线的各个间隔开的振动器点时，激发各个源来继续进一步能量发 射。例如，将沿着作业线长度的VP间隔指定为如同表1示出的类型 的测量计划所表示的那样。因此在测量期间，当各组G中的源V以其 各自的组间间隔距离步进式移动时，各组G中位于一系列间隔开的指 定位置处的源V同时发射能量。

图4示意性示出了根据本发明对目标区域中的地表下地层进行 陆地测量的方法。如步骤100所示，对接收器阵列A进行配置。在步 骤102中，将每一个源组G配置为位于其预定初始位置或接收器阵列 A内的振动器点(或者VP’s)，并且运输源的车辆开始移动以进行测 量。

在步骤104中，各组G中的振动源V在其初始指定位置处在其 各自的指定频带受到激发，激发的持续时间为上文所述类型的指定扫 描长度时间。在步骤104中，运输车辆根据测量计划沿着其各自的组 间间隔距离20所表示的线段继续移动各个源。当运输车辆在这样的 移动中到达连续的振动器点x时，各个源受到激发。

在需要时，单个组G中不同的源V在振动器点X处的激发时间 可以彼此稍有不同，其差异为相对短的滑动时间(例如0.1秒)。滑 动时间可以像上述相对短的时间0.1秒那样短；如果主要目标在于减 少串扰并且考虑到减小后的串扰信号从振动器点传输至接收器阵列 A中最远的接收器/传感器，则滑动时间可以像例如9秒那样长。当 阵列F中的各个源所发射的地震能量在阵列A中传播时，所述地震能 量经过位于所述表面阵列下的目标地表下地层。

如步骤106所示，在适当的采样间隔将地表下地层对各个源的 能量发射的响应记录为接收器R的固定阵列A的混合地震记录，并且 将其存储为可用于处理。地震记录仪器以传统方式记录关于传感器接 收器R的固定阵列的地表下地层对各个源的能量发射的响应，并使其 可用于处理。通过这种方式，利用地表下地层对来自同时操作的测量 组G的频率扫描的响应，在每个接收器R处形成混合地震记录。

如步骤108所示，如果作为先前的源激发的结果没有完成所述 测量，则如步骤110所示，源组G继续移动到下一个邻近的振动器点 x。然后，如步骤104和步骤106所示，每个组G内的振动源以上文 所述的方式被再次同时激发，并且将地表下地层的响应记录为混合地 震数据。当车载源根据测量计划移动时，测量继续按照这种方式进行， 直到各个源组G已到达各自的组间间隔距离的终点。此时，来自遍布 所述阵列的接收器R的针对从测量阵列同时发射的能量的记录数据 可在接下来的步骤S112中进行处理。所述处理在适当的传统地震数 据处理系统中执行。通过利用对应的源扫描信号校准已记录的数据来 对获取到的数据进行处理，然后通过应用适当的解混合技术和工作流 程来对数据进行解混合。校准处理和解混合处理的结果为地震道 (seismictrace)数据，接下来可对所述数据进行进一步的地震分 析中使用的传统类型的处理。

正如指出的那样，为组G中的各个源指定用于其能量发射的不 同的频带以及不同的扫描长度。这减少了由源能量发射频率重叠造成 的数据串扰。此外，已记录的地表下地层的混合地震数据响应易于进 行有效和精确的解混合。另外，减少了数据获取时间。

已经对本发明进行了充分描述，从而使得具有本领域普通知识 水平的人员能够重现和获得本发明阐述的结果。然而，本技术领域的 任何技术人员可以对本发明的内容进行未在本文中描述的修改，以将 这些修改应用于确定的结构，或者在相同的处理中要求所附权利要求 中声明的内容；这些结构应当被涵盖在本发明的范围内。

应当注意和理解的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情 况下对上文详细描述的本发明进行改进和修改。