專利名稱：地滾衰減方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在地震數(shù)據(jù)信號(hào)中使地滾(ground roll)衰減的方法。該方法能產(chǎn)生使地滾衰減后的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，它提供了對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造的更清晰的觀察。該方法特別適合有小型單傳感器接收器陣列的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用，在那里地滾不能靠疊加使其衰減。
收集地震數(shù)據(jù)信號(hào)的目的是遙感地下狀況，特別是與石油和天然氣之類碳?xì)浠锏目碧胶蜕a(chǎn)相關(guān)聯(lián)。為收集地震數(shù)據(jù)，通常使用聲源，如爆炸物、空氣槍、或震動(dòng)器，來產(chǎn)生聲音信號(hào)，它穿過地質(zhì)地層傳播。在不同地層之間聲阻抗的變化使部分聲能被反射并返回地面。這些反射信號(hào)由地震傳感器接收并被處理以建立地下地質(zhì)圖。關(guān)于地下狀況的主要地震信息是用壓強(qiáng)波數(shù)據(jù)獲得的，這里的壓強(qiáng)波由聲源產(chǎn)生，由地下地層間的界面反射，然后由位于附近地面的地震傳感器接收。
然而，由聲源產(chǎn)生的一部分聲能不是向下向地下地層傳播，而是沿地球表面水平傳播。這部分地震信號(hào)稱作地滾，它以瑞利(Rayleigh)波速度傳播，這通常比上述壓強(qiáng)波的速度慢得多。雖然壓強(qiáng)波通常傳播得比地滾波快得多，但壓強(qiáng)波必須從聲源到反射層再到地震傳感器，其傳播距離比沿地球表面從源到傳感器傳播的地滾波的傳播距離大得多，結(jié)果，壓強(qiáng)波和地滾波同時(shí)到達(dá)地震傳感器的情況并不少見。因?yàn)榈貪L波通常不包含關(guān)于被調(diào)研的地下地質(zhì)構(gòu)造的信息，所以在把地震數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生地下構(gòu)造圖之前，必須最大限度地衰減(即去掉)地滾波。地滾一般被認(rèn)為是占主導(dǎo)地位的噪聲源，因而有效地去掉地滾信號(hào)常常能大大提高地震勘探過程中得到的地下圖像的質(zhì)量。
地滾不是以唯一的傳播速度傳播，相反，它表現(xiàn)出大的速度范圍，這取決于地震信號(hào)的頻率。地滾的頻散特性是地滾信號(hào)有相對(duì)較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的一個(gè)原因。這一頻散特性也使開發(fā)在地震數(shù)據(jù)信號(hào)中有效衰減地滾的方法變得更為困難。
在地震數(shù)據(jù)處理中解決地滾壓縮問題的傳統(tǒng)途徑是在數(shù)據(jù)采集過程中使用接收器陣列，然后把從每個(gè)接收器得到的地震數(shù)據(jù)信號(hào)疊加到一起。不論從地球物理觀點(diǎn)還是從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，使用接收器陣列都有一些明顯的缺點(diǎn)。當(dāng)前，地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常使用的接收器陣列的空間尺度使得波長(zhǎng)達(dá)到傳感器布設(shè)圖形長(zhǎng)度1.4倍的噪聲波被衰減。這導(dǎo)致一種空間模糊(Smering)效應(yīng)在一特定接收器站的響應(yīng)是在接收器陣列中所有單個(gè)傳感器的響應(yīng)之和。在產(chǎn)業(yè)界還存在著使網(wǎng)格(bin)尺度變小的趨向。標(biāo)準(zhǔn)的50×50m網(wǎng)格尺度將可能被減小為例如40×40m或30×30m，以克服空間混淆問題和提高分辨力。例如，為水庫(kù)監(jiān)測(cè)以建立水庫(kù)的3D阻抗圖，便需要高分辨力。更小網(wǎng)格尺度的構(gòu)想被傳統(tǒng)接收器陣列引入的空間模糊效應(yīng)所抵銷。
除了模糊效應(yīng)外，傳感器布設(shè)圖形也是沒有效力的，因?yàn)樗鼈兲塘?。在衰減地滾方面有效的疊加陣列途徑(有效地組成一個(gè)很長(zhǎng)的接收器陣列)需要全褶疊幾何圖形，這太昂貴，因而不常使用。多個(gè)分布圖形的重疊也與高分辨力矛盾。高分辨力地震學(xué)的另一趨向是使用多分量記錄，例如通過使用壓強(qiáng)波源并記錄所有振型轉(zhuǎn)換后的波或通過使用剪切波源和記錄剪切波響應(yīng)。然而，對(duì)于剪切波，分布圖形得要短(小于12m左右)以避免由于剪切靜力造成的衰減。在地滾衰減方面，這一點(diǎn)進(jìn)一步抵銷了分布圖形的有效性，從而造成信號(hào)噪聲比問題。
