close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335787

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 335 787
(13)
C2
(51) МПК
G01V 1/28
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2004124373/28, 09.01.2003
(72) Автор(ы):
РОБЕРТССОН Йохан Олоф Андерс (NO),
СТРЕММЕН МЕЛЬБО Аслеуг (NO),
ВАН МАНЕН Дирк-Ян (NO)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
09.01.2003
(73) Патентообладатель(и):
ВЕСТЕРНДЖЕКО САЙЗМИК ХОЛДИНГЗ
ЛИМИТЕД (VG)
(43) Дата публикации за вки: 10.04.2005
R U
(30) Конвенционный приоритет:
11.01.2002 GB 0200560.1
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
2 3 3 5 7 8 7
2 3 3 5 7 8 7
R U
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
11.08.2004
C 2
C 2
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SCHALKWIJK К.М. et al. "Application of
two-step decomposition to multicomponent
ocean-bottom data: theory and case study"
JOURNAL OF SEISMIC EXPLORATION, №8, 1999,
p.261-278. WO 01/01170 A1, 04.01.2001. WO
97/29390 A1, 14.08.1997. US 2002/0118602 A1,
29.08.2002. US 6101448 A, 08.08.2000. EP
0515188 A2, 25.11.1992. US 5793702 A,
11.08.1998.
(86) За вка PCT:
GB 03/00052 (09.01.2003)
(87) Публикаци PCT:
WO 03/058276 (17.07.2003)
Адрес дл переписки:
129090, Москва, ул. Б. Спасска , 25, стр.3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. И.А. Чадиной
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ
(57) Реферат:
Предложенное изобретение относитс к
средствам дл обработки многокомпонентных
сейсмических данных, в частности оно относитс к
способу обработки сейсмических данных дл определени искомого калибровочного фильтра.
Предложенное изобретение решает такую задачу,
как возможность его применени к данным,
полученным при большом удалении. Способ
обработки
многокомпонентных
сейсмических
данных, полученных из сейсмических сигналов,
распростран ющихс в среде, включает в себ следующие
этапы:
выбор
первой
части
сейсмических
данных,
содержащих
только
вступлени , вл ющиес результатом критического
преломлени сейсмической волны; и определение
первого калибровочного фильтра из первой части
сейсмических
данных,
при
этом
первый
калибровочный фильтр используетс дл калибровки первой компоненты сейсмических
данных
относительно
второй
компоненты
сейсмических данных. Указанный способ реализует
соответствующее
устройство
дл его
осуществлени . 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 3 5 7 8 7
2 3 3 5 7 8 7
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 787
(13)
C2
(51) Int. Cl.
G01V 1/28
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004124373/28, 09.01.2003
(72) Inventor(s):
ROBERTSSON Jokhan Olof Anders (NO),
STREMMEN MEL'BO Asleug (NO),
VAN MANEN Dirk-Jan (NO)
(24) Effective date for property rights: 09.01.2003
(30) Priority:
11.01.2002 GB 0200560.1
(43) Application published: 10.04.2005
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
2 3 3 5 7 8 7
(85) Commencement of national phase: 11.08.2004
(86) PCT application:
GB 03/00052 (09.01.2003)
(87) PCT publication:
WO 03/058276 (17.07.2003)
2 3 3 5 7 8 7
R U
(54) METHOD AND DEVICE OF SEISMIC DATA PROCESSING
(57) Abstract:
FIELD: physics.
SUBSTANCE:
processing
method
of
multicomponent seismic data received from mediumpropagating
seismic
signals,
includes
the
following
stages:
selection
of
the
first
component of seismic data containing only signal
event
resulted
from
critical
seismic
wave
refraction;
and
detection
of
the
first
calibration filter from the first component of
seismic data, thus the first calibration filter
is used for calibration of the first components
of seismic data concerning the second components
of seismic data. Specified method is realised by
related device.
EFFECT: higher data accuracy.
Страница: 3
19 cl, 11 dwg
C 2
C 2
Mail address:
129090, Moskva, ul. B. Spasskaja, 25, str.3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. I.A. Chadinoj
EN
R U
(73) Proprietor(s):
VESTERNDZhEKO SAJZMIK KhOLDINGZ
LIMITED (VG)
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Насто щее изобретение относитс к способу обработки многокомпонентных
сейсмических данных. В частности, оно относитс к способу обработки сейсмических
данных дл определени калибровочного фильтра, посредством которого калибруют одну
компоненту сейсмических данных относительно другой компоненты сейсмических данных.
Изобретение также относитс к устройству дл обработки сейсмических данных.
На фигуре 1 представлен схематичный вид системы дл сейсмической разведки. На
этой фигуре система дл сейсмической разведки представл ет собой систему дл морской
сейсмической разведки, при проведении которой сейсмическа волна излучаетс сейсмическим источником 1, который подвешен на буксирующем судне 3 и находитс в
толще 2 воды. При возбуждении сейсмического источника 1 сейсмическа волна
излучаетс вниз и обнаруживаетс группой сейсмических приемников 5, расположенных на
ложе 5 мор . (Использованный в насто щей за вке термин "дно мор " означает
внутреннюю область земной формации, а термин "ложе мор " означает поверхность дна
мор .)
В насто щее врем при проведении сейсмической разведки во многих случа х
используют многокомпонентные приемники, с помощью которых регистрируют две или
более компонент сейсмической волны, падающей на приемник. Например,
трехкомпонентный сейсмический приемник содержит три ортогональных геофона и поэтому
позвол ет регистрировать x-, y- и z-компоненты движени частиц возле приемника
(движение частиц может быть смещением частиц, скоростью частиц или ускорением частиц
или, в принципе, даже высшей производной смещени частиц). В качестве альтернативы
при морской сейсмической разведке может быть использован четырехкомпонентный
сейсмический приемник. В дополнение к трем ортогональным геофонам
четырехкомпонентный приемник содержит датчик давлени , например гидрофон, и поэтому
с его помощью в дополнение к x-, y- и z-компонентам движени частиц можно
регистрировать давление вод ного столба (которое представл ет собой скал рную
величину).
Существуют многочисленные различные пути, по которым при использовании
компоновки сейсмической разведки, показанной на фигуре 1, сейсмическа волна может
проходить от источника 1 к приемнику 4. На фигуре 1 схематично показаны несколько
путей.
Путь 6, показанный на фигуре 1, известен как "путь пр мой волны". Сейсмическа волна, котора проходит по пути 6 пр мой волны от источника 1 до приемника 4,
проходит по существу по пр мой линии, не претерпева отражени от какой-либо границы
раздела.
Путь 7 согласно фигуре 1 вл етс примером "пути кратной волны при отражени х от
дна и поверхности мор ". Сейсмическа волна, котора следует по пути кратной волны
при отражени х от дна и поверхности мор , проходит полностью внутри толщи 2 воды, но
претерпевает одно или несколько отражений на поверхности толщи воды и/или на ложе 5
мор , так что сейсмическа волна проходит через толщу воду более чем один раз. Путь 7
кратной волны при отражени х от дна и поверхности мор , показанный на фигуре 1,
включает в себ одно отражение на ложе 5 мор и одно отражение на поверхности толщи
воды, но могут быть и многие другие пути кратной волны при отражени х от дна и
поверхности мор .
Путь 8 согласно фигуре 1 вл етс примером "пути волны при критическом
преломлении". Сейсмическа волна, котора следует по пути 8, проходит вниз к ложу 5
мор и проникает во внутреннюю область 10 земной формации (то есть в дно мор ).
