用于使P波反虛反射的設(shè)備和方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用該申請(qǐng)要求了2011年11月17日提交的題為“P-WaveRefractionDeghostingonBuried3CLandData”的臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/560,895的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域本文中公開的主題的實(shí)施例一般涉及用于使地震數(shù)據(jù)反虛反射的方法和系統(tǒng)，以及更具體地涉及用于使地震數(shù)據(jù)反虛反射的機(jī)構(gòu)和技術(shù)，該地震數(shù)據(jù)采用地下掩埋的多分量地震接收器記錄。

背景技術(shù)：
在過去幾年中，對(duì)監(jiān)測石油和/或天然氣的儲(chǔ)量的興趣在增加。石油生產(chǎn)領(lǐng)域的時(shí)移（或4D）地震監(jiān)測是一種用于最優(yōu)化油田開發(fā)和產(chǎn)品回收的可接受的方法，在回收率和節(jié)約鉆井成本方面提供了顯著改善。時(shí)移地震油藏監(jiān)測是在兩個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的3D地震勘測的比較。時(shí)移油藏監(jiān)測還具有提高使油井之間的流體運(yùn)動(dòng)成像的能力的潛力。用于實(shí)現(xiàn)4D地震監(jiān)測的傳統(tǒng)配置在圖1中示出。圖1示出了用于采集地震數(shù)據(jù)的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括定位在將被勘探的地表下的區(qū)域12a之上并且與地面的表面14接觸的多個(gè)接收器12。多個(gè)震動(dòng)震源16也位于區(qū)域16a的表面14上，區(qū)域16a在接收器12的區(qū)域12a附近。記錄設(shè)備18連接至多個(gè)接收器12并且例如位于站車20中。每個(gè)源16可由通常在1和5之間的可變數(shù)量的振動(dòng)器組成，并且可包括本地控制器22。替代地，源可以是淺掩埋的炸藥包或用于產(chǎn)生震源的其他已知設(shè)備，例如，放置在地面上并用錘子錘打的金屬盤?？商峁┲醒肟刂破?4以調(diào)整源16的爆破時(shí)間。GPS系統(tǒng)26可用于將源16和接收機(jī)12時(shí)間相關(guān)聯(lián)。根據(jù)這樣的配置，源16被控制以產(chǎn)生地震波，以及多個(gè)接收器12記錄由石油和/或天然氣儲(chǔ)藏和其他結(jié)構(gòu)所反射的波。地震勘測可以以各種時(shí)間間隔重復(fù)（例如，相距數(shù)月或數(shù)年）以確定儲(chǔ)藏中的變化。雖然源和接收器位置的可重復(fù)性一般易于在陸上實(shí)現(xiàn)，但是由近表面中的變化引起的改變可比儲(chǔ)藏流體位移大得多，使得時(shí)移4D地震采集和可重復(fù)性具有挑戰(zhàn)。因此，在近表面的地震速度的改變是影響4D勘測的可重復(fù)性的因素。因此，儲(chǔ)藏監(jiān)測的目的是通過測量折射的波的第一到達(dá)時(shí)間的小差異來測量地表下的速度改變。這些到達(dá)時(shí)間的變化通常使用由近表面層中的速度變化來偏置的互相關(guān)來測量。當(dāng)使用淺掩埋的記錄系統(tǒng)時(shí)，到達(dá)記錄器的波（上行能量）不通過在上面的巖石中的速度變化偏置。但是，從地球表面反射回地球的波受到影響。通常兩個(gè)波場都在時(shí)間上非常接近地被記錄，且它們的信號(hào)相干擾。這使得難以提取由上行能量所提供的未偏置的信息。當(dāng)兩個(gè)波場被分離時(shí)，有可能測量接收器之下的層中的不受掩埋的接收器之上的近表面層中的速度變化的影響的速度變化。因此，上行和下行能量可被用于監(jiān)測儲(chǔ)藏。用于分離上行和下行能量的各種算法是已知的。然而，在掩埋的接收器的情況下，這些算法受到地球表面和接收器的掩埋水平線之間的層中的虛反射的速度的影響。速度隨空間和/或隨時(shí)間的變化影響虛反射的延遲時(shí)間，且因而可能給“選擇”第一到達(dá)時(shí)間的算法造成問題。