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专利名称：用于三维表面相关多次波预测中的数据重建的基于倾角的校正的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及地球物理勘探领域。更具体地，本发明涉及在海洋地震勘测中表 面相关多次波预测(multiple prediction)的领域。
背景技术：
在石油和天然气工业中，经常使用地球物理勘探来帮助搜寻和估计地层。地球物 理勘探技术得到了关于地球的地下结构的知识，其对找到和提取有价值的矿产资源，特别 是诸如石油和天然气的碳氢化合物沉积是有用的。地球物理勘探的一种公知技术是地震勘 测。处理在执行地震勘测中所获得的结果得到的地震数据，以得到与被勘测区域中地 层的地质结构和特性相关的信息。处理所处理的地震数据，以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，以便充分地对地下地质成像。为了识别在地球的地下中可能找到石油聚集的位置，花费 了大量金钱来收集、处理和解释地震数据。从记录的地震数据构建定义感兴趣地下地层的 反射层表面的过程以深度或时间提供地球的图像。产生地球地下的结构的图像，以使解释 器能够选择石油聚集的可能性最大的位置。在海洋地震勘测中，地震能量源被用来产生地震信号，在传播到地球中后，所述地 震信号至少部分由地下地震反射层反射。此类地震反射层通常是具有不同弹性特性地层之 间的界面，所述不同弹性特性特别是声波速度和岩石密度，其导致了界面处声阻抗的差异。 通过地震传感器(也被称之为地震接收器)来检测被反射的地震能量，并记录地震能量。在海洋地震勘测中用于产生地震信号的合适地震源通常包括由船舶拖拽并被周 期性激活以产生声波场的水下地震源。产生波场的地震源通常是空气喷枪或空气喷枪的空 间分布阵列。合适类型的地震传感器通常包括安装在拖拽的地震拖缆(seismic streamer)(也 称为地震电缆)内安装的粒子速度传感器(在本领域中也称为地震检波器)和水压传感器 (在本领域中也称为水听器)。地震传感器可被独立地部署，但通常以拖缆内传感器阵列部署。在被反射的波达到地震传感器后，所述波继续传播到水面处的水/空气界面，从 那里所述波被向下反射，并再次被传感器检测到。反射波继续传播并可再次通过水底或其它地层界面而被向上反射。被反射多于一次的反射波被称为“多次波(multiple)”，并且它 们通常被作为噪声处理。噪声的特定种类包括从水面至少反射一次的多次波，其被称之为 表面相关多次波。三维表面相关多次波预测(3D SRMP)，一种在地震数据中估计表面相关多次波的 过程，它是3D表面相关多次波消除(3D SRME)的一部分，3D SRME力图通过预测-减法过 程来削弱表面相关多次波。表面相关多次波首先从地震数据预测，然后从地震数据中减去 预测的多次波以留下噪声削弱信号。在该过程中的第一步包括构建用于源-接收器迹线 (trace)的多次波组成(contribution)聚集，其包括计算在空间区域上迹线对的卷积。第 二步包括构建包含主多次波反射的预测的多次波迹线，其包含叠加属于源-接收器迹线的 所有多次波组成迹线。第三步包括从原始地震数据中减去预测的多次波迹线。因此，针对特定源和特定接收器位置组合的、从地震数据预测3D表面相关多次波 的过程包含累积在可能链接(linkage)位置的表面区域上对成对迹线卷积的结果。然而， 将在所有链接位置处卷积的所有迹线对不是总能容易地从地震数据采集中得到。这是由于 源和接收器位置的欠采样，特别是在交叉线(cross line)方向上，这是在使用拖拽拖缆的 海洋地震数据采集中所固有的。此外，定位和导航系统的实际限制以及引起拖缆和源配置 偏离(feathering)的波流使源和接收器无法精确定位到它们期望的位置。存在很多方法旨在调整数据，以便重建丢失的数据。这些方法可被应用以产生用 于3D表面相关多次波预测的数据。这些业界已知的方法基于NMO (正常时差)、全DMO (倾 角时差)-反DM0、AMO (方位角时差)、或偏移算子。这些方法的共同点在于它们旨在从采 集的数据产生与期望迹线更相似的新数据。因此，存在这样的需要一种用于数据重建的方法，其从已采集的迹线集合产生期 望的迹线，以便获得更准确的3D表面相关多次波预测。