單傳感器小陣列地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能避免許多這樣的困難。在這類系統(tǒng)中，來自每個(gè)單個(gè)傳感器的地震響應(yīng)能被單獨(dú)地處理(即在一特定接收器站，來自陣列中每個(gè)地震傳感器的地震數(shù)據(jù)信號(hào)并不立即被疊加以減小地震數(shù)據(jù)信號(hào)中存在的地滾波)。
單傳感器小陣列采集系統(tǒng)伴有若干好處。不需要深爆井來減小所產(chǎn)生的地滾量，淺爆井就足夠了。鉆淺井不那么昂貴，而且由于不需要穿透較深的地下水蓄積區(qū)，從而提供了環(huán)境方面的好處。不需要爆點(diǎn)(聲源)分布圖形，這減小了地震信號(hào)產(chǎn)生過程的費(fèi)用和復(fù)雜性。不需要伸展很長(zhǎng)的檢波器分布圖形，從而減小了設(shè)備的重量和費(fèi)用，并減少了為進(jìn)行地震勘探所需的野外雇員的數(shù)量。因?yàn)椴杉氖莵碜愿鲉蝹€(gè)傳感器的地震數(shù)據(jù)信號(hào)(不是立即疊加來自整個(gè)傳感器陣列的響應(yīng))，便可能進(jìn)行最佳的數(shù)據(jù)處理步驟，如基于爆點(diǎn)疊加的深度遷移或振幅與偏移關(guān)系分析都是可能的。其后的數(shù)據(jù)處理還可以固有地起到最佳隨機(jī)噪聲衰減器的作用，即無需任何附加費(fèi)用或附加必要的處理便可消去隨機(jī)噪聲。由于改善了單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的信號(hào)噪聲比，還有可能減少在一特定接收器站和實(shí)際傳感器覆蓋，例如從24減少到16。
然而，如果要使單傳感器小陣列系統(tǒng)生效，必須實(shí)現(xiàn)一種新的方法來衰減接收的地震數(shù)據(jù)信號(hào)中的地滾。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種衰減地震數(shù)據(jù)信號(hào)中的地滾的改進(jìn)的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種衰減地震數(shù)據(jù)信號(hào)中的地滾的方法，該方法包含的步驟是從附近的地震傳感器得到地震數(shù)據(jù)信號(hào)；建立一個(gè)差分濾波器，它包含了對(duì)地震傳感器之間地滾差分偏移的估計(jì)；以及把該差分濾波器應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)信號(hào)，以產(chǎn)生地滾被衰減的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
能以單進(jìn)程(one-pass)或多進(jìn)程濾波器操作來使用本發(fā)明的方法，并能與來自附近地震傳感器區(qū)域分布圖形的地震數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)或地震信號(hào)組結(jié)合使用。該方法的不同實(shí)施例涉及適當(dāng)?shù)仡A(yù)處理從附近傳感器得到的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，或涉及當(dāng)建立適當(dāng)?shù)牟罘譃V波器時(shí)提取附加的因子。所發(fā)明的方法可在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)或在頻域?qū)崿F(xiàn)。
現(xiàn)在將參考附圖以舉例方式描述本發(fā)明，在附圖中

圖1顯示地震數(shù)據(jù)收集過程的示意圖，以及圖2顯示一套地震數(shù)據(jù)信號(hào)，說明所發(fā)明的地滾衰減方法。
圖1顯示地震數(shù)據(jù)收集過程的簡(jiǎn)化示意圖。聲源10，例如爆炸性炸藥，被放在地面12以下。當(dāng)聲源10引爆時(shí)，它產(chǎn)生聲脈沖從震源向所有方向傳播出去。這一聲脈沖的一部分包含壓強(qiáng)波14，該壓強(qiáng)波14從聲源10向外傳播，被地震反射體16反射，并被地震傳感器18接收。在圖1中，聲波前，如壓強(qiáng)波14，表現(xiàn)為射線路徑，以易于表現(xiàn)，而地震反射體，如地震反射體16，包含有不同聲阻抗的地質(zhì)層之間的界面。聲脈沖的另一部分包含壓強(qiáng)波20，它從聲源10向外傳播，穿過地震反射體16，被地震反射體22反射，穿過地震反射體16，然后由地震傳感器18接收。聲脈沖的第三部分包含地滾波24，它從聲源10出發(fā)，在地球表面附近傳播到地震傳感器18。
