專利名稱：采集地震數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大體而言，本文中公開的主題的實(shí)施例涉及用于采集地震數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，尤其涉及用于采集地震數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)和技術(shù)。
背景技術(shù)：
在過去的幾年中，對于開發(fā)新的石油和天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域的興趣顯著增加。然而，基于陸地的生產(chǎn)領(lǐng)域的可獲得性是有限的。從而，現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)已經(jīng)延伸到在近海位置進(jìn)行鉆探， 這似乎可以占有大量的礦物燃料。近海鉆探是昂貴的過程。從而，從事如此高成本事業(yè)的人在地球物理勘探進(jìn)行了大量投資，以便更加準(zhǔn)確地確定在哪里鉆探，從而避免干井。海洋地震數(shù)據(jù)采集和處理產(chǎn)生了海底之下的地球物理結(jié)構(gòu)(地下)的輪廓(影像)。盡管這種輪廓并不提供石油和天然氣的準(zhǔn)確位置，但其為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了存在或不存在石油和/或天然氣的暗示。從而，提供地下的高分辨率影像對于自然資源的探測而言是一種持續(xù)的過程，所述自然資源中包括石油和/或天然氣。在地震收集過程中，如圖1中所示，船舶10拖曳聲波檢測器12的陣列。聲波檢測器12的陣列沿著本體14布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員有時(shí)候?qū)⒈倔w14及其相應(yīng)檢測器12 —起稱為拖纜(streamer) 16。船舶10可以同時(shí)拖曳多個(gè)拖纜16。拖纜可以水平布置，即，相對于海洋的表面18處于恒定深度Zl。而且，多個(gè)拖纜16可以相對于海洋的表面形成恒定角度(即，拖纜可以傾斜)，如同美國專利No. 4，992，992中所公開的那樣，該專利的全部內(nèi)容通過引用的形式合并于此。圖2顯示了這樣一種配置，其中所有檢測器12都沿著傾斜的平直本體14設(shè)置，與參考水平線30形成恒定角度α。參考圖1，船舶10也可以拖曳配置為產(chǎn)生聲波22a的聲源20。聲波22a向下傳播， 并且穿透海底24，最終由反射結(jié)構(gòu)26 (反射器R)反射。反射的聲波22b向上傳播，并且可以由檢測器12檢測。為簡單起見，圖1僅僅顯示了對應(yīng)于聲波的兩條路徑22a。然而，由聲源20發(fā)出的聲波可以大致為球面波，例如，其在從聲源20開始的所有方向上傳播。部分反射的聲波22b (初波)由各個(gè)檢測器12記錄(記錄的信號被稱為蹤跡)，然而部分反射波22c經(jīng)過檢測器12并且到達(dá)水面18。因?yàn)樗涂諝庵g的界面非常近似于準(zhǔn)完美反射器(即，水面充當(dāng)聲波的鏡子)，反射波22c朝向反射器12而返回，如圖1中的波22d所示。 波22d通常稱為鬼波(ghost wave)，因?yàn)檫@種波是因?yàn)樘摷俜瓷?spurious reflection) 而產(chǎn)生的。鬼波也由反射器12記錄，但是其相對于初波22b而言具有相反的極性和一定的時(shí)間延遲。已知的是，鬼波在地震測量的帶寬和分辨率上具有不良影響。實(shí)質(zhì)上，除了其它問題之外，初波到達(dá)和鬼波到達(dá)之間的干擾還導(dǎo)致由檢測器記錄的數(shù)據(jù)的頻率組成中出現(xiàn)凹口或間隙?？梢允褂蜜欅E來確定地下(即，表面24之下的地球結(jié)構(gòu))以及確定反射器26的位置和存在。然而，鬼波干擾了地下最終影像的準(zhǔn)確性，至少出于這個(gè)原因，存在用于從地震分析的結(jié)果去除鬼波的各種方法，即反虛反射(deghosting)。圖2中所示的拖纜配置被認(rèn)為比圖1中所示的配置提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集。這種區(qū)別的一個(gè)原因在于以下事實(shí)對于每個(gè)反射器，由于檢測器的傾斜布置，檢測器12越遠(yuǎn)離聲源20，初波反射和鬼波反射的檢測之間的時(shí)間間隔就變得越大，從而有利于反虛反射。