因此，需要開發(fā)一種用于更好地使所記錄的地震能量反虛反射的設(shè)備和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種用于從在近表面環(huán)境下所記錄的P波確定主分量和虛反射分量的方法。該方法包括接收關(guān)于P波的地震數(shù)據(jù)(R,V)的步驟，其中地震數(shù)據(jù)包括采用掩埋的兩分量接收器所記錄的垂直分量和徑向分量；使用處理器從垂直分量和徑向分量計(jì)算主分量(P)和虛反射分量(G)的步驟；以及基于主分量和虛反射分量(P,G)計(jì)算地表下的圖像的步驟。P波形成平面波。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種用于從在近表面環(huán)境下所記錄的P波確定主分量和虛反射分量的計(jì)算設(shè)備。計(jì)算設(shè)備包括被配置為接收關(guān)于P波的地震數(shù)據(jù)的接口和連接至接口的處理器，其中地震數(shù)據(jù)包括采用掩埋的三分量接收器所記錄的垂直分量和徑向分量。處理器被配置為從垂直分量和徑向分量計(jì)算主分量和虛反射分量并且還基于主分量和虛反射分量計(jì)算地表下的圖像。其中P波形成平面波。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，存在一種用于從在近表面環(huán)境下所記錄的P波確定主分量和虛反射分量的方法。該方法包括接收關(guān)于P波的地震數(shù)據(jù)的步驟，其中地震數(shù)據(jù)包括采用掩埋的三分量接收器所記錄的垂直分量和徑向分量；使用處理器從垂直分量和徑向分量計(jì)算主分量和虛反射分量的步驟；以及基于主分量和虛反射分量計(jì)算地表下的圖像的步驟。P波形成平面波，以及近表面環(huán)境描述了掩埋的三分量接收器和地球表面之間的地表下的部分。根據(jù)又一示例性實(shí)施例，存在一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中當(dāng)通過處理器執(zhí)行指令時(shí)，所述指令執(zhí)行上述提到的方法。附圖說明被包括在說明書中且構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，并且和說明書一起解釋這些實(shí)施例。在附圖中：圖1是傳統(tǒng)的陸上地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示意圖；圖2是設(shè)置在地球表面上的源和多個(gè)地震接收器的示意圖；圖3示出了各種到達(dá)的地震剖面；圖4示出了使用用于收集地震數(shù)據(jù)的掩埋的多分量接收器的系統(tǒng)；圖5A和5B示出了各種到達(dá)的垂直分量和徑向分量的地震剖面；圖6A和6B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的主分量和虛反射分量的地震剖面；圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的采用掩埋的多分量接收器所記錄的主分量和虛反射分量的示意圖；圖8是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的垂直分量和徑向分量以及主分量和虛反射分量的示意圖；圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于使采用掩埋的多分量接收器所記錄的P波反虛反射的方法的流程圖；以及圖10是計(jì)算設(shè)備的示意圖。具體實(shí)施方式以下描述的示例性實(shí)施例涉及附圖。在不同附圖中的相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相同或類似元件。以下詳細(xì)描述不限制本發(fā)明。反而，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求限定。為簡單起見，以下實(shí)施例討論關(guān)于具有記錄折射P波的掩埋的三分量接收器的地震系統(tǒng)的術(shù)語和結(jié)構(gòu)。然而，接下來將被討論的實(shí)施例不限于折射P波和/或掩埋的三分量接收器。在本說明書通篇中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、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。