以類似的方式，聲脈沖的另一部分包含壓強(qiáng)波26，它從聲源10向外傳播，被地震反射體16反射，并被地震傳感器28接收。聲脈沖的又一部分包含壓強(qiáng)波30，它從聲源10向外傳播，穿過地震反射體16，被地震反射體22反射，穿過地震反射體16，然后由地震傳感器28接收。聲脈沖的再一部分包含地滾波32，它從聲源10出發(fā)，在地球表面12附近傳播到地震傳感器28。地震傳感器18和28；以及其他地震傳感器34，通常將構(gòu)成地震傳感器陣列，它們以區(qū)域性圖形分布在一特定接收器站。
應(yīng)該指出，為了易于演示，聲源10、地震傳感器18、28和34、以及地震反射體16和22的相對(duì)位置已被畸變。在一具體的接收器陣列中，地震傳感器18、28和34的間距通常在幾米的量級(jí)，而聲源10和最遠(yuǎn)的地震傳感器之間的距離可以在1至2km的量級(jí)。然而，碳?xì)浠锟碧剿信d趣的地震反射體的深度可以是2至8km之間的量級(jí)。
圖2顯示一套地震數(shù)據(jù)信號(hào)，也稱作地震道(seismic trace)，它將用于描述本發(fā)明的地滾衰減方法。
使地滾衰減的本發(fā)明方法是基于這樣的觀測(cè)事實(shí)，即對(duì)于附近地震傳感器收到的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，其地震反射數(shù)據(jù)將幾乎是完全相同的，而地滾分量將有一些差分偏移。這一性質(zhì)可被用于估計(jì)地滾內(nèi)容，并在其后用于使地滾衰減。
在圖2中，第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40代表從圖1中的地震傳感器18得到的特征地震數(shù)據(jù)信號(hào)，而第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42代表從圖1中的地震傳感器28得到的特征地震數(shù)據(jù)信號(hào)。在圖2中的地震數(shù)據(jù)信號(hào)描述中，壓強(qiáng)波振幅以傳統(tǒng)方式顯示為離開中央軸的距離，而采樣間隔(時(shí)間或距離)被顯示為向每個(gè)地震數(shù)據(jù)信號(hào)的底部增大。在下文中第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40還將標(biāo)為R1，而第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42將標(biāo)為R2。
能夠看到，第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40和第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42實(shí)際上是相同的(因?yàn)榕c壓強(qiáng)波到達(dá)傳感器所必須通過的距離相比，兩個(gè)傳感器的位置彼此特別靠近)，其例外是在第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)中受第一地滾影響的區(qū)域44和第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)中受第二地滾影響的區(qū)域46。由于地滾波的傳播速度顯著地較慢，所以地滾波32到達(dá)地震傳感器28的時(shí)間顯著地落后于地滾波24到達(dá)地震傳感器18的時(shí)間。所以在第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42中的受第二地滾影響的區(qū)域46遲后于(即慢于)第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40中受第一地滾影響的區(qū)域44。地滾波到時(shí)(arrival time)中的這一可測(cè)量的差異被稱作地滾差分偏移(diferentialmove-out)，它允許創(chuàng)建一個(gè)差分濾波器并用于產(chǎn)生地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
用信號(hào)處理術(shù)語(yǔ)來講，以S代表反射信號(hào)，以G代表地滾，則R1=S1+G1R2=S2+G2然而，對(duì)于小的接收器間距，對(duì)所有附近的地震傳感器而言，其反射信號(hào)將(幾乎是)完全相同的，即S1=S2=S。如果我們忽略在地震傳感器18和地震傳感器28之間的額外距離上地滾的衰減，則G2將只是信號(hào)G1加上某一時(shí)間延遲。在Z-域中，一個(gè)有幾個(gè)采樣的時(shí)間延遲可用乘以Zn代表。所以，在Z-域中，G2=ZnG1。