然而，在圖2中顯示的傾斜拖纜具有以下限制，使其不可實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前的拖纜具有的典型長度大約為6至10km。使用美國專利No. 4，992，992中建議的傾斜拖纜，例如，相對于水平線30具有2度的斜率，將會導(dǎo)致最后的檢測器的大約280m的深度，然而實(shí)際上當(dāng)前的海洋檢測器設(shè)計(jì)為在深度達(dá)大約50m的水中工作。從而，對于當(dāng)前的拖纜，在美國專利 No. 4，992，992中提出的方法需要將檢測器置于水中的深度超過其當(dāng)前的能力，從而導(dǎo)致檢測器失效或者導(dǎo)致不可能在那樣的深度設(shè)置檢測器。為了精確地定位深的反射器，高頻聲波并不合適，因?yàn)樵趥鞑ミ^程中高頻聲波經(jīng)受高度衰減。從而，希望低頻聲波出現(xiàn)在由檢測器記錄的頻譜中。因此，希望在傳統(tǒng)方法的低頻范圍中獲得倍頻程(octave)，從而使得5-40HZ的常規(guī)帶寬增加至例如2. 5_40Hz的帶寬。為了獲得額外的倍頻程，可以增加拖纜的深度。然而，優(yōu)先考慮低頻是不夠的，因?yàn)檫€需要高頻來精確估計(jì)表面層的速度模型。而且，對于低頻聲波應(yīng)該改進(jìn)信噪比，而對于高頻聲波不使得信噪比變差。因此，盡管由于檢測器相對于水面的恒定深度增加，傾斜的拖纜可以部分地?cái)U(kuò)大上文討論的帶寬，但在美國專利No. 4，992，992提出的方法中存在額外的限制，如下文進(jìn)一步所述。圖3和圖4示出了在堆疊之后(堆疊是對應(yīng)于相同公共點(diǎn)的不同蹤跡加在一起以減小噪聲并改進(jìn)總體數(shù)據(jù)質(zhì)量的過程)對于傾斜的拖纜對應(yīng)于淺反射器(布置于大約800m 的深度)在頻譜(本文中稱為“有效譜”)上的鬼波的模擬效果。換言之，譜34和38對應(yīng)于沒有鬼波的檢測器的不同深度，然而譜36和40對應(yīng)于具有鬼波的檢測器的同樣的不同深度。這些譜模擬針對具有第一檢測器的拖纜，該第一檢測器放置為相對于水面深度為大約7. 5m和大約15m。注意到，在圖3和圖4中繪制了頻率的幅度的相對值和頻率的關(guān)系。 在兩處無鬼波模擬中(34和38)，傾斜拖纜上的最后的檢測器放置于相對于水面大約37. 5m 的深度。無鬼波模擬譜(分別為曲線34和38)忽略了鬼波效果，即，代表了已經(jīng)從模擬中人工去除了鬼波的存在的“理想”情形，從而顯示出常規(guī)數(shù)據(jù)采集方法的缺陷。有效譜36和 40是在沒有人工去除鬼波效果的情況下計(jì)算的。如圖3和圖4中清楚所示，第一配置的兩個(gè)譜34和36具有不同的形狀，因?yàn)榕c無鬼波模擬譜34比較，有效譜36對于低頻(低于大約IOHz)和高頻(高于大約60Hz)包括較少能量。由于地下的最終影像對于低頻和高頻敏感，具有這些彼此不同的部分的兩個(gè)譜被認(rèn)為是不同的，從而，對應(yīng)于有效譜36的數(shù)據(jù)并不產(chǎn)生地下的準(zhǔn)確最終影像。增加第一檢測器的深度的優(yōu)點(diǎn)是使得涌浪噪聲(例如，由水面處的涌浪產(chǎn)生的噪聲)的影響最小化。已知的是，涌浪噪聲主要影像接近水面的檢測器。在圖4中顯示了對
4于這種情形的模擬譜38以及相應(yīng)的有效譜40。然而，即使對于這種情況，有效譜40在對應(yīng)于具有大約15m深度的檢測器的大約45至50Hz處也顯示出凹口。對于在大約15m深度處的反射器，由相對接近震源的檢測器記錄的數(shù)據(jù)可能在堆疊中具有最重要的影響，因?yàn)檫h(yuǎn)處的接收器作出不那么重要的貢獻(xiàn)。因此，對于淺的反射器，多數(shù)情況下使用位于拖纜頭部(最接近船舶)的檢測器的記錄。這就意味著，對于高品質(zhì)鬼波消除而言，檢測器的深度動力學(xué)(其確定凹口的多樣性)是不夠的。從上面概述的說明性的討論中可以看出，在使用具有恒定傾斜度的拖纜的時(shí)候， 在譜的低頻和高頻仍然存在實(shí)質(zhì)上的不相等，這導(dǎo)致了較差的地下最終影像。因此，希望提供避免或者顯著減小常規(guī)系統(tǒng)的上述問題和缺點(diǎn)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實(shí)施例，存在一種拖纜，所述拖纜用于收集與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)。所述拖纜包括本體，所述本體具有預(yù)定長度；多個(gè)檢測器，所述多個(gè)檢測器沿著所述本體設(shè)置；以及多個(gè)鳥狀件，所述多個(gè)鳥狀件沿著所述本體設(shè)置。