Сейсмическа волна продолжает распростран тьс вниз до тех пор, пока не достигает
границы 11 между двум сло ми земной формации, которые имеют различный
акустический импеданс. Сейсмическа волна претерпевает критическое преломление,
проходит вдоль границы 11 до того как, в конце концов преломл етс вверх по
направлению к приемнику 4. Критическое преломление может также происходить на
границе раздела воды и дна мор , и проход ща вниз сейсмическа волна, котора Страница: 4
DE
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
преломл етс таким образом, будет распростран тьс вдоль границы раздела воды и дна
мор , а затем будет проходить в толще воды вверх.
Путь 9, показанный на фигуре 1, известен как "путь волны при однократном
отражении". Сейсмическа волна, котора следует по пути 9 при однократном отражении,
проходит вниз через толщу воды, преломл етс на ложе 5 мор и проходит вниз через
внутреннюю область земли. Сейсмическа волна преломл етс на границе 11, но
преломл етс некритически и поэтому продолжает распростран тьс вниз в земную
формацию. В конце концов она претерпевает отражение на геологической структуре 12,
котора действует как частична отражающа поверхность сейсмической волны, а
отраженна сейсмическа волна после дополнительного преломлени в то врем , как она
проходит вверх через границу 11, падает на приемник 4. Главна задача сейсмической
разведки заключаетс в обеспечении возможности использовани сейсмической волны,
котора следует по пути волны при однократном отражении, дл получени информации о
внутренней структуре земной формации.
В зависимости от местоположени приемника и вступлени сейсмическа волна,
регистрируема на приемнике, может представл ть собой проход щую вверх и/или вниз
сейсмическую волну. Например, сейсмическа волна, котора проходит по пути 8 волны
при критическом преломлении, показанному на фигуре 1, при падении на границу раздела
воды и дна мор (в случае прохождени вверх) будет частично проходить в толщу воды, а
частично отражатьс назад в дно 10 мор . Поэтому вступление критически преломленной
волны выше ложа 5 мор будет включать в себ только проход щую вверх сейсмическую
волну, но ниже ложа 5 мор оно будет содержать сейсмическую волну, проход щую как
вверх, так и вниз. В то врем как в другом примере сейсмическа волна, котора проходит по пути 6 пр мой волны, показанному на фигуре 1, при падении на границу 5
раздела воды и дна мор будет частично проходить внутрь дна мор и частично
отражатьс обратно в толщу воды. Следовательно, вступление пр мой волны выше ложа
мор будет включать в себ сейсмическую волну, проход щую как вверх, так и вниз, а
ниже ложа мор будет содержать только проход щую вниз сейсмическую волну. Поэтому
часто представл ет интерес разделение сейсмических данных, зарегистрированных на
приемнике 4, на восход щую составл ющую и нисход щую составл ющую выше и ниже
ложа 5 мор . Например, при четырехкомпонентной сейсмической разведке может
представл ть интерес разделение давлени и вертикальной скорости частиц,
зарегистрированных на приемнике, на соответствующие им восход щие и нисход щие
составл ющие выше ложа мор . Были предложены различные фильтры, которые делают
возможным разделение сейсмических данных на восход щую и нисход щую
составл ющие. Один пример можно найти в: Schalkwijk K.M. et al, "Application of twostep decomposition to multi-component ocean-bottom data: Theory and study", J. Seism.
Expl., vol.8, pp. 261-278 (1999), где показано, что нисход ща и восход ща составл ющие давлени несколько выше ложа мор могут быть выражены в следующем
виде:
где P - давление, зарегистрированное на приемнике;
P - - восход ща составл юща давлени выше ложа мор ;
P + - нисход ща составл юща давлени выше ложа мор ;
f - частота;
k - горизонтальное волновое число;
Z - вертикальна компонента скорости частиц, зарегистрированной на приемнике;
p - плотность воды; и
q - вертикальна медленность в водном слое.
Страница: 5
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Как можно видеть, из уравнени (1) следует необходимость объединени двух
компонент сейсмических данных, зарегистрированных на приемнике. Эти фильтры
вл ютс примером дл случа , когда необходимо объедин ть две компоненты
зарегистрированных сейсмических данных. Также может возникнуть необходимость
объединени двух или большего количества компонент зарегистрированных сейсмических
данных дл разделени полученных сейсмических данных на компоненты p-волны и sволны (продольной волны и поперечной волны) или дл исключени из сейсмических
данных вступлений волн при кратных отражени х от поверхности мор .
Одна проблема, возникающа при объединении различных компонент сейсмических
данных, зарегистрированных на приемнике, заключаетс в том, что различные компоненты
сейсмических данных не могут быть точно прокалиброваны относительно друг друга. В
особенности это относитс к случаю, когда две компоненты, подлежащие объединению,
представл ют собой, как в уравнении (1), давление и вертикальную скорость частиц.
Обычно существуют различи в характеристиках св зи или в импульсных характеристиках
гидрофона, используемого дл регистрации давлени , и геофона, используемого дл регистрации вертикальной скорости частиц. По этой причине этих различий необходимо
прокалибровать данные до того, как давление и вертикальна скорость частиц могут быть
объединены. Это может быть сделано путем разработки калибровочного фильтра,
компенсирующего различи в св зи и импульсной характеристике между гидрофоном и
вертикальным геофоном.
Schalkwijk с соавторами и другие исследователи предположили, что проблема
калибровки может быть решена при условии точной регистрации одной компоненты
сейсмических данных и калибровки другой компоненты сейсмических данных относительно
компоненты, котора предполагаетс корректно зарегистрированной. В общем случае при
этом предполагаетс , что гидрофон хорошо св зан со средой, так что регистраци давлени получаетс корректной. Затем вертикальную компоненту скорости частиц
калибруют относительно давлени , дл компенсировани различи в св зи и импульсной
характеристике между гидрофоном и вертикальным геофоном. Schalkwijk и соавторы
предположили, что приведенное выше уравнение (1) должно быть модифицировано путем
применени калибровочного фильтра к вертикальной скорости частиц. Они предложили
модифицировать приведенное выше уравнение дл нисход щей составл ющей давлени выше ложа мор и записать его в следующем виде:
В уравнении (2) a(f) характеризует завис щий от частоты калибровочный фильтр.
Остальные члены в уравнении (2) имеют тот же самый смысл, что и в уравнении (1).
Способ, который предложили Schalkwijk и соавторы, дл определени калибровочного
фильтра a(f), позвол ет минимизировать энергию нисход щей составл ющей давлени выше ложа мор дл части сейсмических данных, которые содержат только однократные
отражени . Сейсмическа волна, проход ща по пути волны при однократном отражении,
проходит несколько выше ложа мор возле места расположени приемника, так что
нисход ща составл юща давлени чуть выше ложа мор должна быть нулевой дл данных, которые содержат только однократные отражени . Schalkwijk предположил, что
калибровочный фильтр, который минимизирует энергию нисход щего давлени в окне,
содержащем только вступлени волн при однократном отражении, может быть найден при
использовании метода наименьших квадратов. После определени таким способом
калибровочного фильтра a(f) его примен ют ко всему массиву данных дл вертикальной
скорости частиц.
Существование различных путей прохождени сейсмической волны от источника до
приемника означает, что данные, зарегистрированные на приемнике при реальной
сейсмической разведке, будут содержать вступлени , соответствующие более чем одному
возможному пути. Эти вступлени будут наблюдатьс в различные моменты времени после
возбуждени сейсмического источника 1, поскольку различным пут м прохождени Страница: 6
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
сейсмической волны соответствуют различные времена пробега. На фигуре 2 схематично
показаны сейсмические данные, которые могут быть зарегистрированы на приемнике 4, и
показана амплитуда сейсмической волны, зарегистрированной на приемнике 4, в
зависимости от времени, прошедшего после возбуждени источника 1. На фигуре 2
показаны вступление 13, соответствующее пути 6 пр мой волны, вступление 14 критически
преломленной волны, соответствующее пути 8 волны при критическом преломлении,
вступление 15 однократной волны, соответствующее пути волны 9 при однократном
отражении, и вступление 16 кратной волны, отраженной от дна и поверхности мор ,
соответствующее пути 7 кратной волны при отражени х от дна и поверхности мор . (На
практике данные, зарегистрированные на приемнике, будут содержать большое количество
вступлений однократных волн от различных геологических структур, большое количество
вступлений критически преломленных волн и большое количество вступлений кратных
волн, отраженных от дна и поверхности мор , обусловленных различными пут ми кратных
волн при отражении от дна и поверхности мор . Дл упрощени по снени на фигуре 2
показано только одно вступление каждого типа.) Дл применени способа, который
предложили Schalkwijk и соавторы, дл определени калибровочного фильтра во
временном окне, например во временном окне А, показанном на фигуре 2, необходимо
выделить данные, которые содержат только вступление 15 однократной волны.
