地震数据的道集抽取方法
阅读：366发布：2021-02-10
专利汇可以提供地震数据的道集抽取方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公布了一种改进的在三维 地震 勘测中收集 地震道 的方法。在一种配置中，具有等间隔的地震仪接收器站的接收器行沿着一个方向延伸，且等间隔冲击点站行沿着与接收器站行 正交 的方向延伸。各个冲击点行和接收器行中的站间隔被选择成产生所希望的空间 分辨率 ，且各个行的间隔至少等于站间隔的两倍。在此方法中，形成了一系列的 共中心点 道集，这些道集以源/接收器行的交点为中心并被称为“混合道集”，其中各个混合道集包括从 选定 交点的冲击点行中的 指定 数目的冲击产生并被引入选定交点的接收器行中指定数目的地震仪接收器中的地震道。可由混合道集系列组合得到来自交叉排列的冲击点/接收器几何设置的完全勘测数据，但混合道集的优点是能够利用取决于适当的空间取样的技术(诸如速度滤波)而单独处理和成象各个混合道集，而这些技术通常是只用于完全共中心点 叠加 道集。还公布了与混合道集一起使用的其他冲击点/接收器布局结构。，下面是地震数据的道集抽取方法专利的具体信息内容。
1.一种获得从地震勘测区的断面选出的地震道的混合道集的方 法，其中所述混合道集包括真三维道集的空间分辨率特性，所述 方法包括：
(a)在所要勘测的区域平行设置多个地震源行，其中各个所 述源行包括彼此相距一个指定为d1的距离的多个冲击点，距离d1提 供了沿着所述源行的所需地下特征分辨率；
(b)平行设置多个地震接收器行，其中各个所述接收器行包 括彼此相距所述距离d1的多个地震仪接收器，且其中所述接收器 行与所述源行相交，从而形成所述源行和所述接收器行的多个交 点；
(c)其中所述源行和所述接收器行的间隔距离至少为所述距 离d1的两倍；
(d)把所述多个交点中的一个选定交点定义为主道集抽取中 心，所述道集抽取中心与所述源行之一和所述接收器行之一相联 系，从而，与其相关的所述源行之一和所述接收器行之一被分别 指定为选定的源行和选定的接收器行；
(e)选择定义将包括在与所述主道集抽取中心对应的混合道 集中的所述选定源行中的冲击点的数目和所述选定接收器行中的 地震仪接收器的数目的所需数目，其中所述所需数目被选择成： 对于在所述多个交点中的每个交点处获得的所述混合道集，保持 统一的最大源接收器偏移距；
(f)在所述选定源行中的各个所述冲击点产生地震信号；
(g)在所述选定接收器行中的各个所述地震仪接收器收集从 所述选定源行中的各个冲击点产生的地震信号，产生所述混合道 集；
(h)把所述主道集抽取中心重新定位到所述多个交点中的每 个交点，并在所述多个交点中的每个交点重复步骤(d)至
(g)，从而获得等于所述交点的数目的多个所述混合道集。
2.根据权利要求1的方法，还包括利用速度滤波技术对至少一 个所述混合道集进行滤波的步骤。
3.根据权利要求1的方法，其中所述源行与所述接收器行的所 述多个交点包括所述源行与所述接收器行的正交交点。
4.根据权利要求1的方法，其中所述源行与所述接收器行的所 述多个交点包括所述源行与所述接收器行的倾斜交点。
5.根据权利要求1的方法，其中所述源行与所述接收器行的所 述多个交点形成砌砖式布局。
6.根据权利要求1的方法，其中所述地震勘测区覆盖矩形区， 且所述主道集抽取中心位于所述勘测区的中心。
7.根据权利要求1的方法，其中所述地震勘测覆盖不规则的区 域，且所述主道集抽取中心位于具有最大站数的接收器行与源行 的交点。
8.根据权利要求7的方法，其中，根据所述源行与接收器行的 已知交点之间的平行性，通过推论将一个所述道集抽取中心外插 到一个区域中。
技术领域
本发明涉及地震勘探，更具体地说涉及获得具有真三维道集 (gather)的空间分辨率特性的三维单重混合道集(hybrid gather)。
背景技术
多年来，石油和天然气的地震勘探涉及到地震能量源的使用和 利用地震探测器(通常被称为地震仪)阵列对其的接收。当在陆 地上使用时，地震能量源可以是在地层上的选定点处的钻孔中电 引爆的高爆炸药，或能够把一系列冲击或机械振动传送到地表的 其他能量源。这些源在地中产生的声波部分被各种地层反射并从 地层边界处被传送回来，根据所经过的地下距离和特性，而以不 同的时间间隔到达地表。这些返回波被地震仪所探测，这些地震 仪的作用是把这些声波转换成典型的电信号。在使用中，通常沿 着一条直线布置一系列的地震仪，以在所希望的范围内形成一系 列的观测站。源把声波信号注入到地球中，从介于源与接收器之 间的点反射的探测信号被记录，以便稍后进行处理。这些记录信 号是表示幅度与时间的关系曲线的连续模拟电信号，并且一般通 过利用数字计算机被量化，从而能够单独处理各个数据取样点。 地震仪阵列随后沿着该线被移动到新的位置，其中某些爆炸点或 接收器点可能重叠，重复上述过程，以进行地震勘测。如果地面 和地下反射层是平坦的，如前所述，地震冲击从源与接收器之间 的中间点产生数据。在处理地震数据中采用的一种技术，是把从 其中源与接收器之间的中间点均相同的两次或更多次冲击所产生 的地震道(trace)结合起来，虽然偏移距即源与接收器的距离可 以是不同的。当属于一个公共中间点(CMP)的两个或更多地震 道被加在一起时，该技术被称为共中间点叠加。