所述鳥狀件配置為在水下展開的時(shí)候以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的方法。 所述方法包括以下步驟拖曳具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器； 配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓；以及在拖曳所述本體時(shí)用所述多個(gè)檢測器記錄在水體中產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)。根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種展開用于與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的拖纜的方法。所述方法包括從船舶將具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器釋放進(jìn)入水體中；拖曳所述本體和所述多個(gè)檢測器，從而使得所述多個(gè)檢測器沒入水中；以及配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種拖纜，所述拖纜用于收集與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)。所述拖纜包括本體，所述本體具有預(yù)定長度；多個(gè)檢測器，所述多個(gè)檢測器沿著所述本體設(shè)置；以及多個(gè)鳥狀件，所述多個(gè)鳥狀件沿著所述本體設(shè)置。所述拖纜配置為在拖曳時(shí)在水下漂流，從而使得所述多個(gè)檢測器沿著由如下特征描述的曲線輪廓分布(i) 第一檢測器的深度ζο，( )所述本體的第一部分相對于平行于水體表面的軸線的斜率Stl， 以及(iii)所述第一檢測器和所述曲線輪廓的端部之間的預(yù)定水平距離h。。根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種拖纜，所述拖纜用于收集與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)。所述拖纜包括本體，所述本體具有預(yù)定長度；多個(gè)檢測器，所述多個(gè)檢測器沿著所述本體設(shè)置；以及多個(gè)鳥狀件，所述多個(gè)鳥狀件沿著所述本體設(shè)置。所述拖纜配置為在拖曳時(shí)在水下漂流，從而使得所述多個(gè)檢測器沿著所述本體的第一部分和第二部分分布。所述第一部分具有具有第一斜率的傾斜輪廓，所述第二部分具有具有第二斜率的傾斜輪廓，所述第二斜率與所述第一斜率不同。


合并于此并且構(gòu)成申請文件一部分的附圖示出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，并且與說明書一起對這些實(shí)施例進(jìn)行了解釋。在附圖中圖1是具有水平拖纜的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖2是具有傾斜拖纜的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖3和圖4示出了對于兩個(gè)不同深度圖2中顯示的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的常規(guī)頻譜；圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有曲線拖纜的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖6是根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的具有曲線拖纜的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖7是根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例的具有曲線拖纜的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖8是根據(jù)常規(guī)拖纜配置的地下的影像；圖9是根據(jù)新穎拖纜配置的相同地下的影像；圖10是顯示了常規(guī)拖纜配置和根據(jù)所公開主題的幾個(gè)新穎拖纜配置之間的斜坡率差別的曲線圖；圖11是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有雙重傾斜拖纜的