Согласно насто щему изобретению предложен способ обработки многокомпонентных
сейсмических данных, полученных по сейсмическим сигналам, проход щим в среде, и этот
способ включает в себ следующие этапы: выбор первой части сейсмических данных,
содержащих только вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и определение первого калибровочного фильтра по первой части
сейсмических данных, при этом первый калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты
сейсмических данных.
Способ, который предложили Schalkwijk и соавторы, имеет недостаток, заключающийс в том, что временное окно, содержащее только вступлени однократных отраженных волн,
должно выбиратьс вручную. Вступлени однократных отраженных волн не вл ютс первыми вступлени ми, регистрируемыми на приемнике после возбуждени источника, и
поэтому не могут быть выбраны автоматически. Еще один недостаток заключаетс в том,
что в некоторых случа х, например если сейсмический источник формирует
продолжительный импульс, может оказатьс трудным проведение различи между
вступлением пр мой волны и вступлени ми однократной отраженной волны, вследствие
чего может быть трудно отделить требуемые вступлени . Вступление пр мой волны
включает в себ проход щую вниз сейсмическую волну, так что использование временного
окна, которое по недосмотру охватывает вступление пр мой волны, не приведет к
получению правильных результатов, необходимых дл калибровочного фильтра, поскольку
в способе, предназначенном дл определени калибровочного фильтра, предполагаетс ,
что выбранные данные содержат только восход щую волну. Дополнительна проблема,
св занна со способом, который предложили Schalkwijk и соавторы, заключаетс в том,
что в услови х мелководь вступлени кратных волн, отраженных от дна и поверхности
мор , могут приходить по существу в те же самые моменты времени, что и вступлени однократных отраженных волн, и это оп ть делает трудным выбор временного окна,
включающего в себ только вступлени однократных отраженных волн.
В насто щем изобретении используют то, что вступлени критически преломленных
волн включают в себ только восход щую сейсмическую волну несколько выше ложа мор .
Поэтому путем выбора временного окна, которое включает в себ только одно или
несколько вступлений критически преломленных волн, можно определить калибровочный
фильтр a(f) методом минимизации энергии нисход щего давлени в этом временном окне
несколько выше ложа мор .
Способ изобретени вл етс особенно полезным при применении его к данным,
полученным при большом удалении. Как показано на фигуре 3, по мере возрастани Страница: 7
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
удалени (то есть горизонтального рассто ни между источником и приемником), врем прихода первого вступлени критически преломленной волны увеличиваетс более
медленно по сравнению с временем прихода вступлени пр мой волны. В случае
удалений, превышающих О1, первое вступление на приемник не вл етс вступлением
пр мой волны, а вступлением критически преломленной волны. То есть при больших
удалени х вступление 14 критически преломленной волны на фигуре 2 (на фигуре 3
показаны два вступлени критически преломленных волн) будет приходить до вступлени 13 пр мой волны и будет первым вступлением на приемнике. Когда изобретение
примен ют к данным, полученным при достаточно большом удалении источник-приемник,
то в случае, когда первое вступление, зарегистрированное на приемнике, представл ет
собой вступление критически преломленной волны, можно использовать временное окно,
которое охватывает только первое вступление, зарегистрированное на приемнике, и это
позвол ет использовать способ автоматического выбора дл определени временного
окна. В случае, если до вступлени пр мой волны приход т несколько вступлений
критически преломленных волн, как при больших удалени х на фигуре 3, то все эти
вступлени критически преломленных волн могут быть включены во временное окно.
Схематичное изображение на фигуре 4 соответствует изображению на фигуре 2, но
отражает времена прихода волн при достаточно большом удалении, так что первое
вступление представл ет собой вступление критически преломленной волны. В этом
случае изобретение можно применить, выбира временное окно В, которое охватывает
только вступление критически преломленной волны, и осуществл минимизацию энергии
нисход щего давлени в этом временном окне выше ложа мор .
Дополнительное преимущество изобретени заключаетс в том, что способ может быть
применен к сейсмическим данным, полученным на мелководье. Хот вступлени кратных
волн, отраженных от дна и поверхности мор , в сейсмических данных, зарегистрированных
на мелководье, могут совпадать со вступлени ми однократных отраженных волн, они не
совпадают со вступлени ми критических преломленных волн. Поэтому выбор временного
окна, которое охватывает только вступление критически преломленной волны,
гарантирует, что временное окно не сможет охватывать вступлени кратных волн,
отраженных от дна и поверхности мор . В изобретении также исключена проблема, котора возникает при использовании сейсмического источника, имеющего сигнатуру большой
длительности.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществлени изобретение включает в
себ дополнительные этапы выбора второй части сейсмических данных, включающих в
себ только вступлени , обусловленные только однократным отражением сейсмической
волны, и определени второго калибровочного фильтра по второй части сейсмических
данных, при этом второй калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Оно может включать в себ дополнительный этап определени завис щего от волнового
числа калибровочного фильтра на основании первого калибровочного фильтра и второго
калибровочного фильтра.
Еще одна проблема, св занна со способом, который предложили Schalkwijk и
соавторы, заключаетс в том, что корректный калибровочный фильтр a(f) может быть
весьма зависимым как от волнового числа, так и от частоты. Однако калибровочный
фильтр, который предложил Schalkwijk, зависит только от частоты, и поэтому его
получают на основании сейсмических данных при небольших волновых числах. В варианте
осуществлени насто щего изобретени фильтр, полученный по вступлени м критически
преломленных волн, объедин ют с фильтром, полученным по вступлени м однократных
отраженных волн, а завис щий от волнового числа фильтр получают на основании двух
индивидуальных фильтров. Например, завис щий от волнового числа фильтр может быть
получен путем интерпол ции между фильтром, полученным по вступлени м критически
преломленных волн, и фильтром, полученным по вступлени м однократных отраженных
волн.
Страница: 8
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Вторым объектом насто щего изобретени вл етс способ обработки
многокомпонентных сейсмических данных, полученных из сейсмических сигналов,
распростран ющихс в среде, и этом способ включает в себ этапы выбора первой части
сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел; определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных;
выбора второй части сейсмических данных, соответствующих второму диапазону волновых
чисел, отличному от первого диапазона волновых чисел; определени второго
калибровочного фильтра в соответствии со второй частью сейсмических данных; и
определени завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании
первого калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра, при этом завис щий
от волнового числа калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Третьим объектом насто щего изобретени вл етс способ обработки
многокомпонентных сейсмических данных, полученных из сейсмических сигналов,
распростран ющихс в среде, и этот способ включает в себ следующие этапы: выбор
первой части сейсмических данных, в которых первое вступление включает в себ только
проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и определение первого
калибровочного фильтра по первой части сейсмических данных, при этом первый
калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой компоненты сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Изобретение может быть применено к любому вступлению, которое вл етс первым
вступлением и которое включает в себ только восход щую волну выше ложа мор .
