三维双传感器拖缆数据中的波场分离方法

专利名称：三维双传感器拖缆数据中的波场分离方法
技术领域：
本发明一般地涉及地球物理勘探的领域。更具体地，本发明涉及海 洋地震数据处理。
背景技术：
在油气工业中，地球物理勘探一般被用于帮助对地下岩层的搜索和 评估。地球物理勘探技术产生(关于)地球地下结构的知识，这对寻找 和提取有价值的矿产资源，特别是烃类沉积如石油和天然气很有用。地 球物理勘探的一种广为人知的技术是地震勘测。在基于陆地的地震勘测 中，地震信号在地表上或附近产生，然后向下传播到地表之下。在海洋 地震勘测中，地震信号也可以经过在地表下覆盖的水层向下传播。地震 能量源被用来产生地震信号，该信号在传播到地球内部之后，至少部分 被地下的地震反射体反射。这种地震反射体典型地是地下岩层之间的分 界层，这些岩层具有不同弹性属性，特别是声波速率和岩石密度，其导 致分界层上的不同声阻抗。反射的地震能量被地表上或附近、在覆盖的 水体中、或凿洞中的已知深度的地震传感器(也被称为地震接收器)检
溯至)j并净皮i己录。
用于在陆地地震勘测中产生地震信号的合适地震源可以包括爆炸 物或振动器。海洋地震勘测典型地使用由船只拖拽、并被周期性地激活 来产生声波场的水下地震源。产生波场的地震源可以是几种类型，包括 小爆炸弹药量、电火花或电弧、海洋振动器、以及典型地，气枪。地震 源枪可以是水枪、蒸汽枪、且最典型地，气枪。典型地，海洋地震源不 只包括单个源部件，而是空间分布的阵列的源部件。这种布置对于气枪 由其如此，气枪是海洋地震源当前最常用的形式。
地震传感器的合适类型包括质点振速传感器，特别是在陆地勘测 中，以及水压传感器(典型地，水压梯度传感器)，特别是在海洋勘测 中。有时，质点加速度传感器代替或在质点振速传感器之外被使用。质 点振速传感器和水压传感器分别在地震检波器和水听器领域普遍为人
8所知。地震传感器可以单独部署，更一般地部署为传感器阵列。此外， 压力传感器和质点振速传感器可以在海洋勘测中 一起部署，成对或阵列 成对地布置。
在典型的海洋地震勘测中，地震勘测船在水面上行进，典型地以5
节的速度，并装载了地震获取装置，例如航海控制器、地震源控制器、 地震传感器控制器，以及记录装置。地震源控制装置使由地震勘测船在 水体中拖行的地震源在选定的时间启动。地震拖缆，也被称为地震缆线，
是由拖行地震源的地震勘测船或另 一 地震勘测船在水体中拖行的类似 缆线的伸长结构。常规地，地震拖缆包括压力传感器例如水听器，但建 议地震拖缆在水听器之外包括水质点振速传感器例如地震检波器或质 点加速度传感器例如加速计。压力传感器和质点运动传感器被接近地部 署，沿着地震缆线成对或阵列成对地布置。
执行勘测得到的结果地震数据被处理，以产生与勘测区域的地质结 构和地下岩层属性相关的信息。被处理的地震数据被处理用于显示和分 析这些地下岩层中的潜在烃类含量。地震数据处理的目标是从地震数据 中提取尽可能多关于地下岩层的信息，以充分描绘地质地表下(结构)。 为了识别地球的地表下可能找到石油积聚的位置，大量金额的资金花费 在搜集、处理和解析地震数据上。从记录的地震数据构造定义感兴趣的 地下地层的反射层，提供了地球深度或时间上的图像。
地球地表下的结构的图傳j皮产生，以4吏解析器(interpreter)选 择最有可能具有石油积聚的位置。为了验证石油的存在，必须钻井。钻 井以确定石油储藏是否存在，是非常昂贵和耗时的任务。为此，存在持 续的需求来改善对地震数据的处理和显示，从而产生地球地表下结构的
图像，其可以提高解析器的能力，无论该解析是由电脑或人完成，以估 算在地球地表下特定位置存在石油积聚的可能性。
双传感器拖缆反射地震数据由压力场和垂直质点振速场记录构成。 对地震数据的处理链的中心要素是它被分离为仅包括压力波场的上行 和下行分量的记录。该分离可以在将数据变换到频率-波数(h-i^)域， 分别取压力记录的频率-波数频语和垂直质点振速记录的频率-波数频
