[发明专利]用于管理多船地震系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理数据采集。

更确切而言，本发明涉及海上地震采集，这种海上地震采集需要若干艘船，以对海底地壳进行成像。

具体而言，本发明涉及一种用于管理多船地震系统的方法，所述多船地震系统包括：第一船(也称作“监听船(listener vessel)”)，其具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器；以及第二船(也称作“爆破船(shooter vessel)”)，其包括在确定的时刻执行爆破的至少一个震源。所述方法包括以下步骤：由记录系统来记录地震传感器所获得的地震数据；以及将所记录的地震数据(第一文件)和有关爆破的爆破数据(第二文件)进行组合，以获得组合数据(第三文件)，通过对所述组合数据进行解译，能够获得海底表示(seabed representation)。

实际上，多船地震系统通常包括两艘以上的船，例如，其中有若干艘爆破船以及若干艘监听船。此外，一些船既可以作为爆破船又可以作为监听船。然而，下文中仅考虑一对船的简单情况，所述一对船包含一艘爆破船和一艘监听船。事实上，任何复杂多船系统都可以分解成多个前述类型的简单情况，这是因为：

●尽管存在若干艘爆破船，但是这些爆破船可以在同一时间爆破；

●尽管存在若干艘监听船，但是每艘监听船的工作方式都与爆破船相同；

●尽管一艘船既可以作为爆破船又可以作为监听船，但是这艘船每次只可以具有一种工作状态。

本发明尤其可以应用于石油勘探业，但也可以应用于在海上环境中使用地球物理数据采集网络的任何领域。

背景技术

为了在勘测区域中执行海上地震采集，通常使用震源(枪、振动源等)和地震传感器。传感器安置在电缆中，称作拖缆或线性天线。若干根拖缆一起使用，便形成数以千计传感器的阵列。震源和拖缆均由船来牵引。船一般牵引一根或多根拖缆，并且可以配备(或不配备)震源。

为了在海上环境中收集地球物理数据，启动由至少一艘爆破船牵引的一个或若干个浸没式震源，以产生单脉冲或连续扫过的能量。每个震源所产生的信号穿过地壳的各层，并且反射信号被至少一艘监听船所牵引的拖缆中的传感器(水听器)捕获。

随后，记录系统将所有传感器在几秒钟的时间段(称作记录长度)内收集到的数据存储成数据集(通常是SEG-D格式的文件)。对SEG-D文件中包含的地震数据进行解译，以便计算出地壳的3D图像。

每次采集时的震源和地震传感器的理论位置在称作“预定表(preplot)”的特定文档中有所描述：越是遵照预定表的要求，地壳的成像质量就越高。多亏人们所熟知的测量手段(GPS、RGPS、声响装置、罗盘、深度传感器等)，得以知晓所有设备(水听器和枪)的实际位置。

采集过程是由综合导航系统(INS)来控制和监测的，所述综合导航系统的作用为：根据预定表中的几何结构，计算传感器和震源的位置，驱使船沿着它们的采集路径航行；以及启动震源以在所需位置执行地震采集。

通过交换空间事件(称作靶心)与时间事件(称作爆破(shots))，可以实现(震源与传感器之间的)这种时间和空间同步，其中空间事件给出了每艘船应处的位置(这样就给出了传感器和震源的位置)，而时间事件给出了启动震源的时间。

为了进一步提高地震成像的质量，目前以多船操作的方式执行地震勘测，以对地壳进行宽方位照明。在此情况下，起始脉冲经由无线电调制解调器线传输到参与勘测的一艘或多艘船。在多船操作过程中，一种已知的解决方案为，将爆破管理集中到一艘特定的船上，该船称作主船(master vessel)。例如，此主船牵引多根地震拖缆并且还牵引一个或多个震源(例如，枪)。

所有船的位置信息都发送到此主船，主船继而根据预定表来生成所有船的空间和时间事件。信息流通过无线信道得到实时交换，然而，由于存在衰减、各船之间的距离较长、路径较多并且存在浮动障碍物，因此这种交换并非百分之百可靠。

参考图1，该图示意性地示出了这种多船海上地震采集的一个实例。

如上文所述，为了简单起见，考虑一对船的简单情况，所述一对船包含牵引震源G2(例如，枪)的爆破船V2以及牵引多根拖缆S1的监听船V1。此外，假设监听船V1是主船，而爆破船V2是从属船。主船V1的移动平行于从属船V2。拖缆S1包含地震信号接收传感器(例如，水听器)，用于从震源G2接收信号反射。

震源G2由位于从属船V2上的震源控制器来控制。拖缆S1所接收的信号由地震记录器记录在主船V1上。