Например, при больших удалени х первое вступление может быть вступлением, которое
не вл етс вступлением критически преломленной волны, но которое тем не менее
включает в себ только восход щую волну выше ложа мор , такую как, например, волна,
захваченна в тонком приповерхностном слое дна мор , и изобретение может быть
применено к таким вступлени м.
Изобретение может дополнительно включать этап калибровки первой компоненты
сейсмических данных при использовании первого калибровочного фильтра или при
использовании завис щего от волнового числа калибровочного фильтра.
Четвертым объектом насто щего изобретени вл етс способ сейсмической разведки,
включающий в себ следующие этапы: возбуждение источника сейсмических волн;
регистрацию сейсмических данных на приемнике, пространственно удаленном от
источника; и обработку сейсмических данных способом, определенным выше.
П тым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компоненты сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора
первой части сейсмических данных, содержащих только вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных.
Устройство может содержать программируемый процессор данных.
Шестым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компонентой сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора первой части сейсмических данных, в которых первое вступление содержит только
проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных.
Седьмым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компоненты сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора
Страница: 9
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
первой части сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел;
средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой
частью сейсмических данных; средство дл выбора второй части сейсмических данных,
соответствующих второму диапазону волновых чисел, отличному от первого диапазона
волновых чисел; средство дл определени второго калибровочного фильтра в
соответствии со второй частью сейсмических данных; и средство дл определени завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании первого
калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра.
Устройство может содержать программируемый процессор данных.
Восьмым объектом насто щего изобретени вл етс носитель данных, содержащий
программу дл устройства, определенного выше.
Изобретение также относитс к способу определени первого калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты многокомпонентных сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных, и этом способ включает в
себ следующие этапы: выбор первой части сейсмических данных, содержащих только
вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и
определение первого калибровочного фильтра по первой части сейсмических данных.
Изобретение также относитс к способу определени завис щего от волнового числа
калибровочного фильтра, предназначенного дл калибровки первой компоненты
многокомпонентных сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических
данных, и этот способ включает в себ следующие этапы: выбор первой части
сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел; определение
первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных;
выбор второй части сейсмических данных, соответствующих второму диапазону волновых
чисел, отличному от первого диапазона волновых чисел; определение второго
калибровочного фильтра в соответствии со второй частью сейсмических данных; и
определение завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании
первого калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра.
Изобретение также относитс к способу определени первого калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты многокомпонентных сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных, и этот способ включает в
себ следующие этапы: выбор первой части сейсмических данных, в которых первое
вступление включает в себ только проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа
мор ; и определение первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью
сейсмических данных.
Теперь предпочтительные варианты осуществлени насто щего изобретени будут
описаны только дл иллюстративного примера со ссылками на сопровождающие чертежи,
на которых:
фигура 1 - схематична иллюстраци сейсмической разведки;
фигура 2 - схематична иллюстраци сейсмических волн, зарегистрированных на
приемнике при сейсмической разведке из фигуры 1;
фигура 3 - схематична иллюстраци изменени времени прихода сейсмических волн в
зависимости от удалени между источником и приемником;
фигура 4 - схематична иллюстраци сейсмических волн, зарегистрированных при
сейсмической разведке из фигуры 1 в случае больших удалений, служаща по снением
способа насто щего изобретени ;
фигура 5 - схематична иллюстраци давлени , зарегистрированного на приемнике при
использовании системы дл сейсмической разведки из фигуры 1;
фигуры 6 и 7 - иллюстрации восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше
дна мор , полученных из данных о давлении, показанных на фигуре 5, в соответствии со
способом из известного уровн техники;
фигуры 8 и 9 - иллюстрации восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше
дна мор , полученных из данных о давлении, показанных на фигуре 5, в соответствии со
Страница: 10
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
способом насто щего изобретени ;
фигура 10 - схематична рабоча диаграмма способа насто щего изобретени ; и
фигура 11 - структурна схема устройства согласно насто щему изобретению.
На фигуре 5 показаны типичные данные о давлении, зарегистрированные на
четырехкомпонентном приемнике при проведении такой сейсмической разведки, как
разведка, показанна на фигуре 1. На фигуре 5 по оси x отложено удаление между
источником и приемником, а по оси y врем , прошедшее после возбуждени сейсмического
источника. Данные представл ют собой данные с общим пунктом приема и были получены
при использовании единственного приемника и линейной группы источников, развернутых с
разнесением на рассто ни 50 м между каждой парой соседних источников. Кажда трасса
характеризует давление, зарегистрированное на приемнике при возбуждении одного
источника, при этом амплитуда зарегистрированного давлени представлена по
направлению оси x.
Должно быть пон тно, что разные приемники в группе могут иметь весьма различную
св зь, различные инструментальные характеристики и т.д., даже если все приемники
номинально идентичны друг другу. Поэтому калибровочный фильтр, необходимый дл данных, зарегистрированных на одном приемнике в приемной группе, веро тно, будет
отличатьс от калибровочного фильтра, необходимого дл данных, зарегистрированных на
другом приемнике в группе. Поэтому предпочтительно примен ть изобретение к
компоновкам трасс с общим пунктом приема и определ ть отдельный калибровочный
фильтр дл каждой компоновки трасс с общим пунктом приема.
Данные о давлении, показанные на фигуре 5, содержат большое количество вступлений
сейсмических волн. Вступление, помеченное позицией 13, относитс к пр мой волне, и
видно, что оно вл етс первым вступлением дл удалений, имеющих величину вплоть до
приблизительно 1000 м. Вступление, обозначенное позицией 13, представл ет собой
вступление критически преломленной волны, и видно, что оно вл етс первым
вступлением дл удалений, имеющих величину, существенно превышающую 1000 м.
На фигурах 6 и 7 показаны восход ща составл юща выше ложа мор (фигура 6) и
нисход ща составл юща выше ложа мор (фигура 7) давлени , показанного на фигуре 5,
полученные при использовании фильтров, определ емых уравнением (1), приведенным
выше. То есть восход ща и нисход ща составл ющие, показанные на фигурах 6 и 7,
были получены в предположении, что данные о давлении и данные о вертикальной
скорости частиц (непоказанные) были корректно прокалиброваны относительно друг друга.
Анализ фигур 6 и 7 показывает, что это предположение неверно. В частности, вступление
14 критически преломленной волны включает в себ только восход щую сейсмическую
волну выше ложа мор и поэтому должно про вл тьс только в восход щей составл ющей
давлени и не должно про вл тьс в нисход щей составл ющей давлени . Однако видно,
что вступление восход щей критически преломленной волны проникает в нисход щую
составл ющую давлени , показанную на фигуре 7, и это свидетельствует о том, что
калибровка вл етс неудовлетворительной.
В соответствии с насто щим изобретением калибровочный фильтр определ ют по
вступлению 14 критически преломленной волны. Как отмечалось выше, в случае трасс,
зарегистрированных при удалении источник-приемник, имеющем величину, значительно
превышающую 1000 м, вступление критически преломленной волны вл етс первым
вступлением, регистрируемым на приемнике и хорошо отдел емым от последующего
вступлени . Поэтому дл таких трасс можно определить окно времени - удалени , которое
включает в себ только первое вступление критически преломленной волны и поэтому
включает в себ только восход щую волну.
Одно подход щее дл данных окно времени - удалени показано на фигуре 5 в виде
области С. Видно, что эта область включает в себ трассы, зарегистрированные при
удалени х от -3000 м до приблизительно -2100 м. Дл каждой трассы в этом диапазоне
удалений областью С задаетс временное окно, которое включает в себ только первое
вступление преломленной волны (которое вл етс первым вступлением в каждой из
Страница: 11
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
выбранных трасс). Заметно, что центральна точка временного окна дл конкретной
трассы не вл етс фиксированной, а возрастает от трассы к трассе с увеличением
величины удалени .