谱的经过缩放的形式之间的差值及之和两者，并将得到的频语除以2后 执行。(注意，通过简单使用前面的缩放滤波器的逆，可以可替换地通 过分别取垂直质点振速记录的频率-波数频镨和压力记录的频率-波数频谱的经过缩放的形式之间的差值及之和，并将得到的频谱除以2,得 到垂直质点振速波场的上行和下行分量)。从频率-波数域逆变换回时 空域生成期望的上行和下行波场分量。在该过程中，只有垂直质点振速 记录(或可替换地，只有压力记录)被缩放改变。对于非易散性
(non-evanescent )能量，其在频率-波数域中被实滤波器缩放，该滤 波器对于给定频率随着增加的波数而系统地增加。但是，在与拖缆交叉 方向上的空间假频(aliasing)在海洋地震勘测中很普遍。在与拖缆交 叉方向假频的情况下，能量被限制(wrap)到较低的交叉拖缆波数Ay。 随后，如果没有考虑这些波数中的这些巻绕效应，则缩放滤波器从太低 的，错误的波数计算。于是，垂直质点振速记录(或可替换地，压力记 录)中的假频能量(aliased energy)被一直太低(或分别地，太高) 的滤波器系数缩放。
初始记录中上行和下行波场分量的叠加在对应的频率-波数频语中 引起接收器虛反射(ghost)凹槽(notch)的特定模式。每当记录的能 量在例如压力场的频谱中的特定频率-波数组合处被抵消，对应的记录 的能量在垂直质点振速的频谱中最大。但是，这种对应引起在压力记录
(或可替换地，垂直质点振速记录)的频率波数频谱中的凹槽处上行和 下行波场分量的不正确分离。在这些位置，对于垂直质点振速记录(或 可替换地，压力记录)，假频能量被不正确地缩放，从而得到的分离的 波场分量被不正确地计算。
从而，需要一种方法来分离3维双传感器拖缆地震数据中的上行和 下行波场分量，其可以适当地处理与拖缆交叉方向上的假频能量。

发明内容
本发明是用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场分 量的方法，该数据可能具有与拖缆交叉方向上的假频能量。来自拖缆数 据的压力记录和垂直质点振速记录被变换到波数域。在每个主测线波数 一系列缩放滤波器被应用到经过变换的垂直质点振速记录，其中 一 系列 缩放滤波器中的每个针对不同的交叉拖缆波数范围、在其中所有地震事 件近似线性的主测线道的块中被计算。压力频谱和经过缩放的垂直质点 振速频"i普;故组合，以分离上行和下行波场分量。；故分离的上行和下行波 场分量一皮逆变换回时空域。


通过参考下列详细描述和附图，本发明及其优势可以被更容易地理
解，在附图中
图1是说明用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场分
量的本发明的第 一 实施例的处理步骤的流程图2是用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场分量的
本发明的第二实施例的初始处理步骤的流程图3是说明本发明的一个实施例的用于处理来自图2的窗口的中间 处理步骤的流程图；并且
图4是说明本发明的一个实施例的处理来自图3的谱比的中间处理 步骤的流程图。
图5是说明如图1-4所示用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行 和下行波场分量的本发明的第二实施例的最后处理步骤的流程图6示出了本发明的方法中使用的示例性第三板的框图7示出了从图6的示例性第三板中的条创建的掩模的框图8示出了针对不同的最大去假频(dealias )阶次厶与本发明的 方法的结果相比的参考道的幅度频谱的图9示出了针对不同的最大去假频阶次Z,与本发明的方法的更多 结果相比的参考道的幅度频谱；
图10示出了由本发明的方法估算的信号以及它与去假频阶次力=" 的参考道的差值的图；并且