為說明差分濾波器的一個(gè)實(shí)施例如何操作，把第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42從第一地震數(shù)字信號(hào)40中減去。這一相減產(chǎn)生一個(gè)中間數(shù)據(jù)信號(hào)48，它顯示由圖1中的地震傳感器18從射線路徑24接收的地滾脈沖，即第一地滾脈沖50，并顯示由地震傳感器28從射線路徑32接收的被反向的地滾脈沖，即第二地滾脈沖52(以及某些小振幅背景噪聲)。
按上文定義的術(shù)語(yǔ)，R1-R2=(S1+G1)-(S2+G2)，但由于S1=S2和G2=ZnG1，這還能寫成R1-R2=(1-Zn)G1。
在已建立起地滾差分偏移(Zn)的適當(dāng)估計(jì)之后，第一地滾脈沖50和第二地滾脈沖52便能組合起來產(chǎn)生一個(gè)地滾信號(hào)估計(jì)54，它具有估計(jì)的地滾脈沖56。地滾差分偏移項(xiàng)Zn代表地滾在第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40中出現(xiàn)的地方與地滾在第二地震數(shù)據(jù)信號(hào)42中出現(xiàn)的地方二者之間的時(shí)間差。
按數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，有G=R1-R21-Zn]]>于是便能從第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40中減去地滾信號(hào)估計(jì)54，從而產(chǎn)生地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)58。由地滾波24引起的聲信號(hào)已(基本上)從第一地震數(shù)據(jù)信號(hào)40中去掉，而地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)58更準(zhǔn)確地反映出來自壓強(qiáng)波14和20的響應(yīng)。以這種方式，地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)提供了聲源10和地震傳感器18之間地下地質(zhì)構(gòu)造的一個(gè)更好的視圖。
按數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，有S1=R1-G1應(yīng)該指出，圖2中所示地震數(shù)據(jù)信號(hào)已被簡(jiǎn)化，以更好地演示本發(fā)明地滾衰減方法。在實(shí)際地震數(shù)據(jù)中，地滾脈沖很少會(huì)這樣突出，不論在脈沖的持續(xù)時(shí)間方面還是在其頻率成分方面都是如此。
然而，用于產(chǎn)生地滾信號(hào)估計(jì)54(G1)的濾波操作只是有條件地穩(wěn)定的，因?yàn)榉帜?1-Zn)能變?yōu)榱?。在?shí)踐中，地滾估計(jì)通常由設(shè)置因子δ來使其穩(wěn)定，這個(gè)因子部分地歸因于當(dāng)?shù)貪L波穿過地震傳感器之間的額外距離時(shí)由于傳播損失造成的地滾實(shí)際衰減。0.95量級(jí)的穩(wěn)定常數(shù)通常提供最穩(wěn)定的結(jié)果。
在單進(jìn)程(one-pass)操作中可通過求解如下線性方程同時(shí)計(jì)算出反射信號(hào)和地滾 為適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)地滾衰減方法，需要知道一個(gè)(卓越)地滾速度，因?yàn)樗鼪Q定了在濾波器中出現(xiàn)的延時(shí)項(xiàng)Zn。
確定(卓越)地滾速度和相應(yīng)的延時(shí)因子Zn的一種方法是利用與聲源共在一條直線上并等間隔分布的三個(gè)地震傳感器(近的(N)，中距的(M)和遠(yuǎn)的(F))接收的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。如果用TN、TM和TF分別代表在地震傳感器N、M和F處接收的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，而ΔTFM(z)=TF(z)-TM(z)，ΔTNM(z)=TN(z)-TM(z)，則可利用下式所示相關(guān)函數(shù)寫出延時(shí)項(xiàng)ZnZn=ΔTFM(z)ΔTNM(1/z)ΔTNM(Z)ΔTNM(1/z)]]>這些結(jié)果代表一個(gè)作為頻率函數(shù)的線性相移，由它能導(dǎo)出延時(shí)。對(duì)于3D(非直線性的)幾何分布，該延時(shí)需被校正到歸因于聲源和地震傳感器之間徑向分開的實(shí)際差距。