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖12和圖13是顯示了根據(jù)示例性實(shí)施例在不同深度具有多種傾斜度的拖纜的頻譜的曲線圖；圖14是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有具有多種傾斜度的拖纜的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖15是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于地震數(shù)據(jù)采集的方法的流程圖；以及圖16是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于展開拖纜的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式示例性實(shí)施例的以下描述參考了附圖。在不同的圖中相同的附圖標(biāo)記識別出相同或相似的元件。以下具體描述并不對本發(fā)明構(gòu)成限制。相反，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求進(jìn)行限定。為簡單起見，以下實(shí)施例是針對拖纜的術(shù)語和結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論的，所述拖纜具有至少在初始階段隨深度變化的輪廓。然而，接下來要討論的實(shí)施例并不限于這些結(jié)構(gòu)，而是可以應(yīng)用于具有在可變深度設(shè)置的檢測器的其它結(jié)構(gòu)。在申請文件中，參考“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在所公開的主題的至少一個(gè)實(shí)施例中。從而在申請文件中在各個(gè)位置出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”并不一定參考相同的實(shí)施例。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式進(jìn)行組合。根據(jù)示例性實(shí)施例，存在多個(gè)檢測器，所述多個(gè)檢測器設(shè)置在拖纜上(附連至拖纜或者構(gòu)建在拖纜中)并且配置為相對于水平線(例如，水面)在曲線輪廓上以可變深度分布。注意，檢測器可以遵循曲線輪廓而拖纜可以不遵循曲線輪廓，例如，檢測器附連的拖纜的實(shí)際本體可以偏離曲線輪廓，但是繪制為具有曲線輪廓的假想線可以與大多數(shù)接收器相交(如果不是與所有接收器相交的話)。如同將會在下文中討論的那樣，一些檢測器可以不精確地處于曲線輪廓上，而且可以在可接受的范圍內(nèi)偏離曲線輪廓。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)檢測器分布在其上的曲線的輪廓被參數(shù)化，這將會在下文中更加具體地討論。 根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例，檢測器的分布的斜坡率沿著拖纜變化。
根據(jù)示例性實(shí)施例，在圖5中顯示了具有設(shè)置在曲線輪廓上的部分檢測器的拖纜。圖5顯示了具有至少一個(gè)拖纜52的系統(tǒng)50。拖纜52包括本體(例如，纜線)，至少一個(gè)檢測器54設(shè)置在本體上。為簡單起見，拖纜和本體都通過相同的附圖標(biāo)記52來識別。然而，如同針對圖1討論的那樣，拖纜可以包括本體和檢測器。在一種應(yīng)用中，拖纜包括多個(gè)檢測器54。拖纜52可以連接至船舶56，從而在水面58之下拖曳。至少出于以下原因，在水下拖曳拖纜52與鋪設(shè)海底纜線是不同的。如同在前述實(shí)施例中討論的那樣，在曲線輪廓上的一些檢測器的分布在拖曳拖纜時(shí)基本上保持不變，這與鋪設(shè)纜線和檢測器時(shí)的情形相反。在這后一種情形中，拖纜的操作員對于使用檢測器分布的某種輪廓或保持那種輪廓不感興趣。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，連續(xù)檢測器54之間的距離是恒定的。然而，在另一種應(yīng)用中，連續(xù)檢測器54之間的距離是變化的。例如，在本體的開始部分和結(jié)束部分連續(xù)檢測器之間的距離可以小于在拖纜的中間部分連續(xù)檢測器之間的距離。兩個(gè)連續(xù)檢測器之間的距離可以處于幾米或幾十米的范圍內(nèi)。拖纜的長度可以為大約幾千米。