发明内容
本发明是一种用于3D表面相关多次波预测中数据重建的、基于倾角的校正方法。 为将被重建的期望迹线确定地震数据中的最适合(best fitting)迹线。对于最适合迹线 和期望迹线之间的方位角、共中心点坐标、及位移(offset)的差，每采样地计算基于倾角的 校正。将校正应用到最适合迹线，以重建用于3D表面相关多次波预测的期望迹线。


参考下文的详细说明书及附图，将更容易理解本发明及其优点，在附图中。图1是如在本发明方法中的、用于3D表面相关多次波预测的数据重建的迹线的示 眉、图 ο图2是图解说明本发明的实施例的针对用于3D表面相关的多次波预测的数据重 建的基于倾角的校正的流程图；以及。图3是图解说明本发明的另一个实施例的针对用于3D表面相关的多次波预测的 数据重建的基于倾角的校正的流程图。尽管本发明将结合其优选实施例进行描述，但应该理解的是本发明并不限于此。 相反，本发明意在覆盖可以包含在所附权利要求所定义的本发明范围之内的全部替换方案、修改、和等价方式。
具体实施例方式一般地，本发明是一种用于将地震数据变换为噪声削弱数据的方法。具体地，本 发明是一种地震数据重建的方法，其使用了用于表面相关多次波预测方案的基于倾角的校 正。本发明用在3D预测-减法过程的预测阶段，以削弱地震数据中的表面相关多次波。从 地震数据预测3D表面相关多次波的过程包括对选定源位置和选定接收器位置的每个组 合，累积在可能链接位置的表面区域上对迹线对进行卷积的结果。图1是如本发明方法中的、用于3D表面相关多次波预测的数据重建的迹线的示意 图。通过源-接收器迹线10来确定表面相关多次波将被预测(以及减去)的位置。通过选 定的源位置11和选定的接收器位置12的组合来给定源-接收器迹线10。从用于该源-接 收器迹线10的地震数据来预测表面相关多次波的步骤包括对迹线对进行卷积，以及然后 在表面区域13上累积卷积结果。在卷积迹线的每一对中的第一迹线被称之为源侧链接迹 线14，并且具有位于源-接收器迹线10的选定源位置11处的源位置和具有位于选定链接 位置15处的接收器位置。该对中的第二迹线16被称之为接收器侧链接迹线16，并且其源 位置位于相同选定链接位置15处并且具有位于源-接收器迹线10的选定接收器位置12 处的接收器位置。用于接收器侧链接迹线16和源侧链接迹线14的所有对的链接位置15在表面区 域13上分布。每个链接位置15对应于与该源-接收器迹线10相关联的表面相关多次波 的潜在表面反射点。对接收器侧链接迹线16和源侧链接迹线14的对进行卷积所产生的 迹线被称之为多次波组成迹线，并且将这些多次波组成迹线的系综(ensemble)(在累积前) 称之为多次波组成聚集。将多次波组成迹线累积为预测的表面相关多次波包括通常公知为 Fresnel叠加的过程。如并入(在累积后)到预测中的表面反射点的表面区域13中的范围 或覆盖范围通常被称之为预测孔。可以作为最简单的情况来选择该孔，即包围对于特定源位置11和特定接收器位 置12的源-接收器迹线10的中心点17的矩形表面区域13。通过主测线方向18和交叉线 方向19可参数化矩形表面区域13。然而，孔的表面区域13并不必须是矩形区域或定向在 主测线18和交叉线方向19上。这不是对本发明的限制，而仅仅是为了简化描述而使用。然而，如在上述背景技术中所讨论的，并不是在所有链接位置被卷积的全部迹线 对总能容易地从海洋地震数据采集中得到。本发明是一种用于地震数据重建的方法，其借 助基于倾角的校正来解决这个问题。所需的倾角信息涉及局部地质，并且可以预先确定或 可在数据重建期间确定。传统方法是从采集的地震数据中最接近的迹线重建期望迹线。地震数据被表达为 {xCMP,yCMP,h, Φ, )，其中如果必要就将所采集的地震数据变换为这种格式。CMP(共中心点) 为迹线定义了在源和接收器位置之间中间位置处的χ和y定位，其将被称之为CMP坐标。这 里，χ和y是处理网格中的正交坐标，通常是定向的，以使得χ在地震勘测的主测线方向上 且y在地震勘测的交叉线方向上，不过这些定向是可由用户定义的。方位角Φ在这里被定 义为数据采集方向(通常，在海洋数据采集中是航行线路方向)与源和接收器位置之间直线 之间的角度。位移力被定义为单独迹线的源和接收器位置之间的总距离。到达时间 是事件被记录在迹线上的时间。 在该方法中，期望迹线被选为最佳可用迹线，其最小化最适合(最接近)迹线和期 望迹线之间的差。差Φ是最接近迹线和期望迹线之间的CMP χ和_7位置、位移力及方位角 Φ的差的加权和，其可被表示为