源的单一波生成激励即一个冲击，产生了其数目与接收器的数 目相等的若干地震道。把来自单次冲击的所有记录线并排排列形 成冲击记录道集，能够产生初步的两维地震断面。但是，借助 CMP叠加可改善这种断面。由于沿着两条不同的路径行进的声波 给出来自大体上同一地下点的信息，从一个公共点反射的两个这 样的地震道可被结合即相加，从而使反射幅度被相加，而两个地 震道上在不同时刻出现的噪声却不被相加，从而改善了信噪比。 单一叠加中相加地震道的数目，被称为重数或简称为重。
最近，地震勘测涉及以更为复杂的几何形式布置的地震仪和 源，通常涉及覆盖感兴趣区域的矩形网格，以扩大区域的覆盖并 使得能够构成大范围内反射器位置的三维(3-D)视图。图1中显 示了一种通常的现有三维勘测几何结构，其中限定了以21概括表 示的基本网格，以便有效设置用方块24表示的冲击点和用十字22 表示的地震仪接收器。如图所示，基本网格21是边长为d1的正方 形，而d1等于所希望的反射中间点间隔的两倍，并且d1将提供具有 地下特征的所需分辨率的图象。均包含多个等间隔地震仪接收器 22的多个地震仪接收器行20a-20n被彼此平行地设置在地球表面 上。沿着与接收器行20a-20n正交延伸的源或冲击行26a-26n排列多 个冲击点24，从而提供一种对称的交叉阵列几何结构，其中行20a- 20n中的地震仪接收器22及行26a-26n中的源站24的间隔距离等于 d1，且行20a-20n和26a-26n的间隔距离是d1的四倍。这种交叉排列的 几何结构产生了一种地下空间分辨率，其中在接收器行中，中点 的间隔为距离d1的一半，在源行中，中间点的间隔距离为d1的一 半。例如，如图1所示，如果接收器及源都相距165英尺，反射中 点将相距82.5英尺，且四个相邻中点将形成一个正方形。
然而，本领域的技术人员众所周知的是，借助在此被称为“真 三维覆盖”的源/接收器几何结构，能够获得改善的勘测表面取样 分辨率。这种几何结构也采用CMP叠加一其中类似于图1中所示结 构，在矩形区域中设置冲击点和接收器，但在冲击点行方向上接 收器行20的间隔更近。真三维地震源/接收器几何结构把地震仪接 收器和/或冲击点设置在基本网格21的各个交点。图2中显示了真三 维地震源/接收器几何结构的一个例子，其中地震仪接收器被设置 在基本网格21的各个交点，且冲击点彼此相距四倍d1的距离。采用 与图1中所示相同尺寸的基本网格21，这种真三维布局将包括覆盖 图2(a)中的表面区19的400个地震仪接收器和25个冲击点一所述 表面区19等于图1所示的表面区19。一旦设置好所有接收器和冲击 点，依次引发冲击，并且记录数目等于冲击数目与接收器数目的 乘积的地震道，以提供单一数据组，从该数据组可产生地震二维 断面或三维立体显示。在这种真三维技术中，在一个显示中聚集 稍后从记录的地震道中选出的、具有公共中点的记录地震道，所 述显示产生和图1所示的表面分辨率相比，得到极大提高的表面分 辨率。
在地震采集和处理操作中，本领域的技术人员众所周知的，被 称为假频现象的频率不定位是取样系统所固有的，且当每个周期 的取样少于两个时就在取样处理中发生假频现象。假频现象适用 于时域和空间域。由分离的地震仪接收器和冲击点产生的假频现 象被称为空间假频现象且依赖于冲击点和接收器的表面间隔。由 输入信号的取样而产生的假频现象被称为频率混叠现象并取决于 数字化输入信号所用的取样间隔。为了避免假频现象，通常要进 行滤波。例如，在地面位置对地震仪信号取样之前应用的假频滤 波器除去某些不希望的频率，类似地，地震道集的速度滤波器衰 减了波的某些相干波至一这种相干波至扫过具有一定表现接收器 速度的地震仪接收器。因此，真三维地震源/接收器几何结构布局 的优点，是避免了空间假频。
然而，这种真三维记录的缺点是需要过多的设备，以2倍于所 需地下分辨率的网格间隔用接收器和/或源来占据各个表面位置。 然而，今天的基于与图1类似的几何布局的常规三维地震勘测是早 期数据采集过程已接受的一部分，因为三维勘测的高分辨率显示 导致优化的工程地址评估、精确的储量估计和更有效的开发计 划。因此，采用与图1所示类似的源接收器几何布局的三维勘测的 好处，通常胜过了与二维勘测相比多出的费用，虽然它仍具有某 些已知的不足。
因此，如果对三维地震勘测的使用继续增加，就需要新的改进 方法以简化和/或提供降低获得三维地震勘测的运行成本的经济替 换方案。
本发明的一个目的是提供把指定设备用于获得三维地震勘测数 据的野外操作方面的灵活性。
本发明的一个更具体的目的，是从具有便于假频三维数字滤波 的源行和接收器行分辨率的勘测区的断面收集部分数据。
另一个更为具体的目的，是从具有与三维处理数据类似特征的 部分预叠加勘测数据提供对地下特征的早期观测，从而指导地震 勘测项目的进一步计划，和/或地震数据的处理。
源的单一波生成激励即一个冲击，产生了其数目与接收器的数 目相等的若干地震道。把来自单次冲击的所有记录线并排排列形 成冲击记录道集，能够产生初步的两维地震断面。但是，借助 CMP叠加可改善这种断面。由于沿着两条不同的路径行进的声波 给出来自大体上同一地下点的信息，从一个公共点反射的两个这 样的地震道可被结合即相加，从而使反射幅度被相加，而两个地 震道上在不同时刻出现的噪声却不被相加，从而改善了信噪比。 单一叠加中相加地震道的数目，被称为重数或简称为重。