為了實(shí)現(xiàn)圖5中顯示的曲線輪廓，可以沿著拖纜設(shè)置多個(gè)鳥狀件60(或者等效裝置，如偏轉(zhuǎn)器等等)。鳥狀件可以簡單地是配重，假定本體在正常條件下漂浮，該配重使得拖纜的相應(yīng)部分下沉至希望的深度。可選地，在使用多個(gè)拖纜的應(yīng)用中，鳥狀件可以是或多或少精致一些的設(shè)備，其配置為保持水下的希望深度以及多個(gè)拖纜之間的分離。例如，鳥狀件可以具有翼或其它設(shè)備，用于操縱上、下、左、右等等運(yùn)動。類似于檢測器，鳥狀件可以電連接至船舶，以進(jìn)行控制和/或數(shù)據(jù)收集。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過使用獨(dú)立電池，鳥狀件自我供電。檢測器是能夠測量壓力波或指示聲波存在的另一種量(例如，介質(zhì)的粒子速度或位移)的任何設(shè)備的通用名稱。這樣的檢測器的例子是地震檢波器或水中測音器或加速計(jì)，它們在本領(lǐng)域中是已知的。從而，在本文中不提供這些設(shè)備的具體描述。拖纜52的曲線形狀可以具有不同的輪胎，如同接下來討論的那樣。注意，拖纜的曲線形狀是在水下拖曳拖纜的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的。換言之，拖纜的這種曲線形狀不應(yīng)該與連接至纜線(海底纜線)的多個(gè)檢測器如上文所述地在海底展開以進(jìn)行被動測量時(shí)的情形混淆。在圖6中示出的一個(gè)示例性實(shí)施例中，拖纜52的曲線輪廓可以由三個(gè)參數(shù)量z0、 Stl和h。來限定。注意，不是說整個(gè)拖纜都必須具有曲線輪廓。換言之，曲線輪廓不應(yīng)該解釋為總是應(yīng)用于拖纜的整個(gè)長度。盡管這種情形是可能的，但示例性實(shí)施例并不禁止將曲線輪廓僅僅應(yīng)用于拖纜的一部分。換言之，拖纜可以(i)僅具有曲線輪廓，或者(ii)具有具有曲線輪廓的一部分以及具有平坦輪廓的一部分，兩個(gè)部分彼此連附。第一參數(shù)Ztl表示拖纜的第一檢測器54a相對于水面58的深度。該參數(shù)可以具有幾米至幾十米范圍中的值。例如，Ztl可以為大約6m。然而，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到的那樣，Z0的值取決于每種應(yīng)用，并且可以與海底的深度、反射器的深度、聲源的功率、拖纜的長度等等相關(guān)。第二參數(shù)Stl與拖纜52的初始部分相對于水平線64的斜率相關(guān)。如果參數(shù)Stl是斜率，如圖6中所示，其與由拖纜的初始部分的切線T與水平線64形成的角度相關(guān)。注意， 在點(diǎn)54a處曲線輪廓的斜率由曲線輪廓沿著Z軸的改變與沿著X軸的改變的比率給出。從而，斜率等于角度的正切的數(shù)學(xué)值，即，(在圖6中點(diǎn)54a處的)斜率=tan(相應(yīng)角度)。此外注意，對于小角度(例如，五度或更小)，tan (角度)大約等于S(l。從而，對于小角度， 斜率和角度可以互換使用。在一個(gè)實(shí)施例中，Stl的值可以在0和6%之間。在圖6中顯示的例子具有大致等于3%的初始斜率S00注意，在圖6中的拖纜52的輪廓不是按比例繪制的，因?yàn)?%的斜率是相對較小的量。在一種應(yīng)用中，對于拖纜的某段長度，斜率可以恒定， 然后其可以改變直到接近零。第三參數(shù)h。表示水平長度(沿著圖6中的X軸從拖纜的曲線部分的第一檢測器 54a直到曲線部分的端部的距離)。該參數(shù)可以處于幾百米至幾千米的范圍內(nèi)。例如，對于在圖6中顯示的配置，h。為大約3000m。該參數(shù)限定了拖纜52的曲線部分的端部。換言之，拖纜52可以具有第一部分52a和第二部分52b，第一部分52a具有第一曲線輪廓，第二部分52b是平坦的或者具有不同的曲線輪廓。參數(shù)h。限定了第一部分52a。注意，在一種應(yīng)用中，拖纜52同時(shí)具有第一部分52a和第二部分52b，而在另一種應(yīng)用中，拖纜52僅僅具有第一部分52a。這樣的實(shí)施例在圖7中示出，其中檢測器54僅僅處于第一部分52a上，檢測器54b是拖纜52上的最后一個(gè)檢測器。注意，在圖7中拖纜52的長度沿著線64的投影可能小于h。。換言之，在一些實(shí)施例中，拖纜并不沿著整個(gè)曲線輪廓延伸，即，拖纜在X軸上的投影的長度小于h。。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，拖纜52的曲線輪廓可以近似地通過以下等式來描述
f f h))( 1) z(h) = z0+s0h 1 - 0.5 —對于 h 彡 hc，以及
