[发明专利]分离与脉冲和非脉冲源关联的地震数据的方法和系统

说明书

描述分离与脉冲和非脉冲源关联的地震数据的方法和系统。脉冲和非脉冲源可由独立勘测船拖曳经过水域。经过地层之上的水域所拖曳的一个或多个拖缆的接收器生成地震数据，其表示地层响应同时激活脉冲源和非脉冲源所生成的独立源波场而产生的反射波场。方法和系统包括将地震数据分离为与脉冲源关联的脉冲源地震数据以及与非脉冲关联的非脉冲源地震数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月20日提交的临时申请No.62/065882的权益。

背景技术

海洋勘测通常采用通过一个或多个水下脉冲源所产生的声信号来照射位于水域下面的地层。典型脉冲源包括气枪阵列，其每个通过软管来连接到位于勘测船(其拖曳脉冲源经过水域)上的压缩机。各气枪具有腔室，其以所选充装压力来存储压缩空气或气体。脉冲源可通过电子触发气枪来激活。当触发气枪时，迫使空气或气体经过出气口进入水中，从而创建高压、振荡首发气泡，之后接着较小振荡二发气泡的泡沫。由单个气枪所产生的首发气泡的气泡振荡周期可与气枪腔室的体积以及腔室中存储的空气或气体的充装压力相关，如下所示：

其中

T是气泡振荡周期；

P是气枪的空气或气体充装压力；

V是气枪腔室体积；

P₀是大气压力；

ρ是水的密度；

g是地球重力加速度；

D是气枪在水中的深度；以及

K是取决于上述参数的测量单位的常数。

首发气泡振荡的振动频率为f＝1/T。振荡首发气泡以允许声能传播到地层中的振动频率来创建声能。

阵列的气枪可采用特定腔室体积来选择，并且工作在所选充装压力，使得当气枪几乎同时激活时，产生期望声信号。声信号以允许声能传播到地层中的频率进行振动。按照等式(1)，气枪阵列的最低频率气泡振荡f_low是最长气泡振荡周期T_longest的倒数，最长气泡振荡周期由具有最大腔室体积和/或最高充装压力的气枪产生。

虽然气枪阵列广泛用于海洋勘测中，但是气枪阵列通常没有配置有以低于大约8Hz的频率来生成声能的气枪。等式(1)指示在理论上应当有可能，通过简单增加最大气枪的腔室体积和/或以更高充装压力操作某些气枪，增加气泡周期T(即，扩大气枪阵列频谱的低频端)。虽然在理论上也许有可能构建这类气枪，但是支持更大腔室体积所需的气枪的大小可能不切实际，并且会要求用来填充腔室的船载压缩机的容量的充分增加。气枪当工作在较高充装压力时还变成越来越不可靠。工作在海洋地震学的人们继续寻求方法和系统来扩大用来照射地层的声信号的低频范围。

附图说明

图1A-1B示出示例地震数据获取系统的侧视图和顶视图。

图2示出示例脉冲源的等距视图。

图3A示出由两个并置非脉冲源元件所组成的示例非脉冲源的等距视图。

图3B示出由位于不同深度的两个非脉冲源元件所组成的示例非脉冲源的等距视图。

图4示出脉冲源和非脉冲源的工作频率范围的一示例。

图5示出由源所生成的源波场的签名如何随距离而改变。

图6A-6B示出近场和远场签名的一示例。

图7示出脉冲源的脉冲源元件、虚拟脉冲源元件和压力传感器的笛卡尔坐标的一示例。

图8A-8B示出非脉冲源的非脉冲源元件、虚拟非脉冲源元件和压力传感器的笛卡尔坐标的一示例。