也可使用其他延時(shí)因子估計(jì)方法。例如，可通過在中間數(shù)據(jù)信號(hào)48中測(cè)量第一地滾脈沖50和第二地滾脈沖52的過零點(diǎn)(cross-overpoint)之間的距離來“拾取”這個(gè)延時(shí)。第三種方法涉及選擇一組可能的時(shí)間延時(shí)(例如根據(jù)從各接收器到源的距離差和預(yù)計(jì)的地滾速度)，然后使各種頻率-時(shí)間窗上的信號(hào)能量估計(jì)達(dá)到極小。
通過實(shí)現(xiàn)意欲更接近地完成差分技術(shù)假設(shè)的步驟，可使本方法得到增強(qiáng)。在建立差分濾波器之前可實(shí)現(xiàn)預(yù)處理步驟，以允許地震數(shù)據(jù)信號(hào)更接近地匹配于本方法的假設(shè)。這些預(yù)處理步驟可以包括對(duì)地震數(shù)據(jù)信號(hào)校正其正常偏移(由于各地震傳感器和源之間的距離差引起的在所收到的反射信號(hào)中出現(xiàn)的相對(duì)較小的時(shí)移)，靜態(tài)校正地震數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)地震數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行振幅歸一化，對(duì)地震數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行頻率濾波和只選擇存在地滾波而且差分濾波器穩(wěn)定的頻段，只選擇和濾波地震數(shù)據(jù)道中實(shí)際存在地滾的那些部分(即“地滾錐(cone)”，例如使用我們的PCT國(guó)際申請(qǐng)公布號(hào)WO98/22825(這里引用作為參考)中披露的方法，以及校正所估計(jì)的延時(shí)，如果源和各傳感器不是直線對(duì)位的話。
當(dāng)在創(chuàng)建差分濾波器時(shí)除地滾差分偏移外還引入其他因子也能類似地增強(qiáng)本方法。例如，可以選擇一組振幅標(biāo)度因子(以調(diào)節(jié)地震數(shù)據(jù)信號(hào)的相對(duì)振幅差)和一組疊加加權(quán)因子(以允許來自每個(gè)輸入道的對(duì)最后濾波后的道的影響從簡(jiǎn)單地50/50調(diào)整)，然后對(duì)這些因子中的每一個(gè)可計(jì)算出在各種頻率-時(shí)間窗上信號(hào)能量估計(jì)值，具有最小能量的信號(hào)估計(jì)可被送到輸出端。
對(duì)本方法的其他增強(qiáng)涉及使地滾差分偏移估計(jì)變?yōu)橐蕾囶l率的。通過使用如下步驟完成速度分析，可得到適當(dāng)?shù)念l散地滾速度確定一個(gè)適當(dāng)?shù)牡貪L錐形；在此地滾錐內(nèi)選擇數(shù)據(jù)，把該地震數(shù)據(jù)分成若干時(shí)間窗和若干頻段；對(duì)每個(gè)頻段，檢驗(yàn)速度范圍，使用一特定速度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性偏移，測(cè)試該范圍內(nèi)的所有速度，選擇在各道之間產(chǎn)生最高相干性的那個(gè)特定速度(即造成具有最低能量的濾波后信號(hào)的那個(gè)速度)，并對(duì)每個(gè)頻段完成這一檢驗(yàn)。對(duì)差分濾波后的各頻帶可進(jìn)行合并，進(jìn)行付立葉逆變換，然后可對(duì)所有時(shí)間窗進(jìn)行合并，以建立輸出信號(hào)道。
通過對(duì)不同的卓越地滾速度建立差分濾波器(每個(gè)濾波器有不同的地滾差分偏移/時(shí)延項(xiàng)Zn)并以級(jí)聯(lián)多進(jìn)程方式把差分濾波器應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)信號(hào)，以在每個(gè)不同的卓越地滾速度上估計(jì)和衰減地滾，這樣便能使多重地滾振型被衰減。
還能利用接收器布局幾何形狀自動(dòng)選擇接收器對(duì)，并對(duì)每個(gè)接收器選擇一組其他接收器，那些接收器到這一接收器的距離小于一定義的閾值。從這組其他接收器中可以選擇一些特定的濾波器，例如可選擇最接近于由用戶定義的最佳偏移的那些接收器。
如果可得到的附近地震傳感器數(shù)(K)大于要消除的卓越地滾速度數(shù)(N)加1，則可使用最小二乘擬合來增加本方法的穩(wěn)健性。
利用這種最小二乘擬合的一種方法是求解如下方程 在此方程中，S仍代表所希望的信號(hào)估計(jì)，矢量G包含N個(gè)單個(gè)噪聲(地滾估計(jì))，矢量R包含K個(gè)輸入地震數(shù)據(jù)信號(hào)，I代表[(N+1)×(N+1)]單位矩陣。A是一個(gè)[K×(N+1)]矩陣，含有如下形式的延時(shí) 為避免在應(yīng)用差分濾波器的頻率范圍內(nèi)包括濾波器極點(diǎn)，地震傳感器有一最佳間距，近似等于(0.05*v1)/f0和(0.95×v0)/f1二者當(dāng)中的較低者，這里v1是要被衰減的最高地滾速度，f0是要被衰減的最低地滾頻率，v0是要被衰減的最低地滾速度，而f1是要被衰減的最高地滾頻率。