因此，在本說明書通篇中的各種位置中短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定指的是同一實(shí)施例。而且，特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性可按照任何合適的方式在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中組合。根據(jù)示例性實(shí)施例，存在一種用于分離主分量和虛反射分量的方法。該方法包括接收采用掩埋的三分量接收器所記錄的地震數(shù)據(jù)的步驟。地震數(shù)據(jù)包括徑向分量和垂直分量。該方法包括將徑向分量和垂直分量轉(zhuǎn)換為主分量和虛反射分量（或能量）的步驟。該方法進(jìn)一步包括使用處理器從垂直分量和徑向分量計(jì)算主分量(P)和虛反射分量(G)的步驟?？蛇x地，該方法基于主分量和虛反射分量(P,G)計(jì)算地表下的圖像。P波形成平面波。在介紹新算法之前，認(rèn)為是為了討論折射土地勘測的基礎(chǔ)。圖2示意性地示出了具有分布在地球表面206上的震源202和多個(gè)地震接收器204的地震系統(tǒng)200。震源202將能量發(fā)射到地表下208中。能量通過兩個(gè)P波210和212示出。接收器204是垂直取向的接收器（即，一分量接收器）。P波210傳播通過第一界面214并在第二界面216處折射。P波遵循斯涅爾定律并且在某些點(diǎn)處折射的角度使波如由波210A所示水平(臨界角)傳播。這樣的水平波被稱為首波或折射波。它將能量在出射角發(fā)射回表面206，出射角等于臨界角。圖2示出了發(fā)送回表面206并且通過接收器204記錄的多個(gè)波210B。類似地，P波212進(jìn)入地表下208并且在第一界面214處折射。折射波212A沿著第一界面214傳播并將多個(gè)波212B發(fā)送至表面。這些波也通過接收器204記錄。波212B形成波前212C以及波210B形成波前210C。這些波前在圖2中被示出。圖2還示出了沿著地球表面從源202傳播至接收器204的直達(dá)波220。直達(dá)波和折射波212B、210B組成記錄在如圖3所示的地震剖面上的直達(dá)、第一地震到達(dá)和第二地震到達(dá)。掩埋的多分量折射系統(tǒng)400在圖4中被示出并與圖2的地震系統(tǒng)200不同，至少因?yàn)榻邮掌鞅谎诼裨诘厍虮砻嬷虑医邮掌魇侨至康?，即記錄在互相垂直的方向（例如，垂?V)、徑向(R)和橫向(T)）中的地震能量。由于橫向方向不應(yīng)當(dāng)包括折射能量，因此以下忽略橫向方向。系統(tǒng)400與系統(tǒng)200有許多相似之處，因此，兩個(gè)系統(tǒng)中的相同的元件在附圖標(biāo)記中具有相同的最后兩位數(shù)字。但是，系統(tǒng)400的接收器404（3C接收器）記錄兩次折射波場。接收器404記錄上行波場410B和412B，以及下降波場（在地球表面406處折射）410D和412D。下行波場分別形成波前410E和412E。上行波場410B和/或412B被稱為主分量，而下行波場410D和/或412D被稱為虛反射分量。將通過系統(tǒng)400記錄的垂直分量（垂直地震檢波器）的折射剖面在圖5A中被示出，以及徑向分量（徑向地震檢波器）的相同剖面在圖5B中被示出。關(guān)于圖5A中所示出的垂直分量，第一折射波到達(dá)的虛反射500A和第二折射波到達(dá)的虛反射500B具有與它們的主折射相同的極性。然而，關(guān)于圖5B中所示的徑向分量，虛反射502A和502B具有相對(duì)于它們的主折射的相反的極性。由于源是在接收器之上垂直定位的，因此在這種情況下直達(dá)沒有虛反射。對(duì)于10-20米量級(jí)的P波和接收器深度，主折射和虛反射之間的到達(dá)時(shí)間差異通常很小，例如10到15ms。隨著折射數(shù)量的增加，到達(dá)時(shí)間差異減少。因此，第一折射的虛反射延遲大于第二和接下來的折射的虛反射延遲。接下來討論的新算法的目的是如圖6A和6B所示意性示出的從虛反射到達(dá)分離主到達(dá)（反虛反射）。以下假設(shè)每個(gè)單獨(dú)的折射或部分可以被近似為平面波。根據(jù)上面指出的框架，認(rèn)為圖7中所示的設(shè)置用于開發(fā)新算法。