Далее в предположении, что волна в выбранной области С данных представл ет собой
только восход щую волну, вычисл ют калибровочный фильтр дл вертикальной
компоненты скорости. Калибровочный фильтр может быть определен любым подход щим
способом. В частности, калибровочный фильтр a(f) может быть определен путем
нахождени калибровочного фильтра, который минимизирует энергию нисход щей
составл ющей давлени при использовании метода наименьших квадратов, как в способе,
который предложили Schalkwijk и соавторы. После определени калибровочного фильтра
a(f) могут быть определены исправленные фильтры, предназначенные дл определени восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше ложа мор , путем использовани уравнени?? (2) или, как правило, фильтр a(f) может быть применен ко всей компоновке
трасс из данных вертикальной компоненты, а данные прокалиброванной вертикальной
компоненты затем используют в качестве входных дл любого процесса, требующего
объединени вертикальной компоненты с любыми другими сейсмическими компонентами.
Дл положительных удалений в диапазоне от 2100 до 3000 м в соответствующей
области имеетс еще одна, удовлетвор юща требовани м часть данных. В одной
возможной реализации способа используют обе эти области, выдел вторую область,
аналогичную области С на фигуре 5, дл удалений в диапазоне от +2100 до +3000 м и
определ второй калибровочный фильтр. Затем эти два фильтра, определенные в двух
окнах, могут быть усреднены. Однако это невозможно сделать дл всех массивов данных,
поскольку компоновки трасс с общим пунктом приема необ зательно имеют одинаковое
количество положительных и отрицательных удалений, и, следовательно, область с четко
выделенным вступлением критически преломленной волны может иметьс только в случае
либо положительных, либо отрицательных удалений.
На фигурах 8 и 9 показаны результаты разделени данных о давлении из фигуры 5 на
восход щую и нисход щую составл ющую выше ложа мор при использовании фильтров,
типа задаваемых уравнением (2), приведенным выше, и с помощью калибровочного
фильтра a(f), определенного по сейсмическим данным в области С на фигуре 5. Заметно,
что вступление 14 критически преломленной волны про вл етс преимущественно в
восход щей составл ющей давлени согласно фигуре 8 и почти полностью исключено из
нисход щей составл ющей давлени согласно фигуре 9. Это свидетельствует о том, что
разделение, показанное на фигурах 8 и 9, вл етс существенно более корректным по
сравнению с разделением, показанным на фигурах 6 и 7, поскольку наличие вступлени критически преломленной волны предполагаетс только в восход щей составл ющей
давлени .
Кроме того, заметно, что вступление однократной отраженной волны сильнее в
восход щей составл ющей давлени согласно фигуре 8 по сравнению с восход щей
составл ющей давлени согласно фигуре 6. Это приводит к выводу, что калибровочный
фильтр, определенный по вступлению критически преломленной волны при значительных
удалени х, также применим при малых удалени х.
На фигуре 10 представлена рабоча диаграмма, иллюстрирующа один вариант
осуществлени способа насто щего изобретени .
Сначала на этапе 17 регистрируют сейсмические данные. Например, это может быть
сделано при проведении сейсмической разведки, типа показанной на фигуре 1.
В качестве альтернативы изобретение может быть применено к уже существующим
сейсмическим данным. Поэтому этап 17 может быть заменен альтернативным этапом 18
извлечени уже существующих сейсмических данных из запоминающего устройства.
На этапе 19 выбирают диапазон удалений, удовлетвор ющий требовани м. В примере,
описанном выше со ссылкой на фигуру 5, этап 19 включает в себ выбор удалений в
пределах от -3000 до -2100 м.
На этапе 20 дл каждой трассы в выбранном диапазоне удалений определ ют первое
Страница: 12
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
вступление сейсмической волны (это может быть сделано путем выбора временного окна
дл каждой трассы и, следовательно, определени окна времени - удалени ). В
предположении, что на этапе 19 диапазон удалений выбран правильно, первое вступление
в каждой трассе в выбранном диапазоне удалений должно быть вступлением критически
преломленной волны, таким как вступление 14. Поскольку вступление представл ет собой
первое вступление в каждой трассе, этап 20 может быть выполнен при использовании
способа автоматического выбора, хот в качестве альтернативы он может быть выполнен
вручную.
На этапе 21 определ ют калибровочный фильтр, который наилучшим образом
соответствует данным в выбранном диапазоне удалений и во временном окне. Это
осуществл ют путем вычислени нисход щей составл ющей давлени выше ложа мор по
давлению и вертикальной скорости частиц, зарегистрированных на приемнике, использу уравнение (2) и наход калибровочный фильтр, который минимизирует энергию в
нисход щей составл ющей давлени .
На этапе 22 фильтр a(f) примен ют ко всем требуемым трассам вертикальной
компоненты сейсмических данных, зарегистрированных на этапе 17 или извлеченных из
запоминающего устройства на этапе 18.
Далее на этапе 23 откалиброванные данные вертикальной компоненты используют в
качестве входных в любом процессе, требующем объединени нескольких сейсмических
компонент. Например, путем использовани уравнени (2) и калибровочного фильтра,
определенного на этапе 21, могут быть найдены фильтры, предназначенные дл определени восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше ложа мор .
При требовании этапы 22 и 23 могут быть исключены. В этом случае калибровочный
фильтр, определенный на этапе 21, может быть выходным сигналом дл индикатора или
может сохран тьс дл последующего использовани .
В альтернативном варианте осуществлени изобретени завис щий от волнового числа
фильтр определ ют путем комбинировани способа, который предложили Schalkwijk и
соавторы, с насто щим изобретением. В этом варианте осуществлени калибровочный
фильтр определ ют по вступлени м критически преломленных волн, наблюдающимс при
больших удалени х, как это описано выше со ссылками на этапы с 17 по 21 согласно
фигуре 10. Далее определ ют второй калибровочный фильтр по трассам, дл которых
можно задать окно времени - удалени , включающее в себ только вступлени однократных отраженных волн. Дл этих трасс калибровочный фильтр определ ют
способом, который описали Schalkwijk и соавторы. Область данных, подход ща дл получени этого фильтра, показана на фигуре 6 как область D.
Затем калибровочный фильтр, определенный по вступлени м критически преломленных
волн при большом удалении, и калибровочный фильтр, определенный по вступлени м
однократных отраженных волн при малом удалении, объедин ют дл получени завис щего от волнового числа калибровочного фильтра. Использу метод интерпол ции,
фильтры можно объедин ть дл определени фильтра, применимого при заданном
удалении.
В этом варианте осуществлени этап 22 из фигуры 10 замен ют этапом калибровки
вертикальной компоненты при использовании завис щего от волнового числа
калибровочного фильтра. В качестве альтернативы этапы 22 и 23 могут быть исключены, а
завис щий от волнового числа калибровочный фильтр может быть выходным сигналом или
может сохран тьс дл последующего использовани .
Альтернативный способ получени калибровочного фильтра, завис щего от волнового
числа, заключаетс в вычислении калибровочного фильтра дл каждой отдельной трассы в
диапазоне удалений, выбранном на этапе 19. В этом альтернативном варианте
осуществлени этапы 20 и 21 выполн ют по каждой трассе (или по большому количеству
выбранных трасс) в диапазоне удалений, выбранном на этапе 19, так что калибровочные
фильтры определ ют дл нескольких различных волновых чисел. В качестве альтернативы
трассы в диапазоне удалений, выбранном на этапе 19, могут быть сгруппированы, а
Страница: 13
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
калибровочный фильтр определен дл каждой группы трасс, например, путем
использовани метода наименьших квадратов. И снова это приводит к получению
калибровочных фильтров дл нескольких различных волновых чисел.