在處理過程的各點(diǎn)(例如對(duì)于每個(gè)時(shí)間窗或頻段)，其差分濾波器的結(jié)果可與其他地震道的可比較部分進(jìn)行比較，例如輸入道和/或傳統(tǒng)疊加的結(jié)果。如果滿足某些判據(jù)(例如這其他地震道中任何一個(gè)的能量低于該差分濾波器的結(jié)果)，則該差分濾波器的結(jié)果可被放棄，并在其后的數(shù)據(jù)處理中把這個(gè)更好的其他地震道用到它的位置。
用這種方法還能輸出地滾估計(jì)，并將其用于質(zhì)量控制或用于其后的以地滾估計(jì)作為輸入的去掉地滾過程。
據(jù)估計(jì)，本發(fā)明的方法能在10-50Hz頻率范圍內(nèi)使地滾衰減10-13dB，而使這一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)畸變限制在1-2dB的量級(jí)。
當(dāng)使用這一方法時(shí)，有可能記錄一陣列中來自地震傳感器的不全部地震數(shù)據(jù)信號(hào)，并在其后利用一個(gè)或多個(gè)記錄的地震數(shù)據(jù)信號(hào)以及記錄的地滾被衰減的地震數(shù)據(jù)信號(hào)來重建這未被記錄的數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明包括這里或者明顯說明的或者隱含的任何新特性或新的特性組合。
權(quán)利要求
1．一種使地震數(shù)據(jù)信號(hào)中的地滾衰減的方法，所述方法包含如下步驟從附近的地震傳感器得到地震數(shù)據(jù)信號(hào)，創(chuàng)建差分濾波器，它包含對(duì)所述地震傳感器之間的地滾差分偏移的估計(jì)，以及把所述差分濾波器應(yīng)用于所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)以產(chǎn)生一個(gè)地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述差分濾波器的形式是 這里S是地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，G是地滾，R1和R2是來自附近地震傳感器的地震數(shù)據(jù)信號(hào)，Zn是與所述地滾差分偏移相關(guān)聯(lián)的時(shí)延因子，δ是一個(gè)穩(wěn)定因子。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的一種方法，這里所述穩(wěn)定因子δ約為0.95。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里的地震數(shù)據(jù)信號(hào)是從K個(gè)附近地震傳感器得到的，K是一個(gè)大于或等于3的整數(shù)，而且這里對(duì)N個(gè)卓越地滾速度估計(jì)地滾差分偏移，這里N是小于或等于K減1的整數(shù)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的一種方法，這里在一個(gè)單進(jìn)程濾波器操作中從由所述K個(gè)附近地震傳感器得到的所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)中去掉以所述N個(gè)卓越地滾速度傳輸?shù)牡貪L，而且這一單進(jìn)程濾波器操作產(chǎn)生所述地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)作為其輸出。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的一種方法，這里K大于N加1而且使用一種最小二乘擬合來產(chǎn)生所述地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里對(duì)N個(gè)卓越地滾速度創(chuàng)建差分濾波器，N大于或等于2，每個(gè)所述差分濾波器以級(jí)聯(lián)多進(jìn)程方式應(yīng)用于所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)，以在所述N個(gè)卓越地滾速度的每一個(gè)上估計(jì)和去掉地滾。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)已在創(chuàng)建所述差分濾波器之前進(jìn)行了正常偏移校正。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)已在創(chuàng)建所述差分濾波器之前進(jìn)行了靜態(tài)校正。