图11示出了由本发明的方法估算的信号以及它与去假频阶次Z=_5 的参考道的差值的图。
尽管本发明结合其优选实施例被描述，可以理解本发明不限于此。 相反，本发明旨在覆盖所附权利要求书定义的本发明的范围内的所有替 换、修改和等价物。
具体实施例方式
在可以为波场分离正确缩放垂直质点振速记录之前，其频谱需要被 合适地去假频。实现该目的的传统方法是在与拖缆交叉方向上的道内 插，以降低拖缆间隔并由此增加交叉拖缆Nyquist波数。本发明的方法提供了用于适当处理波场分离期间的假频能量的替换方案，而不需要明 显的道内插。
本发明的方法使用快速傅里叶变换(FFT)的周期性属性。但是，
不需要为波场分离计算内插道。替代地，在每个主测线波数h处若干个 缩放滤波器被应用到垂直质点振速记录的初始频谱。这些缩放滤波器中 的每个是针对不同的交叉拖缆波数范围计算的，并且仅作用于频谱中该 部分的能量，该部分是，或在假频能量的情况下应该是，在该波数范围 内。本发明的方法中的波场分离在主测线维度上定义的只包括近似线性 的地震事件的块中工作。仅为了描述的简单和清楚，在下列讨论中针对 单个块来描述过程。
图1 -5是说明用于波场分离的本发明的实施例的流程图。图1和2-5 分别示出了本发明的方法的两个实施例。图2示出了本发明的方法的第 二实施例的初始步骤，图3和图4示出了图2所示方法的进一步的中间 步骤，且图5示出了图2-4中示出的方法的最后步骤。
图6-11说明了参考图1-5讨论的流程图中描述的一些步骤。图6 和图7分别说明了i普比、第三板及其掩模。图8和图9说明了针对不同 的最大去假频阶次，得自本发明的方法的结果的幅度频谱的比较。图10 和图11分别说明了针对去假频阶次L=0和5由本发明的方法估算的信 号。
图1是说明用于分离在三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场 分量的本发明的方法的第 一 实施例的处理步骤。拖缆数据在与拖缆交叉 方向上可能具有假频能量，其可以被本发明的方法处理。
在步骤11中，来自双传感器拖缆数据的压力记录和垂直质点振速 记录从时空力域变换到主测线波数U-h-力域，其中f表示时间， 义和/分别为主测线和交叉拖缆(联络测线)维度，且h是主测线波数。
在步骤12中，在每个主测线波数h上一系列缩放滤波器被应用到 来自步骤11的经过变换的垂直质点振速记录。于是，这些缩放滤波器 被应用到恒定h的切片。这些缩放滤波器系列中的每个针对不同的交叉 拖缆波数范围、并在其中所有地震事件近似线性的主测线道的块中被计 算。这些缩放滤波器中的每个仅作用于频率-波数频谱中适当部分的能 量，所述部分在非假频能量(unaliased energy)的对应波数范围中， 或应该在假频能量的对应波数范围内。
12在步骤13中，压力频谱和来自步骤12的经过缩放的垂直质点振速 频谱被组合，以分离上行和下行波场分量。
在步骤14中，来自步骤13的分离的上行和下行波场分量被逆变换 回时空U-z-力域。
图2的流程图示出用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行 波场分量的本发明的方法的第二实施例的初始处理步骤。拖缆数据可能 具有与拖缆交叉方向上的假频能量。图2在如上参考图1讨论的第一实 施例的讨论上扩展。
在步骤20中，压力和垂直质点振速记录在时空"-x-力域中一皮分为 块。每个块包括交叉拖缆(/)维度中的所有道以及时间(/)维度中的 所有道采样点。但是，块在主测线(,)维度上被限制，使得块中的所 有地震事件近似线性。从而，块在主测线维度上可重叠。当块重叠时， 它们必须在波场分离后^皮适当地组合。
在步骤21中，来自步骤20的块被选择。
在步骤22中，在步骤21中选择的块中的压力和垂直质点振速记录 从卜,-/域变换到h-y域。