I Vhc))(2) ζ (h) = z0+s0 · 0· 5 · hc 對于 h > hc。在這些等式中，ζ是沿著Z軸測量的，h是沿著X軸測量的，其中Z垂直于水面，并且X沿著水面延伸。而且注意，在一些應(yīng)用中，取決于拖纜的長度，可以僅使用等式(1)來限定拖纜的輪廓。換言之，在一些實(shí)施例中，拖纜在曲線部分的端部不必具有平坦部分或其它部分。對于使用沿著由這些特定等式給出的輪廓布置的拖纜采集的地震數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)處理過的地下影像的清楚程度顯著改進(jìn)，如圖8和圖9中所示。注意，圖8示出了使用傳統(tǒng)采集設(shè)備獲得的地下的最終影像，而圖9示出了使用上文描述的新穎采集設(shè)備的相同地下的最終影像。此外注意，第一等式(1)提供了曲線輪廓，而第二等式(2)提供了直線(恒定深度)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，由等式(1)和(2)提供的值近似，因?yàn)闄z測器處于由各種水流和船舶的移動所施加的恒定運(yùn)動中。換言之，應(yīng)該理解，想象的是，基本上設(shè)置在由等式(1)和/或(2)描述的曲線輪廓上的檢測器(例如，在實(shí)際深度ζ (h)方面處于接近真實(shí)曲線的10至20%的位置)由上述等式覆蓋。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，ζ (h)可以大體上由拋物線、雙曲線、圓或任何其它曲線來進(jìn)行描述。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，曲線輪廓可以由兩個(gè)或更多不同曲線輪廓形成，例如，與圓結(jié)合的拋物線等等。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，連附至拖纜52的鳥狀件60放置在特定位置，從而使得拖纜具有希望的曲線輪廓，例如，拋物線、雙曲線、圓等等。例如，如果圓是曲線拖纜的輪廓， 那么曲率半徑可以是大約50km。從而，根據(jù)該示例性實(shí)施例，檢測器可以不精確處于希望的曲線輪廓上，而是大致處于其上，例如，在實(shí)際深度ζ (h)的10至20%的范圍內(nèi)。根據(jù)示例性實(shí)施例，鳥狀件和/或檢測器的深度可以在5至50m之間。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，隨著檢測器技術(shù)的改進(jìn)，這些范圍可能增加至超過250m。從而，這里提出的數(shù)字是處于示例性目的，并不意在限制示例性實(shí)施例的可應(yīng)用性。根據(jù)示例性實(shí)施例，上文討論的拖纜的曲線輪廓可以按照沿著拖纜的局部斜坡率而進(jìn)行描述。例如，在沿著拖纜的各個(gè)點(diǎn)處考慮相應(yīng)的斜率。如果拖纜的局部斜率(斜坡率)的改變繪制為X軸上沿著拖纜長度的水平位置的函數(shù)，如圖10中所示，描述斜坡率改變的不同曲線70至76的特征在于以下事實(shí)它們具有至少兩個(gè)不同的斜坡率值。這與曲線78相反，該曲線78描述了具有恒定斜率(例如，并不隨著檢測器沿著拖纜的水平位置變化的斜率)的傾斜拖纜。注意，在圖10中斜坡率也可以沿著X軸增大。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，在圖11中示出了具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的拖纜，該第一區(qū)域具有傾斜配置，該第二區(qū)域具有不同的傾斜配置。對于淺反射器，通過使用處于較高深度的檢測器，這樣的配置使得能夠獲得充分的凹口動力學(xué)(notch dynamics)。在圖11 中顯示的配置具有以預(yù)定角度傾斜的第一區(qū)域52a和基本上水平的第二區(qū)域52b。在圖11中顯示的實(shí)施例中，最接近震源80的地震接收器大致處于7. 5m的深度。 第一部分52a可以具有1至3km之間的長度，例如2km。最遠(yuǎn)離震源80的第一部分52a的地震接收器54大致處于37. 5m的深度。第二部分52b是水平的，最遠(yuǎn)離源80的第二部分 52b的接收器54也處于大約37. 5米的深度。這些值是以示例的方式給出的。在每種情況下可以針對特殊條件(水截面的深度、地質(zhì)特性、等等)對深度進(jìn)行選擇。圖12和圖13示出了使用具有傾斜第一部分和水平第二部分的新穎拖纜來采集數(shù)據(jù)的一些優(yōu)點(diǎn)。