圖7示出了被掩埋在地球表面704之下給定距離D的地下的多個(gè)3C接收器702。主波前706和虛反射波前708在相同的接收器中被記錄，但是具有不同到達(dá)時(shí)間和不同極化（polarization）710和712。主波場714、虛反射波場716和反射角θ也在該圖中被示出。圖8示出了包括垂直分量800和徑向分量802的參考框架。主極化（polarization）710和虛反射極化（polarization）712相對(duì)于垂直分量和徑向分量表示。利用這些符號(hào)，在掩埋的接收器的垂直分量(V)和徑向分量(R)上所記錄的P波折射能量可按照主能量(P)、虛反射能量(G)和射線角θ（從垂直測量）如下寫出：等式（1）涉及坐標(biāo)系統(tǒng)，其中垂直軸從源向下指向以及徑向方向遠(yuǎn)離源指向。注意，V和R被測量、A矩陣可被估計(jì)，以及P和G分量需要被確定，因此P和G分量基于等式（1）計(jì)算。通過對(duì)A矩陣求逆可實(shí)現(xiàn)折射P波的上下分離，產(chǎn)生上行折射P波和下行折射P波的真振幅表達(dá)式。這被表示為：其中，項(xiàng)1/sin(2θ)是比例因子。注意，不針對(duì)θ=0（垂直入射或零偏移）和θ=90（水平入射）定義A-1。然而，對(duì)于折射波，這兩種情況不應(yīng)當(dāng)發(fā)生?？赏ㄟ^使用圖8中所示出的軸A1和A2來分離P和G分量。注意，在軸A1上的P和G分量的投影沒有主能量，只有虛反射能量，而對(duì)軸A2來說情況恰好相反。在軸A1上的P和G分量的投影由下式給出：以及在軸A2上的P和G分量的投影由下式給出：這些投影指向在大致方向上與徑向分量R的相反。這將導(dǎo)致P和G的估計(jì)和最初記錄在徑向分量R上的數(shù)據(jù)之間的極性反轉(zhuǎn)。為了改正這一點(diǎn)，有可能將等式(3)和(4)乘以-1并獲得：以及基于射線角θ執(zhí)行網(wǎng)格搜索以查找能夠?qū)崿F(xiàn)最佳分離為上行能量和下行能量的方向。該步驟結(jié)果是θ角度約為30°。然而，該角度依賴于本地地質(zhì)并且在其他實(shí)驗(yàn)中該角度可具有不同的值。在理論上，角度θ可具有0°和90°之間的任何值，但在實(shí)踐中，預(yù)期為10°和45°之間的角度。注意，隨著該算法被應(yīng)用于另一地表下，該角度可改變。因此，該新方法是用從掩埋的接收器所獲得的測量值來分離和估計(jì)主分量和虛反射分量。具有主分量和虛反射分量，有可能計(jì)算各種需要的量，例如，所勘測的地表下的圖像、地表下的速度模型等。進(jìn)一步，注意，基于采用地下的接收器所記錄的陸地上地震數(shù)據(jù)來分離主分量和虛反射分量的該方法的優(yōu)點(diǎn)與時(shí)移益處有關(guān)，即，由于該信號(hào)是通過可以在天氣層之下掩埋的接收器記錄，上行（主）波場不受近表面中的時(shí)移變化的影響。因此，從上行波場測得的任何時(shí)移變化可歸因于更深的層而不歸因于近表面。這是超過采用在表面上的接收器的傳統(tǒng)的時(shí)移采集的一個(gè)優(yōu)勢。新方法的另一優(yōu)勢與許多傳統(tǒng)方法需要掩埋的接收器或多或少在相同的深度這一事實(shí)相關(guān)。新方法可以進(jìn)行與掩埋深度的變化無關(guān)的分離。新方法的另一優(yōu)點(diǎn)與用于地震勘測的源的類型有關(guān)，即，P波源比S波源更為經(jīng)濟(jì)且易于獲得。現(xiàn)參照?qǐng)D9討論示出了用于使地震數(shù)據(jù)反虛反射的方法的流程圖。在步驟900，接收地震數(shù)據(jù)。采用掩埋的3C接收器記錄地震數(shù)據(jù)。在步驟902中，如上面參照?qǐng)D7和8以及基于等式(3)和(4)所討論的，處理數(shù)據(jù)以將它從徑向分量和垂直分量轉(zhuǎn)換為主分量和虛反射分量。然后，例如使用主分量和虛反射分量以在步驟904中產(chǎn)生所勘測的地表下的圖像。這樣的步驟可在計(jì)算設(shè)備中執(zhí)行。雖然以上實(shí)施例已參照三分量接收器討論，但是注意兩分量接收器也可用于確定主分量和虛反射分量。兩分量接收器具有(i)沿垂直線取向并配置為記錄垂直分量的第一單獨(dú)接收器，以及(ii)沿在源和兩分量接收器之間延伸的線取向并配置為記錄徑向分量的第二單獨(dú)接收器。也有可能用水用檢波器代替徑向分量。