在步骤23中，都来自步骤22的具有恒定h的两个切片， 一个是经 过变换的垂直质点振速记录的， 一个是对应的压力记录的，被选择。
在步骤24中，在步骤23中选择的具有恒定h的两个切片被分为若 干个窗口，所述窗口包括交叉拖缆维度中所有的道，但不一定包括时间 维度中的所有道采样点。这些窗口可在时间维度上重叠。当窗口重叠时， 它们必须在波场分离后浮皮合适地组合。
在步骤25中，都来自步骤24的两个对应的窗口 ， 一个来自压力记 录， 一个来自垂直质点振速记录，被选择。
在步骤26中，最大去假频阶次，由Z指定的整数，被选择。初始 交叉拖缆波数范围对应于Z=0。
在步骤27中，在步骤25中选择的窗口被发送到图3的步骤31用 于进一步的处理。
在步骤28中，确定在步骤23选择的具有恒定h的切片中，是否还 有任何更多的窗口要在步骤25中被选择。如果还有更多的窗口要被选 择，则过程回到步骤25。如果没有更多的窗口要被选择，则过程进入下 一步骤29。在步骤29中，确定是否还有更多的具有恒定h的切片要在步骤23 中被选择。如果还有更多的切片要被选择，则过程回到步骤23。如果没
有更多的切片要被选择，则过程进入下一步骤30。
在步骤30中，确定是否还有更多的块要在步骤21中被选择。如果 还有更多的块要被选择，则过程回到步骤21。如果没有更多的块要被选 择，则过程对于图2中的流程图结束。现在过程进入图3中的流程图。
图3的流程图示出本发明的一个实施例的用于处理来自图2的窗口 的处理步骤。每个这样的窗口经历以下的流程。
在步骤31中，两个选择的窗口从图2的步骤27得到， 一个来自压 力记录， 一个来自垂直质点振速记录。
在步骤32中，为当前h以及期望的交叉拖缆波数范围计算要在波 场分离中应用的缩放滤波器，所述期望的交叉拖缆波数范围是数据窗口 给出的Nyquist波数范围的Z倍。
在步骤33中，来自步骤31的垂直质点振速记录的窗口在交叉拖缆 维度中，以其道数的Z倍被零道填充。这里，Z是在图2的步骤26中选 择的最大去假频阶次。
在步骤34中，来自步骤33的垂直质点振速记录经过填充的窗口在 时间维度中，以其道中采样数量的Z倍被零采样填充，生成第一扩展记 录。这里，力是在图2的步骤26中选择的最大去假频阶次。
在步骤35中，来自步骤34的第一扩展记录在每两个实况道(live trace)之间被周期性地置零Z个道，生成第二扩展记录。
在步骤36中，分别来自步骤34和35的垂直质点振速记录的第一 和第二扩展窗口从主测线波数(卜h-力域变换到频率-波数 域。分别地，来自步骤34的第一扩展记录的频谱在下面被称为"第一 频谱"，而来自步骤35的第二扩展记录的频谱被称为"第二频谱"。 频率和波数范围现在具有在图2的步骤25中选择的窗口的初始频谱中 存在的采样的(ZW)倍数量的采样。分别地，在初始频谱的频率波数域 中的采样数量对于频率维度被称为"A而对于交叉拖缆波数维度被称为 政
在步骤37中，来自步骤36的第一频语和第二频谱两者的频率范围 都被缩小，仅考虑所有波数最内部的"/个抽样。
在步骤38中，少量白噪声被加到来自步骤37的被缩小的第二频谱。增加白噪声是为了防止在下一步骤39中第二频谱作为除数使用时太小 的问题。
在步骤39中，取来自步骤37的第一频语和来自步骤38的第二频 语的比率。第一和第二频谱的结果比率在下面被称为"第三板"。
在步骤40中，来自步骤32的缩放滤波器和来自步骤39的第三板 被发送到图4的步骤41用于进一步的处理。过程对于图3的流程图结 束，且过程现在进入图4的流程图。
图4是说明用于处理来自图3的谱比的本发明的方法的中间处理步 骤的流程图。
在步骤41中，缩放滤波器和第三板从图3的步骤40得到。 在步骤42中，来自步骤41的第三板被分为2乘(L+1)条，每条在
波数域中具有，个采样。这些条从-Z到Z编号，即，从负Z索引到正乙 2索引。