在圖12和圖13中顯示的有效譜92和96對應(yīng)于針對淺反射器的包括鬼波的模擬，類似于針對圖3和圖4討論的情況。譜模擬針對具有第一檢測器的拖纜，該第一檢測器放置為相對于水面大約7. 5m和大約15m的深度。在這兩次模擬中，傾斜拖纜上的最后的檢測器放置于相對于水面大約37. 5m的深度。模擬的譜(分別為曲線90和94)忽略了鬼波效果，即，它們代表了已經(jīng)從模擬中人工去除了鬼波的存在的“理想”情形。如同清楚顯示的那樣，當(dāng)考慮低頻和高頻行為的時(shí)候，計(jì)算的譜92和96分別具有接近有效譜90和 94的形狀，使用在圖3和圖4中顯示的常規(guī)方法不能獲得這種結(jié)果。通過將圖12和圖13的理想譜和有效譜進(jìn)行比較，觀察到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鬼波消除，并且合適地填充了 45至50Hz處的凹口，這又是相對于圖3和圖4的改進(jìn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，傾斜的第一部分52a具有小于2%的斜率。該斜率避免了湍流的建立，湍流會不利于地震接收器記錄的信號的質(zhì)量。優(yōu)選地，該斜率大于1 %，這提供了接收器深度的充足范圍，從而在處理時(shí)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鬼波消除。根據(jù)在圖14中示出的另一個(gè)示例性實(shí)施例，對深度控制鳥狀件60進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得拖纜52包括具有不同斜率的多個(gè)部分。例如，圖14顯示了具有第一區(qū)域52a、第二部分52b、第三區(qū)域52c和第四部分52d的拖纜52，第一區(qū)域52a具有第一斜率，第二部分52b 具有第二斜率，第三區(qū)域52c具有第三斜率，第四部分52d具有第四斜率?？梢允褂酶嗷蚋俚牟糠?，并且這些部分的斜率可以是正的、負(fù)的或其組合。根據(jù)該實(shí)施例的一個(gè)變體， 部段52d可以是水平的，S卩，基本上沒有傾斜度的部段。根據(jù)另一個(gè)變體，不同的部分可以形成具有均勻傾斜度的單一部分。拖纜可以是由Sercel (Carquefou Cedex，法國)以商標(biāo)Sentinel投放市場的固體拖纜，但是本文中公開的示例性實(shí)施例也可應(yīng)用于其它類型的拖纜。深度控制鳥狀件可以是Nautilus型(由Sercel注冊的商標(biāo))的設(shè)備，其允許拖纜的橫向定位，但是其它類型的深度控制設(shè)備也能夠用于實(shí)施示例性實(shí)施例。相鄰接收器54之間的距離為大約幾米，而且相鄰深度控制鳥狀件之間的距離可以大約在200至400米之間。注意，上文討論的實(shí)施例的各種組合也想象為是新穎的并且可能實(shí)現(xiàn)，例如，具有曲線輪廓部分和多個(gè)傾斜部分的組合的拖纜。根據(jù)在圖15中示出的示例性實(shí)施例，存在一種與水中的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的方法。所述方法包括以下步驟步驟1500 拖曳具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器；步驟1502 配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓；以及步驟1504 在拖曳所述本體時(shí)用所述多個(gè)檢測器記錄在水體中產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)。由于存在鳥狀件，在船舶拖曳拖纜的時(shí)候，曲線輪廓可以基本上保持不變。根據(jù)在圖16中示出的另一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種展開用于與水中的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的拖纜的方法。所述方法包括步驟1600 從船舶將具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器釋放進(jìn)入水體中；步驟1602 拖曳所述本體和所述多個(gè)檢測器，從而使得所述多個(gè)檢測器沒入水中；以及步驟1604 配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。曲線輪廓可以是拋物線、圓或雙曲線，拖纜的第二部分可以具有平坦輪廓并且連接至第一部分，曲線輪廓可以由ζ (h)(其是第一部分的點(diǎn)相對于水面的深度)來描述，并且滿足以下等式