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)已在創(chuàng)建差分濾波器之前被振幅歸一化。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)已在創(chuàng)建差分濾波器之前被頻率濾波。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里除了所述地滾差分偏移估計(jì)和穩(wěn)定因子外，還使用了其他因子以創(chuàng)建所述差分濾波器。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里來自附近地震傳感器的所有所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)并非都被記錄，所記錄的地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)允許重建來自附近地震傳感器的未被記錄的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述附近的地震傳感器的間距大約等于(0.05*v1)/f0和(0.95*v0)/f1二者中的較低者，這里v1是要被衰減的最高地滾速度，f0是要被衰減的最低地滾頻率，v0是要被衰減的最低地滾速度，f1是要被衰減的最高地滾頻率。
15．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地滾差分偏移的估計(jì)是依賴于頻率的，通過使用如下步驟完成速度分析，可得到適當(dāng)?shù)念l散地滾速度確定一個(gè)適當(dāng)?shù)牡貪L錐形；在此地滾錐內(nèi)選擇數(shù)據(jù)；把所述地震數(shù)據(jù)分成若干頻段；對(duì)每個(gè)頻段，檢驗(yàn)速度范圍，使用一特定速度對(duì)所述地震數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行線性偏移，測(cè)試所述范圍內(nèi)的所有速度，選擇在所述各地震數(shù)據(jù)信號(hào)之間產(chǎn)生最高相干性的特定速度，并對(duì)所述每個(gè)頻段完成這一檢驗(yàn)。
16．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述差分濾波器是一個(gè)頻率域?yàn)V波器。
17．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地滾估計(jì)被輸出并用于質(zhì)量控制或用于其后的去掉地滾過程。
18．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述附近地震傳感器是根據(jù)它們的分開距離自動(dòng)選擇的。
19．根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，這里所述地滾被衰減的地震數(shù)據(jù)信號(hào)與另一地震數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，如果滿足某些選擇判據(jù)，則在其后的數(shù)據(jù)處理中使用所述另一地震數(shù)據(jù)信號(hào)以代替所述地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
披露了一種用于使地震數(shù)據(jù)信號(hào)中的地滾衰減的方法。地震數(shù)據(jù)信號(hào)是從附近地震傳感器得到的。創(chuàng)建了一個(gè)差分濾波器,它包含地震傳感器之間地滾差分偏移的估計(jì)。然后該差分濾波器被用于地震數(shù)據(jù)信號(hào),以產(chǎn)生地滾被衰減了的地震數(shù)據(jù)信號(hào)。能以單進(jìn)程和多進(jìn)程濾波器操作來使用這一方法,并能與來自附近地震傳感器區(qū)域分布圖形的地震數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)或地震信號(hào)組結(jié)合使用。能對(duì)這些地震數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,并在創(chuàng)建差分濾波器時(shí)除地滾差分偏移外還能納入其他因子。所發(fā)明的方法能在時(shí)間域或在頻率域?qū)崿F(xiàn)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK1295672SQ9980455
公開日2001年5月16日 申請(qǐng)日期1999年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月30日
發(fā)明者蓋多·J·M·貝坦, 羅蘭·馬歇爾 申請(qǐng)人:施魯博格控股有限公司