[发明专利]可操纵的震源阵列和方法

说明书

技术领域

本发明所公开的主题的实施方案大体上涉及方法和系统，更明确地说，涉及用于当被拖行于水下时操纵震源阵列的机构和技术。

背景技术

海洋地震数据的采集和处理生成海底地球物理结构的轮廓（影像）。虽然该轮廓不能提供石油和天然气储层的准确位置，但对于在该领域受过训练的那些人员，该轮廓表明了这些储层存在或者不存在。因此，提供海底地球物理结构的高分辨率影像是一个持续的过程。

反射地震学是一种用以确定地球次表层的性质的地球物理勘探方法，这些信息在石油和天然气工业中是特别有用的。海上反射地震学基于将能量传到地层里的能量受控震源的使用。通过测量反射回到多个接收器所花的时间，可以估计造成此类反射的特征的深度。这些特征可能与地下烃沉积物相关联。

用来产生地震波并且记录所述地震波从现在地下地质结构的反射的传统系统，如图1所示。船10拖动设置于拖缆（streamer）12上的地震接收器11的阵列。拖缆可以设置成水平，即，平放在相对于海洋表面14相等的深度处。除了设置成水平，拖缆可以设置成具有其它空间布置。船10还拖动配置成发生地震波18的地震震源阵列16。地震波18朝向海底20向下传播并且穿透海底直到最后的反射结构22（反射器）反射了地震波。已反射的地震波24向上传播直到拖缆12上的接收器11检测到地震波24。基于接收器11采集到的数据，通过对采集到的数据的进一步分析生成了地下的影像。

地震震源阵列16包括多个个体震源元件。个体震源元件可以以各种模式（例如圆形、线性）在水中不同的深度进行分布。图2显示了船40拖行两条绳索42，所述两条绳索42各自的一端设置有导向器44。多条导入（lead-in）电缆46连接到拖缆50。多条导入电缆46也连接到船40。拖缆50通过分离绳索48相互保持期望的分离。多个个体震源元件52也连接到船40并且通过绳索54连接到导入电缆46。然而，该配置不能精确地控制多个个体震源元件52。换言之，除了通过改变导向器44的位置以外，不能调整震源阵列16的位置。

进一步而言，导向器44的存在引入了进一步的控制问题，由于导向器是依赖于水动力的，（例如，上升力）所述水动力通过穿过水的运动产生，用来向外拉拽拖缆50，以便相对于勘测过程中的船的路径保持拖缆50之间的分离。因此，水流或其它环境因素可能影响上升力，确定导向器相互靠近。因此，拖缆50和多个个体震源元件52的位置受到导向器位置的影响。

现在，随着四维（4-D）地球物理成像变得更加受期望，控制震源阵列的位置是重要的。4-D地球物理成像包括在不同时刻在相同次表层上重复进行的3-D地震勘测，以便确定次表层的地球物理结构的变化。因此，由于3-D勘测在时间方面是重复的，有时在几个月或几年之后，合意的情况是，用于生成地震波的震源尽可能接近地位于与对次表层以前的勘测相同的位置上。

因此，考虑到执行地震勘测的船目前所遇到的横流（cross-currents）、风、波浪、浅水和航行障碍，在相同位置处在不同的时刻安置相同的源阵列对于现有的震源技术具有挑战性。

因此，合意的情况是提供这样的系统和方法，所述系统和方法提供具有在被船拖行于水下的过程中得以放置于期望的位置的能力的可操纵震源阵列。

发明内容

根据一个示例性实施方案，存在在水体中生成声波的海上声学震源阵列。所述海上声学震源阵列包括第一外部震源子阵列和第二外部震源子阵列，每个子阵列包括一个或更多个体震源元件；连接到第一外部震源子阵列的第一致动器装置；以及连接到第二外部震源子阵列的第二致动器装置。第一致动器装置具有配置成连接至第一导入电缆的对应的电缆，并且第二致动器装置具有配置成连接至第二导入电缆的对应的电缆，以便震源阵列的位置沿着基本上垂直于震源阵列的路径的线总体上是可控的。

根据另一个示例性实施方案，存在在水体中生成声波的海上声学震源阵列。所述海上声学震源阵列包括配置成被船拖拽并且连接到拖缆而不连接到导向器的第一导入电缆和第二导入电缆；设置于第一导入电缆和第二导入电缆之间的第一外部震源子阵列和第二外部震源子阵列，每个子阵列包括一个或更多个体震源元件；连接到第一外部震源子阵列的第一致动器装置；以及连接到第二外部震源子阵列的第二致动器装置。第一致动器装置具有配置成连接至第一导入电缆的对应的电缆，并且第二致动器装置具有配置成连接至第二导入电缆的对应的电缆，以便震源阵列的位置沿着基本上垂直于震源阵列的路径的线总体上是可控的。