權(quán)利要求
1.一種拖纜，用于收集與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)，所述拖纜包括 具有預(yù)定長度的本體；沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器；以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，其中所述鳥狀件配置為在水下展開的時(shí)候以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖纜，其中，所述曲線輪廓是拋物線、圓或雙曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖纜，進(jìn)一步包括連接至所述第一部分的第二部分，所述第二部分具有平坦輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖纜，其中，所述曲線輪廓由z(h)描述，z(h)是所述第一部分的點(diǎn)相對于水面的深度，并且滿足以下等式( (Ηλλ Z(H) = Z0 +s0h 1-0.5 —對于 h<hc，I VK))其中h是該點(diǎn)和設(shè)置在本體上的第一檢測器之間的水平距離，Z0是第一檢測器相對于水面的深度，Stl是在拖纜的第一檢測器處本體的斜率，h。是第一檢測器和曲線輪廓的端部之間的預(yù)定水平距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拖纜，進(jìn)一步包括連接至所述第一部分的第二部分，對于h>h。，所述第二部分由等式ζ (h)= z0+s0 · 0. 5 · hc 描述。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拖纜，其中，整個(gè)本體在基本上平行于水面的線上的投影小于hc。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖纜，其中，所述曲線輪廓在拖曳過程中基本上保持相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖纜，進(jìn)一步包括連接至所述第一部分的第二部分，所述第二部分具有鳥狀件和檢測器并且具有平坦輪廓。
9.一種與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的方法，所述方法包括 拖曳具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器；配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓；以及在拖曳所述本體時(shí)用所述多個(gè)檢測器記錄在水體中產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)。
10.一種展開用于與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的拖纜的方法，所述方法包括 從船舶將具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器釋放進(jìn)入水體中；拖曳所述本體和所述多個(gè)檢測器，從而使得所述多個(gè)檢測器沒入水中；以及配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。
全文摘要
本發(fā)明涉及采集地震數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。拖纜以及展開用于與水體的地下相關(guān)的地震數(shù)據(jù)采集的拖纜的方法。所述方法包括以下步驟從船舶將具有預(yù)定長度的本體以及沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)檢測器釋放進(jìn)入水體中；拖曳所述本體和所述多個(gè)檢測器，從而使得所述多個(gè)檢測器沒入水中；以及配置沿著所述本體設(shè)置的多個(gè)鳥狀件，以距離水面的預(yù)定深度漂浮，從而使得所述本體的第一部分在水下拖曳時(shí)具有曲線輪廓。
文檔編號G01V1/20GK102455441SQ20111031970
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者R·蘇巴拉斯 申請人:地球物理維里達(dá)斯集團(tuán)公司