進(jìn)一步，也有可能使用掩埋的、垂直水用檢波器和3C+水用檢波器接收器。為了說明目的而非限制，在圖10中示出了能夠根據(jù)示例性實(shí)施例進(jìn)行計(jì)算的代表性計(jì)算設(shè)備的實(shí)例。硬件、固件、軟件或它們的組合可被用以執(zhí)行本文所描述的各種步驟和運(yùn)算。適用于執(zhí)行示例性實(shí)施例中所描述的活動(dòng)的示例性的計(jì)算設(shè)備1000可包括服務(wù)器1001。這樣的服務(wù)器1001可包括連接至隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）1004和連接至只讀存儲(chǔ)器（ROM）1006的中央處理器（CPU）1002。ROM1006還可以是其他類型的存儲(chǔ)介質(zhì)（例如，可編程ROM（PROM）、可擦除的PROM（EPROM）等）以存儲(chǔ)程序。處理器1002可通過輸入/輸出（I/O）電路1008和總線1010與其他外部和內(nèi)部部件通信以提供控制信號(hào)等。處理器1002執(zhí)行本領(lǐng)域已知的由軟件和/或固件指令命令的多種功能。服務(wù)器1001還可包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備包括硬盤驅(qū)動(dòng)1012、CD-ROM驅(qū)動(dòng)1014和例如DVD等的能夠讀取和/或存儲(chǔ)信息的其他硬件。在一個(gè)實(shí)施例中，用于執(zhí)行上面所討論的步驟的軟件可被存儲(chǔ)和分布在CD-ROM1016、便攜式介質(zhì)1018或能夠便攜存儲(chǔ)信息的其他形式的介質(zhì)上。這些存儲(chǔ)介質(zhì)可被插入諸如D-ROM驅(qū)動(dòng)1014、磁盤驅(qū)動(dòng)1012等的設(shè)備并通過這些設(shè)備讀取。服務(wù)器1001可連接至顯示器1020，顯示器1020可以是諸如LCD、LED顯示器、等離子顯示器、陰極射線管（CRT）等的任何類型的已知顯示或演示屏幕。提供包括一個(gè)或多個(gè)用戶接口機(jī)構(gòu)（諸如鼠標(biāo)、鍵盤、話筒、觸摸板、觸摸屏、聲音識(shí)別系統(tǒng)等）的用戶輸入接口1022。服務(wù)器1001可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接至例如固定電話終端和/或無線終端的其他計(jì)算設(shè)備。服務(wù)器可以是如在全球區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（GAN）（例如因特網(wǎng)1028）中的較大的網(wǎng)絡(luò)配置的一部分，這允許到各個(gè)固定電話和/或移動(dòng)客戶端/觀察設(shè)備的最終連接。公開的示例性實(shí)施例提供用于基于采用掩埋的地震3C記錄器所記錄的地震數(shù)據(jù)來計(jì)算主分量和虛反射分量的系統(tǒng)和方法。應(yīng)當(dāng)理解，該說明書不旨在限制本發(fā)明。相反，示例性實(shí)施例旨在覆蓋包括在由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍中的替代方案、修改、等價(jià)方案。進(jìn)一步，在示例性實(shí)施例的具體描述中，陳述了多個(gè)具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)所要求保護(hù)的本發(fā)明的全面理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施各種實(shí)施例。雖然在實(shí)施例中以特定組合描述了本示例性實(shí)施例的特征和元件，每個(gè)特征或元件可單獨(dú)使用而不需要實(shí)施例的其他特征和元件或以需要或不需要本文中所公開的特征和元件的各種組合。該書面說明書使用所公開的主題的實(shí)例使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。主題的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的其他實(shí)例。此類其他實(shí)例旨在落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。