在步骤43中，每两个对应的条组合为一个掩模，将具有正Z索引 的条移到初始正波数范围，并将具有负Z索引的条移到初始负波数范围。 如果Z是奇数，交换两条的位置。在步骤42和43中，U+l)个掩模被 创建，每个具有/ /乘汲个采样。
在步骤44中，来自步骤41的缩放滤波器被分为2乘U+1)条，每
条在波数域中具有，个采样。这些条从-Z到力编号。
2
在步骤45中，每两个对应的条被组合为一个滤波器，将具有正Z 索引的条移到初始正波数范围，并将具有负Z索引的条移到初始负波数 范围。如果Z是奇数，交换两条的位置。在步骤44和45中，U+l)个 滤波器被创建，对应于在步骤42和43中创建的(Z+l)个掩模，且作用 于掩模的不同波数范围上。
在步骤46中，由在相同频率波数采样处的所有掩模的采样构成的 所有矢量被规格化。该规格化是确保在分离的波场中不引入额外能量所 必需的。
在步骤47中，对应的滤波器和掩模乘在一起，以创建各缩放滤波 器系列。
在步骤48中，在步骤47中创建的各缩放滤波器系列被发送到图5 的步骤51用于进一步的处理。图5是说明如图1-4所示的用于分离三维双传感器拖缆数据中的上 行和下行波场分量的本发明的方法的第二实施例的最后处理步骤的流程图。
在步骤51中，各缩放滤波器系列从图4的步骤48得到。
在步骤52中，来自步骤51的各缩放滤波器系列被应用到来自图2 的步骤25的垂直质点振速记录的窗口的初始频i普。
在步骤53中，对来自步骤52的垂直质点振速记录的窗口的所有得 到的经过滤波的频谱求总和。该总和生成该窗口中的垂直质点振速记录 的经过缩放的频语。
在步骤54中，来自图2的步骤25的窗口中的压力记录的频-潜和来 自步骤53的窗口中的垂直质点振速记录的经过缩放的频谱;故组合。这 产生窗口中上行和下^f亍波场的频-潜。
在步骤55中，来自步骤54的上行和下行波场的所有频谱从频率-波数(/-h-域逆变换到主测线波数/)域。
在步骤56中，针对恒定h的切片中的来自图2的步骤24的所有窗 口，来自步骤55的逆变换的频i普;波组合。该组合产生切片中的上行和 下4亍》皮场。
在步骤57中，来自步骤56的，包括从来自图2的步骤23的切片 计算的上行和下行波场的所有切片在块中组合。该组合产生t-h-/域中 的块中的上行和下行波场的记录。
在步骤58中，来自步骤57的上行和下行波场分量从主测线波数 (卜h-》域逆变换回时空(卜x-力域。该变换产生块中的时空域中的上行 和下行波场分量。
在步骤59中，从步骤58得到的块中的上行和下行波场分量被组合， 产生最后的时空域中的上行和下行波场分量。
通过也为压力记录对每个窗口计算掩模系列、并在规格化步骤之前 将它与用于垂直质点振速记录的系列相组合，本发明的方法可以进一步 稳定。这样，两种记录的共模信号被强化，并且随机噪声的影响被降低。 本方法目的在于从其在较低频率的比率预测假频和非假频能量的比率。 本发明的方法在时间窗口中的应用是被期望的，因为本方法假设有限数 量的局部线性事件。
上面描述的本发明的方法针对其中垂直质点振速记录被缩放而压
16力记录没有被缩放的实施例。可替换地，本发明的方法包括可替换的实 施例，其中压力记录被缩放而垂直质点振速记录没有。上述讨论可以直 接被修改，以包括该可替换的实施例。仅需要交换对压力记录和垂直质 点振速记录的引用。
本发明在上面被作为一种方法讨论，仅用于说明性的目的，但也可 以被实现为一种系统。本发明的系统优选地以计算机工具，特别是数字 计算机，和其它常规数据处理装置一起来实现。这样的数据处理装置， 在该领域广为人知，将包括计算机处理装置的任意合适组合或网络，包 括但不限于，硬件(处理器、临时和永久存储设备、以及任何其它合适 的计算机处理装置)、软件(操作系统、应用程序、数学程序库、以及 任何其它合适的软件)、连接(电、光、无线或另外的)、以及外围设
