[发明专利]基于耦合振动器的大地模型的地震数据滤波

说明书

相关申请的引用

本申请是2010年10月14日提交的美国专利申请No.61/393,106的非临时申请，该专利申请在此整体引为参考，并要求其优先权。

背景技术

油气勘探行业采用地球物理学工具和技术以识别具有潜在碳氢化合物沉积物的地下结构。通常称为地震勘探，这些技术和工具通过记录呈从地质构造反射或折射的振动形式的能量，产生地下结构的图像。在地震勘探中，例如，由震源产生并传递到大地中的地震波在地下的岩石上反射。不同岩石之间的边界常常反射地震波，与这些地震波相关的信息被收集并处理从而产生地下的表现或者图像。

当由震源产生的地震波到达分隔声学密度不同的岩石的层面时，一部分波反射回表面，导致地表升高或下降，这取决于记录的是地震波的膨胀期还是压缩期。波的剩余部分被折射或衍射。称为地震测线的二维图像实质上是地球的与地震检波器的线路平行取向的截面视图。也可以作为地震测线的相交网格（称为3D地震体）收集所述信息。

任何数量的勘探系统都可以收集期望的信息以便处理。炸药爆炸、振动车、气枪等能够产生地震波。可以成行地布置诸如速度地震检波器、加速计和/或水听器之类的传感器，或者在水听器的情况下，可以拖曳传感器，以测量波离开震源，在岩石边界反射，并回到所使用的传感器所花费的时间。

图1中的示例地震系统10能够产生地球物理信息，以对地下结构成像。系统10具有与已知为震测排列的地震采集阵列12通信的中央控制器/记录器90。阵列12具有隔开的传感器站20，每个传感器站20可具有一个或多个传感器22。传感器22测量地球物理信息，并且可包括用于获得已知为3D地震的3维能量的3组件传感器。传感器22可包括加速计、速度地震检波器、麦克风等，并且阵列12可被部署在陆地或者海床位置。

震源30将声能传递到大地中，传感器22接收在地下结构中的边界处反射和折射后的能量。阵列12随后利用无线技术或其它通信技术，与中央控制器或记录器90交流传感器数据。

为了传递声能，震源30可以是振动器，比如图2中所示的振动器，不过可以使用其它类型的源。振动器30利用底板70和反应物料50，向大地传送作用力。对陆上地震来说，振动器30一般安装在运输车（未示出）上，运输车利用杆32/34将振动器30降低到大地。随着振动器30被降低，车辆的重量使底板70保持与地面接合，从而震源信号能够被传送到地球中。

反应物料50被直接定位于底板70上方，支柱52从底板70伸出，并穿过反应物料50，从而稳定反应物料50。在内部，反应物料50具有在其中形成的汽缸56，垂直延伸的活塞60延伸通过此汽缸56，且活塞60上的头部将汽缸56分成多个腔室。活塞60的两端连接到横梁54U-L，横梁54U-L连接到支柱52。

带有隔离器40的支脚36将底板70和杆34隔开，受拉构件42互连在支脚36和底板70之间。当使振动器30升高和降低到大地时，受拉构件42保持底板。最后，在支脚36的底部和底板70之间，还安装减震器44，以在它们之间隔离振动。

操作中，控制器80接收来自测量底板70的加速度的第一传感器85的信号，并接收来自测量反应物料50的加速度的第二传感器87的信号。根据来自这些传感器85/87的反馈，和操作振动器30的期望扫描信号，控制器80生成控制伺服阀组件82的导频信号。受驱动信号驱动，伺服阀组件82在液压流体供应源84和活塞60之间交替地输送液压流体。反应物料50在活塞60上往复振动。振动的反应物料50产生的作用力又通过支柱52和活塞60传递到底板70，使得底板70以期望的振幅和频率振动，或者扫掠，从而产生进入大地的震源信号。

当移动的反应物料50作用于底板70，从而将震源信号传递到地球中时，信号穿过大地，在间断面和地层处反射，随后朝着地表传播。在地表，图1的具有与大地耦合的地震检波接收器或者其它传感器22的阵列12检测反射的信号，图1的记录器90记录从地震检波接收器22接收的地震数据92。

在某个时刻，数据处理系统98接收来自地震记录器90的地震数据92（地震数据92还可包括来自地震振动器30的记录数据，如果诸如导频信号、加速度数据和加权和地面力是分开保存的话）。数据处理系统98可利用相关处理器使振动器30提供的计算的地面力和地震检波接收器22接收的地震数据92相关联。最后，关联的信息可被用于产生地球的地下结构的图像或表现。