[发明专利]用于根据地震信号来计算地震属性的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及地球物理勘探领域。更具体地，本发明涉及对与波传播方向有关的属性进行计算的领域。

背景技术

在油和燃气工业中，通常使用地球物理勘探来帮助对地层的搜索和评估。地球物理勘探技术产生地球的地表下结构的知识，这些知识对找到和提取有价值的矿物资源、特别是诸如油和天然气的碳氢化合物沉积特别有用。熟知的地球物理勘探技术是地震勘测。在陆上地震勘测中，在地球表面上或者地球表面附近生成地震信号，然后该地震信号下行到地球的地表下中。在海洋地震勘测中，地震信号还可以下行通过覆盖地球的次表面的水体。可以使用地震能源来生成地震信号，该地震信号在传播到地球中之后至少部分被地表下地震反射体反射。这样的地震反射体通常是具有不同的弹性特性(特别地为声波速度和岩石密度)的地层之间的界面，所述不同的弹性特性导致界面处的声阻抗的不同。所反射的地震能量被地球表面处的或其附近的、覆盖水体中的或钻孔中已知深度处的地震传感器(也被称为地震接收器)检测，并且被记录。

处理在执行地震勘测中所获得的结果地震数据以产生与被勘测区域中的地层的特性和地质构造有关的信息。对经过处理的地震数据进行处理以用于显示和分析这些地层的潜在的碳氢化合物含量。地震数据处理的目的是从地震数据中提取尽可能多的关于地层的信息，以便对地表下地质充分地成像。为了识别地球地表下可能找到石油存储的位置，在收集、处理和解释地震数据方面花费了巨额资金。根据所记录的地震数据来构造定义感兴趣的地下土层的反射体表面的处理提供地球在深度或时间方面的图像。

产生地球的地表下结构的图像以便使得解释器能够选择最可能具有石油存储的位置。为了证实石油的存在，必须钻井。通过钻井来确定是否存在石油沉积是非常昂贵和耗时的任务。由于这一原因，存在对改进地震数据的处理和显示以便产生地球的地表下结构的图像的持续需求，其将改进解释器(无论是由计算机还是人来进行解释)估计在地球地表下的特定位置处存在石油存储的可能性的能力。

用于在陆上地震勘测中生成地震信号的适当的地震源可以包括炸药或振动器。海洋地震勘测通常采用浸入水中的地震源，该地震源由船舶牵引并且被周期性地激活已生成声波场。生成波场的地震源可以是多种类型的，包括小型炸药包、电火花或电弧、海洋振动器以及典型的枪。地震源枪可以是水枪、蒸汽枪以及更典型的空气枪。通常，海洋地震源不是由单个源元件组成，而是包括空间分布的源元件阵列。这样的布置对于当前最常见的海洋地震源形式即空气枪来说更是如此。在空气枪阵列中，每个空气枪通常存储并且迅速释放不同体积的高度压缩的空气，从而形成短持续时间的脉冲。

适当类型的地震传感器通常包括粒子速度传感器(特别是在陆地勘测中)以及水压传感器(特别是在海洋勘测中)。有时使用粒子位移传感器、粒子加速度传感器或压力梯度传感器来代替粒子速度传感器，或者除了使用粒子速度传感器之外还使用粒子位移传感器、粒子加速度传感器或压力梯度传感器。在本领域中，粒子速度传感器和水压传感器通常分别被公知为地震检波器和水下地震检波器。可以独立地部署地震传感器，但是更通常地以传感器阵列部署地震传感器。另外，在海洋勘测中，压力传感器和粒子速度传感器可以被部署在一起，以成对的或空间阵列对的方式布置在一起。

粒子运动传感器(诸如地震检波器)具有方向灵敏性，而压力传感器(诸如水下地震检波器)没有。因此，由被布置为聚拢靠近的地震检波器和水下地震检波器检测到的上行的波场信号将是同相的，而下行的波场信号将被记录成具有180度的相差。已提出了使用该相差来降低由表面反射引起的频谱陷波以及衰减水生多次波(如果记录是在海底完成的话)的各种技术。应该注意的是，用于替换将地震检波器和水下地震检波器协同定位的方式是具有足够空间密度的传感器，以使得由地震检波器和水下地震检波器记录的相应波场可以被插值或外推以在相同位置处产生两个波场。

使用牵引拖缆的传统3D(三维)海洋地震采集可以导致纵列方向(平行于牵引拖缆)、交叉线方向(垂直于牵引拖缆)或者甚至这两个方向上的空间混叠。纵列方向上的牵引拖缆中的采样密度通常比交叉线方向上的更密集。不对称性是因为不同的拖缆中的接收器之间的间距比相同拖缆中的接收器之间的间距更宽。该不对称性可以导致交叉线方向上的采样数据的空间混叠。然而，在纵列方向上也可以存在空间混叠。例如，纵列方向混叠可能是处理具有大出射角的高分辨率浅层地震数据时的问题。在海底线缆中，沿着线缆的接收器间距可能比牵引拖缆中的典型的12.5米的间距更粗。另外，在间距固有地比共炮点域中的间距更粗的域中，混叠可能成为问题。例如，在共接收器域中炮间隔可能是50米之多。