备(输入输出设备例如键盘、点击设备和扫描仪；显示设备例如监视器 和打印机；存储媒介例如磁盘和硬盘，以及任何其它合适的装置)。
另外，注意到在上面的图5的步骤54中的分离上行和下行波场分 量，可以在上面的图5的步骤52中将缩放滤波器系列应用到窗口中的 垂直质点振速频谱之后的任意点被执行。步骤顺序的任意得到的改变在 本发明的方法之内。
创建掩模的过程以及提出的方法的效果在后面的图中示出。使用的 数据是使用距离为25m的23条拖缆来向前建模的(forward modeled)。 该模型由在与拖缆交叉方向上具有60°倾斜而在拖缆方向上没有倾斜 的单个反射器构成。后面的图示出了 h-。的切片的结果。没有窗口化在 时间维度被应用，因为数据仅包括单个反射事件和对应的接收器虛反 射。
图6是说明如本发明的方法中使用的示例第三板的图示。图6示出 了在对每个波数减少到刀/个抽样之后的示例第三板。用来构造掩模的条 61被垂直线62分开。这些条从L=-5到L=5编号和标注。
图7是说明从图6中的示例第三板中的条创建的掩模的图示。图7 示出了被重排列为掩模71直到L=4的图6的条。示出了在规格化之后 的掩模，该规格化是图4中的步骤46。每个掩模具有和垂直质点振速记 录的初始频谱相同的采样数量。
图8-11示出了对于道数量11,建模的无虚反射(ghost-free)压 力场(参考)和估算的压力场之间的比较。图8示出了参考道的幅度频谱81与本发明的方法对于不同的最大去假频阶次L的结果82比较的图。 图9示出了参考道的幅度频谱91与本发明的方法对于不同的最大去假 频阶次L的更多结果92比较的图。选择的去假频阶次越高，直到其估 算道的频谱等于参考道的频语的频率越高。
图10示出了对于去假频阶次L=0，由本发明的方法估算的信号101 以及它与参考道的差102的图。图11示出了对于去假频阶次L=5,本发 明的方法估算的信号111以及它与参考道的差112的图。
应该理解，上面仅是对本发明的特定实施例的详细描述，并且在不 偏离本发明的范围的前提下，可以根据本公开对公开的实施例进行多种 改变、修改和替换。因此上面的描述不是要限制本发明的范围。而是， 本发明的范围只被所附权利要求及其等价物确定。
权利要求
1. 一种用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场分量的方法，包括将来自拖缆数据的压力记录和垂直质点振速记录变换到主测线波数域；在每个主测线波数将一系列缩放滤波器应用到经过变换的垂直质点振速记录，其中缩放滤波器系列中的每个针对不同的交叉拖缆波数范围、并在其中所有地震事件近似线性的主测线道的块中被计算；组合压力频谱和经过缩放的质点振速频谱，以分离上行和下行波场分量；以及将分离的上行和下行波场分量逆变换回时空域。
2. 如权利要求l所述的方法，其中，将来自拖缆数据的压力记录 和垂直质点振速记录变换到主测线波数域包括分别从安装在拖缆中的压力记录器和垂直质点振速记录器取回压 力i己录禾口垂直质点#~速i己录；在拖缆数据中选择多个块，每个块包括交叉拖缆维度中的所有道、 时间维度中的所有道采样点、以及主测线维度中的仅足够的道，使得每 个块中的所有地震事件是近似线性的；在每个块中选择具有恒定主测线波数的多个切片；将每个切片分为多个窗口 ，每个窗口包括交叉拖缆维度中的所有 道；以及对每个窗口执行以下步骤 为窗口选择最大去假频阶次Z;为主测线波数和交叉拖缆波数的选择范围计算缩放滤波器； 用零道和零采样填充窗口，产生第一扩展记录； 用零采样周期性地置零第一扩展记录，产生笫二扩展记录； 将第一和第二扩展记录变换到频率波数域，分别产生第一和第二频i普；缩小第一和第二频语；以及 取第一频谱与第二频语的比率，产生第三板。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，交叉拖缆波数的选择范围是窗口的Nyqu i s t波数范围的L倍。
4，如权利要求2所述的方法，其中，用零道和零采样填充窗口包括在交叉拖缆维度中用零道以窗口中道数量的L倍填充窗口；以及 在时间维度中用零采样以道中采样数量的L倍填充窗口 。
5. 如权利要求2所述的方法，其中，用零采样周期性地置零第一 扩展记录包4舌周期性地在每两个实况道之间置零第二扩展记录L道。
6. 如权利要求2所述的方法，其中，缩小第一和第二频谱包括 将第一和第二频谱的频率范围缩小到最内部的采样，其频率范围大小等于经过变换的垂直质点振速记录中的频率数量。
7. 如权利要求2所述的方法，其中，取第一频谱和第二频谱的比率包括在除之前将少量白噪声加到第二频谱。
8. 如权利要求l所述的方法，其中，应用一系列的缩放滤波器包括将第三板分为卩(L+1)条，从-L到L编号； 将每两个对应编号的条组合为掩模； 将缩放滤波器分为2(L+l)条，从-L到L编号； 将每两个对应编号的条组合为滤波器； 规格化掩模；将对应的滤波器和掩模乘在一起，生成一系列缩放滤波器；以及 将缩放滤波器系列应用到经过变换的垂直质点振速记录。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，每个条在交叉拖缆波数维度 中包含的采样数量是经过变换的垂直质点振速记录中的一半。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，将每两个对应编号的条组合 为滤波器包4舌将具有正Z的条移到正波数范围；将具有负力的条移到负波数范围；以及 如果Z是奇数，交换条的位置。
11. 如权利要求8所述的方法，其中，规格化掩模包括 规格化相同频率波数采样处在所有掩模上的采样的所有矢量。
12. 如权利要求8所述的方法，其中组合压力频谱和经过缩放的垂直质点振速频谱包括对所有经过滤波的经过转换的垂直质点振速记录求总和，生成窗口 中的经过缩放的垂直质点振速频语；组合窗口中的压力频谱和经过缩放的垂直质点振速频语，产生窗口 中的上行和下行波场分量的频镨；将上行和下行波场分量的频谱从频率波数域逆变换到主测线波数域；将所有窗口中的上行和下行波场分量的经过逆变换的频谱组合为 恒定h的切片，生成切片中的上行和下行波场分量；将所有切片中的上行和下行波场分量组合为块，生成块中的上行和下行波场分量；将块中的上行和下行波场分量逆变换到时空域；以及 组合所有块中的上行和下行波场分量，生成分离的上行和下行波场分量。
13. —种用于分离三维双传感器拖缆数据中的上行和下行波场分量 的系统，包括在拖缆中安装的压力记录器和垂直质点振速记录器，分别记录压力 ^己录禾口垂直质点寺展速i己录；用于将来自拖缆数据的压力记录和垂直质点振速记录变换到主测 线波数域的装置；用于在每个主测线波数将 一 系列缩放滤波器应用到经过变换的垂 直质点振速记录的装置，其中缩放滤波器系列中的每个针对不同的交叉 拖缆波数范围、并在其中所有地震事件近似线性的主测线道的块中被计 算；用于组合压力频谱和经过缩放的质点振速频镨，以分离上行和下行 波场分量的装置；以及用于将分离的上行和下行波场分量逆变换回时空域的装置。
14. 如权利要求13所述的系统，其中，用于将来自拖缆数据的压 力记录和垂直质点振速记录变换到主测线波数域的装置包括用于在拖缆数据中选择多个块的装置，每个块包括交叉拖缆维度中 的所有道、时间维度中的所有道采样点、以及主测线维度中的仅足够的道，使得每个块中的所有地震事件是近似线性的；用于在每个块中选择具有恒定主测线波数的多个切片的装置；用于将每个切片分为多个窗口的装置，其中每个窗口包括交叉拖缆维度中的所有道；以及用于对每个窗口执行以下步骤的装置用于为每个窗口选择最大去假频阶次Z的装置；用于为主测线波数和交叉拖缆波数的选择范围计算缩放滤波器的装置；用于用零道和零采样填充窗口 ，产生第一扩展记录的装置； 用于用零采样周期性地置零第一扩展记录，产生第二扩展记录的装置；用于将第一和第二扩展记录变换到频率波数域，分别产生第一和 第二频i普的装置；用于缩小第一和第二频谱的装置；以及 .用于取第一频谱与第二频谱的比率、产生第三板的装置。