После получени калибровочных фильтров дл нескольких различных волновых чисел
можно выполнить интерпол цию между и/или экстрапол цию на основании этих
калибровочных фильтров дл получени калибровочного фильтра, завис щего от
волнового числа. Однако такой способ хорошо функционирует только в случае окна
времени - удалени , включающего в себ только однократные отражени (то есть окна D
на фигуре 5), поскольку вертикальна медленность вл етс посто нной дл вступлени преломленной волны. Калибровочный фильтр, завис щий от волнового числа, можно
использовать сразу же, или он может быть выходным сигналом, или его можно сохран ть
дл последующего использовани .
Дополнительный альтернативный способ заключаетс в задании окон времени удалени вокруг нескольких вступлений преломленных волн, соответствующих различным
значени м вертикальной медленности, и в определении большого количества
калибровочных фильтров (один калибровочный фильтр может быть получен по данным в
каждом окне). Калибровочный фильтр, завис щий от волнового числа, может быть получен
путем интерпол ции между и/или на основании этих калибровочных фильтров. При
необходимости один или несколько калибровочных фильтров, определенных из окна
времени - удалени , включающего в себ только однократные отражени , также можно
использовать при интерпол ции и/или экстрапол ции. И оп ть завис щий от волнового
числа калибровочный фильтр может быть использован сразу же, или может
использоватьс как выходной сигнал, или запоминаетс дл последующего использовани .
На фигуре 5 заметно, что при больших удалени х вступление однократной отраженной
волны затен етс другими вступлени ми. Поэтому, использу способ, который предложили
Schalkwijk и соавторы, при больших удалени х чрезвычайно трудно вычислить
достоверный калибровочный фильтр вследствие трудности, возникающей при нахождении
временного окна, которое включает в себ вступлени однократных отраженных волн.
Кроме того, даже если временное окно, которое включает в себ вступлени только
однократных отраженных волн, может быть определено дл трасс на фигуре 5,
относ щихс к большим удалени м, то это можно сделать с помощью способа выбора
вручную и нельз сделать автоматически.
Выше изобретение описано применительно к калибровочному фильтру, который
обеспечивает возможность калибровки вертикального движени частиц относительно
давлени в предположении, что давление зарегистрировано точно. Однако изобретение не
ограничено этим случаем и, в принципе, может быть использовано дл определени калибровочного фильтра, который обеспечивает возможность калибровки давлени относительно вертикального движени частиц в предположении, что вертикальное
движение частиц зарегистрировано точно.
На фигуре 11 представлена схематична структурна схема устройства 34 согласно
насто щему изобретению. Посредством устройства можно осуществл ть способ согласно
насто щему изобретению.
Устройство 34 содержит программируемый процессор 27 данных с запоминающим
устройством 28 дл хранени программ, например в виде посто нного запоминающего
устройства (ПЗУ), в котором хранитс программа дл управлени процессором 27 данных,
предназначенным дл обработки сейсмических данных способом согласно изобретению.
Устройство также содержит энергонезависимое запоминающее устройство 29 с
оперативной пам тью и считыванием, предназначенное дл хранени , например, всех
данных, которые должны сохран тьс в отсутствие питани . "Рабочее" или
"сверхоперативное" запоминающее устройство дл процессора данных снабжено пам тью
30 с произвольной выборкой. Устройство 31 ввода предусмотрено, например, дл приема
команд и данных от пользовател . Устройство 32 вывода предусмотрено, например, дл отображени информации, относ щейс к ходу и к получению результата согласно способу.
Страница: 14
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Устройством вывод может быть, например, принтер, визуальный индикатор или выходное
запоминающее устройство.
Сейсмические данные дл обработки могут быть поданы через устройство 31 ввода или
по усмотрению могут поставл тьс машинно-считываемым устройством 33 дл хранени данных.
Программа дл работы устройства и дл осуществлени способа, описанного выше,
хранитс в запоминающем устройстве 28 дл хранени программ, которое может быть
выполнено в виде полупроводникового запоминающего устройства, например в виде
хорошо известного из уровн техники посто нного запоминающего устройства. Однако
программа может хранитьс на любом другом подход щем носителе данных, например на
магнитном носителе 28а данных (таком, как "дискета") или на компакт-диске 28b,
доступном только дл чтени .
Формула изобретени 1. Способ обработки многокомпонентных сейсмических данных, полученных из
сейсмических сигналов, распростран ющихс в среде, включающий в себ следующие
этапы: выбор первой части сейсмических данных, содержащих только вступлени ,
вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и определение
первого калибровочного фильтра из первой части сейсмических данных, при этом первый
калибровочный фильтр используетс дл калибровки первой компоненты сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
2. Способ по п.1, в котором перва часть сейсмических данных представл ет собой
данные, зарегистрированные при большом удалении источник-приемник.
3. Способ по п.1 или 2, в котором перва компонента представл ет собой вертикальную
компоненту движени частиц, а втора компонента представл ет собой давление.
4. Способ по п.1 или 2, в котором перва компонента представл ет собой давление, а
втора компонента представл ет собой вертикальную компоненту движени частиц.
5. Способ по п.1, в котором этап определени первого калибровочного фильтра
включает в себ минимизацию чуть выше ложа мор энергии нисход щей составл ющей
второй компоненты дл выбранной части сейсмических данных.
6. Способ по п.1, который включает в себ дополнительные этапы выбора второй части
сейсмических данных, содержащих только вступлени , вл ющиес результатом
однократного отражени сейсмической волны, и определени второго калибровочного
фильтра из второй части сейсмических данных, при этом второй калибровочный фильтр
используетс дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компоненты сейсмических данных.
7. Способ по п.6, который включает в себ дополнительный этап определени калибровочного фильтра, завис щего от волнового числа, на основании первого
калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра.
8. Способ обработки многокомпонентных сейсмических данных, полученных из
сейсмических сигналов, распростран ющихс в среде, включающий в себ следующие
этапы: выбор первой части сейсмических данных, соответствующих первому диапазону
волновых чисел; определение первого калибровочного фильтра из первой части
сейсмических данных; выбор второй части сейсмических данных, соответствующих
второму диапазону волновых чисел, отличному от первого диапазона волновых чисел;
определение второго калибровочного фильтра в соответствии со второй частью
сейсмических данных; и определение калибровочного фильтра, завис щего от волнового
числа, на основании первого калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра,
при этом завис щий от волнового числа калибровочный фильтр используетс дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты
сейсмических данных.
9. Способ по п.8, в котором первый диапазон волновых чисел соответствует
сейсмическим данным, содержащим, по существу, только вступлени критически
Страница: 15
CL
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
преломленных волн, а второй диапазон волновых чисел соответствует сейсмическим
данным, содержащим, по существу, только вступлени однократно отраженных волн.
10. Способ обработки многокомпонентных сейсмических данных, полученных из
сейсмических сигналов, распростран ющихс в среде, включающий в себ следующие
этапы: выбор первой части сейсмических данных, в которых первое вступление
представл ет собой вступление критически преломленной волны, котора включает в себ только проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и определение первого
калибровочного фильтра по первой части сейсмических данных, при этом первый
калибровочный фильтр используетс дл калибровки первой компоненты сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
11. Способ по п.1, который включает в себ дополнительный этап калибровки первой
компоненты сейсмических данных при использовании первого калибровочного фильтра.
12. Способ по п.7, который включает в себ дополнительный этап калибровки первой
компоненты сейсмических данных при использовании калибровочного фильтра,
завис щего от волнового числа.
13. Способ сейсмической разведки, включающий в себ следующие этапы: возбуждение
источника сейсмических волн; регистрацию сейсмических данных на приемнике,
пространственно отнесенном от источника; и обработку сейсмических данных способом по
любому из пп.1-12.