权利要求
1.一种用于3D表面相关多次波预测的海洋地震数据重建的方法，包括 在所述地震数据中，为将被重建的期望迹线确定最适合迹线；对于所述最适合迹线和所述期望迹线之间的方位角、共中心点坐标、及位移的差，每采 样地计算基于倾角的校正；以及将所述基于倾角的校正应用到所述最适合迹线，以重建用于3D表面相关多次波预测 的期望迹线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定最适合迹线进一步包括 获得(Zxp，yCMP, h, Φ, t)格式的地震数据；在所述地震数据中的每个迹线中，确定用于共中心点坐标Xar和Zap和到达时间t的、 ζ和7方向上的显著倾角，以及；对倾角应用滤波器，以平滑不连续性； 选择要重建的期望迹线集合；以及从所述地震数据为所选择迹线集合中的每个期望迹线确定最适合迹线。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所应用的滤波器是中值滤波器。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定最适合迹线包括以最适合迹线和期望迹线之 间的共中心点χ和7位置^^和/"5、位移力及方位角Φ的差的加权和来最小化差Φ。
5.根据权利要求4所述的方法，其中最小化差Φ包括应用下式其中，〃、A和f是用户定义的权重，并且下标力和i/分别表示最适合迹线和期望迹线。
6.根据权利要求4所述的方法，其中最小化差Φ包括应用下式其中，〃和A是用户定义的权重，并且下标力和J分别表示最适合迹线和期望迹线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中计算基于倾角的校正包括基于半位移、方位角、到达时间、迟缓性、共中心点坐标、倾角、以及倾角方向，为最适合 迹线和相应的期望迹线计算基于倾角的校正。
8.根据权利要求7所述的方法，其中针对方位角差计算基于倾角的校正包括应用下式
9.根据权利要求7所述的方法，其中针对位移差计算基于倾角的校正包括应用下式
10.根据权利要求7所述的方法，其中针对共中心点位置差计算基于倾角的校正包括 应用下式
11.根据权利要求1所述的方法，其中计算基于倾角的校正包括基于半位移、方位角、 到达时间、速度、共中心点坐标、倾角、以及倾角方向，为最适合迹线和相应的期望迹线计算 基于倾角的校正。
12.根据权利要求11所述的方法，其中针对方位角差计算基于倾角的校正包括应用下式
13.根据权利要求11所述的方法，其中针对位移差计算基于倾角的校正包括应用下式
14.根据权利要求11所述的方法，其中针对中心点差计算基于倾角的校正包括应用下式
15.根据权利要求11所述的方法，其中针对中心点差计算基于倾角的校正包括应用下式其中，^是倾角角度，K是速度， 是到达时间，力"是半位移，φ是源-接收器方位角，Δχ卿=4mp - χΤΡ是共中心点位置之间在χ坐标上的差，Δγ卿=}ζΜρ - y『p是共中心点位置之间在y坐标上的差，θ是倾角方向，并且下标力和i/分别表示最适合迹线和期 望迹线。
全文摘要
本发明涉及用于三维表面相关多次波预测中的数据重建的基于倾角的校正。为将被重建的期望迹线，确定在地震数据中的最适合迹线。对于最适合迹线和期望迹线之间的方位角、共中心点坐标、及位移的差，每迹线和每采样地计算基于倾角的校正。将基于倾角的校正应用到最适合迹线，以重建用于3D表面相关多次波预测的期望迹线。
文档编号G01V1/38GK102147481SQ20111002281
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者P·A·阿伦, R·F·赫格, R·G·范·博尔塞伦, S·R·巴恩斯 申请人:Pgs地球物理公司