15. 如权利要求14所述的系统，其中，交叉拖缆波数的选择范围 是窗口的Nyqu i s t波数范围的L倍。
16. 如权利要求14所述的系统，其中，用于用零道和零采样填充 窗口的装置包括用于在交叉拖缆维度中用零道以窗口中道数量的L倍填充窗口的装 置；以及用于在时间维度中用零采样以道中采样数量的L倍填充窗口的装置。
17. 如权利要求14所述的系统，其中，用于用零采样周期性地置 零第一扩展记录的装置包括用于周期性地在每两个实况道之间置零第二扩展记录L道的装置。
18. 如权利要求14所述的方法，其中，用于缩小第一和第二频谱 的装置包括用于将第 一和第二频谱的频率范围缩小到最内部采样，其频率范围 大小等于经过变换的垂直质点振速记录中的频率数量的装置。
19. 如权利要求14所述的系统，其中，用于取第一频谱和第二频 谱的比率的装置包括用于在除之前将少量白噪声加到第二频谱的装置。
20.如权利要求13所述的系统，其中，应用一系列的缩放滤波器的装置包括用于将第三板分为编号为-L到L的2(L+l)条的装置；用于将每两个对应编号的条组合为掩模的装置； 用于将缩放滤波器分为编号为-L到L的2(L+l)条的装置；用于规:化掩模的装置；、 '"'用于将对应的滤波器和掩模乘在一起，生成一 系列缩放滤波器的装 置；以及用于将缩放滤波器系列应用到经过变换的垂直质点振速记录的装置。
21. 如权利要求20所述的系统，其中，每个条在交叉拖缆波数维 度中包含的采样数量是经过变换的垂直质点振速记录中的一半。
22. 如权利要求20所述的装置，其中，用于将每两个对应编号的 条组合为滤波器的装置包括用于将具有正Z的条移到正波数范围的装置；用于将具有负乙的条移到负波数范围的装置；以及 用于如果Z是奇数，交换条的位置的装置。
23.如权利要求2 0所迷的方法，其中，用于规格化掩模的装置包括用于规格化相同频率波数采样处在所有掩模上的采样的所有矢量 的装置。
24.如权利要求20所述的装置，其中，用于组合压力频谱和经过 缩放的垂直质点振速频语的装置包括用于对所有经过滤波的经过变换的垂直质点振速记录求总和，生成 窗口中的经过缩放的垂直质点振速频谱的装置；用于组合窗口中的压力频语和经过缩放的垂直质点振速频镨，产生 窗口中的上行和下行波场分量的频语的装置；用于将上行和下行波场分量的频谱从频率波数域逆变换到主测线 波数域的装置；用于将所有窗口的上行和下行波场分量的经过逆变换的频谱组合为恒定h的切片，生成切片中的上行和下行波场分量的装置；用于将所有切片中的上行和下行波场分量组合为块，生成块中的上行和下行波场分量的装置；用于将块中的上行和下行波场分量逆变换到时空域的装置；以及 用于组合所有块中的上行和下行波场分量，生成分离的上行和下行波场分量的装置。
全文摘要
本发明涉及三维双传感器拖缆数据中的波场分离方法。来自双传感器拖缆数据的压力记录和垂直质点振速记录被变换到主测线波数域。在每个主测线波数上一系列缩放滤波器被应用到经过变换的垂直质点振速记录，其中缩放滤波器系列中的每个针对不同的交叉拖缆波数范围、并在其中地震事件近似线性的主测线道的块中被计算。压力频谱和经过缩放的垂直质点振速频谱被组合来分离上行和下行波场分量。被分离的上行和下行波场分量被逆变换回到时空域。
文档编号G01V1/28GK101487899SQ20091000270
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月19日 优先权日2008年1月18日
发明者T·克吕弗 申请人:Pgs地球物理公司