14. Устройство дл обработки многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра, предназначенного дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных,
содержащее: средство дл выбора первой части сейсмических данных, содержащих только
вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и
средство дл определени первого калибровочного фильтра из первой части сейсмических
данных.
15. Устройство дл обработки многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра, предназначенного дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных,
содержащее: средство дл выбора первой части сейсмических данных, в которых первое
вступление представл ет собой вступление критически преломленной волны, котора включает в себ только проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и
средство дл определени первого калибровочного фильтра из первой части сейсмических
данных.
16. Устройство дл обработки многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра, предназначенного дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных,
содержащее: средство дл выбора первой части сейсмических данных, соответствующих
первому диапазону волновых чисел; средство дл определени первого калибровочного
фильтра из первой части сейсмических данных; средство дл выбора второй части
сейсмических данных, соответствующих второму диапазону волновых чисел, отличному от
первого диапазона волновых чисел; средство дл определени второго калибровочного
фильтра из второй части сейсмических данных; и средство дл определени завис щего от
волнового числа калибровочного фильтра на основании первого калибровочного фильтра и
второго калибровочного фильтра.
17. Устройство по п.14, которое дополнительно содержит средство дл калибровки
первой компоненты сейсмических данных при использовании первого калибровочного
фильтра.
18. Устройство по п.16, которое дополнительно содержит средство дл калибровки
первой компоненты сейсмических данных при использовании калибровочного фильтра,
завис щего от волнового числа.
19. Устройство по п.14, которое содержит программируемый процессор данных.
Страница: 16
RU 2 335 787 C2
Страница: 17
DR
RU 2 335 787 C2
Страница: 18
RU 2 335 787 C2
Страница: 19
RU 2 335 787 C2
Страница: 20
RU 2 335 787 C2
Страница: 21
RU 2 335 787 C2
Страница: 22
иемник не вл етс вступлением
пр мой волны, а вступлением критически преломленной волны. То есть при больших
удалени х вступление 14 критически преломленной волны на фигуре 2 (на фигуре 3
показаны два вступлени критически преломленных волн) будет приходить до вступлени 13 пр мой волны и будет первым вступлением на приемнике. Когда изобретение
примен ют к данным, полученным при достаточно большом удалении источник-приемник,
то в случае, когда первое вступление, зарегистрированное на приемнике, представл ет
собой вступление критически преломленной волны, можно использовать временное окно,
которое охватывает только первое вступление, зарегистрированное на приемнике, и это
позвол ет использовать способ автоматического выбора дл определени временного
окна. В случае, если до вступлени пр мой волны приход т несколько вступлений
критически преломленных волн, как при больших удалени х на фигуре 3, то все эти
вступлени критически преломленных волн могут быть включены во временное окно.
Схематичное изображение на фигуре 4 соответствует изображению на фигуре 2, но
отражает времена прихода волн при достаточно большом удалении, так что первое
вступление представл ет собой вступление критически преломленной волны. В этом
случае изобретение можно применить, выбира временное окно В, которое охватывает
только вступление критически преломленной волны, и осуществл минимизацию энергии
нисход щего давлени в этом временном окне выше ложа мор .
Дополнительное преимущество изобретени заключаетс в том, что способ может быть
применен к сейсмическим данным, полученным на мелководье. Хот вступлени кратных
волн, отраженных от дна и поверхности мор , в сейсмических данных, зарегистрированных
на мелководье, могут совпадать со вступлени ми однократных отраженных волн, они не
совпадают со вступлени ми критических преломленных волн. Поэтому выбор временного
окна, которое охватывает только вступление критически преломленной волны,
гарантирует, что временное окно не сможет охватывать вступлени кратных волн,
отраженных от дна и поверхности мор . В изобретении также исключена проблема, котора возникает при использовании сейсмического источника, имеющего сигнатуру большой
длительности.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществлени изобретение включает в
себ дополнительные этапы выбора второй части сейсмических данных, включающих в
себ только вступлени , обусловленные только однократным отражением сейсмической
волны, и определени второго калибровочного фильтра по второй части сейсмических
данных, при этом второй калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Оно может включать в себ дополнительный этап определени завис щего от волнового
числа калибровочного фильтра на основании первого калибровочного фильтра и второго
калибровочного фильтра.
Еще одна проблема, св занна со способом, который предложили Schalkwijk и
соавторы, заключаетс в том, что корректный калибровочный фильтр a(f) может быть
весьма зависимым как от волнового числа, так и от частоты. Однако калибровочный
фильтр, который предложил Schalkwijk, зависит только от частоты, и поэтому его
получают на основании сейсмических данных при небольших волновых числах. В варианте
осуществлени насто щего изобретени фильтр, полученный по вступлени м критически
преломленных волн, объедин ют с фильтром, полученным по вступлени м однократных
отраженных волн, а завис щий от волнового числа фильтр получают на основании двух
индивидуальных фильтров. Например, завис щий от волнового числа фильтр может быть
получен путем интерпол ции между фильтром, полученным по вступлени м критически
преломленных волн, и фильтром, полученным по вступлени м однократных отраженных
волн.
Страница: 8
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Вторым объектом насто щего изобретени вл етс способ обработки
многокомпонентных сейсмических данных, полученных из сейсмических сигналов,
распростран ющихс в среде, и этом способ включает в себ этапы выбора первой части
сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел; определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных;
выбора второй части сейсмических данных, соответствующих второму диапазону волновых
чисел, отличному от первого диапазона волновых чисел; определени второго
калибровочного фильтра в соответствии со второй частью сейсмических данных; и
определени завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании
первого калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра, при этом завис щий
от волнового числа калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой
компоненты сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Третьим объектом насто щего изобретени вл етс способ обработки
многокомпонентных сейсмических данных, полученных из сейсмических сигналов,
распростран ющихс в среде, и этот способ включает в себ следующие этапы: выбор
первой части сейсмических данных, в которых первое вступление включает в себ только
проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и определение первого
калибровочного фильтра по первой части сейсмических данных, при этом первый
калибровочный фильтр предназначен дл калибровки первой компоненты сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных.
Изобретение может быть применено к любому вступлению, которое вл етс первым
вступлением и которое включает в себ только восход щую волну выше ложа мор .
Например, при больших удалени х первое вступление может быть вступлением, которое
не вл етс вступлением критически преломленной волны, но которое тем не менее
включает в себ только восход щую волну выше ложа мор , такую как, например, волна,
захваченна в тонком приповерхностном слое дна мор , и изобретение может быть
применено к таким вступлени м.
Изобретение может дополнительно включать этап калибровки первой компоненты
сейсмических данных при использовании первого калибровочного фильтра или при
использовании завис щего от волнового числа калибровочного фильтра.
Четвертым объектом насто щего изобретени вл етс способ сейсмической разведки,
включающий в себ следующие этапы: возбуждение источника сейсмических волн;
регистрацию сейсмических данных на приемнике, пространственно удаленном от
источника; и обработку сейсмических данных способом, определенным выше.
П тым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компоненты сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора
первой части сейсмических данных, содержащих только вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных.
Устройство может содержать программируемый процессор данных.
Шестым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компонентой сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора первой части сейсмических данных, в которых первое вступление содержит только
проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа мор ; и средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных.
Седьмым объектом насто щего изобретени вл етс устройство дл обработки
многокомпонентных сейсмических данных дл определени калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты сейсмических данных относительно
второй компоненты сейсмических данных, и это устройство содержит: средство дл выбора
Страница: 9
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
первой части сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел;
средство дл определени первого калибровочного фильтра в соответствии с первой
частью сейсмических данных; средство дл выбора второй части сейсмических данных,
соответствующих второму диапазону волновых чисел, отличному от первого диапазона
волновых чисел; средство дл определени второго калибровочного фильтра в
соответствии со второй частью сейсмических данных; и средство дл определени завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании первого
калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра.
