[发明专利]用于由双传感器海上地震信号确定地层品质因数的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及海上地震数据采集和处理的领域。更具体 地，本发明涉及用于处理海上地震信号以确定地表下岩层的某些特征 的方法。

背景技术

在本领域中，已知地震勘探用于确定地球表面下岩层的构 造和声学性质。地震勘探一般包括以选择的图案在地球表面上布置地 震传感器的阵列，以及有选择地起动位于地震传感器附近的地震能量 源。该能量源可以是爆炸物、振动器，或者在例如湖泊或海洋之类的 水体中执行地震勘探的情况下，是一个或多个气枪或水枪。

从该源发出的地震能量穿过地表下岩层直到它到达地层 的声学阻抗边界。声学阻抗边界典型地发生在地层的成分和/或机械性 质改变之处。这样的边界通常被称为“地层边界”。在地层边界处， 一些地震能量被反射回地球表面。该反射的能量可以由布置在表面上 的一个或多个地震传感器检测。本领域中巳知的地震信号处理把确定 地面下的地层边界的深度和地理位置作为许多目标之一。由地震能量 到地层边界和回到表面处的传感器的传播时间来推断地层边界的深度 和位置。

在海洋及其它水体中执行地震勘探(“海上地震勘探”) 以确定水底之下的岩层的构造和声学性质。本领域中巳知的海上地震 勘探系统包括牵引一个或多个地震能量源的船和牵引一个或多个“拖 缆(streamer)”的相同的或不同的船。拖缆是由船牵引的电缆中的 地震传感器的阵列。通常，地震勘探船将牵引被配置为以选择的图案 彼此隔开选择的横向距离的多个这样的拖缆，以使得能够相对完全确 定三维的地质构造。通常，拖缆中的传感器是压力响应传感器，例如 水听器。近年来，拖缆已经被设计为包括压力响应传感器和粒子运动 响应传感器两者。在一些以前的拖缆中，基本上并置(collocate)压 力响应传感器和运动响应传感器。在Tenghamn等人的并且转让给本发 明的受让人的分支机构的美国专利No.7,239,577中描述了一种被称 为“双传感器”拖缆的这样的拖缆。

所关注的地表下地层的一个特征是所谓的“品质因数”。 品质因数是地震能量的随频率衰减的度量，也就是说，地震能量频率 和特定地层的衰减率之间的关系的度量。品质因数已经用作碳氢化合 物的存在的直接指示，以及其它用途。地震波的衰减的估计可以与地 震数据解释领域中的层速度的估计同样重要。地震波的衰减的估计提 供岩石学(岩石矿物成分)和储层特性(岩石孔空间流体含量、流体 成分、流体压力和岩石渗透率到流体流动)的另外的透视。

使用海上地震信号来估计品质因数已经证明是困难的，因 为海上地震信号对地震能量从水表面的反射导致的退化敏感。这样的 反射可能有害地与检测的从所关注的地表下特征反射的上行地震信号 干扰。地震能量的频谱通常在被称为“虚反射缺口(ghostnotch)” 的带内衰减。虚反射缺口的存在使得随频率衰减的解释变得困难并且 有误差。

继续需要用于由海上地震数据估计地表下地层的品质因 数的技术。

发明内容

根据本发明的一方面，一种用于估计地层品质因数的方法 包括：确定使用在水体中的选择深度处布置的并置压力响应传感器和 运动响应传感器记录的地震信号的上行压力波场。上行波场具有通过 组合压力响应的信号和运动响应的信号而衰减的水表面虚反射的频谱 效应。通过确定上行压力波场中的第一地震事件和第二地震事件之间 的振幅频谱差来确定品质因数。

根据本发明的另一方面，一种用于地震勘探的方法包括： 在水体中的隔开的位置处布置多个并置的压力响应地震传感器和运动 响应地震传感器。在选择的时间在水体中起动地震能量源。记录由并 置的传感器响应地震能量产生的信号。上行压力波场被确定为具有通 过组合来自于多个并置的传感器中的每一个的并置的压力响应信号和 运动响应信号而衰减的水表面虚反射的频谱效应。通过确定上行压力 波场中的第一地震事件和第二地震事件之间的振幅频谱差来估计水体 的底部之下的地层的品质因数。

通过下面说明书和所附的权利要求书，本发明的其它方面 和优点将变得明显。

附图说明

图1显示获得地震数据以用于根据本发明的方法的示例。

图2显示处理双传感器数据的流程图。