最近，地震勘测涉及以更为复杂的几何形式布置的地震仪和 源，通常涉及覆盖感兴趣区域的矩形网格，以扩大区域的覆盖并 使得能够构成大范围内反射器位置的三维(3-D)视图。图1中显 示了一种通常的现有三维勘测几何结构，其中限定了以21概括表 示的基本网格，以便有效设置用方块24表示的冲击点和用十字22 表示的地震仪接收器。如图所示，基本网格21是边长为d1的正方 形，而d1等于所希望的反射中间点间隔的两倍，并且d1将提供具有 地下特征的所需分辨率的图象。均包含多个等间隔地震仪接收器 22的多个地震仪接收器行20a-20n被彼此平行地设置在地球表面 上。沿着与接收器行20a-20n正交延伸的源或冲击行26a-26n排列多 个冲击点24，从而提供一种对称的交叉阵列几何结构，其中行20a- 20n中的地震仪接收器22及行26a-26n中的源站24的间隔距离等于 d1，且行20a-20n和26a-26n的间隔距离是d1的四倍。这种交叉排列的 几何结构产生了一种地下空间分辨率，其中在接收器行中，中点 的间隔为距离d1的一半，在源行中，中间点的间隔距离为d1的一 半。例如，如图1所示，如果接收器及源都相距165英尺，反射中 点将相距82.5英尺，且四个相邻中点将形成一个正方形。
然而，本领域的技术人员众所周知的是，借助在此被称为“真 三维覆盖”的源/接收器几何结构，能够获得改善的勘测表面取样 分辨率。这种几何结构也采用CMP叠加一其中类似于图1中所示结 构，在矩形区域中设置冲击点和接收器，但在冲击点行方向上接 收器行20的间隔更近。真三维地震源/接收器几何结构把地震仪接 收器和/或冲击点设置在基本网格21的各个交点。图2中显示了真三 维地震源/接收器几何结构的一个例子，其中地震仪接收器被设置 在基本网格21的各个交点，且冲击点彼此相距四倍d1的距离。采用 与图1中所示相同尺寸的基本网格21，这种真三维布局将包括覆盖 图2(a)中的表面区19的400个地震仪接收器和25个冲击点一所述 表面区19等于图1所示的表面区19。一旦设置好所有接收器和冲击 点，依次引发冲击，并且记录数目等于冲击数目与接收器数目的 乘积的地震道，以提供单一数据组，从该数据组可产生地震二维 断面或三维立体显示。在这种真三维技术中，在一个显示中聚集 稍后从记录的地震道中选出的、具有公共中点的记录地震道，所 述显示产生和图1所示的表面分辨率相比，得到极大提高的表面分 辨率。
在地震采集和处理操作中，本领域的技术人员众所周知的，被 称为假频现象的频率不定位是取样系统所固有的，且当每个周期 的取样少于两个时就在取样处理中发生假频现象。假频现象适用 于时域和空间域。由分离的地震仪接收器和冲击点产生的假频现 象被称为空间假频现象且依赖于冲击点和接收器的表面间隔。由 输入信号的取样而产生的假频现象被称为频率混叠现象并取决于 数字化输入信号所用的取样间隔。为了避免假频现象，通常要进 行滤波。例如，在地面位置对地震仪信号取样之前应用的假频滤 波器除去某些不希望的频率，类似地，地震道集的速度滤波器衰 减了波的某些相干波至一这种相干波至扫过具有一定表现接收器 速度的地震仪接收器。因此，真三维地震源/接收器几何结构布局 的优点，是避免了空间假频。
然而，这种真三维记录的缺点是需要过多的设备，以2倍于所 需地下分辨率的网格间隔用接收器和/或源来占据各个表面位置。 然而，今天的基于与图1类似的几何布局的常规三维地震勘测是早 期数据采集过程已接受的一部分，因为三维勘测的高分辨率显示 导致优化的工程地址评估、精确的储量估计和更有效的开发计 划。因此，采用与图1所示类似的源接收器几何布局的三维勘测的 好处，通常胜过了与二维勘测相比多出的费用，虽然它仍具有某 些已知的不足。
因此，如果对三维地震勘测的使用继续增加，就需要新的改进 方法以简化和/或提供降低获得三维地震勘测的运行成本的经济替 换方案。
本发明的一个目的是提供把指定设备用于获得三维地震勘测数 据的野外操作方面的灵活性。
本发明的一个更具体的目的，是从具有便于假频三维数字滤波 的源行和接收器行分辨率的勘测区的断面收集部分数据。
另一个更为具体的目的，是从具有与三维处理数据类似特征的 部分预叠加勘测数据提供对地下特征的早期观测，从而指导地震 勘测项目的进一步计划，和/或地震数据的处理。
发明内容
根据本发明的上述和其他的目的和优点用一种地震数据聚集方 法获得。在此方法中，来自交叉阵列源/接收器几何布局的全部勘 测数据是由一系列的混合道集组成的，且这些道集以交叉阵列勘 测/接收器行的交点为中心。在此，混合道集是与位于更大的三维 交叉阵列地震网格布局之内的道集中心对应的地震道的并排网格 显示，并包括从更大布局的断面部分选出的地震道。因此，混合 道集是以源/接收器行交点为中心的单重的CMP集合，该交点沿着 冲击线和接收器行方向都具有所希望的空间分辨率。获得该混合 道集的步骤包括设置较大的标准三维交叉阵列源/接收器勘测区， 源行与接收器行之间的间隔为选定的尺寸d，各个源或接收器行中 源及接收器之间的间隔为d1。从而尺寸d和d1限定了选定源行中源 的数目，以及选定接收器行中将要包括在与各个混合道集中心对 应的混合道集中的接收器的数目。随后，进行正常的记录，其中 地震源在三维勘测中的各个冲击点被激励，以把地震脉冲引入地 表，并且记录各个地震仪接收器所产生的反射地震脉冲，以在晚 些时候进行处理。随后通过在较大的三维勘测区的源行和接收器 行的交叉阵列的各个交点进行混合选排(hybrid gather)，获得一 系列的混合道集(hybrid gatehr)，从而当该混合道集系列完成 时，通过组合该系列混合道集可集合来自整个勘测区的地震道。 因此，与完全组合的道集相关的空间分辨率等于真正源/接收器布 局的空间分辨率。
具体地，本发明提供了一种获得从地震勘测区的断面选出的地 震道的混合道集的方法，其中所述混合道集包括真三维道集的空 间分辨率特性，所述方法包括：
(a)在所要勘测的区域平行设置多个地震源行，其中各个所 述源行包括彼此相距一个指定为d1的距离的多个冲击点，距离d1提 供了沿着所述源行的所需地下特征分辨率；
(b)平行设置多个地震接收器行，其中各个所述接收器行包 括彼此相距所述距离d1的多个地震仪接收器，且其中所述接收器 行与所述源行相交，从而形成所述源行和所述接收器行的多个交 点；
(c)其中所述源行和所述接收器行的间隔距离至少为所述距 离d1的两倍；
(d)把所述多个交点中的一个选定交点定义为主道集抽 取中心，所述道集抽取中心与所述源行之一和所述接收器行之一 相联系，从而与其相关的所述源行之一和所述接收器行之一被分 别指定为选定的源行和选定的接收器行；
(e)选择定义将包括在与所述主道集抽取中心对应的混合道 集中的所述选定源行中的冲击点的数目和所述选定接收器行中的 地震仪接收器的数目的所需数目，其中所述所需数目被选择成对 于在所述多个交点中的每个交点处获得的所述混合道集，保持统 一的最大源接收器偏移距；
(f)在所述选定源行中的各个所述冲击点产生地震信号；
(g)在所述选定接收器行中的各个所述地震仪接收器收集从 所述选定源行中的各个冲击点产生的地震信号，产生所述混合道 集；
(h)把所述主道集抽取中心重新定位到所述多个交点中的每 个交点，并在所述多个交点中的每个交点重复步骤(d)至 (g)，从而获得等于所述交点的数目的多个所述混合道集。
在一个优选实施例中，在要勘测的矩形区上设置一源/接收器 行的常规网格(例如图1)，并且该矩形区的第一混合道集以处于 该矩形勘测区中央的单一源行和单一接收器行的交点为中心，并 包括从单一源行中的各个源引入单一交叉阵列接收器行中的所有 接收器的地震道。因此，这种混合道集提供了从位于勘测区中心 四分之一的中点的矩形单重覆盖。对源行和接收器行的各个交点 重复这种处理，以提供等于交点数目的全系列混合道集。来自该 系列混合道集的各个地震道随后可被组合成一个地震道集，并且 具有公共中点的地震道可被加在一起，以提供与真三维集合非常 类似的图象。然而，本发明的一个重要特征是可利用取决于适当 空间取样的技术单独处理和成象各个混合道集，因而通常为全三 维共中间点叠加道集保留了所述各个混合道集。这种技术可包括 滤波(诸如速度滤波和时间滤波)、倾角时差(DMO，dip move off)、以及各个混合道集的偏移。
根据优选实施例、附加权利要求和附图的下述描述，对本领域 的技术人员来说本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得显而 易见。
具体地，本发明提供了一种获得从地震勘测区的断面选出的地 震道的混合道集的方法，其中所述混合道集包括真三维道集的空 间分辨率特性，所述方法包括：
(a)在所要勘测的区域平行设置多个地震源行，其中各个所 述源行包括彼此相距一个指定为d1的距离的多个冲击点，距离d1提 供了沿着所述源行的所需地下特征分辨率；
(b)平行设置多个地震接收器行，其中各个所述接收器行包 括彼此相距所述距离d1的多个地震仪接收器，且其中所述接收器 行与所述源行相交，从而形成所述源行和所述接收器行的多个交 点；
(c)其中所述源行和所述接收器行的间隔距离至少为所述距 离d1的两倍；
(d)把所述多个交点中的一个选定交点定义为主道集抽 取中心，所述道集抽取中心与所述源行之一和所述接收器行之一 相联系，从而与其相关的所述源行之一和所述接收器行之一被分 别指定为选定的源行和选定的接收器行；
(e)选择定义将包括在与所述主道集抽取中心对应的混合道 集中的所述选定源行中的冲击点的数目和所述选定接收器行中的 地震仪接收器的数目的所需数目，其中所述所需数目被选择成对 于在所述多个交点中的每个交点处获得的所述混合道集，保持统 一的最大源接收器偏移距；
(f)在所述选定源行中的各个所述冲击点产生地震信号；
(g)在所述选定接收器行中的各个所述地震仪接收器收集从 所述选定源行中的各个冲击点产生的地震信号，产生所述混合道 集；
(h)把所述主道集抽取中心重新定位到所述多个交点中的每 个交点，并在所述多个交点中的每个交点重复步骤(d)至 (g)，从而获得等于所述交点的数目的多个所述混合道集。
在一个优选实施例中，在要勘测的矩形区上设置一源/接收器 行的常规网格(例如图1)，并且该矩形区的第一混合道集以处于 该矩形勘测区中央的单一源行和单一接收器行的交点为中心，并 包括从单一源行中的各个源引入单一交叉阵列接收器行中的所有 接收器的地震道。因此，这种混合道集提供了从位于勘测区中心 四分之一的中点的矩形单重覆盖。对源行和接收器行的各个交点 重复这种处理，以提供等于交点数目的全系列混合道集。来自该 系列混合道集的各个地震道随后可被组合成一个地震道集，并且 具有公共中点的地震道可被加在一起，以提供与真三维集合非常 类似的图象。然而，本发明的一个重要特征是可利用取决于适当 空间取样的技术单独处理和成象各个混合道集，因而通常为全三 维共中间点叠加道集保留了所述各个混合道集。这种技术可包括 滤波(诸如速度滤波和时间滤波)、倾角时差(DMO，dip move off)、以及各个混合道集的偏移。
根据优选实施例、附加权利要求和附图的下述描述，对本领域 的技术人员来说本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得显而 易见。
附图说明
图1显示了现有的典型地震源/接收器几何布局。
图2(a)显示了现有的真三维源/接收器几何布局。
图2(b)显示了图2(a)的单个源激励的单重中点覆盖。
图3显示了具有和图1所示间隔相符的间隔、被引入到一个正交 接收器行的一行源的激励的单重中点覆盖。
图4显示了一个5.75平方英里盆地区的源/接收器布局。
图5显示了图4的区域的位于中心的混合道集抽取中心。
图6显示了从图5的道集抽取中心收集的混合道集抽取的单重中 点覆盖。
图7显示了图4中覆盖的区的外插混合道集抽取中心。
图8(a)显示了倾斜地震源/接收器布局的单重混合中点覆 盖。
图8(b)显示了地震源/接收器的砌砖式阵列的单重混合中点 覆盖。
图9(a)是一种计算机产生的显示图，显示了从未滤波的混合 道集的叠加产生的特定行上的地震断面。
图9(b)是一种计算机产生的显示图，显示了在应用F-K速度 滤波的预叠加的情况下图9(a)的地震断面。
图2(a)显示了现有的真三维源/接收器几何布局。
图2(b)显示了图2(a)的单个源激励的单重中点覆盖。
图3显示了具有和图1所示间隔相符的间隔、被引入到一个正交 接收器行的一行源的激励的单重中点覆盖。
图4显示了一个5.75平方英里盆地区的源/接收器布局。
图5显示了图4的区域的位于中心的混合道集抽取中心。
图6显示了从图5的道集抽取中心收集的混合道集抽取的单重中 点覆盖。
图7显示了图4中覆盖的区的外插混合道集抽取中心。
图8(a)显示了倾斜地震源/接收器布局的单重混合中点覆 盖。
图8(b)显示了地震源/接收器的砌砖式阵列的单重混合中点 覆盖。
图9(a)是一种计算机产生的显示图，显示了从未滤波的混合 道集的叠加产生的特定行上的地震断面。
图9(b)是一种计算机产生的显示图，显示了在应用F-K速度 滤波的预叠加的情况下图9(a)的地震断面。
具体实施方式
现在结合采用如图1所示的标准正交交叉阵列源/接收器布局的 一种简单实施例，来详细描述本发明的方法，该实施例可被用于 矩形区的完全三维成象。然而，应该理解的是，本发明的方法可 采用本领域中已知的其他源/接收器布局—诸如倾斜的或砌砖式布 局，以及诸如底电缆之类或纵向电缆的水下布局。因此，这里使 用正交几何设置以帮助读者理解本发明，而不是对本发明的限 制。
在进行三维地震勘测中，数据收集设备的限制和需要考虑的其 他经济问题经常决定了每行上接收器的数目和可用于进行勘测的 行中接收器之间的间隔。因此，通常采用其中在此被表示为d的行 间隔(诸如图1中的行20a和20b之间的行间隔)等于或大于基本网 格间隔d1的四倍的普通交叉排列几何设置。
在以下结合图1、2和3的讨论中，由外边界19表示的区域在所 有三个图中都是相同的。另外在这三张图中诸如位于边界19上的 冲击点和地震仪接收器之类部分用相同的标号表示。
现在具体参见图2(a)，其中显示了一种真源/接收器几何布 局—它假定无限的地震仪接收器22和记录仪信道(未显示)适用 于勘测。这种几何设置是真三维源/接收器几何设置，在整个区域 19中，其地震仪接收器站22相距用d1表示的网格间隔，所述网格间 隔等于所希望的中点分辨率的两倍。借助这种几何设置，源于矩 形区中心的单个冲击点25(诸如地震振动器或爆炸装置)的激励 的地震道集合，产生覆盖总面积四分之一的内部区域(该区域被 表示成图2(b)的交叉影线区27)的单重中点数据。图3中显示了 混合道集的比较结果，其中混合道集采用源站行26c与地震仪接收 器行20c的交点作为道集抽取中心29。借助这种标准源/接收器设 置，上述的各个源都沿着源行26c被激活，以产生进入地球的地震 波或脉冲，这些地震波或脉冲被图1中所示的各个地震仪接收器所 探测；然而，该混合道集只包括由对行26c中的冲击作出响应的接 收器行20c产生的信号，并提供与被激活源和接收器之间的中点对 应的单重数据。如此记录的数据形成多行中点，而一行中的中点 的数目等于接收器行20c中接收器的数目，且中点行的长度是行20c 的一半。在记录了与行26c中的第一源站的激活相对应的数据之 后，激活该行中的下一个源站并获得与第二行中点相应的数据。 第二行中点相对于第一行中点移动了基本网格21的尺寸的一半， 且类似于第一行中点，第二行的长度是接收器行20c的一半。继续 进行这种依次激活行26c中的冲击位置的处理，并且记录在行20c上 的地震仪接收器22中产生的信号，产生利用图2(b)中所示的真 三维源/接收器布局获得的同一区域的相同单重覆盖。通过进一步 比较图2(b)中所示的真道集和图3中所示的混合道集，注意到， 当沿着行26c的所有源站都已经被激活且在接收器行20c中产生的信 号得到记录时，混合道集中地震道的总数是二十个冲击乘以二十 个地震仪接收器，等于总共400个地震道，这与图2(b)中所示的 真三维道集中产生的地震道数目相同。另外，图2(b)和图3中所 示的各个道集的最大偏移距也相同。
因此，本发明的第一步，是排列与图1类似的标准地震源/接收 器几何布局，其中参照基本网格21布置冲击点和地震仪接收器， 且诸如20a和20b及26a和26b之类正交的冲击/接收器行的间隔是基本 网格尺寸d1的倍数，从而提供具有如图3所示的单重覆盖的混合道 集。为确定距离d而选择的d1的倍数优选处于尺寸d1的二至十倍的 范围中，最好处于尺寸d1的四至八倍的范围内。因此，图1中所示 的尺寸d1被选择成包括沿着行26c的20个冲击点和沿着行20c的20个 地震仪接收器，且尺寸d被选择为d1的四倍，相应地五个冲击行和 五条接收器行覆盖了区域19。混合道集最好被选择成至少包括与 位于源行和接收器行的中心交点的集合中心对应的源行中的所有 冲击点或接收器行中的所有地震仪接收器。如此选定的行26c中的 冲击点被依次激活，且每次激活产生与行20c中地震仪接收器的数 目相等的若干地震道。在此例中，一个混合道集的地震道的数目 是二十源站乘以二十地震仪接收器即400个地震道。
该混合道集道集抽取中心随后被移到另一交点，重复上述混合 道集处理，直到在源/接收器行的各个交点获得了一个道集为止。 这些道集是在要求各个混合道集保持相同的同线和横向最大偏移 距(in line and cross line offset)的情况下产生的。参见图1中位于 行20c与26c的交点的道集抽取中心，这种最大偏移距是十个站。例 如，以地震仪接收器行20a和源站行26c的交点(它接近勘测区的边 缘)为中心的混合道集，将包括从行26a中高于该交点的十个源和 低于该交点的两个源引入到位于该交点左边的行20a中的十个地震 仪接收器和该交点右边的两个接收器中的地震道。该特定集合产 生总共144个地震道，即12个源站的激活能量被引入到12个地震仪 接收器，它们沿着同行方向和横向都具有十个站的最大偏移距。 基于图1中的源/接收器几何布局的混合道集抽取的累积，产生了沿 着源行和接收器行方向都有十倍于d1的最大偏移距的25个混合道 集。
因此，如上所述获得的各个混合道集抽取，提供了适合于众所 周知的预叠加处理操作的空间无假频数据组，这些操作包括去假 频频率滤波、振幅匀衡、正常时差校正，且在需要时可在进行道 集的速度滤波之前应用倾角时差(DMO，dip moveout)。在本领 域中，这些处理操作都是众所周知的，并在W.M.Kelpford等人的 题目为“Applied Geophysics”，Cambridge University Press，1978 的教科书中得到了详细描述，该教科书在此被作为参考文献。
在得克萨斯州Valverde盆地进行的这种地震勘测混合道集方法 的一次特别成功的实验中，记录了5.75平方英里的三维数据组。图 4中显示了该测试中采用的冲击/接收器设置，其中地震仪接收器行 30a至30k大约沿着南北方向延伸且地震仪组间隔为165英尺，正交 安排的源站行32a至32n大约沿东西方向延伸。在各个组的间隔处设 置了十二个地震仪接收器的阵列，同时十二个地震仪被连接在一 起，在记录车中记录如此得到的叠加信号。注意，通常正交设置 这些冲击/接收器行，然而，由于某些位置处的不利地层特征，这 些行中的冲击和接收器必然发生少许偏移。在源站采用了振动 源，这些振动源采用从六至六十Hz变化且持续时间为15秒的扫频 信号，并具有每倍频程(octave)负六dB的频谱带宽形状。作为静 态勘测，记录840个地震仪接收器监测的868个冲击的数据。行30 和32中源和接收器间隔为165英尺和行间间隔为1320英尺的源/接收 器布局的正交性质，产生了适合于传统的三维处理和成象技术的 勘测，同时在沿着行和与行交叉的方向都获得足够的空间取样。
来自Valverde盆地三维地震勘测的两组数据被处理。第一组数 据是利用传统的道集选排技术(gathering technique)，用包括 DMO和叠加后迁移的传统处理方法处理的。通过把冲击/接收器行 的交点用作道集抽取中心把第二组数据分成一系列的混合道集。 这些混合道集随后受到预叠加滤波和成象处理，并最终被重新组 合到单个空间(volume)中。为了开始正交冲击/接收器几何布局 的混合道集处理，从一系列混合道集选择保证统一的偏移距和完 全覆盖的尺寸。对于图4所示的勘测区，选择沿着源行的128个站 和沿着接收器行的128个站的框架，以包括在该勘测的混合道集 中。如下选择要包括在该混合道集中的地震道：各个源行和接收 器行交点，不论是实际的还是外插的(extrapolate)(如图7所 示)，都是一个道集抽取中心(sort center)。随后在各个道集抽 取中心，从选定源行上位于道集抽取中心的64(即128的一半)站 中的冲击所产生、并被引入选定接收器行上处于道集抽取中心的 64个站内的地震仪接收器中的地震道，构成了一个混合道集。例 如，图5中表示了位于源行565和接收行133的交点的道集抽取中 心，其中行数和站数被显示在源/接收器布局的边缘处。从该道集 抽取中心，混合道集将包括来自源行565上的站101至181的冲击， 并被引入到接收器行133上的接收器站501至605的地震道，其中在 图5中突出显示了该冲击行和接收器行。图7显示了由实际勘测区 的不规则性产生的一个外插道集抽取中心。
图8(a)和8(b)显示了现有技术中众所周知的冲击/接收器 布局，并以阴影区的方式显示了在把本发明的混合道集抽取技术 应用于所示冲击/接收器布局时可获得的单重覆盖(single fold coveraRe)。图8(a)中所示的布局被称为倾斜布局，图8(b)中 所示的布局被称为砌砖式布局。
为了显示本发明的结果，图9(a)-(b)显示了混合道集的成 象，它提供了有用的信息而不需要对整个数据组进行处理。在图9 (a)中，表示了来自Valverde盆地勘测的沿着一特定源行的一个 二维切片，它由在一个混合道集中获得的唯一数据组产生。所示 集合在图9(b)中已经进行了正常时差校正，并且已利用速度滤 波器滤波以改善信噪比，而不会引入源于假频空间取样的不定 性。图9(b)与9(a)类似，显示了来自同一混合道集的沿着一 个接收器行的同一图象，该混合道集以图5中所示的接收器行133 和源行565的交点为中心。
由于不能获得具有足够容量的记录系统，和/或由于提供足够 设备时所遇到的费用过高的问题，通常不以“真”空间无假频源/ 接收器几何布局的方式记录三维数据组。因此，本发明提供了一 种替换方法，它包括以前只在“真”源接收器布局中才能够实现 的减少空间样本增量的优点，并能够被用在陆地或海上环境。上 述的本发明是一种有效的地震勘探方法，然而，本领域的技术人 员应该理解的是，在不脱离本发明范围的前提下，根据上述教 导，能够实现本发明的很多的修正和变形。因此，应该理解的 是，本发明不是局限于在此结合附图所描述和显示的具体特征， 本发明的范围只由所附的权利要求限定。
在进行三维地震勘测中，数据收集设备的限制和需要考虑的其 他经济问题经常决定了每行上接收器的数目和可用于进行勘测的 行中接收器之间的间隔。因此，通常采用其中在此被表示为d的行 间隔(诸如图1中的行20a和20b之间的行间隔)等于或大于基本网 格间隔d1的四倍的普通交叉排列几何设置。
在以下结合图1、2和3的讨论中，由外边界19表示的区域在所 有三个图中都是相同的。另外在这三张图中诸如位于边界19上的 冲击点和地震仪接收器之类部分用相同的标号表示。
现在具体参见图2(a)，其中显示了一种真源/接收器几何布 局—它假定无限的地震仪接收器22和记录仪信道(未显示)适用 于勘测。这种几何设置是真三维源/接收器几何设置，在整个区域 19中，其地震仪接收器站22相距用d1表示的网格间隔，所述网格间 隔等于所希望的中点分辨率的两倍。借助这种几何设置，源于矩 形区中心的单个冲击点25(诸如地震振动器或爆炸装置)的激励 的地震道集合，产生覆盖总面积四分之一的内部区域(该区域被 表示成图2(b)的交叉影线区27)的单重中点数据。图3中显示了 混合道集的比较结果，其中混合道集采用源站行26c与地震仪接收 器行20c的交点作为道集抽取中心29。借助这种标准源/接收器设 置，上述的各个源都沿着源行26c被激活，以产生进入地球的地震 波或脉冲，这些地震波或脉冲被图1中所示的各个地震仪接收器所 探测；然而，该混合道集只包括由对行26c中的冲击作出响应的接 收器行20c产生的信号，并提供与被激活源和接收器之间的中点对 应的单重数据。如此记录的数据形成多行中点，而一行中的中点 的数目等于接收器行20c中接收器的数目，且中点行的长度是行20c 的一半。在记录了与行26c中的第一源站的激活相对应的数据之 后，激活该行中的下一个源站并获得与第二行中点相应的数据。 第二行中点相对于第一行中点移动了基本网格21的尺寸的一半， 且类似于第一行中点，第二行的长度是接收器行20c的一半。继续 进行这种依次激活行26c中的冲击位置的处理，并且记录在行20c上 的地震仪接收器22中产生的信号，产生利用图2(b)中所示的真 三维源/接收器布局获得的同一区域的相同单重覆盖。通过进一步 比较图2(b)中所示的真道集和图3中所示的混合道集，注意到， 当沿着行26c的所有源站都已经被激活且在接收器行20c中产生的信 号得到记录时，混合道集中地震道的总数是二十个冲击乘以二十 个地震仪接收器，等于总共400个地震道，这与图2(b)中所示的 真三维道集中产生的地震道数目相同。另外，图2(b)和图3中所 示的各个道集的最大偏移距也相同。
因此，本发明的第一步，是排列与图1类似的标准地震源/接收 器几何布局，其中参照基本网格21布置冲击点和地震仪接收器， 且诸如20a和20b及26a和26b之类正交的冲击/接收器行的间隔是基本 网格尺寸d1的倍数，从而提供具有如图3所示的单重覆盖的混合道 集。为确定距离d而选择的d1的倍数优选处于尺寸d1的二至十倍的 范围中，最好处于尺寸d1的四至八倍的范围内。因此，图1中所示 的尺寸d1被选择成包括沿着行26c的20个冲击点和沿着行20c的20个 地震仪接收器，且尺寸d被选择为d1的四倍，相应地五个冲击行和 五条接收器行覆盖了区域19。混合道集最好被选择成至少包括与 位于源行和接收器行的中心交点的集合中心对应的源行中的所有 冲击点或接收器行中的所有地震仪接收器。如此选定的行26c中的 冲击点被依次激活，且每次激活产生与行20c中地震仪接收器的数 目相等的若干地震道。在此例中，一个混合道集的地震道的数目 是二十源站乘以二十地震仪接收器即400个地震道。
该混合道集道集抽取中心随后被移到另一交点，重复上述混合 道集处理，直到在源/接收器行的各个交点获得了一个道集为止。 这些道集是在要求各个混合道集保持相同的同线和横向最大偏移 距(in line and cross line offset)的情况下产生的。参见图1中位于 行20c与26c的交点的道集抽取中心，这种最大偏移距是十个站。例 如，以地震仪接收器行20a和源站行26c的交点(它接近勘测区的边 缘)为中心的混合道集，将包括从行26a中高于该交点的十个源和 低于该交点的两个源引入到位于该交点左边的行20a中的十个地震 仪接收器和该交点右边的两个接收器中的地震道。该特定集合产 生总共144个地震道，即12个源站的激活能量被引入到12个地震仪 接收器，它们沿着同行方向和横向都具有十个站的最大偏移距。 基于图1中的源/接收器几何布局的混合道集抽取的累积，产生了沿 着源行和接收器行方向都有十倍于d1的最大偏移距的25个混合道 集。
因此，如上所述获得的各个混合道集抽取，提供了适合于众所 周知的预叠加处理操作的空间无假频数据组，这些操作包括去假 频频率滤波、振幅匀衡、正常时差校正，且在需要时可在进行道 集的速度滤波之前应用倾角时差(DMO，dip moveout)。在本领 域中，这些处理操作都是众所周知的，并在W.M.Kelpford等人的 题目为“Applied Geophysics”，Cambridge University Press，1978 的教科书中得到了详细描述，该教科书在此被作为参考文献。
在得克萨斯州Valverde盆地进行的这种地震勘测混合道集方法 的一次特别成功的实验中，记录了5.75平方英里的三维数据组。图 4中显示了该测试中采用的冲击/接收器设置，其中地震仪接收器行 30a至30k大约沿着南北方向延伸且地震仪组间隔为165英尺，正交 安排的源站行32a至32n大约沿东西方向延伸。在各个组的间隔处设 置了十二个地震仪接收器的阵列，同时十二个地震仪被连接在一 起，在记录车中记录如此得到的叠加信号。注意，通常正交设置 这些冲击/接收器行，然而，由于某些位置处的不利地层特征，这 些行中的冲击和接收器必然发生少许偏移。在源站采用了振动 源，这些振动源采用从六至六十Hz变化且持续时间为15秒的扫频 信号，并具有每倍频程(octave)负六dB的频谱带宽形状。作为静 态勘测，记录840个地震仪接收器监测的868个冲击的数据。行30 和32中源和接收器间隔为165英尺和行间间隔为1320英尺的源/接收 器布局的正交性质，产生了适合于传统的三维处理和成象技术的 勘测，同时在沿着行和与行交叉的方向都获得足够的空间取样。
来自Valverde盆地三维地震勘测的两组数据被处理。第一组数 据是利用传统的道集选排技术(gathering technique)，用包括 DMO和叠加后迁移的传统处理方法处理的。通过把冲击/接收器行 的交点用作道集抽取中心把第二组数据分成一系列的混合道集。 这些混合道集随后受到预叠加滤波和成象处理，并最终被重新组 合到单个空间(volume)中。为了开始正交冲击/接收器几何布局 的混合道集处理，从一系列混合道集选择保证统一的偏移距和完 全覆盖的尺寸。对于图4所示的勘测区，选择沿着源行的128个站 和沿着接收器行的128个站的框架，以包括在该勘测的混合道集 中。如下选择要包括在该混合道集中的地震道：各个源行和接收 器行交点，不论是实际的还是外插的(extrapolate)(如图7所 示)，都是一个道集抽取中心(sort center)。随后在各个道集抽 取中心，从选定源行上位于道集抽取中心的64(即128的一半)站 中的冲击所产生、并被引入选定接收器行上处于道集抽取中心的 64个站内的地震仪接收器中的地震道，构成了一个混合道集。例 如，图5中表示了位于源行565和接收行133的交点的道集抽取中 心，其中行数和站数被显示在源/接收器布局的边缘处。从该道集 抽取中心，混合道集将包括来自源行565上的站101至181的冲击， 并被引入到接收器行133上的接收器站501至605的地震道，其中在 图5中突出显示了该冲击行和接收器行。图7显示了由实际勘测区 的不规则性产生的一个外插道集抽取中心。
图8(a)和8(b)显示了现有技术中众所周知的冲击/接收器 布局，并以阴影区的方式显示了在把本发明的混合道集抽取技术 应用于所示冲击/接收器布局时可获得的单重覆盖(single fold coveraRe)。图8(a)中所示的布局被称为倾斜布局，图8(b)中 所示的布局被称为砌砖式布局。
为了显示本发明的结果，图9(a)-(b)显示了混合道集的成 象，它提供了有用的信息而不需要对整个数据组进行处理。在图9 (a)中，表示了来自Valverde盆地勘测的沿着一特定源行的一个 二维切片，它由在一个混合道集中获得的唯一数据组产生。所示 集合在图9(b)中已经进行了正常时差校正，并且已利用速度滤 波器滤波以改善信噪比，而不会引入源于假频空间取样的不定 性。图9(b)与9(a)类似，显示了来自同一混合道集的沿着一 个接收器行的同一图象，该混合道集以图5中所示的接收器行133 和源行565的交点为中心。
由于不能获得具有足够容量的记录系统，和/或由于提供足够 设备时所遇到的费用过高的问题，通常不以“真”空间无假频源/ 接收器几何布局的方式记录三维数据组。因此，本发明提供了一 种替换方法，它包括以前只在“真”源接收器布局中才能够实现 的减少空间样本增量的优点，并能够被用在陆地或海上环境。上 述的本发明是一种有效的地震勘探方法，然而，本领域的技术人 员应该理解的是，在不脱离本发明范围的前提下，根据上述教 导，能够实现本发明的很多的修正和变形。因此，应该理解的 是，本发明不是局限于在此结合附图所描述和显示的具体特征， 本发明的范围只由所附的权利要求限定。
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