Устройство может содержать программируемый процессор данных.
Восьмым объектом насто щего изобретени вл етс носитель данных, содержащий
программу дл устройства, определенного выше.
Изобретение также относитс к способу определени первого калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты многокомпонентных сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных, и этом способ включает в
себ следующие этапы: выбор первой части сейсмических данных, содержащих только
вступлени , вл ющиес результатом критического преломлени сейсмической волны; и
определение первого калибровочного фильтра по первой части сейсмических данных.
Изобретение также относитс к способу определени завис щего от волнового числа
калибровочного фильтра, предназначенного дл калибровки первой компоненты
многокомпонентных сейсмических данных относительно второй компоненты сейсмических
данных, и этот способ включает в себ следующие этапы: выбор первой части
сейсмических данных, соответствующих первому диапазону волновых чисел; определение
первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью сейсмических данных;
выбор второй части сейсмических данных, соответствующих второму диапазону волновых
чисел, отличному от первого диапазона волновых чисел; определение второго
калибровочного фильтра в соответствии со второй частью сейсмических данных; и
определение завис щего от волнового числа калибровочного фильтра на основании
первого калибровочного фильтра и второго калибровочного фильтра.
Изобретение также относитс к способу определени первого калибровочного фильтра,
предназначенного дл калибровки первой компоненты многокомпонентных сейсмических
данных относительно второй компоненты сейсмических данных, и этот способ включает в
себ следующие этапы: выбор первой части сейсмических данных, в которых первое
вступление включает в себ только проход щую вверх сейсмическую волну выше ложа
мор ; и определение первого калибровочного фильтра в соответствии с первой частью
сейсмических данных.
Теперь предпочтительные варианты осуществлени насто щего изобретени будут
описаны только дл иллюстративного примера со ссылками на сопровождающие чертежи,
на которых:
фигура 1 - схематична иллюстраци сейсмической разведки;
фигура 2 - схематична иллюстраци сейсмических волн, зарегистрированных на
приемнике при сейсмической разведке из фигуры 1;
фигура 3 - схематична иллюстраци изменени времени прихода сейсмических волн в
зависимости от удалени между источником и приемником;
фигура 4 - схематична иллюстраци сейсмических волн, зарегистрированных при
сейсмической разведке из фигуры 1 в случае больших удалений, служаща по снением
способа насто щего изобретени ;
фигура 5 - схематична иллюстраци давлени , зарегистрированного на приемнике при
использовании системы дл сейсмической разведки из фигуры 1;
фигуры 6 и 7 - иллюстрации восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше
дна мор , полученных из данных о давлении, показанных на фигуре 5, в соответствии со
способом из известного уровн техники;
фигуры 8 и 9 - иллюстрации восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше
дна мор , полученных из данных о давлении, показанных на фигуре 5, в соответствии со
Страница: 10
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
способом насто щего изобретени ;
фигура 10 - схематична рабоча диаграмма способа насто щего изобретени ; и
фигура 11 - структурна схема устройства согласно насто щему изобретению.
На фигуре 5 показаны типичные данные о давлении, зарегистрированные на
четырехкомпонентном приемнике при проведении такой сейсмической разведки, как
разведка, показанна на фигуре 1. На фигуре 5 по оси x отложено удаление между
источником и приемником, а по оси y врем , прошедшее после возбуждени сейсмического
источника. Данные представл ют собой данные с общим пунктом приема и были получены
при использовании единственного приемника и линейной группы источников, развернутых с
разнесением на рассто ни 50 м между каждой парой соседних источников. Кажда трасса
характеризует давление, зарегистрированное на приемнике при возбуждении одного
источника, при этом амплитуда зарегистрированного давлени представлена по
направлению оси x.
Должно быть пон тно, что разные приемники в группе могут иметь весьма различную
св зь, различные инструментальные характеристики и т.д., даже если все приемники
номинально идентичны друг другу. Поэтому калибровочный фильтр, необходимый дл данных, зарегистрированных на одном приемнике в приемной группе, веро тно, будет
отличатьс от калибровочного фильтра, необходимого дл данных, зарегистрированных на
другом приемнике в группе. Поэтому предпочтительно примен ть изобретение к
компоновкам трасс с общим пунктом приема и определ ть отдельный калибровочный
фильтр дл каждой компоновки трасс с общим пунктом приема.
Данные о давлении, показанные на фигуре 5, содержат большое количество вступлений
сейсмических волн. Вступление, помеченное позицией 13, относитс к пр мой волне, и
видно, что оно вл етс первым вступлением дл удалений, имеющих величину вплоть до
приблизительно 1000 м. Вступление, обозначенное позицией 13, представл ет собой
вступление критически преломленной волны, и видно, что оно вл етс первым
вступлением дл удалений, имеющих величину, существенно превышающую 1000 м.
На фигурах 6 и 7 показаны восход ща составл юща выше ложа мор (фигура 6) и
нисход ща составл юща выше ложа мор (фигура 7) давлени , показанного на фигуре 5,
полученные при использовании фильтров, определ емых уравнением (1), приведенным
выше. То есть восход ща и нисход ща составл ющие, показанные на фигурах 6 и 7,
были получены в предположении, что данные о давлении и данные о вертикальной
скорости частиц (непоказанные) были корректно прокалиброваны относительно друг друга.
Анализ фигур 6 и 7 показывает, что это предположение неверно. В частности, вступление
14 критически преломленной волны включает в себ только восход щую сейсмическую
волну выше ложа мор и поэтому должно про вл тьс только в восход щей составл ющей
давлени и не должно про вл тьс в нисход щей составл ющей давлени . Однако видно,
что вступление восход щей критически преломленной волны проникает в нисход щую
составл ющую давлени , показанную на фигуре 7, и это свидетельствует о том, что
калибровка вл етс неудовлетворительной.
В соответствии с насто щим изобретением калибровочный фильтр определ ют по
вступлению 14 критически преломленной волны. Как отмечалось выше, в случае трасс,
зарегистрированных при удалении источник-приемник, имеющем величину, значительно
превышающую 1000 м, вступление критически преломленной волны вл етс первым
вступлением, регистрируемым на приемнике и хорошо отдел емым от последующего
вступлени . Поэтому дл таких трасс можно определить окно времени - удалени , которое
включает в себ только первое вступление критически преломленной волны и поэтому
включает в себ только восход щую волну.
Одно подход щее дл данных окно времени - удалени показано на фигуре 5 в виде
области С. Видно, что эта область включает в себ трассы, зарегистрированные при
удалени х от -3000 м до приблизительно -2100 м. Дл каждой трассы в этом диапазоне
удалений областью С задаетс временное окно, которое включает в себ только первое
вступление преломленной волны (которое вл етс первым вступлением в каждой из
Страница: 11
RU 2 335 787 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
выбранных трасс). Заметно, что центральна точка временного окна дл конкретной
трассы не вл етс фиксированной, а возрастает от трассы к трассе с увеличением
величины удалени .
Далее в предположении, что волна в выбранной области С данных представл ет собой
только восход щую волну, вычисл ют калибровочный фильтр дл вертикальной
компоненты скорости. Калибровочный фильтр может быть определен любым подход щим
способом. В частности, калибровочный фильтр a(f) может быть определен путем
нахождени калибровочного фильтра, который минимизирует энергию нисход щей
составл ющей давлени при использовании метода наименьших квадратов, как в способе,
который предложили Schalkwijk и соавторы. После определени калибровочного фильтра
a(f) могут быть определены исправленные фильтры, предназначенные дл определени восход щей и нисход щей составл ющих давлени выше ложа мор , путем использовани уравнени?
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
865 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа