[RU]

Предложены система и способ обработки сейсмических данных, полученных с использованием множества буксируемых приемников одиночного компонента в морской среде, причём буксируемые приемники одиночного компонента выполнены с возможностью измерения продольных Р волн. Способ включает извлечение из запоминающего устройства сейсмических данных, содержащих данные Р-Р и данные поперечной моды, при этом данные Р-Р и данные поперечной моды обои приняты буксируемыми приемниками одиночного компонента, выполненными с возможностью измерения продольных Р волн, для генерирования сейсмических данных. Способ дополнительно включает обработку сейсмических данных для извлечения данных поперечной моды SV-P и генерации данных изображения поперечной моды на основании извлеченных данных поперечной моды.

(57) Реферат / Формула:

Предложены система и способ обработки сейсмических данных, полученных с использованием множества буксируемых приемников одиночного компонента в морской среде, причём буксируемые приемники одиночного компонента выполнены с возможностью измерения продольных Р волн. Способ включает извлечение из запоминающего устройства сейсмических данных, содержащих данные Р-Р и данные поперечной моды, при этом данные Р-Р и данные поперечной моды обои приняты буксируемыми приемниками одиночного компонента, выполненными с возможностью измерения продольных Р волн, для генерирования сейсмических данных. Способ дополнительно включает обработку сейсмических данных для извлечения данных поперечной моды SV-P и генерации данных изображения поперечной моды на основании извлеченных данных поперечной моды.

---

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ДАННЫХ МОДЫ SV ИЗ ДАННЫХ Р ВОЛНЫ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] В настоящей заявке заявлены преимущество и приоритет по заявке США № 13/413,562, поданной 6 марта 2012, в которой заявлены преимущества и приоритет по заявке США № 13/287,746, поданной 2 ноября 2011, в которой заявлены преимущество и приоритет по заявке 10 США № 13/217,064, поданной 24 августа 2011, в которой заявлены преимущество и приоритет по заявке США № 12/870,601, поданной 27 августа 2010, которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
15 ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к системам и способам сейсморазведки, включающим сбор и/или обработку сейсмических данных для оценки свойств подповерхностных слоев Земли.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Основным типом данных, используемых для исследования ресурсов нефти и газа, являются данные отражённых сейсмических волн,
25 которые изображают геологическое строение подповерхностных слоев. Имеются три волновые моды, которые могут быть использованы для получения изображений подповерхностных слоев, это мода продольной волны (Р) и две моды (SV и SH) поперечной волны. Когда геофизики собирают сейсмические данные, которые содержат все три из указанных
30 мод, эти данные называются полными данными упругого волнового поля. Полные данные упругого волнового поля собирают путём развертывания
трех отдельных взаимно перпендикулярных сейсмических источника в каждой излучающей станции вдоль всей области разведочного участка. Один источник прикладывает вектор вертикальной силы к Земле, второй источник прикладывает вектор горизонтальной силы в продольном 5 направлении (X), и третий источник прикладывает второй вектор горизонтальной силы в поперечном направлении (Y).
[0004] Волновые поля, возбужденные каждым из указанных трех источников взаимно перпендикулярных сил, записывают
10 трехкомпонентными геофонами, которые имеют взаимно перпендикулярные чувствительные элементы (XYZ). Результирующие данные называют девятикомпонентными данными, поскольку они состоят из трехкомпонентных данных, возбужденных тремя различными источниками, которые занимают ту же самую излучающую станцию последовательно, но
15 не одновременно. Полные описания и иллюстрации источников, датчиков и полевых процедур, используемых для сбора полных данных упругого волнового поля, могут быть найдены в Главе 2, "Методика многокомпонентной сейсмической разведки", Геофизическая библиография № 18, Общество геофизиков-разведчиков, под авторством В.A. Hardage, М.
20 V. DeAngelo, P. Е. Murray, и D. Sava (2011). Для получения сейсмических данных Р волны используются поверхностные геофоны для вертикального одиночного компонента.
[0005] Морские сейсмические данные генерируют с использованием 25 пневматической пушки в качестве источника (например, группы из пневматических пушек), буксируемого на несколько метров (например, 315 м) ниже морской поверхности. Данные записывают с использованием длинного кабеля (например, длиной 10 км или 15 км), которая содержит гидрофоны, расположенные на некотором расстоянии друг от друга с 30 промежутками в несколько метров (например, 10-20 м). Несколько указанных кабелей с гидрофонами могут быть буксированы тем же самым
плавсредством, которое буксирует пневматические пушки, или источник и кабели с гидрофонами могут быть буксированы отдельными плавсредствами. Иногда используют два плавсредства с кабелями, перемещающиеся параллельными курсами, на расстоянии, например, 6 км 5 или 8 км друг от друга, и каждое из них буксирует 10 или большее количество кабелей длиной 15 км, боковое расстояние между которыми составляет 1-2 км. При таких современных способах мультиазимутальных морских исследований с максимальным удалением используют 2-4 плавсредства с источниками, размещенными вокруг плавсредств с
10 кабелями. Вся процедура включает небольшую флотилию, перемещающуюся на малой скорости, в которой каждое плавсредство выполняет свое задание с точным соблюдением своего местоположения по системе GPS и синхронизацией по атомным часам. Количество данных, записанных вдоль большой площади исследования, может быть
15 непостоянным.
[0006] Вода имеет нулевой модуль сдвига, и, таким образом, S волны не могут распространяться в морской воде. Поскольку морские источник и приемник находятся в водном слое, данные морской сейсморазведки 20 рассматривают только в качестве данных Р волны.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Ниже описаны система и способ обработки сейсмических 25 данных, полученных с использованием буксируемого приемника в морской среде, причём буксируемый приемник выполнен с возможностью измерения продольных Р волн. Способ включает этапы, на которых принимают от запоминающего устройства сейсмические данные, содержащие данные Р-Р и данные поперечной моды, причём данные Р-Р и данные поперечной моды 30 приняты буксируемым приемником, выполненным с возможностью измерения продольных Р волн для генерирования сейсмических данных.
Способ дополнительно включает обработку сейсмических данных для извлечения данных SV-P поперечной моды и генерации данных изображения поперечной моды на основании извлеченных данных поперечной моды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] На фиг. 1 показана диаграмма, показывающая распространение полностью упругого многокомпонентного сейсмического 10 волнового поля в однородной Земле, согласно одному варианту реализации.
[0009] На фиг. 2 показана диаграмма, показывающая смещения поперечных SH и SV волн, согласно одному варианту реализации.
[0010] На фиг. 3 показана горизонтальная проекция шаблонов распространения SH и SV волн, возбужденных взаимно перпендикулярными (X и Y) источниками горизонтального смещения.
20 [ООН] На фиг. 4 показано сравнение скоростного поведения мод SH,
SV и Р для распространения упругой волны в горизонтально слоистой среде.
[0012] На фиг. 5 показано в сечении теоретическое вычисление 25 шаблонов излучения мод Р и SV, когда вертикальная сила F приложена к поверхности Земли, для двух различных значений отношения Пуассона для слоя Земли, согласно одному варианту реализации.
[0013] На фиг. 6А и 6В показан шаблон излучения S волны, 30 показанный на фиг. 5, отображенный в форме объемного объекта, согласно одному варианту реализации.
[0014] На фиг. 7А использованием источни варианту реализации.
[0015] На фиг. 7В показана диаграмма данных ВСП, собранных с использованием источника вертикального смещения, согласно одному варианту реализации.
10 [0016] На фиг. 8 показана диаграмма, показывающая геометрию
наблюдений, используемую для анализа шаблонов излучения Р и S волн, излученных сейсмическими источниками, согласно одному варианту реализации.
15 [0017] На фиг. 9 показана диаграмма, показывающая апертуры угла
отбора, согласно одному варианту реализации.
[0018] На фиг. 10 показана диаграмма, показывающая преобразование координат X, Y, Z приемников в координаты Р, SV, SH, 20 согласно одному варианту реализации.
[0019] На фиг. 11 показан ряд диаграмм, показывающих примеры данных по координатам X, Y, Z, собранных с использованием вертикальной группы приемников волн, излученных вертикальным ударным источником, 25 и соответствующих данным, преобразованным в пространство данных Р, SV и SH, согласно одному варианту реализации.
[0020] На фиг. 12 показан ряд диаграмм, показывающих примеры данных по координатам X, Y, Z, собранных с использованием вертикальной 30 группы приемников волн, излученных взрывчатым веществом в сейсмической скважине в качестве источника, и соответствующих данным,
преобразованным в пространство данных Р, SV и SH, согласно одному варианту реализации.
[0021] На фиг. 13 показан ряд диаграмм, показывающих примеры 5 данных по координатам X, Y, Z, собранных с использованием вертикальной группы приемников волн, излученных вертикальным вибратором в качестве источника, и соответствующих данным, преобразованным в пространство данных Р, SV и SH, согласно одному варианту реализации.
10 [0022] На фиг. 14 показан принцип реверсирования полярности
данных, примененного к данным источника вертикальной силы, для создания данных S волны с постоянной полярностью вдоль всего сейсмического пространства изображения согласно одному варианту реализации.
[0023] На фиг. 15 показан первый пример полярностей сейсмических данных вертикальной силы и результата реверсирования полярностей в области отрицательной полярности для преобразования данных источника вертикальной силы в данные дипольного источника с постоянной 20 полярностью согласно одному варианту реализации.
[0024] На фиг. 16 показана второй пример полярностей сейсмических данных вертикальной силы и результата реверсирования полярностей в области отрицательной полярности для преобразования данных источника 25 вертикальной силы в данные дипольного источника с постоянной полярностью согласно одному варианту реализации.
[0025] На фиг. 17 показана блок-схема системы для сбора и обработки данных и способа получения и обработки полных упругих 30 данных волновой формы от источника вертикальной силы с
использованием поверхностных датчиков согласно одному варианту реализации.
[0026] На фиг. 18 показана блок-схема системы для сбора и 5 обработки данных и способа получения и обработки полных упругих данных волновой формы от источника вертикальной силы с использованием подповерхностных датчиков согласно одному варианту реализации.
10 [0027] На фиг. 19 показана функциональная схема системы для
обработки полных данных упругого волнового поля согласно одному варианту реализации.
[0028] На фиг. 20 показана блок-схема способа обработки полных 15 данных упругой волны согласно одному варианту реализации.
[0029] На фиг. 21 показана диаграмма путей пробега, показывающая сравнение изображения Р-Р и SV-P геологического строения подповерхностных слоев согласно одному варианту реализации.
[0030] На фиг. 22 показана диаграмма пути пробега, показывающая направление подхода восходящих путей пробега Р-Р и SV-P к приемной станции, если верхним слоем Земли является низкоскоростной неуплотненный осадок, согласно одному варианту реализации.
[0031] На фиг. 23 показана диаграмма путей пробега, показывающая принципы изображения SV-SV и SV-P согласно одному варианту реализации.
30 [0032] На фиг. 24 показана диаграмма путей пробега, показывающая
направление подхода восходящих путей пробега Р и SV к приемным
станциям, если верхним слоем Земли является высокоскоростная порода, согласно одному варианту реализации.
[0033] На фиг. 25 показана диаграмма пути пробега, показывающая 5 сравнение путей пробега P-SV и SV-P, согласно одному варианту реализации.
[0034] На фиг. 26А и 26В показаны диаграммы, показывающие размер и положение пространства изображения SV-P для двух объемных 10 геометрий сбора данных Р волны согласно одному варианту реализации.
[0035] На фиг. 27 показана диаграмма геологического строения подповерхностных слоев, показывающая области с положительным смещением и с отрицательным смещением для данных SV-P и Фации А и В с 15 различными скоростями согласно одному варианту реализации.
[0036] На фиг. 28А и 28В показаны примеры основных и многократных отражений SV-P , извлеченных из сейсмических данных Р волны вертикального геофона, согласно одному варианту реализации.
[0037] На фиг. 29 показана диаграмма, показывающая принципы изображения общей точки обмена (ОТО) для мод SV-P и P-SV согласно одному варианту реализации.
25 [0038] На фиг. 30 показаны диаграмма и таблица, показывающая
миграцию до суммирования согласно одному варианту реализации.
[0039] На фиг. 31 показана таблица некоторых общих свойств и различий между данными SV-P и P-SV согласно одному варианту 30 реализации.
[0040] На фиг. 32 показана функциональная схема системы для обработки данных поперечной волны, полученных от вертикального датчика, согласно одному варианту реализации.
[0041] На фиг. 33 показана блок-схема системы для сбора и обработки данных и способа получения и обработки данных поперечной волны от источника вертикальной силы с использованием поверхностных датчиков согласно одному варианту реализации.
[0042] На фиг. 34 показана блок-схема способа обработки данных поперечной волны, полученных от вертикального приемника, в условиях низкоскоростной поверхности Земли согласно одному варианту реализации.
[0043] На фиг. 35 показана блок-схема способа обработки данных поперечной волны, полученных от вертикального приемника, в условиях высокоскоростной поверхности Земли согласно одному варианту реализации.
[0044] На фиг. 36 показана диаграмма углов выхода Р волн к вертикальному геофону согласно одному варианту реализации.
[0045] На фиг. 37 показана диаграмма углов выхода SV волн к вертикальному геофону согласно одному варианту реализации.
[0046] На фиг. 38 схематически показана диаграмма использования оборудования в морской сейсмической съемке и путей пробега сейсмических мод согласно одному варианту реализации.
[0047] На фиг. 39 схематически показана диаграмма путей пробега, связанных с виртуальным источником на морском дне и виртуальным приемником на морском дне согласно одному варианту реализации.
5 [0048] На фиг. 40 показана диаграмма геологического строения
подповерхностных слоев, показывающая области с положительным смещением и с отрицательным смещением для данных SV-P и Фации А и В с различными скоростями согласно одному варианту реализации.
10 [0049] На фиг. 41 показаны диаграммы (а) сбора данных морской
сейсморазведки с положительным смещением, (Ь) сбора данных морской сейсморазведки с отрицательным смещением и (с) комбинации сбора данных морской сейсморазведки с положительным смещением и с отрицательным смещением согласно одному варианту реализации.
[0050] На фиг. 42 показаны принципы изображения ОТО мод SV-P и P-SV согласно одному варианту реализации.
[0051] На фиг. 43 показано пространственно-временное 20 распределение скоростей для каждой заданной сейсмической моды согласно одному варианту реализации.
[0052] На фиг. 44 показан пример вычисления для временной миграции сейсмических данных перед суммированием согласно одному 25 варианту реализации.
[0053] На фиг. 45 показана блок-схема способа временной миграции перед суммированием согласно одному варианту реализации.
30 [0054] На фиг. 46 показана блок-схема системы и способа обработки
морских данных SV-P согласно одному варианту реализации.
[0055] На фиг. 47 показана общая диаграмма системы для сбора и обработки морских данных SV-P согласно одному варианту реализации.
5 ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0056] Один или большее количество вариантов реализации, описанные в настоящей заявке, могут обеспечить способ, с использованием которого могут быть собраны и обработаны полные сейсмические данные
10 упругого волнового поля (волновых мод Р, SV и SH) путём использования только одного источника, в частности, источника вертикальной силы. Предложенные варианты реализации могут быть более простыми и менее дорогостоящими, чем использование трех источников взаимно перпендикулярных сил. Указанные варианты реализации могут быть
15 использованы при разведке на нефть и газ и эксплуатации месторождений или в любой другой сфере деятельности, в которой широко используются данные отражённых сейсмических волн. Указанные варианты реализации могут устранить многочисленные технические, экологические и стоимостные препятствия, которые ограничивают случаи применения
20 полных данных упругого волнового поля сейсмических волн.
[0057] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут содержать отклонения от традиционной стратегии обработки сейсмических данных.
[0058] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут уменьшить затраты, связанные с получением полных данных упругого волнового поля сейсмических волн. Суточная стоимость использования одиночного источника вертикальной 30 силы меньше, чем суточная стоимость использования источника вертикальной силы и источника горизонтальной силы для сбора
эквивалентных данных. Кроме того, данные могут быть собраны быстрее путём использования одиночного источника в каждой излучающей станции для создания полных данных упругого волнового поля, вместо использования источника вертикальной силы и источника горизонтальной силы. Чем дольше подрядчик занимается сбором данных, тем выше стоимость этих данных.
[0059] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут обеспечить возможность сбора данных упругого волнового поля сейсмических волн в более широком диапазоне состояний поверхности, например, болот, заросших берегов, грубой горной почвы, густого леса и сельскохозяйственных областей. Источники вертикальной силы могут действовать в широком разнообразии поверхностных почв. Например, взрывчатые вещества в сейсмической скважине могут быть использованы в болотах, заросших берегах, густом лесу или грубых горных почвах, в которых источники горизонтальной силы либо вообще не могут быть размещены, либо стоимость их размещения является слишком высокой из-за обширных подготовительных работ для приготовления площадки. Вертикальные вибраторы могут быть размещены в высокоурбанизированных и жилых районах без физического повреждения зданий и инфраструктуры.
[0060] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут обеспечить более широкий выбор сейсмических источников. Выбор сейсмических источников горизонтальной силы является ограниченным. Такие источники включают, например, тяжелые горизонтальные вибраторы или наклонные ударные источники. Общее количество типов горизонтальных вибраторов в мире является небольшим. Количество типов наклонных ударных источников еще меньше. Повышенное количество источников каждого типа могут быть изготовлены только в случае увеличения спроса. Напротив, известны сотни источников
вертикальной силы. Наиболее распространенным классом источников вертикальной силы являются вертикальные вибраторы (сотни типов во всем мире) и взрывные сейсмические скважины (используются в некоторых случаях). Известно небольшое количество типов вертикальных ударных источников, но они также могут быть разработаны массовым порядком, если расширится рынок их сбыта. Для сбора данных вертикального сейсмического профиля (VSP) в удаленных областях (например экваториальных джунглях) источником вертикальной силы может быть пневматическая пушка, стреляющая в резервуар с буровым раствором. Один или большее количество вариантов реализации, описанные в настоящей заявке, могут предоставить геофизикам возможность выбора из большого списка источников вертикальной силы: вертикальных вибраторов, взрывных сейсмических скважин, вертикальных машин ударного действия или пневматических пушек.
ВОЛНОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ
[0061] На фиг. 1 показано распространение полностью упругих многокомпонентных сейсмических волн в простой однородной Земле. В Земле распространяются сейсмические волны, содержащие независимые векторные компоненты (моды) трех типов: продольную моду Р и две поперечные моды SV и SH (как показано на фиг. 1). Моды каждого типа распространяются в Земле с различными скоростями и при своем распространении смещают Землю в различных направлениях. Векторы смещения материальных частиц обозначены двуглавыми стрелками 102, указывающими направление, в котором каждая мода смещает Землю. Стрелки 104 указывают направление распространения волн. Сбор данных многокомпонентных мод позволяет сформировать полные данные упругого волнового поля. Ориентации векторов Р, SV и SH смещения относительно направления распространения каждой моды показаны на фиг. 1.
[0062] Скорости распространения поперечных мод SH и SV могут различаться только несколькими процентами, но обе поперечные скорости (Vs) значительно меньше, чем скорость распространения (Vp) Р волны. Отношение VP/Vs скоростей распространения может изменяться на порядок 5 величин в средах Земли, от значения 50 или больше в глубоководном неуплотненном, почти донном осадке до значению 1,5 в некоторых плотных, хорошо сцементированных породах.
[0063] На фиг. 2 показан пример различия между поперечными 10 модами SH и SV. Поперечные моды SH и SV могут быть различены посредством воображаемой вертикальной плоскости, проходящей через излучающую станцию А и приемную станцию В. Смещение вектора моды SV происходит в данной вертикальной плоскости, как указано стрелкой 202; смещение вектора моды SH происходит перпендикулярно к плоскости, как 15 указано стрелкой 204. Эта вертикальная плоскость, проходящая через координаты излучающей станции А, приемной станции В и точку отражения С или D, образованная указанной парой источник-приемник, может быть названа сагиттальной плоскостью или плоскостью распространения.
20 ИСТОЧНИКИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛЫ И ОСВЕЩЕНИЕ МОД SH/SV
[0064] Ниже со ссылкой на фиг. 3 будет описана горизонтальная проекция теоретических шаблонов излучения SH и SV волн, возбужденных взаимно перпендикулярными источниками 302, 304 горизонтального
25 смещения. Математические выражения, которые описывают геометрическую форму шаблонов излучения Р, SV и SH волн, возбужденных сейсмическими источниками в изотропной Земле, составлены Уайтом (White) (1983). При наблюдении сверху непосредственно над источником горизонтального смещения, моды SV и SH
30 распространяются в направлении от излучающих станций 302, 304 в форме расширяющихся кругов или эллипсов. Для упрощения графического
представления, шаблоны показаны в форме кругов. Поскольку излучение SV волны в направлении от источника 302, 304 горизонтального смещения обычно является более энергосодержащим, чем излучение eSH волны, изображенные круги излучения SV волны больше, чем круги излучения SH 5 волны. Данные круги указывают, на какие части пространства изображения воздействует каждая мода, а также указывают величину освещения моды, наблюдаемую в каждой координате изображения. Относительные размеры данных кругов являются исключительно качественными и не предназначены для использования в точном в количественном смысле.
[0065] Вектор 306 смещения источника горизонтальной силы, ориентированный в направлении Y (в левой части фиг. 3), вызывает распространение мод SV в направлениях +Y и -Y и распространение мод SH в направлениях +Х и -X. Вектор 310 смещения источника горизонтальной
15 силы, ориентированный в направлении X (в правой части фиг. 3) вызывает распространение мод SV в направлениях +Х и - X и распространение мод SH в направлениях +Y и -Y. Если провести линию от излучающей станции 302, 304 до пересечения с одним из указанных кругов излучения, расстояние до точки пересечения укажет величину конкретного смещения
20 моды в азимутальном направлении данной линии. Ориентация векторов смещения 308 и 312 частиц среды остается постоянной по всему пространству изображения, но величина векторов мод SH и SV смещения частиц среды изменяется в зависимости от азимута, как показано кругами излучения SH и SV волн на фиг. 3.
[0066] На фиг. 4 показано скоростное поведение распространения мод SH и SV в слоистой Земле, описанный Левином (Levin, F., 1979, "Скорости распространения сейсмоволн в поперечно изотропных средах I", Geophysics, 44, 918-936; и Levin, F., 1980, "Скорости распространения 30 сейсмоволн в поперечно изотропных средах П", Geophysics, 45, 3-17). Слоистая Земля представляет собой горизонтально слоистые, вертикальные
поперечные изотропные (VTI) среды. Примечательно, что под всеми углами засылки (за исключением угла 402) моды SV и SH распространяются с различными скоростями, причём мода SH имеет значительно более высокую скорость распространения при мелких углах отбора (например, 5 угле 404) от излучающей станции 406. Физика этих волн может быть пригодна для использования при изучении сейсмических опытных данных, которое описано ниже.
ИСТОЧНИКИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СИЛЫ И ОСВЕЩЕНИЕ ПРЯМОЙ МОДЫ S
[0067] Источник одного из типов, используемых для наземного сбора сейсмических данных, прикладывает к Земле силу вертикального смещения. Среди указанных источников вертикальной силы могут быть названы вертикальные источники с падающим грузом и сейсмовибраторы, 15 взрывчатые вещества в сейсмической скважине, и вертикальные вибраторы. Такие источники традиционно рассматриваются только в качестве источников Р-волн, но они также возбуждают устойчивые волновые поля типа S.
20 [0068] На фиг. 5 в сечениях графически проиллюстрировано
теоретическое вычисление, представленное для демонстрации распределения энергии между Р-волной и шаблонами излучения поперечной моды SV, когда вертикальная сила приложена к упругому полупространству 502 посредством вертикального источника силы или
25 источника вертикального смещения. Воздействие силы на упругое полупространство описано у: Miller, G., и Н. Pursey, 1954, "Поле и импеданс излучения механических радиаторов на свободной поверхности полубесконечного изотропного тела", Труды Королевского Общества, Лондон, Серия А, т. 223, стр. 521-541 и White, J. Е., 1983, "Подземный звук -
30 случаи применения сейсмических волн", Научное издательство Эльзевир. На чертеже показаны вычисления для двух различных значений отношения
Пуассона слоя Земли: первому изображению 500 соответствует отношение Пуассона 0,44, и второму изображению 502 соответствует отношение Пуассона 0,33. Указанный анализ сосредоточен только на объемных волнах и не учитывает энергию горизонтального перемещения вдоль границы 5 раздела воздуха и Земли. Полукруги указывают относительную силу излучения. Радиальные линии задают угол отбора относительно вертикали. В каждой модели сгенерированная энергия SV волны больше, чем энергия Р волны.
10 [0069] Вычисление на фиг. 5 показывает, что источник 504
вертикальной силы возбуждает моду SV, энергия 506 которой больше, чем энергия 508 моды Р, причём при углах отбора 20° и больше энергия этой прямой моды SV значительно больше, чем энергия моды Р. Указанное конкретное излучение SV волны не может обеспечить устойчивое
15 освещение геологии непосредственно ниже излучающей станции; в то время как излучение сопутствующей Р-волны обеспечивает это. Для использования преимущества прямой моды SV, возбужденной вертикальным наземными источниками смещения в системах для сбора данных могут быть реализованы две особенности. Во-первых, вместо
20 геофонов для одиночного компонента используют трехкомпонентные (ЗС) геофоны. Во-вторых, для обеспечения сниженной скорости распространения нисходящей и восходящей прямой моды SV используют более длительные времена записи. Например, времена записи Р-волны, составляющие от 4 до 6 секунд, могут быть увеличены по меньшей мере до
25 8 секунд или по меньшей мере до 12 секунд. Времена записи для больших расстояний между источником и приемником могут составлять по меньшей мере три или по меньшей мере четыре времени вертикального пробега до самой глубокой интересующей области. Современные системы для сбора сейсмических данных могут обеспечивать длительные времена сбора
30 данных, необходимых для изображения глубокозалегающих объектов исследования, в приемных станциях, удаленных на большие расстояния.
Схема для обработки данных в системе для сбора данных может быть выполнена с возможностью управления геофонами или другими приемниками или датчиками для прослушивания или записывания принятых сейсмических данных по меньшей мере в течение минимального времени записи.
[0070] Исчерпывающий способ демонстрации излучения моды Р и прямой моды SV, возбужденных источником вертикального смещения, состоит в анализировании его нисходящего волнового поля с использованием данных вертикального сейсмического профиля (ВСП). Один пример данных ВСП, собранных в бассейне реки Делавер, штат Нью-Мексико, с использованием в качестве источника вертикального вибратора, показан на фиг. 7А. Нисходящая мода SV не является трубной волной, поскольку она распространяется со скоростью приблизительно 2400 м/с (8000 футов/сек), что составляет почти двойную скорость переноса трубной волны текучей средой. Освещающие волновые пакеты нисходящих мод Р и SV, возбужденные непосредственно в точке, в которой указанный вибратор прикладывает вертикальную силу к поверхности Земли, группируются и уходят назад к поверхностной излучающей станции 700 для подтверждения того, что мода SV возбуждена непосредственно в источнике. Отсутствие данных наблюдения для первых 3000 футов (914,4 м) пласта оставляет некоторые сомнения в том, где возбуждена нисходящая мода SV, поэтому на фиг. 7В показан второй пример данных ВСП, возбужденных вертикальным вибратором, полученных на скважине в Южном Техасе. Опять же, указанный источник вертикального смещения возбуждает устойчивое волновое поле прямой моды SV в дополнение к традиционному волновому полю Р. В данном примере нисходящая мода SV с уверенностью может проходить назад к излучающей станции, расположенной на поверхности Земли. В случае, показанном на фиг. 7В, источник был удален от скважины ВСП только на 100 футов (30,5 м). Верхняя схема показывает ответный сигнал вертикального геофона. Нижняя схема показывает ответный сигнал горизонтального геофона.
[0071] Примеры данных ВСП, показанных на фиг. 7А и 7В, доказывают, что вертикальный вибратор является эффективным для излучения прямой SV волны и создает моду SV-SV, которая может быть использована для исследований. Срабатывание взрывчатки также прикладывает силу вертикального смещения к Земле и генерирует прямую моду SV.
[0072] Мода SV, представленная данными на фиг. 7А и 7В, возбуждена в точке Земли с теми же координатами, что и мода Р, и сгенерирована источником прямой SV волны. Распространение, среда распространения в данном месте отличается необычно низкими скоростями VP и Vs. Мода SV возбуждает большое количество восходящих отражений SV, которые заметны на показанных исходных необработанных данных.
[0073] Термин "SV" использован выше для описания излучения S волны. Однако, как будет видно ниже, термин "SV" должен быть заменен более широким термином "S", означающим, что излученная энергия S волны включает энергию SV и SH волн, если ее излучение рассматривать в трехмерном контексте, а не в контексте одиночного вертикального профиля.
[0074] Для демонстрации принципа, согласно которому излучение S волны, возбужденной источником вертикальной силы, состоит из мод SV и SH, плоскую диаграмму распространения, отображенную в правой части фиг. 5, преобразуют в трехмерную диаграмму, показанную на фиг. 6А и 6В. Для простоты понимания указанный трехмерный шаблон излучение упрощен и содержит только основной лепесток 512, 514 плоской диаграммы распространения S волны, показанный на фиг. 5. Компонент 516 Р волны и уменьшенный вторичный лепесток 518 S волны, показанные на фиг. 5, удалены. Трехмерная диаграмма распространения дополнительно изменена путём удаления секции 602 с угловым размером
90° для обеспечения возможности улучшенного наблюдения объемной геометрии, согласно которой энергия S волны распространяется в направлении от излучающей станции VFS, вырабатывающей вертикальную силу.
[0075] На фиг. 6А показаны плоскости и векторы смещения мод SV и SH относительно приемной станции RA. На фиг. 6В плоскости и векторы смещения мод SV и SH изображены относительно приемной станции RB. Указанные две независимые приемные станции RA И RB, разделенные азимутом 90°, расположены на поверхность Земли вокруг станции VFS, в которой размещен источник вертикальной силы. Косые проекции и горизонтальные проекции образованы вертикальной плоскостью, проходящей через излучающую станцию и каждую приемную станцию. Как показано на фиг. 2, указанная плоскость, проходящая через приемник и источник, представляет собой плоскость распространения моды SV для каждой приемной станции. На чертежах для каждого приемника также показана плоскость SH, перпендикулярная каждой плоскости SV. Плоскость SH для приемника RA является плоскостью SV для приемника RB, И наоборот: плоскость SH для приемника RB является плоскостью SV для приемника RA. Независимо от места расположения приемной станции в азимутальном пространстве относительно станции источника вертикальной силы, моды SV и SH распространяются к указанной приемной станции. Данные сдвига моды SH и данные сдвига моды SV являются доступными после получения данных источника вертикальной силы.
ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
[0076] Лаборатория разведочной геофизики (EGL) в Бюро прикладной геологии инициировала программу полевых испытаний для определения количества геометрических форм и относительной силы мод продольной волны (Р) и поперечной волны (S), возбужденных различными
сейсмическими источниками. Первая испытательная программа была осуществлена на испытательном полигоне Девин, принадлежащем Техасскому университету в Остине, под управлением исследователей Лаборатории разведочной геофизики. В качестве источников для данного 5 первоначального испытания использовали: заряд из 1 кг взрывчатого вещества, расположенный на глубине 20 футов (6,1 м), горизонтальный вибратор, вертикальный вибратор и ускоряющийся груз, которые ударяли Землю вертикально и под различными углами.
10 ГЕОМЕТРИЯ НАБЛЮДЕНИЙ
[0077] На фиг. 8 показана геометрия наблюдений. Геометрия наблюдений, используемая для оценки шаблонов излучения источника Р и S волн, комбинирует концепцию испытания горизонтальной волной
15 (включающую только горизонтальную группу сейсмоприемников) и концепцию испытания вертикальной волной (включающую только вертикальную группу сейсмоприемников), как описано у Hardage, В.А., 2009, "Горизонтальное испытание сейсмоволной", Геофизическая компания Американской ассоциации геологов-нефтяников, том. 30, № 12, стр. 26-27;
20 и Hardage, В.А., 2010, "Испытание вертикальной сейсмоволной", Геофизическая компания Американской ассоциации геологов-нефтяников, том. 31, № 1, стр. 32-33. Группа вертикально распределенных элементов, включающая 24 станции трехкомпонентных геофонов, была развернута в выбранной оценочной скважине, причём приемные станции охватывали
25 интервал глубин от 500 до 1632 футов (152,4-497,4 м) (как показано на фиг. 8). Трехкомпонентные (ЗС) геофоны выполнены с возможностью сбора всех трех размеров полной упругой сейсмоволны. Несколько горизонтальных групп, содержащих по 25 станций с трехкомпонентными датчиками, разнесенных на расстояние 10 футов (3,04 м) друг от друга,
30 охватывали диапазон смещения от 0 до 250 футов (76,2 м)
непосредственно рядом со скважиной приемника. Излучающие станции были смещены от скважины на 250 футов (76,2 м), которые составили линейный размер группы горизонтальных поверхностных сейсмоприемников.
ВЕРТИКАЛЬНАЯ АПЕРТУРА
[0078] На фиг. 9 показана аппроксимация апертурного интервала, созданного геометрией наблюдений. Нисходящие моды Р и S были
10 записаны в широкой апертуре вертикальных углов отбора (14°-81° в данном примере) от поверхностных излучающих станций для задания геометрической формы шаблонов излучения Р и S волн в сечении. Данные для самого малоглубинного угла отбора генерировались излучающей станцией 9 (смещенной на 1920 футов (585,2 м)) и записывались
15 скважинной приемной станцией 24 (на глубине 500 футов (152,4 м)). Данные для круто падающего угла отбора генерировались излучающей станцией 2 (смещенной на 250 футов (76,2 м)) и записывались скважинной приемной станцией 1 (на глубине 1632 фута (497,4 м)). Первая аппроксимация апертурного интервала, созданного геометрией
20 наблюдений, может быть осуществлена путём допущения, что пути пробега волны от источника к скважинному приемнику являются прямыми, что приводит к результату, показанному на фиг. 9. При фактическом распространении волн пути пробега волны являются изогнутыми из-за преломления на границах раздела между слоями с различными скоростями.
25 Пути пробега волны преломляются (изгибаются), когда они распространяются от слоя Земли, имеющего скорость VI, в слой, имеющий скорость V2. Искривление пути пробега волны может быть вычислено, если известна скоростная дифференциация разреза. Допущения о прямых путях пробега волны использованы в настоящей заявке для объяснения
30 принципов, описанных со ссылкой на фиг. 9.
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ДАННЫХ ВСП В ДАННЫЕ МОДЫ СЕЙСМОВОЛНЫ
[0079] В вертикальной скважине горизонтальные геофоны с 5 азимутальной ориентацией по осям X, Y, развернутые с использованием витого стального троса, различаются в каждой скважинной станции поворотом приемного модуля. В результате сдвиги по фазе и амплитудные изменения, введенные в данные межстанционными различиями при ориентации приемника, препятствуют распознаванию индивидуальных 10 случаев волн или различных мод сейсмоволны, в частности случаев S волны, которые имеют тенденцию к доминированию над ответными сигналами горизонтального датчика. В этом случае, приемники математически ориентируют с конкретными азимутами и наклонами для задания нисходящих и восходящих мод Р и S.
[0080] На фиг. 10 представлено графическое описание преобразования координат X, Y, Z приемников в декартовом пространстве данных в координаты Р, SV, SH полярного пространства данных. Преобразования координат скважинных приемников в пласте от
20 ориентации по осям X, Y, Z в координаты пространства данных, в котором приемники ориентированы для усиления случаев Р, SV и SH волн, осуществлены способом вертикального сейсмического профилирования (ВСП). DiSiena, J. P., Gaiser, J.E., и Corrigan, D., 1981, "Трехкомпонентные вертикальные сейсмические профили - ориентация горизонтальных
25 составляющих для анализа поперечной волны", Технический отчет S5.4, стр. 1990-2011, 5Гое Ежегодное собрание Общества геофизиков-разведчиков; Hardage, В.А., 1983, "Вертикальное сейсмическое профилирование, Часть А, Принципы", изд-во Geophysical Press, 450 страниц (Способ поляризации ВСП для определения отражающих
30 горизонтов, страницы 307-315). Примеры указанного способа ориентации приемников в применении к вертикальной ударной взрывной сейсмической
скважине и вертикальным вибрационным источникам в выбранных излучающих станциях показаны на фиг. 11, 12 и 13 соответственно. Для определения азимутов и углов наклона 0 и Ф в каждой приемной станции использовали вступления прямой волны, показанные в окнах данных с интервалом 100 мс непосредственно после начала возникновения интерпретированной Р волны (как показано на фиг. 10).
[0081] На фиг. 10 показан двухэтапный поворот системы координат для определения направляющих углов от подповерхностного приемника до расположенного на поверхности сейсмического источника. Если трехкомпонентный датчик опущен в скважину на несколько сотен футов, азимутальные ориентации горизонтальных датчиков не известны из-за вращения компоновки приемников на витом стальном тросе, используемом для развертывания. Как следствие, моды Р, SH и SV смешаны в каждом ответном сигнале датчика, поскольку датчики не ориентированы в направлениях распространения мод Р, SV и SH, смещающих частицы. Таким образом, каждый подповерхностный приемник ориентируют математическим способом таким образом, чтобы максимум диаграммы направленности датчик лежал непосредственно вдоль пути пробега нисходящей Р волны от поверхностного источника. После осуществления такого поворота датчик, обращенный к источнику, в основном принимает данные моды Р, второй датчик в той же самой вертикальной плоскости, что и датчик для приема Р волн (указанная вертикальная плоскость проходит через источник и приемные станции), в основном принимает данные моды SV, и третий датчик (перпендикулярный указанной вертикальной плоскости) в основном принимает данные моды SH. Для достижения указанной ориентации датчика должны быть заданы два угла: угол 0 горизонтального вращения и угол Ф вертикального вращения.
[0082] Для определения горизонтального азимутального угла 0 (как показано на фиг. 10) анализируют данные за короткий временной
интервал, охватывающем только первое вступление нисходящей Р волны от источника. На указанном первом этапе вращения анализируют ответные сигналы только двух горизонтальных датчиков, ориентированных вдоль осей X и Y. Данные, собранные датчиками, ориентированными вдоль осей X и Y, математически преобразуют в ответные сигналы, которые могли бы наблюдаться, если бы указанные два взаимно перпендикулярные датчика были повернуты к новым координатным осям путём последовательного наращивания угла поворота на один азимутальный градус. Указанное вращение выполняют 180 раз для создания ответных сигналов датчика, которые обеспечивают возможность ориентации осей датчика в азимутальном диапазоне 180° от неизвестного азимута, в котором фактически ориентированы датчики. Если датчик X расположен в вертикальной плоскости, проходящей через приемник и источник, ответный сигнал датчика X является максимальным, а ответный сигнал датчика Y является минимальным. Если найден указанный ответный сигнал с максимумом вдоль оси X и минимумом вдоль оси Y, угол между осями подземного датчика и повернутыми на необходимую величину осями, которые изолируют моды Р, SV и SH сейсмоволны, и есть угол 0.
[0083] Для определения угла Ф наклона (как показано на фиг. 10) ответные сигналы датчика после преобразования данных к осям координат, ориентированным с азимутальным углом 0, анализируют в коротком окне данных, охватывающем только первое вступление нисходящей Р волны, как определено в указанном новом пространстве данных о координатах. В указанном втором вращении используют данные только от датчика Z (вертикального) и от нового датчика X, который повернут в вертикальную плоскость, проходящую через приемник и источник. В этом втором повороте осей указанные два ответных сигнала датчика математически преобразуют в ответные сигналы, которые наблюдались бы, если бы указанные два датчика наклоняли последовательно на 1° в диапазоне от 0° до 90°. Когда приемник Z будет указывать направление первого
вступления приходящей Р волны, его ответный сигнал будет максимальным, в то время как ответный сигнал парного датчика в той же самой вертикальной плоскости (также повернутого и наклоненного датчика X) будет минимальным. Угол Ф определен, если найдено это условие.
[0084] Данные, преобразованные в указанную вторую систему координат, заданную вращением на азимутальный угол 0 и угол Ф наклона, имеют оптимальное разделение мод Р, SV и SH, причём данные мод Р, SV и SH являются доминирующими данными в датчиках, ориентированных вдоль повернутых и наклоненных осей Z, X и Y соответственно.
[0085] На фиг. 11 показаны диаграммы 1100, 1102 и 1104, представляющие данные датчиков X, Y, Z, полученные на испытательном полигоне Девин с использованием вертикальной группы приемников, причём вертикальный ударный источник был расположен в излучающей станции 9, смещенной на 1920 футов (585,2 м) от группы сейсмоприемников. Диаграммы 1106, 1108 и 1110 показывают те же самые данные, преобразованные в пространство данных для Р, SV, SH волн. На панели данных моды SH отсутствуют случаи Р или SV волн. Поскольку распространение SH волны является перпендикулярным к распространению Р и SV волн, отсутствие случаев Р и SV волн позволяет определить данные о SH волне. Случаи SV волны, появляющиеся на панели данных Р, такие как случай волны на участке 1112 диаграммы, являются нисходящими преобразованиями Р волны в SV волну. Нисходящие преобразования Р волны в SV волну вызваны только неперпендикулярным падением Р волны на границу раздела сред с различием по импедансу. Моды Р и SV свободно обмениваются энергией при отражении и преломлении на границах раздела, поскольку векторы смещения указанных двух мод находятся в одной и той же вертикальной плоскости. Ни Р волна, ни SV волна не могут передать энергию SH волне, и наоборот энергия SH волны не может быть преобразована в энергию Р волны или SV
волны, поскольку вектор смещения SH волны является перпендикулярным вертикальной плоскости, в которой распространяются Р и SV волны. Для подтверждения того, что на панели данных отображена картина распространения моды SH необходимо найти в панели данных 5 свидетельство случаев Р и SV волн. Если случаи Р и SV волны не идентифицированы, указанная мода является чистой модой SH по определению. Следует отметить, что при малоглубинных углах отбора (верхние 4 или 5 приемных станций) SH волны распространяются быстрее, чем SV волны, как предсказано у Levin (1979, 1980) (см. выше) и измерено 10 у Robertson, J.D. и D. Corrigan, 1983, "Шаблоны излучения поперечной волны вибратора в приповерхностном сланце", Геофизика, 48, 19-26.
[0086] SV волны, возбужденные непосредственно в источнике SV волн, генерируются точно в точке, в которой к Земле приложена 15 вертикальная сила. Вблизи указанного источника не должно быть границ раздела сред с различием по импедансу, вызывающих появление SV волн. SV волны возникают на удалении от источника вертикальной силы даже в плотной, однородной среде, в которой отсутствуют границы раздела.
20 [0087] Напротив, обмен энергией между Р и SV волнами происходит
только на границах раздела, где существует различие по импедансу. В какой бы момент времени и под каким бы углом падения, за исключением 0° (перпендикулярно границе раздела), Р волна ни достигла границы раздела, некоторая часть облучающей энергии Р волны преобразуется в
25 отраженную и преломленную Р волну, и некоторая часть облучающей энергии Р волны преобразуется в отраженную и преломленную SV волну. Таким образом происходит передача энергии от Р волны к SV волне на границе сред, имеющих координаты, удаленные от источника, но никак не в точке непосредственного расположения источника. Обменная SV волна
30 требует наличия двух условий: 1) граница раздела, в которой имеется различие акустического импеданса, и 2) путь пробега Р волны должен
достигать указанной границы раздела под углом, который не перпендикулярен границе раздела. Если угол падения равен 0° (путь пробега волны является перпендикулярным границе раздела), коэффициент отражения Р волны в SV волну равен нулю. При других углах 5 падения коэффициент отражения P-SV отличается от нуля.
[0088] На фиг. 12 показаны диаграммы 1200, 1202 и 1204, на которых представлены фактические данные по осям X, Y, Z, полученные на испытательном полигоне Девин с использованием вертикальной группы приемников, когда взрывной источник в сейсмической скважине был расположен в излучающей станции 5, смещенной на 1250 футов (381 м) от группы. Диаграммы 1206, 1208 и 1210 показывают те же самые данные, преобразованные в пространство данных для Р, SV, SH волн. На панели данных SH отсутствуют случаи Р или SV волн. Случаи SV волны, появляющиеся на панели данных Р волны, намного слабее, чем в случае использования вертикального ударного источника, возможно, благодаря более точной ориентации приемника. Следует отметить, что при малоглубинных углах отбор (верхние 4 или 5 приемных станций) SH волны распространяются быстрее, чем SV волны, как предсказано у Levin (1979, 1980) (см. выше) и измерено у Robertson, J.D. и D. Corrigan, 1983 (см. выше).
[0089] На фиг. 13 показаны диаграммы 1300, 1302 и 1304, на которых представлены фактические данные по осям X, Y, Z, полученные на 25 испытательном полигоне Девин с использованием вертикальной группы приемников, когда вертикальный вибрационный источник был расположен в излучающей станции 6, смещенной на 1500 футов (457,2 м) от группы приемников. Диаграммы 1206, 1208 и 1210 показывают те же самые данные, преобразованные в пространство данных для Р, SV, SH волн. На 30 панели данных SH отсутствуют случаи Р или SV волн. Измерения, выполненные при малоглубинных углах отбора, демонстрируют
повышенные амплитуды по сравнению с измерениями, выполненными с использованием вертикальных ударных и взрывчатых источников (как показано на фиг. 11 и 12).
[0090] К каждой панели данных на каждом из фиг. 11-13 применено постоянное усиление отображения. Таким образом, внутри индивидуальных чертежей амплитуды Р, SV и SH могут быть сравнены визуально для оценки относительных уровней энергии мод Р и S. Такие сравнения подтверждают, что моды SV и SH, возникающие далеко от источника вертикальной силы, имеют амплитуды, которые больше, чем амплитуда связанной с ними моды Р. Усиление отображения данных является различным для каждого источника, таким образом, амплитуды мод Р и S, возбужденных взрывчатыми веществами, нельзя визуально сравнивать с амплитудами мод Р и S, возбужденными вертикальным ударным или вертикальным вибрационным источниками.
[0091] Теоретически, данные моды SH не преобразовывают в данные мод Р или SV, поскольку упругое волновое поле распространяется сквозь слоистую Землю, и наоборот, моды Р и SV не преобразовывают в моды SH. Ни одна панель данных моды SH не содержит случаев Р или SV волн, которые могут указывать, что разделения волнового поля, отображенные на фиг. 11-13, выполнены должным образом. Кроме того, теоретически, моды Р и SV свободно обмениваются энергией между собой во время распространения в слоистых средах. Все панели данных мод SV, показанные на фиг. 11-13, показывают случаи 1114, 1214 и 1314 волн, энергия которых передана от Р волны к SV волне, что опять же указывает на правильность волновой картины. Не смотря на то, что незначительные величины энергии моды SV наблюдаются на панелях данных для Р волны, следует полагать, что разделение между модами волн является достаточно точным для обоснования фундаментального принципа, состоящего в том,
что обе поперечные моды SH и SV возбуждаются источником вертикальной силы в дополнение к ожидаемой моде Р волны.
[0092] Другое доказательство, подтверждающее, что две моды S, показанные на фиг. 11-13, являются модами SV и SH, состоит в том факте, что фронт волны, обозначенной как SH, при малоглубинных (вблизи горизонтали) углах отбора распространяется быстрее, чем фронт волны, обозначенной как SV. Это различие в скоростном поведении мод SH и SV подтверждается теорией, документально зарегистрированной у Levin (как показано на фиг. 4). Различия скоростей SH и SV волн лучше всего видны при сравнении времен вступления фронтов S волны, как показано на фиг. 11 и 12, в малоглубинные приемники, расположенные с интервалом глубин 500-700 футов (152,4-213,4 м).
ОБРАБОТКА ДАННЫХ
[0093] Существует различие между векторами смещения источника S волны, возбужденной источниками вертикальной силы и традиционными источниками горизонтальной силы. Смещение S волны, приложенное к Земле источником горизонтальной силы, показано на фиг. 3. Указанное смещение ориентировано в фиксированном азимутальном направлении (например, указанном стрелкой 306), и смещения Земли во всех точках вокруг точки приложения силы также ориентированы в том же самом направлении (например, также указанном стрелками 308), что и направление приложенной силы. Напротив, смещение S, созданное источником вертикальной силы, ориентировано в каждом азимутальном направлении вокруг точки приложения силы, и соответствующие векторы смещения Земли аналогично указывают во всех азимутальных направлениях от излучающей станции (как показано на фиг. 6). Эффект, наблюдаемый в сейсмических отражённых данных, состоит в том, что данные S волны, возбужденной дипольным источником (как показано на
фиг. 3), имеют одну и ту же полярность в каждом азимутальном секторе, окружающем излучающую станцию, но данные S волны, возбужденной источником вертикальной силы, имеют различные полярности при наблюдении в азимутальных направлениях, различающихся на 180°.
[0094] Способы обработки данных S волны в сейсмической разведке основаны на допущении, что полярности данных остаются постоянными во всем сейсмическом пространстве изображения. Таким образом полярности данных S волны, собранных с использованием источника вертикальной 10 силы, могут быть отрегулированы таким образом, чтобы быть похожими на имеющие постоянную полярность данные волн, возбужденных дипольным источником, путём подбора полярности данных.
[0095] На фиг. 14 показан процесс подбора полярности данных. На 15 фиг. 14 показана горизонтальная проекция излучающей станции вертикальной силы (VFS), расположенный в трехмерной сети 1400 для сбора сейсмических данных. В терминах сейсморазведки, направление, в котором развернуты приёмные линии, называется "продольным", а направления, в которых ориентированы линии источника, называется 20 "поперечным". В большей части объемных конструкций для сбора сейсмических данных продольное и поперечное направления перпендикулярны друг другу.
[0096] Азимутальное направление положительной полярности в 25 поперечном и продольном направлениях является произвольным. Однако, после выбора специалистом-обработчиком некоторых продольного и поперечного направлений в качестве имеющих положительную полярность, он или она автоматически делит продольное и поперечное сейсмическое пространство изображения вокруг излучающей станции вертикальной силы 30 на две полярные области: область с положительной полярностью и область с отрицательной полярностью. На фиг. 14 показан принцип
реверсирования полярности данных, примененный к данным источника вертикальной силы для создания данных S волны с постоянной полярностью в сейсмическом пространстве изображения. На чертеже показан пример объемной геометрии для сбора сейсмических данных, называемой взаимно перпендикулярной геометрией, в которой линия возбуждения и приёмные линии взаимно перпендикулярны друг другу. Станция VFS является станцией вертикальной силы, расположенной в линии возбуждения с одним источником. Направление положительной полярности выбрано (произвольно) как для поперечного направления (линии возбуждения), так и для продольного направления (приёмной линии). Благодаря такому решению сейсмическое пространство изображения разделено на две области: область положительной полярности и область отрицательной полярности.
[0097] Пример действительных данных, иллюстрирующий указанный принцип полярности данных, показан на фиг. 15 и 16. Представленные на чертеже трехмерные сейсмические данные были собраны с использованием вертикального вибратора. Сеть для сбора данных показана между каждой парой панелей данных для задания положения фиксированной излучающей станции и различных приемных станций, в которых регистрировали данные, возбужденные указанным источником вертикальной силы. Положительные продольное (IL) и поперечное (XL) направления, назначенные в сети, указаны в каждой приемной станции. Трасса, записанная способом переменной амплитуды, отображенная на левой панели, показывает полярности записанных данных. Трасса переменной амплитуды, отображенная на правой панели, показывает данные после реверсирования их полярности, как показано на фиг. 14. После указанного реверсирования полярности все данные имеют постоянную полярность во всем сейсмическом пространстве изображения и могут быть обработаны стандартным программным обеспечением для обработки сейсмических данных.
[0098] Обработка данных для мод SV и SH волн, возбужденных непосредственно в точке применения источника вертикальной силы, отличается от обработки указанных данных для преобразованной моды SV. В случае данных источника прямой волны полярности данных реверсируются в области отрицательного смещения, и после того, как будет выполнена указанная коррекция полярности данных, данные в двух областях смещения обрабатывают как одиночный массив данных, но не как два отдельных массива данных. Данные источника прямой S волны могут быть обработаны методом общей глубинной точки (ОГТ); в то время как данные P-SV обрабатывают методом общей точки обмена (ОТО). Анализы скоростей данных выполняют различными способами в указанных двух областях обработки данных: методом ОГТ и методом ОТО.
[0099] На фиг. 15 показан первый пример полярностей сейсмических данных источника вертикальной силы, записанных в азимутальных направлениях, отличающихся на 180° от излучающей станции (слева). Справа на фиг. 15 показан результат реверсирования полярностей в области отрицательной полярности для преобразования данные источника вертикальной силы в данные дипольного источника постоянной полярности.
[0100] На фиг. 16 показан второй пример полярностей сейсмических данных источника вертикальной силы, записанных в азимутальных направлениях, которые отличаются на 180° от излучающей станции (слева). Справа на фиг. 16 показан результат реверсирования полярностей в области отрицательной полярности для преобразования данных источника вертикальной силы в данные дипольного источника постоянной полярности.
[0101] Не смотря на то, что данные источника вертикальной силы не имеют тех же самых полярностей данных S волны, как у известных источников горизонтальной силы, реверсирования полярности данных, коррекции, инверсии или регулировки в соответствующих частях пространства сейсмического изображения позволяют преобразовать полярности вертикальной силы в полярности горизонтальной силы. После указанной коррекции полярности данные источника вертикальной силы могут быть обработаны так же, как и данные источника горизонтальной силы, с использованием известных алгоритмов.
ПРИВЯЗКА
[0102] Опытные данные лаборатории EGL показывают, что источники вертикальной силы, обычно используемые в качестве источников Р волн, генерируют S волну, имеющую непосредственно в точке приложения силы энергию, которая больше, чем энергия генерируемой Р волны. Согласно одному варианту реализации энергия S генерируется непосредственно в точке приложения силы источника, но не за счет преобразований моды Р в моду SV в подповерхностных границах раздела.
[0103] Кроме того, промысловые испытания показывают, что источники вертикальной силы возбуждают высокоэнергичную высококачественную моду SH непосредственно в излучающей станции в дополнение к моде SV. Это утверждение подтверждается следующим:
Мода, которая, как предполагается, является модой SH, возбуждает смещение Земли, перпендикулярное вектору моды SV, и
Скорость предполагаемой моды SH больше, чем скорость моды SV, при малоглубинных углах отбора.
[0104] Таким образом, созданная в лаборатории EGL программа испытаний источника свидетельствует, что данные полного упругого
волнового поля (Р, SV, SH) могут быть собраны с использованием вертикальных источников силы.
[0105] Существование данных моды SV непосредственно в излучающей станции может быть противопоставлено данным моды SV, преобразованным на границах раздела с различием по импедансу в Земле из моды Р в моду SV посредством нескольких слоев сред ниже поверхности Земли, которые могут быть определены как находящиеся "рядом с источником". Имеются только два способа генерирования поперечной моды SV: 1) использование источника, который возбуждает смещение моды SV непосредственно в излучающей станции; и 2) использование источника, который генерирует устойчивую Р волну, и использование преобразованных мод SV, возбужденных Р волной, когда она освещает границу раздела под любым углом падения, за исключением кроме 0°.
[0106] Как описано выше, данные моды SH наблюдаются в данных, возбужденных тремя общими типами источников вертикальной силы (вертикальным вибратором, вертикальным ударником, взрывчатым веществом в сейсмической скважине), что означает, что смещение моды SH происходит непосредственно в точке, в которой источник вертикальной силы прикладывает вектор силы к Земле.
СБОР ДАННЫХ И ОБРАБОТКА
[0107] На фиг. 17 показана схема системы 1700 для сбора и обработки данных и способа получения и обработки данных полных упругих волн от источника вертикальной силы с использованием расположенных на поверхности датчиков. Сейсмический источник 1702 вертикальной силы расположен на малоглубинной выемке в поверхности 1704 Земли, рядом с указанной выемкой или внутри нее. Источник 1702 выполнен с возможностью воздействия вертикальной силы на поверхность
1704 для создания сейсмоволн в среде Земле 1706. Источник 1702 может содержать вертикальный вибратор, взрывную сейсмическую скважину, машину для вертикального ударного действия, пневматическую пушку, вертикальный источник с падающим грузом или сейсмовибратор, и/или 5 другие источники вертикальной силы. В настоящем примере источник 1702 вертикальной силы возбуждает продольную моду Р и обе фундаментальные поперечные моды (SH и SV) в Земле 1706 непосредственно в точке 1708 приложения силы источника вертикальной силы. В этом варианте реализации по меньшей мере некоторые из поперечных SH и SV волн 10 генерируются в источнике 1702, а не путём подповерхностного преобразования, вызванного частями сред Земли 1706. Частотные волны могут быть созданы путём частотного качания или одиночным широкополосным импульсом. Источник вертикальной силы может быть использован без применения любых источников горизонтальной силы.
[0108] Сейсмический датчик 1710 расположен вдоль поверхности Земли, включая расположение на малоглубинной выемке в поверхности 1704 Земли, рядом с указанной выемкой или внутри нее. Например, согласно одному варианту реализации могут быть пробурены
20 малоглубинные отверстия и в них могут быть установлены датчики 1710 для устранения помех, вызванных ветром, дождем, и т.п. Датчик 1710 выполнен с возможностью обнаружения или восприятия мод восходящих волн, отраженных от подповерхностных секторов, формаций, интересующих объектов, и т.п.. Согласно данному варианту реализации
25 датчик 1710 содержит многокомпонентный геофон, например трехкомпонентный геофон, выполненный с возможностью восприятия продольной моды Р и обеих фундаментальных поперечных мод (SH и SV). Как показано на фиг. 1-14, согласно различным вариантам реализации могут быть использованы различные группы и конфигурации источников
30 1702 и датчиков 1710. Например, вдоль поверхности Земли 1704 могут быть развернуты двумерные или трехмерные регистрирующие расстановки
для сбора данных. В качестве другого примера, множество источников 1702 (например, по меньшей мере два, по меньшей мере пять, по меньшей мере десять, и т.п.) могут быть расположены вдоль линии и выполнены с возможностью совместной или синхронной передачи сейсмоволн. Согласно одному варианту реализации может быть использовано вертикальное сейсмическое профилирование. Согласно другому варианту реализации может быть использовано обращенное вертикальное сейсмическое профилирование, при котором один или большее количество источников расположены в отверстии или скважине, и один или большее количество трехкомпонентных датчиков или приемников расположены вдоль поверхности Земли. Согласно другому варианту реализации может быть использована межскважинная расстановка, при которой источники расположены в одной скважине или отверстии, а трехкомпонентные приемники или датчики расположены в другой скважине или отверстии. Спускаемый в скважину источник может представлять собой блокированный стенками механический вибратор в скважине, заполненной воздухом или буровым раствором, или может быть пневматической пушкой, водной пушкой, или высокоэнергетическим пьезодатчиком, свободно подвешенным в столбе флюида в скважине, или другой источник.
[0109] Сейсмическая регистрирующая система 1712 выполнена с возможностью приема сейсмических данных, воспринятых датчиком или датчиками 1710, посредством проводного или беспроводного канала связи и сохранения указанных данные в базе данных системы. Система 1712 может содержать вычислительное устройство любого типа. Система 1712 может быть выполнена с возможностью сбора и/или обработки принятых данных. Например, обработка может включать: описанное выше реверсирование полярности; этапы обработки, описанные ниже и показанные на фиг. 18; или другие обрабатывающие сейсмические данные алгоритмы.
[ОНО] Выходное устройство 1714 на основе цифрового носителя может быть связано с системой 1712, или данные могут быть переданы из системы 1712 в устройство 1714 с использованием множества средств, таких как проводная или беспроводная сеть, запоминающее устройство, и 5 т.п.. Устройство 1714 может содержать один или большее количество отображающих устройств, принтер, громкоговоритель и/или другие устройства вывода.
[0111] Согласно одному варианту реализации система 1712 может 10 быть выполнена с возможностью сбора или захвата данных мод SH-SH с использованием поверхностных датчиков. Согласно другому варианту реализации система 1712 может быть выполнена с возможностью сбора данных обеих мод SV и SH с использованием поверхностных датчиков.
15 [0112] На фиг. 18 показана схема системы 1800 для сбора и
обработки данных и блок-схема способа получения и обработки полных данных упругих волн от источника вертикальной силы с использованием подповерхностных датчиков. Сейсмический источник 1802 вертикальной силы расположен на малоглубинной выемке в поверхности 1804 Земли,
20 рядом с указанной выемкой или внутри нее. Источник 1802 выполнен с возможностью воздействия вертикальной силы на поверхность 1804 для возбуждения сейсмоволн в среде Земли 1806. В этом примере источник 1802 вертикальной силы возбуждает продольную моду Р и обе фундаментальные поперечные моды (SH и SV) в Земле 1806
25 непосредственно в точке 1808 приложения силы источником вертикальной силы. Согласно данному варианту реализации по меньшей мере некоторые из поперечных SH и SV волн генерируются в источнике 1802, но не за счет подповерхностного преобразования, вызванного частями сред Земли 1806. В данном случае может иметь место загрязнение данных моды S,
30 возбужденной непосредственно в излучающей станции, данными преобразованной моды SV, возбужденной на границах раздела,
дистанционно удаленных от излучающей станции. Система для обработки данных может быть выполнена с возможностью разрешения, устранения, уменьшения или идентифицирования указанных данных преобразованной моды SV (и/или других мешающих мод, таких как случаи Р волны, 5 многократноотраженных Р и S волн, реверберирующих поверхностных сейсмоволн, помех, созданных ветром, и т.п.) и выделения для усиления или идентификации целевого сигнала.
[0113] Множество сейсмических датчиков 1810 расположены в 10 различных местах внутри каждого из одного или большего количества малоглубинных или глубоких отверстий, пробуренных с любым углом наклона. Датчики 1810 могут быть размещены постоянно (например, путём их цементирования или фиксации иным способом на месте) или могут быть размещены с использованием катушки с каротажным кабелем или трос-15 кабелем. Датчики 1810 выполнены с возможностью обнаружения или восприятия мод восходящих волн, отраженных от подповерхностных секторов, формаций, целевых интересующих объектов, и т.п.. Согласно данному варианту реализации каждый из датчиков 1810 содержит по меньшей мере один многокомпонентный геофон, например 20 трехкомпонентный геофон, выполненный с возможностью восприятия продольной моды Р и обеих фундаментальных поперечных мод (SH и SV). Как показано на фиг. 1-14, в различных вариантах реализации могут быть использованы различные группы и конфигурации источников 1802 и датчиков 1812.
[0114] Система 1812 для расстановки датчиков и регистрации сейсмики может быть выполнена с возможностью размещения датчиков 1810 в отверстии 1809, подачи электропитания датчикам 1810 и обеспечения других функций, необходимых для расстановки датчиков 30 1810. Система 1812 содержит вычислительную систему, выполненную с возможностью приема сейсмических данных, воспринимаемых датчиками
1810, посредством проводного или беспроводного канала 1813 связи и сохранения данных в базе данных. Система 1812 может быть выполнена с возможностью сбора и/или обработки принятых данных. Например, обработка может включать: обращение полярности, как описано выше; этапы обработки, показанные на фиг. 18 и описанные ниже; или другие алгоритмы для обработки сейсмических данных.
[0115] Цифровые носители 1815 могут быть связаны с системой 1812 с использованием любого количества средств, таких как проводная или беспроводная сеть, и т.п.. Носители 1815 могут быть выполнены с возможностью сохранения и передачи измеренных и/или обработанных данных другим вычислительным устройствам.
[0116] На фиг. 19 показана система для обработки данных, предназначенная для обработки полные данные упругого волнового поля. Система 1900 содержит цифровую вычислительную систему 1902, такую как персональный компьютер, сервер UNIX, одиночная рабочая станция, высокопроизводительный кластер рабочих станций, или другую вычислительную систему или системы. Система 1902 содержит достаточное электропитание для обеспечения обработки больших количеств сложных сейсмических данных. Массовое запоминающее устройство 1904 или другое запоминающее устройство связано с цифровой вычислительной системой 1902, выполненной с возможностью приема данных от полевых самописцев или датчиков, сохраненных на цифровых носителях 1906, таких как карта памяти, жесткий диск или другое запоминающее устройство. Массовое запоминающее устройство 1904 выполнено с возможностью загрузки или приема многокомпонентных сейсмических данных от цифровых носителей 1906 и сохранения указанных данных в базе данных.
[0117] Пользовательский интерфейс 1908, такой как клавиатура, дисплей, дисплей с сенсорным экраном, громкоговоритель, микрофон и/или
другие устройства пользовательского интерфейса, может быть связан с системой 1902 для двухстороннего обмена данными между системой 1902 и пользователем. Согласно одному варианту реализации многопользовательские терминалы 1910 могут быть иметь доступ к системе 1902 для обработки данных посредством пользовательского интерфейса с использованием сети компьютеров, терминалов или других устройств ввода/вывода (например, глобальной сети, такой как Интернет).
[0118] Библиотека 1912 программ, связанная с системой 1902 для
обработки данных, содержит один или большее количество
энергонезависимых читаемых компьютером носителей,
запрограммированных для исполнения одного или большего количества алгоритмов обработки. Алгоритмы обработки могут содержать любые из большого количества известных алгоритмов для обработки сейсмических данных, или алгоритмов, описанных в настоящей заявке, или тех, которые могут быть разработаны в будущем. Алгоритмы могут включать алгоритмы двух категорий: (1) алгоритмы, необходимые для обработки данных, собранных с использованием поверхностных трехкомпонентных датчиков; и (2) алгоритмы, необходимые для обработки данных, собранных с использованием трехкомпонентных датчиков, расположенных в глубоких скважинах.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ДАТЧИКИ
[0119] Для поверхностных датчиков система 1902 для вычисления данных может быть запрограммирована с использованием известных кодов, как специализированных, так и имеющихся в продаже общедоступных кодов. Система 1902 может быть запрограммирована с использованием нового кода для оптимизации обработки данных и построения изображения. Система 1902 может быть запрограммирована для
извлечения данных мод Р, SH и SV из записанных данных, как описано в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 1-14.
ДАТЧИКИ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ В ГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЕ
[0120] Когда данные собраны с использованием датчиков, размещенных в глубоких скважинах, процедуру называют вертикальным сейсмическим профилированием (ВСП). Системы для обработки данных ВСП распространены не так широко, как системы для обработки данных, собранных с использованием поверхностных датчиков. Данные ВСП могут быть обработаны с использованием систем для обработки данных, изготовленных или используемых геофизическими подрядчиками ВСП, такими как компании Schlumberger, Halliburton, Baker Atlas, READ, и/или другими компаниями. Системы для обработки данных могут быть выполнены с возможностью извлечения данных мод Р, SH и SV из записанных данных путём поиска мод SV и SH, исходящих непосредственно от поверхностной излучающей станции.
[0121] Система 1900 дополнительно может содержать одно или большее количество выходных устройств 1914, связанных с цифровой вычислительной системой 1902. Выходные устройства 1914 могут включать плоттеры, лентопротяжные устройства, дисководы и т.п., выполненные с возможностью приема для сохранения, отображения и/или представления обработанных данных в пригодном для использования формате.
[0122] На фиг. 20 показана блок-схема способа 2000 обработки полных данных упругой волны. Способ может быть реализован с использованием одного или большего количества устройств для обработки данных, таких как цифровая вычислительная система 2002. На этапе 2002 в устройство для обработки данных подают смешанные данные мод Р, SH и SV в полевом координатном пространстве данных (продольных и
поперечных), полученные от этапов сбора данных, описанных выше. На этапе 2004 устройство для обработки данных конфигурируют или программируют для разделения, отделения или устранения иным способом данных моды Р путём применения скоростных фильтров для подавления 5 или отфильтровывания мод SH и SV.
[0123] Скоростной фильтр представляет собой устройство, выполненное с возможностью реализации любого численного метода, примененного к сейсмическим данным, который усиливает случаи волн, распространяющихся с некоторым целевым скоростным поведением, и ослабляет случаи волн, которые распространяются со скоростями, отличающимися от указанной целевой скорости. Известны многочисленные алгоритмы, доступные для специалистов-обработчиков сейсмических данных, выполняющие фильтрование по скорости. Некоторые из указанных фильтров действуют в частотно-волновочисленной (f-k) области, некоторые из указанных фильтров действуют в области значений интервального времени-времени (tau, р), некоторые из них являются медианными фильтрами во временно-глубинной области, и т.п.. Скоростные фильтры обеспечивают возможность разделения основных отражений мод Р от многократно отраженных Р волн и случаев S волн, которые необходимо изолировать от случаев Р волны.
[0124] Случаи преобразованной SV волны имеют более высокую скорость, чем случаи прямой S волны, поскольку преобразованная SV 25 волна включает в себя нисходящую Р волну; в то же время, нисходящий путь пробега для случая прямой S волны равен пути пробега S волны (которая намного медленнее, чем Р волна). Скоростные фильтры могут быть выполнены с возможностью пропускания низких скоростей, связанных со случаем S-S (нисходящей S волны и восходящей S волны), и 30 отфильтровывания более высоких скоростей, свойственных случаям P-SV (нисходящей Р волны и восходящей SV волны).
[0125] На этапе 2006 устройство для обработки данных конфигурируют для реверсирования полярности продольных и поперечных данных горизонтального датчика, собранных при отрицательных смещениях, как описано выше со ссылкой на фиг. 10-14. На этапе 2008 устройство для обработки данных конфигурируют для преобразования данных горизонтального датчика из продольного/поперечного пространства данных в радиальное/поперечное пространство данных, как описано выше со ссылкой на фиг. 10-14. В результате, данные мод SH и SV (SH = поперечные данные; SV = радиальные данные), разделяют и обрабатывают по отдельности. Порядок выполнения этапов способа 2000 может быть изменен согласно различным вариантам реализации; например, блоки 2006 и 2008 можно поменять местами.
[0126] На этапе 2010 радиальные данные датчика выделяют в качестве базы данных моды SV, а поперечные данные датчика выделяют в качестве базы данных моды SH. Такое разделение данных мод SV и мод SH обеспечивает возможность выборочного введения данных, относящихся к указанным модам, (например, в качестве отдельных наборов данных) в поток обработки данных, начинающийся на этапе 2012.
[0127] На этапе 2012 любой способ анализа скоростей, известный в области обработки сейсмических данных, может быть применен отдельно к каждой волновой моде Р, SV и SH. Наиболее популярными способами анализа скоростей являются когерентное накапливание, частотно-волновочисленный анализ и анализ значений интервального времени-времени. Согласно этому этапу идентифицируют оптимальную скоростную функцию для каждой волновой моды, которая выделяет случаи основных отражений для указанной волновой моды и уменьшает помехи, межслойные многократные сейсмоволны и случаи волн-спутников от конкурирующих волновых мод.
[0128] На этапе 2014 применяют статические поправки для улучшения выравнивания отражающего горизонта. Указанные поправки включают временные сдвиги данных, собранных в каждой из излучающей и приемной станций. Поскольку указанные временные сдвиги применены к всем данным сейсмотрассы, они называются статическими поправками для их отличения от динамических регулировок по времени в других процессах. Одна статическая поправка устраняет различия в синхронизации, вызванные изменениями высоты расположения станции, путём регулирования нуля времени на каждой трассе данных, для математического перемещения всех излучающих и приемных станций к общему уровню приведения. Вторая статическая поправка устраняет различия в синхронизации, вызванные различными скоростями, локальными для различных излучающих и приемных станций. Результатом указанных статических поправок является улучшение непрерывности отражения.
[0129] На этапе 2016 к данным может быть применен любой известный способ подавления помех для улучшения соотношения сигнал-шум. Некоторые способы подавления помех могут включать использование простых частотных фильтров. Другие способы могут являться более сложными, например, использование фильтров значений интервального времени-времени (tau, р), частотно-волновочисленных фильтров (f-k) или процедур деконволюции.
[0130] На этапе 2018 данные суммируют для построения начального изображения. Включенная в этот этап динамическая регулировка по времени случаев отражения волны называется кинематической поправкой, которая применяется к сглаженным случаям отражения волны в той же самой временной координате для всех расстояний между источниками и приемниками. Геометрия сбора данных может вызвать возбуждение
случаев отражения волн многими парами источник-приемник в той же самой подповерхностной координате. При пакетировании сглаженные отражения от всех пар источник-приемник, которые изображают ту же самую подповерхностную координату, суммируют для формирования одиночной трасы изображения в указанной координате пространства изображения. Когда этот процесс пакетирования пройдет через все сейсмическое пространство изображения, в каждом элементе изображения в пространстве изображения формируется одиночная трасса изображения с высоким соотношением сигнал-шум. Именно на этом этапе специалист-обработчик получает первоначальное представление о качестве анализа скоростей и статических поправок, которые применены к данным (например, путём отображения данных на электронном дисплее, распечатывания данных на принтере, и т.п.).
[0131] На этапе 2020 специалист-обработчик должен решить, является ли изображение удовлетворительным, или обработка данных должна быть повторена для повышения точности анализа скоростей, в связи с чем применяют динамические кинематические поправки случаев отражения, и для повышения точности статических поправок, которые сдвигают по времени эти случаи отражения волн в каждой из излучающей и приемной станций. Если принято решение повторить процесс построения изображения, управление способом возвращается к этапу 2012 и вновь проходит все этапы до этапа 2020. Если Земля состоит из плоских горизонтальных слоев, указанные пакетированные данные обеспечивают хорошее изображение геологического строения подповерхностных слоев. Если слои Земли опускаются или имеют разрывы, указанные пакетированные данные не представляют истинное изображение геологии, но не смотря на это все еще указывают на качество истинного изображения, которое будет построено после миграции данных на этапе 2022.
[0132] На этапе 2022 выполняют миграцию данных. Миграцией называется процедура, при которой используют полученную из сейсмических волн скоростную модель Земли для перемещения случаев отражения волн от их координатных положений в пространстве изображения расстояния-времени к их правильным подповерхностным положениям в Земле. В области обработки сейсмических данных известны многочисленные алгоритмы миграции. Некоторые алгоритмы являются специализированными и составляют собственность компаний, занятых в сфере обработки данных; другие являются доступными на основе коммерческой аренды программного обеспечения или в качестве общедоступного бесплатного программного обеспечения.
[0133] Этап миграции данных, как показано на фиг. 20, является процедурой миграцией после накапливания. Этап миграции может быть перемещен и расположен между этапами 2016 и 2018 для выполнения миграции перед суммированием. Миграция перед накапливанием (суммированием) часто является более предпочтительной, чем миграция после суммирования, но сопряжена с повышенным объёмом вычислений. Выполнение миграции во временной области и миграции в глубинной области перед накапливанием обеспечивает возможность выбора оси времени или оси глубины в качестве вертикальной оси координат изображения в зависимости от предпочтений обработчика. В случае необходимости на этом этапе может быть использована возможность построения изображения с использованием способов обращенной миграции во временной области.
[0134] Описанные в настоящей заявке способы могут быть осуществлены сейсмическими подрядчиками, нефтяными и газовыми компаниями, и другими предприятиями. Описанные в настоящей заявке способы также могут быть использованы в других отраслях
промышленности, таких как геотермальная энергетика, секвестрация СОг, и т.п..
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ДАННЫЕ
[0135] Системы и способы, описанные в настоящей заявке, могут быть применены к обработке имеющихся или существовавших ранее (унаследованных) наборов сейсмических данных или наборов сейсмических данных старого образца. Согласно одному варианту реализации запоминающее устройство содержит сейсмические данные, которые могут быть исходными, необработанными или частично обработанными. Сейсмические данные могут быть сгенерированы за месяцы или годы до их обработки. Устройство для обработки данных может быть выполнено с возможностью обработки сейсмических данных с целью генерирования, получения или достижения полных упругих данных волновых форм. Например, устройство для обработки данных может быть выполнено с возможностью реверсирования полярности данных горизонтального датчика, собранных в областях отрицательного смещения, как описано в настоящей заявке, для генерирования данных моды S волны, таких как данные моды SH и моды SV. Устройство для обработки данных дополнительно может быть выполнено с возможностью извлечения мод Р, SH и SV из ранее записанных данных. Согласно одному варианту реализации сейсмические датчики содержат данные, принятые в течение достаточно большого промежутка времени, такого как по меньшей мере десять секунд или по меньшей мере двенадцать секунд, для приема всех из медленно распространяющихся мод SH и SV в дополнение к данным моды Р.
[0136] Согласно одному варианту реализации источники, за исключением взрывчатых источников, (т.е., невзрывчатые источники, такие как вертикальные вибраторы и вертикальные ударные источники)
могут быть использованы для построения изображений моды S волны, таких как изображения мод SV и SH. Преимущества невзрывчатых источников состоят в том, что они являются приемлемыми источниками для сред, в которых взрывчатые источники запрещены или неэффективны. Примеры таких преимуществ:
Взрывчатые вещества не могут быть использованы в городских условиях. Напротив, вибраторы могут работать под улицами, переулками и в непосредственной близости к зданиям.
Взрывчатые вещества не могут быть использованы вблизи полос отчуждения вдоль дорог. Дороги местного значения и шоссе общего пользования являются наиболее подходящим местом для использования вибраторов при профилировании.
В областях, загрязненных механическими шумами (созданными автодорожным транспортом, насосными станциями газопроводов, качалками нефтяных скважин, действующими буровыми установками, и т.п.), компактный импульсный волновой пакет (обычно длящийся только 100-200 мс), возбужденный взрывом, может быть разбит короткими шумовыми выбросами от источников шума, расположенных рядом с одной или большим количеством приемных станций. Напротив, вибратор создает волновой пакет путём введения в Землю длинного (10-12 секунд) частотно-модулированного сейсмического сигнала, в котором частоты меняются в соответствии с известной временной зависимостью. Если механические помехи не представляют собой частотно изменяющийся в течение 10 секунд или 12 секунд сигнал, абсолютно подобный сигналу вибратора, перекрестно-корреляционная процедура, используемая для идентифицирования случаев отражения сигналов вибрационной сейсмики, подавляет помехи. Взрывчатые источники менее практичны, чем вибраторы в средах с высоким уровнем шума.
Вертикальные ударные источники пользуются популярностью, поскольку они имеют более низкую стоимость, чем взрывчатые источники (и обычно более низкую стоимость, чем вибраторы). Промысловые
компании-операторы часто выбирают самый дешевый источник, даже если он имеет некоторые технические недостатки.
[0137] Не смотря на то, что в некоторых вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, рекомендуется использовать невзрывчатые источники, взрывчатые источники также могут быть использованы в других вариантах реализации, описанных в настоящей заявке.
[0138] Данные S волны могут быть собраны в самом широком диапазоне сред, если в качестве источников силы используются вертикальные источники. Взрывчатые источники могут быть использованы в болотах, горах, и т.п., т.е., в местах, в которых невзрывчатые источники невозможно использовать, или они являются неэффективными, в то время как вибраторы и вертикальные ударные источники могут быть использованы в высокоурбанизированных областях (городах, вблизи дорог, и т.п.), где запрещено использование взрывчатых веществ, и если ограниченный бюджет сужает выбор источника.
[0139] Системы и способы, описанные выше со ссылкой на фиг. 1720, также обеспечивают возможность осуществления любых особенностей или принципов, описанных со ссылкой на фиг. 1-16.
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ДАННЫХ ПОПЕРЕЧНОЙ МОДЫ SV ИЗ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ Р ВОЛНЫ
[0140] Ниже со ссылкой на фиг. 21-35 описаны система и способы для извлечения данных поперечной SV волны из сейсмических данных Р волны.
[0141] Ниже описаны системы и способы для извлечения данных поперечной SV волны из сейсмических данных Р волны, собранных с
использованием источника вертикальной силы и вертикальных геофонов. Сейсмические данные Р волны могут содержать унаследованные данные Р волны (например, данные Р волны, собранные несколько дней, месяцев или лет назад, например, по меньшей мере один год назад), данные Р 5 волны, собранные в настоящее время, двумерные данные, трехмерные данные, данные от датчиков одиночного компонента и/или данных от трехкомпонентных датчиков, собранные в широком разнообразии состояний поверхности Земли.
10 [0142] Эти системы и способы основаны на способе использования и
применения моды SV-P, возбужденной сейсмическим источником вертикальной силы. Компонент SV указанной сейсмической моды обеспечивает ценную информацию о породах и текучих средах, которая не может быть извлечена из сейсмических данных Р волны. Системы и
15 способы могут возбуждать изображение S волны на основе сейсмических данных, собранных с использованием поверхностных вертикальных геофонов.
[0143] Согласно некоторым вариантам реализации для сбора данные 20 поперечной моды SV используют поверхностные сейсмические датчики для вертикального одиночного компонента или датчики для вертикальной одиночной компоненты. Согласно некоторым вариантам реализации в каждой приемной станции может присутствовать (или присутствовал, в случае унаследованных данных) только вертикальный приемник для 25 одиночной компоненты.
[0144] Описаны системы и способы для извлечения данных мод SV-SV из сейсмических данных Р волны, собранных с использованием источника вертикальной силы и вертикальных геофонов в ситуациях, в которых 30 данные Р волны собраны вдоль областей обнаженных высокоскоростных пород.
[0145] Описаны системы и способы для извлечения данных мод P-SV из сейсмических данных Р волны, собранных с использованием источника вертикальной силы и вертикальных геофонов в ситуациях, в которых где данные Р волны собраны вдоль областей обнаженных высокоскоростных пород.
[0146] Согласно некоторым вариантам реализации отсутствуют требования к специальному расположению приемника относительно источника. Согласно некоторым вариантам реализации системы и способы, описанные в настоящей заявке, могут быть применены независимо от того, находятся ли как источник, так и приемник на поверхности Земли, на одной глубине или на различных отличающихся глубинах.
[0147] Согласно некоторым вариантам реализации случая восходящих SV волн не используют для построения изображения; вместо этого для построения изображения используют только данные восходящей части Р волны из данных SV-P.
[0148] Согласно некоторым вариантам реализации источники могут иметь известные или заданные места относительно поверхностных приемников, и направления перемещения энергии, которая доходит до приемников, расположенных в их приемных станциях, могут быть известны до обработки принятых данных.
[0149] Основные данные отражённых сейсмических волн, которые собирают для оценки геологических условий в наземных областях, являются данными продольных волн (Р волн). В качестве исторической справки, существуют многочисленные большие библиотеки унаследованных сейсмических данных, причём возраст этих данных уходит
назад в 1950-ые и 1960-ые годы. Большинство унаследованных сейсмических данных представляют собой данные Р волны.
[0150] Термин "наземные сейсмические данные" относится к любым сейсмическим данным, собранным в неморской среде, которые могут включать данные, собранные в болотах, заросших берегах и неглубоких прибрежных водах, а также данные, собранные на открытой поверхности земли. Наземные данные Р волны генерируют с использованием источников вертикальной силы. Указанный термин "источник вертикальной силы" относится к любому сейсмическому источнику, который прикладывает вертикальную силу к Земле. В широкий диапазон сейсмических источников вертикальной силы могут быть включены вертикальные вибраторы, вертикальные ударные устройства и взрывные сейсмические скважины.
[0151] Наземные сейсмические данные Р волны записывают с использованием вертикальных геофонов или других вертикально ориентированных сейсмических датчиков. При получении сейсмических данных Р волны датчик, установленный в каждой приемной станции, может быть или однокомпонентным или трехкомпонентным, в то время как элементы датчика в каждом комплекте приемника измеряют вертикальное перемещение Земли.
[0152] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут обеспечить возможность извлечения данных поперечной SV волны из данных Р волны, собранных с использованием источников вертикальной силы и вертикальных датчиков. Один или большее количество вариантов реализации могут быть применены независимо от того, является компоновка датчика однокомпонентной или трехкомпонентной. Один или большее количество вариантов реализации могут относиться к унаследованным сейсмическим данным Р волны, а также к данным Р волны, собранным в настоящее время.
[0153] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут обеспечить возможность извлечения данных поперечной SV волны или из двумерных или из трехмерных данных 5 Р волны.
СЕЙСМИЧЕСКАЯ МОДА SV-в-Р ВОЛН
[0154] В вариантах реализации, предназначенных для извлечения 10 данных поперечной SV волны из данных Р волны, используют преобразованную сейсмическую моду SV-в-Р. Далее для обозначения указанной волновой моды будет использовано выражение "SV-P". В этом выражении первая часть обозначает нисходящую сейсмоволну (SV), которая освещает геологические целевые объекты, и вторая часть 15 обозначает восходящую отраженную волну (Р) от указанных целевых объектов. Для соблюдения постоянства нотации данные стандартной Р волны будут обозначаться как данные Р-Р, означающие, что нисходящее освещающее волновое поле представляет собой Р волну, и восходящее отраженное волновое поле также представляет собой Р волну.
[0155] На фиг. 21 показаны схемы путей пробега волн для сравнения изображения SV-P геологического строения подповерхностных слоев с традиционным изображением Р-Р. Жирные стрелки 2100, 2102, указывающие на излучающую станцию 2104 и приемную станцию 2106,
25 являются вертикальными для объяснения того, что: (1) сейсмический источник прикладывает вертикальную силу к Земле, и (2) каждый чувствительный геофон ориентирован вертикально или сконфигурирован иным способом для восприятия или измерения вертикального перемещения Земли. Приемником 2102 может быть вертикальный геофон, вертикальный
30 компонент многокомпонентного геофона или другой однокомпонентный или многокомпонентный геофон, выполненный с возможностью восприятия,
измерения или обнаружения вертикального перемещения Земли (например, геофон с геометрией "54°" или геофон Гальперина). Как описано выше, сейсмический источник вертикальной силы возбуждает не только Р волны, но также и поперечные SH и SV волны. Следовательно, показанные на 5 чертеже пути пробега нисходящей Р волны и нисходящей SV волны распространяются в направлении от станции источника вертикальной силы 2104, как показано на фиг. 21. Сегменты путей пробега нисходящей и восходящей волн обозначены Р или SV для указания конкретной волновой моды, которая распространяется вдоль каждого сегмента каждого пути 10 пробега волны. Стрелки в кружках на каждом сегменте пути пробега волны идентифицируют направление, в котором волновая мода, действующая на указанный сегмент пути пробега волны, смещает Землю. Полярности данных, указанные этими векторами смещения частиц, соответствуют допущениям о полярности, сформулированным Aki и Richards (1980).
[0156] Изображение "общей средней точки" может быть использовано для построения суммарного изображения Р-Р подповерхностных слоев Земли. В плоско-слоистой Земле, когда скорость нисходящего волнового поля, которое освещает геологический целевой объект, равна скорости 20 восходящего отраженного волнового поля от этого целевого объекта, как для данных Р-Р, точка отражения (элемент изображения) расположена на глубине, соответствующей половине пути между источником и приемником. Таким образом, для описания указанного понятия об изображении используют термин "общая глубинная точка" или "ОГТ".
[0157] При построении сейсмических изображений с использованием нисходящего освещающего волнового поля, которое имеет скорость, отличающуюся от скорости восходящего отраженного волнового поля, для построения суммарных изображений геологических целевых объектов 30 используют другое понятие, названное изображением "общей точки обмена". Для указания на эту сейсмическую стратегию построения
изображения используют сокращение "ОТО". Для построения суммарных изображений на основе данных SV-P используют способы построения изображений ОТО, поскольку нисходящая мода SV имеет скорость, которая отличается от скорости восходящей моды Р (как показано на фиг. 21).
[0158] Как показано на фиг. 21, случаи восходящих волн, которые достигают приемной станции, являются случаями Р волны как для моды Р-Р, так и для моды SV-P. Принцип, не показанный в этой упрощенной модели прямого пути пробега волны, состоит в том, что путь пробега Р волны искривлен почти до истинно вертикального, когда волна входит в неуплотненную область 2100 малых скоростей, которая покрывает большую часть поверхности Земли. Этот принцип показан на фиг. 22. Когда пути 2200, 2202 пробега восходящей Р волны изгибаются почти до истинно вертикальных при их приближении к приемной станции 2106, их векторы 2204, 2206 смещения частицы выравниваются с вертикально ориентированными сейсмоприемниками в приемной станции 2106 и индуцируют сильный ответный сигнал в вертикальном геофоне. Поскольку и унаследованные сейсмические данные Р волны и текущие последние данные Р волны регистрируются вертикальными геофонами, указанные данные Р волны содержат не только моды Р-Р, но также и моды SV-P, такие как пришедшие вдоль пути 2200 пробега волны, показанного на фиг. 22.
[0159] Как показано на фиг. 36, если Р волна распространяется в истинном горизонтальном направлении при приближении к геофону, она не генерирует сигнал в геофоне. Если Р волна распространяется в истинном вертикальном направлении при достижении вертикального геофона, то Р волна индуцирует в сейсмоприемнике (А) максимальный сигнал. Для любого промежуточного угла выхода величина сигнала, возбужденного в сейсмоприемнике пришедшей Р волной, составляет А*СОБ(Ф), где Ф - угол выхода, измеренный относительно истинной вертикали, и А -максимальный сигнал, возбужденный в геофоне Р волной при ее
распространении в истинном вертикальном направлении. Пришедшая с некоторым невертикальным углом Фх выхода Р волна все-таки имеет небольшой вертикальный компонент, который возбуждает слабый сигнал в вертикальном геофоне, но этот сигнал не является пригодным для использования. Точное значение угла Фх выхода изменяется от одного места к другому и повседневно изменяется в любом данном месте в зависимости от уровня присутствующего фонового шума. Фоновый шум включает сгенерированное ветром сотрясание местных растений, механические вибрации от работающих неподалеку машин или дорожного трафика, шум дождя или капель, падающих с ветвей ближайших дерев и кустов на землю, и другие факторы, которые индуцируют помехи рядом со станцией геофона.
[0160] На фиг. 23 показан дополнительный вариант построения изображения. В этом сценарии геометрия пути пробега волны подтверждает, что источник 2104 вертикальной силы вызывает моду 2300 SV-SV, которая достигает приемной станции 2106, как и мода 2108 Р-Р (как показано на фиг. 21). Однако, если применить допущение, состоящее в том, что для большей части состояний поверхности Земли волны, распространяющиеся вдоль пути пробега, приближаются к поверхностному приемнику почти или фактически в вертикальном направлении, восходящая SV волна с указанной ориентацией вектора 2302 смещения частиц, распространяющаяся вдоль пути 2301 пробега, не активирует вертикальный геофон (как это делают восходящие Р волны, показанные на фиг. 22). Таким образом, для некоторых данных Р волны, собранных с использованием вертикального геофона, невозможно извлечь случаи отражения SV-SV (или случаи отражения P-SV) из ответного сигнала данных, возбужденного в вертикальном геофоне.
[0161] Исключение из принципа, показанного на фиг. 23, имеет место, если вертикальные геофоны установлены в поверхностной Земле,
верхний слой которой является твердым высокоскоростным материалом, подобно слою 2400, показанному на фиг. 24. При состоянии поверхности этого типа SV волна, распространяющаяся по пути 2400 пробега, достигнет приемной станции 2106 фактически вдоль невертикальной траектории, и 5 вертикальный компонент вектора 2402 смещения частиц SV волной активирует вертикальный геофон 2106 (как показано на фиг. 24). Таким образом, когда данные распространяющейся сквозь высокоскоростные слои Р волны собраны с использованием вертикальных геофонов, данные восходящей моды SV записываются вертикальными геофонами в
10 дополнение к данным моды SV-P. В результате, и данные моды P-SV и данные моды SV-SV, которые обе содержатся в восходящей SV волне, записываются вертикальными геофонами в ситуациях, когда геофоны установлены в высокоскоростном поверхностном слое. Пути пробега восходящих Р и SV волн, как показано на фиг. 24, проходят к приемным
15 станциям 2106 из направления, которое значительно отличается от почти вертикального.
[0162] Как показано на фиг. 37, где восходящей модой является SV, ответный сигнал, который вступление моды SV индуцирует в вертикальном
20 геофоне, равен A*sin(0), а не А*СОБ(Ф), как для восходящей моды Р. Чем больше угол Ф, тем сильнее ответный сигнал, возбужденный SV. Поскольку скорость S увеличивается в самом верхнем слое Земли, угол Ф также увеличивается. Насколько велик должен быть угол Ф, и насколько велика должна быть скорость S для уверенного достижения приемлемого значения
25 угла Ф, опять же зависит от фонового шума в приемной станции.
[0163] Согласно одному или большему количеству вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, данные моды P-SV могут быть собраны без использования трехкомпонентных геофонов и без извлечения 30 данных восходящей моды SV из ответных сигналов горизонтального геофона. Один или большее количество вариантов реализации, описанных
в настоящей заявке, обеспечивают возможность сбора данных моды P-SV с использованием геофонов для вертикального одиночного компонента, например, в ситуациях, в которых верхним слоем Земли является высокоскоростная порода. Согласно одному или большему количеству 5 вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, данные моды P-SV могут быть собраны без использования приемника, выполненного с возможностью восприятия, обнаружения или измерения горизонтального перемещения Земли.
[0164] На фиг. 25 показано сравнение путей пробега P-SV и SV-P. Поскольку в низкоскоростном поверхностном слое пути пробега восходящих волн становятся почти вертикальными (как показано на фиг. 22), ориентация вектора смещения частиц, относящегося к моде P-SV волны 2502, распространяющейся вдоль сегмента SV восходящего пути 2500, не позволяет указанной моде P-SV активировать вертикальный геофон в различных условиях поверхности Земли. Таким образом, в некоторых данных Р волны, полученных посредством вертикального геофона, отсутствуют пригодные для использования данные моды P-SV. Однако, данные моды P-SV могут быть записаны вертикальным геофоном в случаях, в которых верхний слой Земли является высокоскоростным (как показано на фиг. 24).
ПРОСТРАНСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ МОДЫ SV-P
25 [0165] Принципы изображения мод 2502, 2504 P-SV и SV-P,
показанные на фиг. 25, выделяют геологию 2506 изображений моды SV-P в области, которая ближе к излучающей станции 2508, чем к приемной станции 2510. Когда данные Р волны собраны с использованием геометрии наблюдений, при которой приемники расположены в области, значительно
30 отличающуюся от области, в которой расположены источники, необходимо
понимать, чем пространство изображения, охваченное данными моды SV-P, отличается от пространства изображения, охваченного модой P-SV.
[0166] На фиг. 26А и 26В показаны два варианта, в которых данные Р волны собраны в одном и том же пространстве изображения с использованием источников вертикальной силы и вертикальных геофонов. На чертежах показаны геометрии наблюдений в форме аэрофотоснимка, показывающего размер и положение пространства изображения SV-P (II, 12, 13, 14) для двух объемных геометрий сбора данных Р волны. В геометрии наблюдений, показанной на фиг. 26 А, область 2600, охваченная излучающими станциями, больше, чем область 2602, охваченная приемными станциями. В варианте, показанном на фиг. 26В, имеет место обратное, и приемники охватывают область 2604, которая больше, чем область 2610, охваченная источниками. Пространство изображения ОГТ Р волной является тем же самым для обеих геометрий, поскольку они включают в себя одинаковое количество пар источник-приемник, и эти пары станций занимают те же самые координаты Земли в обеих геометриях. Для избежания графических помех границы пространства изображения Р-Р не показаны на чертежах, но если бы они были показаны, границы пространства изображения Р-Р лежали бы на полпути между границами области приемников R1-R4 и границами области источников S1-S4 на обоих чертежах фиг. 26А и фиг. 26В, отражая аспект глубинной точки способа ОГТ.
[0167] Размер и положение пространства изображения SV-P, построенного на основании указанных двух различных геометрий сбора данных, показанных на фиг. 26А и 26В, являются различными. Пространство изображения SV-P покрывает более обширную область 2608, если использован вариант геометрии, показанный на фиг. 26А, и относительно менее обширную область 2606, если использован вариант геометрии, показанный на фиг. 26В. Для обеих геометрий элементы
изображения SV-P расположены ближе к излучающим станциям, чем к приемным станциям. Из-за отношений взаимного перемещения между координатами изображения SV-P и мод P-SV (как показано на фиг. 25), пространство изображения, охваченное данными мод P-SV в случае 5 использования геометрии, показанной на фиг. 26А, было бы пространством изображения, охваченным данными SV-P, показанными на фиг. 26В. Если бы использовалась геометрия, показанная на фиг. 26В, то данные P-SV могли бы охватывать пространство изображения SV-P, показанное на фиг. 26А. Поскольку согласно этому варианту реализации каждая геометрия
10 сбора данных включает в себя одинаковое количество пар источник-приемник, кратность суммирования моды SV-P вдоль более обширной области (как показано на фиг. 26А) будет ниже, чем кратность суммирования SV-P вдоль менее обширной области (как показано на фиг. 26В). Каждая геометрия предлагает преимущества для моды SV-P, в
15 зависимости от соотношения сигнал-шум данных SV-P. Если соотношение сигнал-шум в данных моды SV-P является достаточно высоким, то вариант на фиг. 26А обеспечивает хорошее качество информации о моде SV в более обширной области по сравнению с областью, изображенной данными P-SV. Если соотношение сигнал-шум в данных моды SV-P является низким,
20 увеличение кратности суммирования моды SV-P в менее обширной области, показанной на фиг. 26В, должно создать качественно улучшенную информацию о моде SV по сравнению с информацией, обеспеченной данными P-SV, охватывающими более обширную область с уменьшенной кратностью.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P: ПОЛЯРНОСТЬ ДАННЫХ
[0168] Как описано со ссылкой на варианты реализации, показанные на фиг. 1-20, для извлечения мод SV-SV и SH-SH из данных, 30 сгенерированных источником вертикальной силы, обработка реверсирует полярность данных, собранных горизонтальными геофонами,
размещенными в направлении отрицательного выноса, относительно полярности данных, собранных горизонтальными геофонами, развернутыми в направлении положительного выноса. Согласно этому варианту реализации такую регулировку полярности данных не применяют к данным SV-P, поскольку мода SV-P волны записана вертикальными геофонами, а не горизонтальными геофонами.
[0169] На фиг. 27 показаны пути пробега волны, включенные в изображение моды SV-P с положительным и отрицательным смещением частиц. На этой диаграмме данные моды SV-P, сгенерированной вертикальным источником А, записанные вертикальным приемником А, обозначены как SVA ДЛЯ нисходящей моды SV и как РА ДЛЯ восходящей моды Р. Направление выноса от вертикального источника А к вертикальному приемнику А произвольно задано как положительное смещение. При изменении положения источника и приемника, т.е., создании вертикального источника В и вертикального приемника В, направление выноса является реверсированным и задано как отрицательное смещение. Путь пробега волны для данных SV-P при отрицательном смещении обозначен как SVB ДЛЯ нисходящей моды SV и как РВ для восходящей моды Р. Полярности, показанные для вектора смещения частиц нисходящей моды SV, соответствуют допущению о полярности, установленному Aki и Richards (1980) и документированному Hardage и др. (2011). Следует отметить, что как для данных с положительным смещением, так и для данных с отрицательным смещением вертикальная компонента векторов смещения частиц для восходящих мод Р ориентированы в одном и том же направлении (указывают вверх), следовательно отсутствуют изменения в полярности данных SV-P между данными с положительным смещением и данными с отрицательным смещением.
[0170] Если мода SV-SV извлечена из данных Р волны в ситуациях, в которых высокоскоростная поверхность Земли позволяет восходящей моде SV возбуждать вертикальный геофон (как показано на фиг. 24), регулировка полярности данных для вертикального геофона также не 5 является необходимой при любых направлениях выноса. Регулировка полярности восходящих мод SV в области отрицательного смещения для совмещения с полярностью в области положительного смещения используют в случаях, когда моду SV записывают горизонтальными геофонами, но не когда данные собирают вертикальными геофонами.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P: АНАЛИЗ СКОРОСТЕЙ
[0171] Варианты реализации, описанные в настоящей заявке, могут быть выполнены с возможностью выполнения анализа скоростей в качестве этапа обработки данных при построении сейсмических изображений. При обработке данных способом ОГТ отсутствует необходимость в учете полярности (положительной или отрицательной) рассматриваемых данных, присутствующих в указанной области смещения при выполнении анализа скоростей. Если скорости нисходящих и восходящих волновых мод являются одинаковыми (при обработке данных способом ОГТ), скоростное поведение в обоих направлениях выноса также является одинаковым. Однако, если в процесс включены преобразованные моды, способ может включать два анализа скоростей: один анализ для данных с положительным смещением и второй анализ для данных с отрицательным смещением.
[0172] Причина для этого анализа скоростей двойной области показана на фиг. 27, на котором показаны фации двух различных пород, расположенные между двумя поверхностными излучающей и приемной 30 станциями. Горизонтально неоднородные условия породы, такие как показанные на данной диаграмме, могут попадаться в различных областях.
Для наглядности иллюстрации, предполагается, что скорости Р и S волн в фации А значительно отличаются от скоростей Р и S волн в фации В. Время распространения, необходимое для случая SV-P с положительным смещением, распространяющейся вдоль пути пробега SVA-PA, не равно 5 времени распространения для случая SV-P с отрицательным смещением, распространяющейся вдоль пути пробега SVB-PB- Эта разность между временами распространения имеет место по той причине, что мода SVA полностью распространяется в фации А, но мода SVB почти полностью распространяется в фации В. Аналогично, вся мода Рв находится в фации А,
10 но мода РА одну часть пути распространяется в фации А, а другую часть пути распространяется в фации В. Поскольку указанные времена распространения являются различными по положительному и отрицательным направлениям смещения выноса, один анализ скоростей выполняют для данных с положительным смещением, и другой анализ
15 скоростей выполняют для данных с отрицательным смещением.
[0173] Примеры случаев отражения SV-P, извлеченных из данных Р волны путём анализа скоростей, показаны на фиг. 28А и 28В. На фиг. 28А и 28В показаны сигналы отражения SV-P, извлеченные из сейсмических
20 данных Р волны, принятой вертикальным геофоном. В качестве сейсмического источника использовали взрывную сейсмическую скважину (источник вертикальной силы). После скоростного фильтрования отображены две выборки или съемки из сейсмозаписей сигнала взрыва, сгенерированного в излучающих станциях 1007 и 1107. Для каждой
25 выборки из сейсмозаписей взрыва были сделаны анализы скоростей отдельно для данных с положительным смещением и данных с отрицательным смещением. В этих примерах отсутствует значительное различие между скоростями для отрицательного смещения и для положительного смещения. В результате, искривления отражения SV-P с
30 отрицательным смещением приблизительно равны искривлениям отражения SV-P для положительного смещения.
[0174] Приемлемыми являются только те случаи отражения волны, которые имеют кривизну, совпадающую с кривизной случаев нисходящих волн, распространяющихся со скоростями Vs, и восходящих волн, распространяющихся со скоростями V> , соответствующими последовательности пород, в которых были собраны эти данные. Моды с другими скоростями были отклонены. Эти примеры составлены на основе сейсмометрических исследований, для которых в качестве источников энергии были выбраны источники вертикальной силы, и проанализированные данные были записаны с использованием вертикальных геофонов. Показаны анализы двух выборок из сейсмозаписей трассы общего взрыва. Для каждой выборки из сейсмозаписей взрыва данные с положительным смещением были подвергнуты анализу скоростей отдельно от данных с отрицательным смещением. При каждом анализе скоростей были отфильтрованы случаи отражения волн, имеющих скорости, которые отличались больше чем на 20% от скоростей, используемых для создания высококачественных изображений P-SV вдоль того же самого пространства изображения. Результат состоит в том, что высококачественные данные отражений SV-P могут быть извлечены из данных, принятых с использованием вертикального геофона, как для данных Р волны с положительным смещением, так и для данных Р волны с отрицательным смещением. Основное различие в анализе скоростей моды P-SV и моды SV-P согласно данному варианту реализации состоит в том, что анализ скоростей моды Р-SV выполняют на основании данных, записанных горизонтальными геофонами, в то время как анализ скоростей моды SV-P выполняют на основании данных, записанных вертикальными геофонами.
[0175] Для построения сейсмических изображений на основании случаев отражения волн, показанных на фиг. 28А и 28В, во время исследования должны быть сгенерированы случаи отражения волн для
нескольких излучающих станций (например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 100, по меньшей мере 1000, и т.п.). Затем данные случая отражения волны могут быть сгруппированы, суммированы и мигрированы (перестроены с учетом сноса). Например, данные случая отражения волны 5 могут быть сгруппированы по методу общей точки обмена (ОТО) или асимптотической точки обмена (АТО) для их координат. Затем данные случая отражения волны могут быть суммированы и затем мигрированы, т.е., перестроены, после суммирования для построения изображения. Миграция физически перемещает отражения от того места, где они 10 находятся во время отражения, в то место, где они должны находиться во время построения изображения.
[0176] Случаи отражения волн, показанные на фиг. 28А и 28В, включают случаи основного отражения волны и случаи многократного
15 отражения волны. Случаи многократного отражения волны являются результатом многократного отражения сейсмоволн, вызванного отражениями на границах раздела слоев Земли. Случаи многократного отражения волны могут привести к неправильному расположению изображению в пространстве времени распространения. Многократные
20 отражения могут быть отфильтрованы от случаев отражения при последующей обработке.
[0177] Случаи отражения волн, показанные на фиг. 28А и 28В, включают интерпретированное основное отражение волну в точке, в
25 которой встречаются случаи отражения волны в областях отрицательного смещения и положительного смещения, такой как точка 2800. Случаи отражения волны включают интерпретированное многократное отражение волну в точке, в которой не встречаются случаи отражения волны в областях отрицательного смещения и положительного смещения, такой как
30 точка 2802.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P: ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ SV-P
[0178] Обработка данных SV-P для построения изображений может быть осуществлена различными способами, такими как: (1) путём 5 группирования и суммирования по методу ОТО отражений SV-P с последующей миграцией после накапливания суммарных данных, или (2) путём осуществления миграции до суммирования во временной области, миграции в глубинной области или обратной миграции во временной области отражений SV-P. Каждый способ имеет свои преимущества.
10 Например, способ 2 (миграция до суммирования) является более строгим; способ 1 (группирование/суммирование по методу ОТО и миграция после суммирования) является менее дорогостоящим. Для осуществления группирования по методу ОТО и миграции данных SV-P координаты ОТО элементов изображения SV-P являются зеркальными отображениями
15 элементов изображения ОТО, связанных с данными P-SV, как показано на фиг. 29. Стратегия обработки данных SV-P может быть основана на указанной симметрии зеркального отображения профилей элементов изображения ОТО для мод SV-P и P-SV.
20 [0179] Поскольку скоростное поведение данных SV-P для области с
положительным смещением и для области с отрицательным смещением является различным, для построения суммарного изображения SV-P выполняют два отдельных этапа группирования/суммирования по методу ОТО. На первом этапе данные области с положительным смещением
25 группируют и суммируют в первое изображение с использованием скоростей, определенных на основании данных с положительным смещением, и на втором этапе данные с отрицательным смещением группируются и суммируют во второе изображение с использованием скоростей, определенных на основании данных с отрицательным
30 смещением. Конечное изображение SV-P представляет собой сумму этих двух изображений. Эта же самая стратегия двойного изображения может
быть осуществлена путём группирования и суммирования данных P-SV. Указанные три суммарных изображения (изображение для отрицательного смещения, изображение для положительного смещения и суммированное изображение) могут быть мигрированы и использованы в геологических 5 приложениях. Как документально подтвердили Hardage и др. (2011) в отношении изображения P-SV, некоторые геологические особенности иногда лучше видны в одном из указанных трех изображений, чем в двух остальных изображениях. Таким образом, все три суммированные и мигрированные изображения могут быть использованы при геологических 10 интерпретациях.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P
СПОСОБ 1: ГРУППИРОВАНИЕ ПО МЕТОДУ ОТО, СУММИРОВАНИЕ И МИГРАЦИЯ ПОСЛЕ СУММИРОВАНИЯ
[0180] Некоторые коммерческие сейсмические программы для обработки данных, которые могут быть приобретены или арендованы геофизическим сообществом, могут быть использованы для вычисления координат изображения преобразованной моды, которые называются
20 асимптотическими точками образования обменной волны или асимптотическими точками обмена (АТО). Это, например: программа Vista для обработки сейсмических данных, имеющаяся в продаже в компании Geophysical Exploration & Development Corporation, г. Альберта (Канада); и программа РгоМАХ для обработки сейсмических данных, имеющаяся в
25 продаже в компании Halliburton Company, г. Хьюстон, штат Техас (США). Асимптотическая точка обмена (АТО) представляет собой координату изображения, в которой тенденция правильных элементов изображения ОТО для заданной пары "источник-приемник" становится квазивертикальной (как показано на фиг. 29). Изображение глубокой
30 геологии может быть правильно построено на основании данных P-SV, сгруппированных с использованием координат АТО, и также может быть
правильно построено на основании данных SV-P, сгруппированных с использованием концепций АТО, которые модифицированы для данных SV-Р. Однако, изображение малоглубинной геологии не может быть правильно построено как на основании данных P-SV, так и на основании данных SV-P, если использовать способы группирования АТО. Группирование истинных общих точек обмена может привести к правильным суммарным изображениям как малоглубинной геологии, так и глубокой геологии для преобразованных мод, соответствующих миграции после суммирования. На фиг. 29 асимптотическая точка обмена для моды P-SV обозначена как ACPI, и асимптотическая точка обмена для моды SV-P обозначена как АСР2. Ни один элемент изображения не является правильным, за исключением тех, в которых связанный с ними профиль группирования ОТО является квазивертикальным (т.е., для глубинных целевых объектов). Как указано выше, эти два элемента изображения являются зеркальными отображениями друг друга относительно общей глубинной точки (точки ОГТ, показанной на фиг. 29) для любой пары "источник-приемник", включенной в сейсмометрические исследования.
[0181] Один пример способа выполнения группирования точек ОТО/АСР для данных SV-P включает использование настроечной программы, которая выполняет группирование ОТО для данных P-SV, так что координаты источников и приемников могут быть изменены при определении координат элемента изображения. В отношении пары источника-приемника, показанных на фиг. 29, обмен координатами станций производит эффект перемещения приемной станции в направлении к излучающей станции и излучающей станции к приемной станции. Затем, с помощью программы, используемой для обработки данных P-SV, вычисляют тенденцию элемента изображения, обозначенного как ОТ02, вместо тенденции, обозначенной как ОТ01. Путём использования координат, определенных профилем ОТ02, для группирования отражений SV-P, извлеченных из данных вертикального геофона, могут быть построены
изображения SV-P. Качество изображений SV-P должно соответствовать качеству изображений, достигнутому с использованием данных P-SV.
[0182] Кривая ОТ01 показывает тенденцию общих точек обмена для 5 данных P-SV. Кривая ОТ02 показывает тенденцию общих точек обмена для данных SV-P. ACPI и АСР2 являются асимптотическими точками обмена для тенденций кривых ОТ01 и ОТ02 соответственно. Кривые ОТ01 и ОТ02 являются зеркальными отображениями друг друга относительно общей глубинной точки ОГТ для этой пары источника-приемника.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P
СПОСОБ 2: МИГРАЦИЯ ДО СУММИРОВАНИЯ
[0183] Согласно дополнительному варианту реализации миграция до 15 суммирования может быть выполнена для построения временного сейсмического изображения или глубинного сейсмического изображения. Как показано на фиг. 30, миграция перед суммированием может быть выполнена путём численного моделирования распространения заданного сейсмического волнового поля в нисходящем направлении от каждой 20 излучающей станции для освещения геологических целевых объектов с последующим численным моделированием распространения заданного сейсмического волнового поля от отражающих границ раздела в восходящем направлении к каждой приемной станции.
25 [0184] Заданные волновые поля, используемые во временной
миграции до суммирования, глубинной миграции до суммирования или обратно-временной миграции до суммирования, могут быть созданы путём применения скоростных фильтров к данным, записанным вертикальными геофонами, таким образом, чтобы после скоростного фильтрования
30 оставались только те случаи отражения волны, которые имеют заданное скоростное поведение. Интерес представляет заданное скоростное
поведение следующих сейсмических мод: Р-Р, P-SV, SV-SV и SV-P. Если в комбинации с источником вертикальной силы используются трехкомпонентные геофоны, пятая фильтрующая по скорости опция должна извлекать случаи отражения SH-SH. Однако, в случае этого последнего 5 варианта фильтрующее действие применено к данным, записанным поперечными горизонтальными геофонами. Результатом является изображение геологических границ раздела, освещенных каждой заданной сейсмической модой. Для простоты понимания на фиг. 30 показана только одна излучающая станция и только одна приемная станция.
[0185] В таблице на фиг. 30 перечислены только волновые моды, возбужденные источником вертикальной силы, как описано выше со ссылкой на фиг. 1-20, (моды Р, SV, SH) и ответные сигналы только вертикальных геофонов. Для Земли с изотропными скоростными слоями 15 имеются пять возможных комбинаций нисходящей моды (D) и восходящей моды (U). Эти возможности обозначены в таблице как Варианты 1-5.
[0186] Как указано в таблице на фиг. 30, программа миграции перед суммированием позволяет построить изображение SV-P, если скорость
20 нисходящего волнового поля равна скорости распространения волнового поля SV, и скорость распространения восходящего волнового поля равна скорости распространения волнового поля Р. Примеры данных SV-P, которые могут быть использованы для варианта 3 миграции перед суммированием, перечисленные на фиг. 30 (изображение SV-P), показаны
25 на фиг. 28. Для объемных сейсмометрических исследований Р волны фильтрование по скорости, подобное фильтрованию, выполненному для указанных двух примеров выборок из сейсмозаписей взрыва, может быть выполнено для всех выборок из сейсмозаписей взрыва вдоль области исследования. Если для исследования задействованы 1000 излучающих
30 станций, то могут быть созданы 1000 отфильтрованных по скорости выборок из сейсмозаписей взрыва, подобных показанным на фиг. 28. Все
1000 наборов отражений SV-P могут быть мигрированы перед накапливанием в нижнем направлении вдоль модели Земли, имеющей слои скоростей SV волны, и затем мигрированы в верхнем направлении вдоль модели Земли, имеющей слои скоростей Р волны.
[0187] Из фиг. 30 видно, что пространственно-временное распределение скоростей для заданной сейсмической моды задано таким образом, чтобы заданное нисходящее волновое поле (D) могло быть распространено вдоль указанной скоростной модели Земли от каждой
10 излучающей станции для освещения целевых объектов. Затем накладывают второе пространственно-временное распределение скоростей для второй заданной сейсмической моды для распространения указанного заданного отраженного восходящего волнового поля (U) в направлении к каждой приемной станции. Комбинации нисходящих и восходящих скоростей,
15 которые могут быть осуществлены для источника вертикальной силы и вертикальных геофонов, перечислены в таблице на фиг. 30.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ SV-P: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ S ВОЛНЫ
20 [0188] Для вычисления любого из показанных на фиг. 29 профилей,
группирующих точки ОТО, обрабатывающая система выполнена с возможностью определения скорости S волны внутри геологии, которая должна быть изображена. Если используется альтернативный вариант построения изображений преобразованной моды способами миграции до
25 суммирования (как показано на фиг. 30), обрабатывающая система выполнена с возможностью генерирования надежных оценок скоростей S волны внутри породы, которую освещают сейсмические данные. Определение скорости S волны для вычисления элементов изображения SV-P может быть осуществлено тем же способом, что и определение
30 скорости S волны для вычисления элементов изображения для данных Р-
SV. Способы определения скорости S волны для вычисления элементов изображения преобразованной моды включают:
1. Использование данных трехкомпонентного вертикального сейсмического профиля (ВСП), собранных локально для сейсмической области изображения, для вычисления попластовых значений скоростей VP и Vs.
2. Использование данных дипольного акустического каротажа, собранных локально для сейсмического пространства изображения, для определения скоростей VP и Vs.
3. Комбинирование лабораторных измерений отношений скоростей Vp/Vs для типов породы, подобных типам, которые изображены с основанными на сейсмических волнах оценками скоростей Р волны, для вычисления скоростей S волны.
4. Вычисление группирующих точки ОТО профилей для различных отношений скоростей VP/Vs, формирование отдельных накоплений суммированных данных преобразованной моды для каждой тенденции ОТО и исследование последовательности суммарных данных для определения, какой профиль ОТО позволяет построить качественно наилучшее изображение.
[0189] Любой из перечисленных способов обеспечивает надежное определение скоростей S волны для использования в группировании данных SV-P. Также могут быть использованы альтернативные способы.
СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ SV-P С ДАННЫМИ P-SV
[0190] В настоящей заявке показано, что согласно некоторым вариантам реализации имеются общие свойства между данными SV-P и данными P-SV. Согласно некоторым вариантам реализации между двумя указанными волновыми модами также имеются различия. Некоторые из указанных общих свойств и различий перечислены в таблице, показанной
на фиг. 31. Общие черты между данными волновых мод SV-P и P-SV включают пункты 1, 5 и 6 (один и тот же источник энергии, та же самая стратегия анализа скоростей и то же самое скоростное поведение нормального приращения времени пробега отражённой волны (NMO)). Различия включают пункты 2, 3, 4 и 7 (различные приемники, различные координаты изображения, различные профили ОТО и различное поведение полярности).
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ SV-P
[0191] Ниже описана показанная на фиг. 32 система для обработки данных SV-P. Система 3200 выполнена с возможностью извлечения данных поперечной SV волны из ответных сигналов вертикального датчика. Система 3200 содержит цифровую вычислительную систему 3202, такую как персональный компьютер, сервер UNIX, одиночная рабочая станция, высокопроизводительный кластер рабочих станций, или другую вычислительную систему или системы. Система 3202 содержит достаточное электропитание для обеспечения обработки больших количеств сложных сейсмических данных. Массовое запоминающее устройство 3204 или другое запоминающее устройство связано с цифровой вычислительной системой 3202, выполненной с возможностью приема данных от полевых самописцев или датчиков, сохраненных на цифровых носителях 3206, таких как карта памяти, жесткий диск или другое запоминающее устройство. Массовое запоминающее устройство 3204 выполнено с возможностью загрузки или приема многокомпонентных сейсмических данных от цифровых носителей 3206 и сохранения указанных данных в базе данных.
[0192] Согласно данному варианту реализации цифровые носители 3206 содержат данные, принятые от вертикального датчика с использованием полевого самописца или приемника. Данные в цифровых носителях 3206 могут быть собраны недавно или несколько дней, месяцев
или лет назад. Данные могут быть записаны с использованием вертикального тензодатчика, имеющего достаточное время молчания между сигналами, например, по меньшей мере 5 секунд, по меньшей мере 8 секунд, по меньшей мере 10 секунд, или другие промежутки времени. Данные могут быть собраны без ожидания извлечения данных SV-P устройством, которое управляет сбором данных, и без знания о присутствии данных SV-P в данных, собранных из отражений сейсмических волн.
[0193] Остальные элементы на фиг. 32 могут содержать любой из вариантов реализации, описанных выше со ссылкой на фиг. 19, или другие компоненты. Библиотека 3212 программ может содержать алгоритмы обработки, выполненные с возможностью обработки данных согласно любому из принципов, описанных выше со ссылкой, например, на фиг. 2131 и на фиг. 34 и 35.
СБОР ДАННЫХ SV-P
[0194] Ниже описаны и показаны на фиг. 33 схема системы 3300 для сбора данных и способ сбора данных SV-P от источника вертикальной силы с использованием поверхностных датчиков. Сейсмический источник 3302 вертикальной силы расположен рядом с малоглубинной выемкой или внутри малоглубинной выемки в поверхности 3304 Земли, которая может содержать относительно высокоскоростные слои или части, или может содержать области или части относительно небольших скоростей. Источник 3302 выполнен с возможностью приложения вертикальной силы к поверхности 3304 для распространения сейсмоволн в среде Земли 3306. Источник 3302 может включать вертикальный вибратор, взрывную сейсмическую скважину, машину вертикального ударного действия, пневматическую пушку, вертикальный источник с падающим грузом или сейсмовибратор, и/или другие источники вертикальной силы. В данном
примере источник 3302 вертикальной силы возбуждает в Земле 3306 продольную моду Р и обе фундаментальные поперечные моды (SH и SV) непосредственно в точке 3308 применения источника вертикальной силы. Согласно данному варианту реализации по меньшей мере некоторые из поперечных SH и SV волн генерируются в источнике 3302, а не путём подповерхностного преобразования, вызванного частями среды Земли 3306. Частотные волны могут быть сгенерированы как в форме частоты, качающейся в некотором диапазоне, так и в форме одиночного широкополосного импульса. Источник вертикальной силы может быть использован без каких-либо источников горизонтальной силы.
[0195] Сейсмический датчик 3310 расположен вдоль поверхности Земли, причём его расположение может включать расположение на поверхности 3304 Земли, рядом с выемкой в поверхности Земли или внутри указанной выемки. Например, согласно одному варианту реализации могут быть пробурены малоглубинные отверстия, и в указанных отверстиях размещены датчики 3310 для устранения помех, созданных ветром, ливневыми дождями, и т.п.. Датчик 3310 выполнен с возможностью обнаружения или восприятия восходящих волновых мод, отраженных от подповерхностных секторов, формаций, представляющих интерес целевых объектов, и т.п.. Согласно данному варианту реализации датчик 3310 может представлять собой датчик вертикального ответного сигнала (однокомпонентный или трехкомпонентный), выполненный с возможностью восприятия продольных мод Р и, как описано в настоящей заявке, других мод, таких как SV-P (например, прямая мода SV-P). Согласно одному варианту реализации датчик 3310 может представлять собой датчик вертикального ответного сигнала без датчиков горизонтального ответного сигнала, например, только одиночный датчик вертикального ответного сигнала. Согласно различным вариантам реализации могут быть осуществлены различные группы и конфигурации источников 3302 и датчиков 3310.
[0196] Остальные элементы, показанные на фиг. 32, могут содержать любой из вариантов реализации, описанных выше со ссылкой на фиг. 17, или другие компоненты.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ В НИЗКО-СКОРОСТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
[0197] Ниже описана показанная на фиг. 34 блок-схема способа 3400 обработки данных вертикального датчика для низко-скоростной
10 поверхности Земли. Способ может быть реализован с использованием одного или большего количества устройств для обработки данных, таких как цифровая вычислительная система 3202. В способе 3400 могут быть использованы технологии, подобные описанным выше со ссылкой на фиг. 20, за исключением некоторых из обрабатывающих процедур,
15 дополнительно описанных ниже и показанных на фиг. 34. На этапе 3402 в устройство для обработки данных подают смешанные данные мод Р-Р и SV-Р от вертикального датчика, полученные из этапов сбора данных, описанных выше. На этапе 3404 устройство для обработки данных конфигурируют или программируют для разделения, выделения или
20 обработки иным способом данных мод Р-Р и SV-P с применением скоростных фильтров для подавления или отфильтровывания неподходящих скоростей распространения волновой моды.
[0198] На этапе 3406 конфигурируют устройство для обработки 25 данных для определения нормального приращения времени пробега отражённой волны (NMO), суммирования и/или скоростей миграции для мод SV-P и Р-Р. Для данных SV-P с положительным смещением и для данных SV-P с отрицательным смещением должны быть выполнены отдельные анализы скоростей. Устройство для обработки данных раздельно выполняет 30 анализы скоростей для данных с положительным смещением и для данных с отрицательным смещением для определения различия между величинами
интервальных скоростей в указанных двух областях смещения. Если изменчивость по простиранию в скоростях Р и SV вокруг излучающей станции отсутствует, нет необходимости выполнять два отдельных анализа скоростей SV-P: один анализ скоростей для данных с положительным 5 смещением, и второй анализ скоростей для данных с отрицательным смещением. В такой простой Земле с однородной скоростью отражения SV-Р с положительным смещением и отражения SV-P с отрицательным смещением имеют одинаковую скоростную кривизну, и анализ скоростей, выполненный для одной области смещения, может быть использован для
10 азимутально противоположной области смещения. Однако, в таких случаях редко отсутствует изменчивость по простиранию в скоростях Р и SV волн в области вокруг излучающей станции, как показано на фиг. 27. Если скорости слоя изменяются в горизонтальном направлении по любой причине, анализ скоростей должен быть выполнен раздельно для данных
15 SV-P с положительным смещением и для данных SV-P с отрицательным смещением, как описано выше со ссылкой на фиг. 27. Для надежного учета изменчивости скоростей по простиранию данные преобразованной моды обрабатывают как два отдельных массива данных. Один массив данных включает только данные для положительного смещения, и второй массив
20 данных включает только данные для отрицательного смещения. Скоростное фильтрование может быть выполнено отдельно для данных с положительным смещением и данных с отрицательным смещением для определения интервальных скоростей в зависимости от смещения, которые могут быть использованы для изображения данных SV-P. Скоростное
25 фильтрование может быть выполнено отдельно для данных с положительным смещением и данных с отрицательным смещением для формирования выходных данным отражения SV-P, соответствующих расчетным скоростям SV-P. Скорости, используемые в некоторых вариантах реализации, равны значениям интервальных скоростей и средних
30 скоростей, необходимых для суммирования и/или мигрирования данных SV-P. Эти скорости не имеют алгебраического знака.
[0199] На этапе 3408 применяют статические поправки для улучшения выравнивания отражающего горизонта. Эти поправки включают временные сдвиги данных, собранных в каждой излучающей и приемной станциях. Поскольку указанные временные сдвиги применяют ко всей трассе данных, они называются статическими поправками, чтобы отличать их от динамических регулировок по времени, выполняемых другими способами. Одна статическая поправка устраняет различия в синхронизации, вызванные изменениями высоты расположения станции, путём регулирования нуля времени на каждой трассе данных, для математического перемещения всех излучающих и приемных станций к общему уровню приведения. Вторая статическая поправка устраняет различия в синхронизации, вызванные различными скоростями, локальными для различных излучающих и приемных станций. Результатом указанных статических поправок является улучшение непрерывности отражения волны.
[0200] На этапе 3410 к данным может быть применен любой известный способ подавления помех для улучшения соотношения сигнал-шум. Некоторые способы подавления помех могут включать использование простых частотных фильтров. Другие способы могут быть более сложными, например, использование фильтров значений интервального времени-времени (tau, р), частотно-волновочисленных фильтров (f-k) или процедур деконволюции. На этапе 3410 может быть применено многократное затухание для ослабления помех, относящихся к многократноотраженным волнам.
[0201] Как описано выше, для обработки данных для идентифицирования данных моды SV-P и их использования для построения изображения могут быть применены различные способы, такие как Способ 1 и Способ 2, описанные выше. В случае использования Способа 1, на
этапе 3412 устройство для обработки данных конфигурируют для раздельного накапливания (или суммирования) данных мод Р-Р, SV-P с положительным смещением и данных мод SV-P с отрицательным смещением путём использования координат точек ОТО или координат точек АТО. На 5 этапе 3414 устройство для обработки данных конфигурируют для суммирования данных мод SV-P с положительным смещением и данных мод SV-P с отрицательным смещением. На этапе 3414 может быть применена обработка группированием точек ОТО. На этапе 3416 устройство для обработки данных конфигурируют для мигрирования данных после 10 накапливания для построения четырех изображений: изображения Р-Р, изображения SV-P с положительным смещением, изображения SV-P с отрицательным смещением и суммированного изображения SV-P.
[0202] В случае использования Способа 2, на этапе 3420 устройство 15 для обработки данных конфигурируют для выполнения отдельных временных миграций перед накапливанием, глубинных миграций или обратных временных миграций данных Р-Р, данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением, и на этапе 3422 суммируют изображения данных SV-P с положительным смещением и 20 данных SV-P с отрицательным смещением.
[0203] На этапе 3418, специалист-обработчик просматривает изображения, созданные с использованием любого или обоих из Способа 1 и Способа 2, и решает, является ли качество изображения приемлемым. В
25 противном случае процесс возвращают, например, к этапу 3406 для дополнительной обработки. Специалист-обработчик может регулировать статические поправки, повторно вычислять скорости, и т.п.. Согласно другому варианту реализации этап 3418 может быть автоматизирован для устранения необходимости принятия решений человеком, и вместо этого
30 может быть использовано устройство для обработки данных, принимающее
решение о качестве на основании некоторых целевых показателей изображения.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ В ВЫСОКО-СКОРОСТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
[0204] На фиг. 35 показана описанная ниже блок-схема способа 3500 обработки данных вертикального датчика для высокоскоростной поверхности Земли. В способе 3500 могут быть использованы технологии, подобные описанным выше со ссылкой на фиг. 20 и 34, за исключением
10 некоторых из обрабатывающих процедур, дополнительно описанных ниже и показанных на фиг. 35. Как описано выше в случаях исследования высокоскоростной поверхности Земли данные восходящей SV волны могут быть обнаружены с использованием источника вертикальной силы, т.е., данные, на основании которых могут быть построены изображения, теперь
15 содержат моду SV-SV и моду P-SV.
[0205] На этапе 3502 в устройство для обработки данных подают смешанные данные мод Р-Р, SV-SV, P-SV и SV-P от вертикального датчика, полученные из этапов сбора данных, описанных выше. На этапе 3504 20 устройство для обработки данных конфигурируют или программируют для разделения, выделения или обработки иным способом данных мод Р-Р, SV-SV, P-SV и данных моды SV-P с применением скоростных фильтров для подавления или отфильтровывания неподходящих скоростей распространения волновой моды.
[0206] На этапе 3506 устройство для обработки данных конфигурируют для определения нормального приращения времени пробега отражённой волны (NMO), суммирования и/или скоростей миграции для мод Р-Р, SV-SV, P-SV и SV-P. Для данных P-SV и SV-P с 30 положительным смещением и для данных P-SV и SV-P с отрицательным смещением требуются отдельные анализы скоростей.
[0207] На этапе 3508 применяют статические поправки для улучшения выравнивания отражающего горизонта, как описано со ссылкой на этап 3408. На этапе 3510 к данным может быть применен любой известный способ подавления помех для улучшения соотношения сигнал-шум. Некоторые способы подавления помех могут включать использование простых частотных фильтров. Другие способы могут быть более сложными, например, использование фильтров значений интервального времени-времени (tau, р), частотно-волновочисленных фильтров (f-k) или процедур деконволюции. На этапе 3510 может быть применено многократное затухание для ослабления помех, относящихся к многократноотраженным волнам.
[0208] Как описано выше, для обработки данных для идентифицирования данных моды SV-P и их использования для построения изображения могут быть применены различные способы, такие как Способ 1 и Способ 2, описанные выше.
В случае использования Способа 1, на этапе 3512 устройство для обработки данных конфигурируют для накапливания (или суммирования) данных мод Р-Р, SV-P с положительным смещением и данных мод SV-P с отрицательным смещением, данных мод P-SV с положительным смещением и данных мод P-SV с отрицательным смещением, причём каждый набор данных суммируют отдельно.
На этапе 3514 устройство для обработки данных конфигурируют для суммирования пакетов SV-P с положительным смещением и SV-P с отрицательным смещением и отдельного суммирования пакетов P-SV с положительным смещением и P-SV с отрицательным смещением.
На этапе 3516 устройство для обработки данных конфигурируют для мигрирования данных после накапливания для построения восьми изображений: изображения Р-Р, изображения SV-P с положительным смещением, изображения SV-P с отрицательным смещением, изображения
SV-SV, изображения P-SV с положительным смещением, изображения P-SV с отрицательным смещением, суммированного изображения P-SV и суммированного изображения SV-P.
[0209] В случае использования Способа 2, на этапе 3520 устройство для обработки данных конфигурируют для выполнения отдельных временных миграций перед накапливанием, глубинных миграций или обратных временных миграций данных Р-Р, SV-SV, SV-P и P-SV с положительным смещением и данных SV-P и P-SV с отрицательным смещением, и на этапе 3522 суммируют изображение SV-P с положительным смещением и SV-P с отрицательным смещением.
[0210] На этапе 3518 специалист-обработчик просматривает изображения, построенные одним или обоими из Способа 1 и Способа 2, и решает, является ли качество изображения приемлемым. Если качество изображения является не приемлемым, управление процессом возвращают, например, на этап 3506 для дополнительной обработки. Специалист-обработчик может регулировать статические поправки, повторно вычислять скорости, и т.п.. Согласно другому варианту реализации этап 3518 может быть автоматизирован для устранения необходимости принятия решений человеком, и вместо этого может быть использовано устройство для обработки данных, принимающее решение о качестве на основании некоторых целевых показателей изображения.
[0211] Из сравнения блок-схем, показанных на фиг. 20, 34 и 35, понятно, что нет необходимости использования показанных на фиг. 34 и 35 способов изменения полярности азимутальных данных SV-P отрицательно для согласования с полярностью положительно-азимутальных данных SV-P при обработке данных, полученных от вертикального датчика. Кроме того, два отдельных анализа скоростей выполняют при обработке данных SV-P как это делают в способах, показанных на фиг. 34 и 35, поскольку такое
построение изображения основано на понятиях общей точки обмена, но не на понятиях общей глубинной точки, которые используются в способах, показанных на фиг. 20. В способах, показанных на фиг. 34 и 35 один анализ скоростей выполняют для азимутальных данных с положительным 5 смещением, и второй анализ скоростей выполняют для азимутальных данных с отрицательным смещением (как описано со ссылкой на фиг. 27).
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ ПОПЕРЕЧНОЙ ВОЛНЫ ИЗ ДАННЫХ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 10 БУКСИРУЕМОЙ КОСЫ
[0212] Согласно одному или большему количеству вариантов реализации информация S волны может быть извлечена из данных морской сейсморазведки, полученных с использованием буксируемой косы, когда 15 некоторые этапы обработки данных выполняются процессором для обработки данных.
[0213] Согласно некоторым вариантам реализации для приема мод Р-Р и SV-P в качестве приемника используют датчик одиночного компонента 20 продольной Р волны.
[0214] Согласно некоторым вариантам реализации отсутствует необходимость в использовании многокомпонентных датчиков.
25 [0215] Согласно некоторым вариантам реализации датчик одиночного
компонента продольной Р волны расположен внутри водяного столба выше морского дна в гидрогеологической скважине, например, буксируемой позади плавсредства. Датчик одиночного компонента продольной Р волны может быть расположен точно таким же образом. Согласно некоторым
30 вариантам реализации ни источник Р волны, ни приемник Р волны не
расположены на морском дне и не находятся в контакте с морским дном или внутри морского дна.
[0216] Согласно некоторым вариантам реализации моду SV-P 5 воспринимают в морской и обрабатывают среде для построения наглядного изображения одной или большего количества формаций, расположенных ниже морского дна.
[0217] Согласно некоторым вариантам реализации при сборе 10 сейсмических данных используют виртуальный источник и/или виртуальный приемник, причем указанные виртуальный источник или виртуальный приемник путём вычислений получают из данных, принятых от действительного источника или действительного приемника соответственно.
[0218] Согласно некоторым вариантам реализации источник одиночного компонента Р волны или источник Р волны с одиночной компонентой, буксируемый плавсредством, генерирует нисходящую Р волну, которая при контакте с морским дном генерирует нисходящую моду
20 поперечной SV волны непосредственно в точке контакта Р волны с морским дном в поверхности морского дна. Согласно некоторым вариантам реализации указанная нисходящая мода SV представляет собой не преобразованную поперечную моду, созданную отражёнными волнами нисходящей моды Р от формаций, расположенных ниже морского дна, но
25 вместо этого является модой SV, генерируемой непосредственно в точке контакта Р волны с морским дном.
[0219] Согласно некоторым вариантам реализации построение изображений основано на данных морской сейсморазведки, полученных с 30 использованием буксируемой косы, в которой нет иных приемников, кроме размещенных в буксируемой косе.
МОРСКИЕ ИСТОЧНИКИ СЕЙСМОСИГНАЛОВ
[0220] Морские сейсмические данные генерируются путём буксирования сейсмического источника, расположенного ниже морской поверхности. Не смотря на то, что некоторые сейсмические источники, в основном генераторы поперечной волны, спроектированы для размещения на морском дне, расположенные в морском дне источники в целом не используются для генерирования данных отражённых сейсмических волн из-за технических сложностей их размещения и природоохранных законов, которые защищают флору и фауну морского дна. Таким образом, при сборе морских сейсмических данных обычно используют источники, которые можно буксировать на необходимой глубине ниже морской поверхности (например, 3-15 метров или другой глубине).
[0221] Одним из источников энергии, которые могут быть использованы в морских средах, является буксируемая пневматическая пушка. Источник в форме пневматической пушки может быть одиночной пневматической пушкой, группой пневматических пушек или несколькими группами пневматических пушек, причём каждая группа содержит множество пневматических пушек. В унаследованных данных морской сейсморазведки также могут встречаться другие источники помимо пневматических пушек. Среди типов источников, которые могут быть использованы для сбора данных морской сейсморазведки, числятся вибраторы, взрывчатые вещества, электроискровые сейсмические источники и различные механизмы, которые возбуждают импульсные волновые пакеты в водяном столбе. Согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, могут быть применены источники любых типов, такие как буксируемые источники, используемые в морской сейсморазведке для генерирования данных отражённых волн.
МОРСКИЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ
[0222] Морские сейсмические данные могут быть записаны во время буксирования группы гидрофонов, расположенных ниже морской 5 поверхности. Эти гидрофоны встроены в один или большее количество длинных кабелей, которые буксируют посредством сейсмического судна, на котором расположена регистрирующая установка. Геофоны и/или акселерометры используются в некоторых системах буксируемой косы. Данные морской сейсморазведки также могут быть собраны с
10 использованием неподвижных датчиков, уложенных на морское дно. Неподвижные датчики на морском дне обычно включают комбинации гидрофонов и геофонов или комбинации гидрофонов и акселерометров. В вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, могут быть использованы датчики любого типа, такие как датчики буксируемой косы,
15 независимо от того, являются или не являются эти датчики гидрофонами, геофонами, акселерометрами, и т.п.
ВИРТУАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ И ПРИЕМНИКИ
20 [0223] На фиг. 38 схематически показан пример компонентов морской
сейсмической системы для сбора данных и пути пробега продольных мод (Р) и вертикальных поперечных мод (SV) сейсмических волн, генерируемых во время сейсмического освещения геологии под морским дном. Пути пробега Р волны показаны сплошными линиями. Пути пробега S волны
25 показаны пунктирными линиями. Источник 3800 буксируют с использованием плавсредства 3802. В водном слое распространяются только Р волны, поскольку вода имеет нулевой модуль сдвига и не поддерживает распространение поперечной моды. Когда нисходящая мода 3800 Р, возбужденной морским источником энергии, падает на морское дно
30 3804 под любым углом падения, за исключением истинной вертикали, на границе раздела сред морского дна 3804 образуются две нисходящие
моды: мода 3806 Р и мода 3808 SV, которые продолжают распространяться в нижнем направлении и освещают целевые объекты под морским дном, такие как целевой объект 3812. Путь 3800 пробега нисходящей Р волны в водном слое 3812 начинается в физическом сейсмическом источнике 3800. 5 Исходная точка 3810 пути пробега нисходящей SV волны в морском дне является виртуальным сейсмическим источником. Для сбора и обработки данных, описанных в настоящей заявке, используют нисходящую моду 3808 SV, возбужденной в координатах виртуального источника в морском дне 3804.
[0224] Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 38, могут быть использованы буксируемые морские источники энергии любого типа, сейсмические датчики любого типа и могут быть использованы станции датчиков, буксируемые в водном слое, и/или станции неподвижных 15 датчиков, размещенных на морском дне.
[0225] На фиг. 39 показана упрощенная модель схемы, показанной на фиг. 38, объясняющая волновую физику вариантов реализации.
А - действительный сейсмический источник, в котором генерируется 20 нисходящая Р волна.
В - местоположение виртуального источника на морском дне, в котором путём экстраполяции нисходящего волнового поля нисходящая Р волна от источника А разделяется на нисходящие прямые волновые моды Р и SV и на восходящую отраженную моду Р. Восходящая Р волна, 25 отражённая от морского дна в исходной точке 3810 с соответствующими координатами, не показана.
С - точка отражения от целевого объекта под морским дном, в которой нисходящая мода SV от виртуального источника В создает восходящий случай отражения Р волны, как описано в настоящей заявке со 30 ссылкой, например, на фиг. 21-25, 27, и т.п..
D - местоположение виртуального приемника, созданного когда восходящая отражённая Р волна, записанная буксируемым датчиком Е, проецируется вниз на морское дно путём экстраполяции волнового поля, как описано ниже.
Е - действительный буксируемый приемник, который записывает восходящую Р волну, отражённую от целевой точки С.
ЭКСТРАПОЛЯЦИЯ НИСХОДЯЩЕГО ВОЛНОВОГО ПОЛЯ
[0226] Как показано на фиг. 39, действительный источник А генерирует нисходящую Р волну, которая достигает морского дна и создает виртуальный источник. Любая координата вдоль пути пробега, связанного с распространением моды сейсмоволны, может быть задана как положение виртуального источника или виртуального приемника для этой волновой моды. По этой причине, местоположение виртуального источника в настоящей заявке может быть задано путём нисходящей экстраполяции сейсмического волнового поля от положения фактического буксируемого морского источника сейсмосигналов до требуемой исходной точки источника на морском дне или вблизи него, а местоположение виртуального датчика может быть задано путём экстраполирования сейсмического волнового поля в нижнем направлении от действительного буксируемого сейсмического приемника до предпочтительного местоположения для указанного приемника на морском дне или вблизи него. Описание указанных выше принципов виртуальных источника/приемника может быть найдено, например, в патенте США № 7,706,211 (Bakulin, и др.), под названием "Способ определения профиля сейсмических скоростей", и публикации патентной заявки № 2010/0139927, опубликованной 10 июня 2010, (Bakulin, и др.), под названием "Способ изображения сейсмического источника, использующий виртуальный источник, способы производства углеводородной текучей среды и читаемый компьютером носитель". Схожим образом, SV-P волна от
виртуального источника В принимается в точке D, которая может быть виртуальным приемником. Точка D становится виртуальным приемником в результате экстраполяционной обработки волнового поля. Экстраполяция нисходящего волнового поля может быть использована для преобразования данных, сгенерированных действительным источником и записанных действительным приемником, в данные, эквивалентные сгенерированным источником и записанным приемником, расположенным на большей глубине. Таким образом, виртуальные источники и виртуальные приемники могут быть созданы вычислительным, численным или математическим способами, не смотря на то, что согласно дополнительным вариантам реализации могут быть использованы другие способы.
[0227] Экстраполяцию нисходящего волнового поля используют для миграции сейсмических данных на основе решения волнового уравнения независимо от того, делается ли миграция в глубиной области или во временной области изображения. Согласно одному варианту реализации экстраполяция волнового поля может быть осуществлена как описано у Wapenaar, С.Р.А., и A. J. Berkhout, 1989, "Экстраполяция упругого волнового поля - изменение уровня приведения одиночных и многокомпонентных сейсмических данных", Elsevier Science, 468 страниц. Принципы экстраполяции волнового поля и вычислительные процедуры, используемые для выполнения преобразования данных, описанные у Wapenaar, могут быть использованы согласно одному варианту реализации. При обработке волновых форм могут быть использованы источники и приемники для изменения уровня приведения, а также обработка волновых форм может включать процедуру изменения уровня приведения, относящегося к волновым полям S и к волновым полям Р. Согласно другому варианту реализации может быть использован процесс экстраполяции волнового поля, описанный в патенте США № 7,035,737, выданный Ren, J. в 2006 году, под наименованием "Способ сейсмической экстраполяции волнового поля". Части указанного патента, в которых описан способ
выполнения экстраполяции волнового поля с использованием изменяемого шага экстраполяции с последующей сдвинутой по фазе линейной интерполяцией экстраполируемого волнового поля, по ссылке полностью включены в настоящую заявку. Согласно одному или большему количеству 5 вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут быть использованы другие способы и процедуры экстраполяции волнового поля, и ссылка на экстраполяцию волнового поля, описанного в настоящей заявке, не должна толковаться как ограничение конкретным способом или алгоритмом.
[0228] Согласно некоторым вариантам реализации экстраполяция волнового поля может представлять собой любой процесс, в результате которого только нисходящее волновое поле Р, возбужденное буксируемым морским источником сейсмосигналов, путём вычислений или путём
15 численного моделирования заменено нисходящими волновыми полями Р и SV, возбужденными виртуальным источником, находящимся на границе раздела, освещенной нисходящим действительным источником волнового поля Р. Экстраполяция волнового поля также может представлять собой любой процесс, в результате которого только восходящее волновое поле Р,
20 принятое в буксируемом приемнике Е, путём вычислений заменено виртуальным приемником D расположенным на морском дне. Согласно одному варианту реализации границей раздела, на которой путём вычислений должен быть расположен виртуальный источник, является морское дно. Однако, согласно другому варианту реализации виртуальный
25 источник путём вычислений может быть расположен ниже морского дна или даже выше морского дна, если среда ниже излучающей станции физически имеет модуль сдвига, отличный от нуля, или путём численного моделирования ей назначен модуль сдвига, отличный от нуля, в результате чего обеспечена возможность распространения нисходящей моды SV.
[0229] Как показано на фиг. 39, согласно данному варианту реализации экстраполяцию нисходящего волнового поля используют для мигрирования данных, сгенерированных действительным буксируемым источником А и записанных действительным буксируемым приемником Е, в 5 нижнем направлении таким образом, чтобы данные были преобразованы в данные, которые были бы сгенерированы виртуальным источником В, расположенным на морском дне, и записаны виртуальным приемником D, который также расположен на морском дне.
10 МОРСКИЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ ВОЛНЫ
[0230] На фиг. 38 показан пример отражения P-SV, за счёт распространяющейся вдоль нисходящего пути 3806 пробега Р волны от буксируемого источника, причём указанный путь 3806 пробега в точке RP2
15 отражения преобразуется в восходящий путь 3816 пробега SV волны. Поскольку S волны не могут распространяться в воде, указанная восходящая мода SV должна быть записана многокомпонентным датчиком, предпочтительно четырехкомпонентным (4С) набором датчиков, который содержит горизонтальные геофоны или акселерометры и развернут на
20 морском дне в местоположении 4СЗ.
[0231] Согласно одному варианту реализации системы и способа в применении к морской сейсморазведке использованы получение и обработка моды SV-P, которая является случаем, содержащим нисходящий
25 путь пробега SV, возбужденный виртуальным источником, расположенным в местоположении 3810 на морском дне, который преобразуется в восходящий путь пробега Р волны в точке отражения RP1. На фиг. 38 показано, например, что мода SV-P распространяется вдоль пути 3808 пробега SV волны и пути 3814 пробега Р волны. Мода SV-P представляет
30 собой инверсию моды P-SV, используемой морскими геофизиками. Поскольку указанный восходящий путь пробега Р волны проходит в
верхнем направлении к буксируемому датчику HI, данные SV-P встраивают в традиционные данные морской сейсморазведки, полученные с использованием буксируемой косы (например, унаследованные данные). Таким образом, отсутствует необходимость в размещении на морском дне 5 датчиков для захвата данных моды SV-P, не смотря на то, что способ допускает размещение указанных датчиков на морском дне в случае их использования вместо датчиков буксируемой косы.
ДАННЫЕ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СМЕЩЕНИЕМ И С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ 10 СМЕЩЕНИЕМ
[0232] Пути пробега, включенные в морское изображение моды SV-P с положительным смещением и отрицательным смещением, показаны на фиг. 40. Скорости Vp и Vs, наблюдающиеся в фации А, отличаются от 15 скоростей в Фации В. Для простоты изложения пути пробега волн показаны прямыми.
[0233] В этой схеме данные SV-P, сгенерированные виртуальным источником А и записанные виртуальным приемником А, обозначены как
20 SVA ДЛЯ нисходящей моды SV и как РА для восходящей моды Р. Направление выноса от виртуального источника А к виртуальному приемнику А произвольно задано как положительное смещение. Когда положения источника и приемника изменены при создании виртуального источника В и виртуального приемника В, направление выноса источника к
25 приемнику реверсируется и задано как отрицательное смещение. Путь пробега для данных SV-P с отрицательным смещением обозначен как SVB для нисходящей моды SV и как Рв для восходящей моды Р. Полярности, показанные для вектора смещения частиц нисходящей моды SV, соответствуют допущению о полярности, сформулированному Aki и Richards
30 (1980) и документально подтвержденному Hardage и др. (2011). Следует отметить, что как для данных с положительным смещением, так и для
данных с отрицательным смещением, вертикальная компонента векторов смещения частиц для восходящих мод Р ориентирована (указывает) в том же самом направлении, и, следовательно, смена полярности данных SV-P между данными с положительным смещением и данными с отрицательным смещением отсутствует.
[0234] Рассмотрение данных с отрицательным смещением и с положительным смещением используется при сборе данных в наземной сейсморазведке, при которой приемники расставлены по всем азимутам в направлении от точки расположения источника. Возможность появления данных с отрицательным смещением и с положительным смещением также рассматривают и в отношении данных морской сейсморазведки. Большая часть данных морской сейсморазведки, полученных с использованием буксируемой косы, включают только данные с положительным смещением, поскольку источник обычно расположен перед кабелем с приемниками (как показано на фиг. 41(a)). Однако, источник может быть связан с отдельным плавсредством, которое плывет позади буксируемого кабеля с приемниками (как показано на фиг. 41(b)). В таком случае данные могут быть данными с отрицательным смещением. При современных морских исследованиях плавсредства с источниками часто расположены перед буксируемым кабелем и позади буксируемого кабеля, как показано на фиг. 41(c), и, таким образом, в записанные данные включены как данные с отрицательным смещением, так и данные с положительным смещением.
АНАЛИЗ СКОРОСТЕЙ МОДЫ SV-P
[0235] Один или большее количество вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут включать выполнение анализа скоростей в качестве этапа обработки данных при построении сейсмических изображений. В случае использования преобразованных мод могут быть выполнены два анализа скоростей: один анализ для данных с
положительным смещением и второй анализ для данных с отрицательным смещением. Причина для выполнения такого анализа скоростей в двойной области смещения показана на фиг. 40, на котором изображены две различные фации А и В породы между излучающей и приемной станциями. 5 Горизонтально неоднородные состояния породы, такие как показанные на этой диаграмме, встречаются в различных морских бассейнах. Для ясности изображения, может быть предположено, что скорости распространения Р и S волн в фации А значительно отличаются от скоростей распространения Р и S волн в фации В. Время распространения, необходимое для случая SV-P
10 с положительным смещением, распространяющейся вдоль пути SVA-PA пробега, не равно времени распространения для случая SV-P с отрицательным смещением, распространяющейся вдоль пути SVB-PB пробега. Эта разность во времени распространения имеет место по той причине, что мода SVA полностью находится в фации А, а мода SVB почти
15 полностью находится в фации В. Аналогично, вся мода Рв находится в фации А, но значительные части пути распространения моды РА находятся как в фации А, так и в фации В. Поскольку времена распространения отличаются по направлениям для отрицательного смещения и для положительного смещения, сейсмические интервальные скорости,
20 определенные из данных с положительным смещением, отличаются от интервальных скоростей, определенных из данных с отрицательным смещением. Таким образом, согласно некоторым вариантам реализации один анализ скоростей выполняют для данных с положительным смещением, и другой анализ скоростей выполняют для данных с
25 отрицательным смещением.
[0236] На фиг. 42 показаны принципы изображения точек ОТО для данных SV-P и P-SV. Кривая ОТ01 показывает тенденцию общих точек обмена для данных P-SV. Кривая ОТ02 показывает тенденцию общих точек 30 обмена для данных SV-P. АТ01 и АТ02 - асимптотические точки обмена для тенденций кривых ОТ01 и ОТ02 соответственно. ОТ01 и ОТ02 являются
зеркальными отображениями друг друга относительно общей глубинной точки ОГТ для этой пары "источник-приемник".
ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ SV-P
[0237] Обработка данных SV-P для построения изображений SV-P может быть осуществлена различными способами, такими как: (1) путём группирования и суммирования по методу ОТО отражений SV-P с последующей миграцией после накапливания суммарных данных, или (2)
10 путём осуществления миграции до суммирования отражений SV-P. Способ 2 (миграция до суммирования) является более строгим; способ 1 (группирование/суммирование по методу ОТО и миграция после суммирования) является менее дорогостоящим. Для осуществления группирования по методу ОТО и миграции данных SV-P координаты ОТО
15 элементов изображения SV-P относительно этой общей глубинной точки между источником и приемником являются зеркальными отображениями элементов изображения ОТО, связанных с данными P-SV, как показано на фиг. 42. Стратегия обработки данных SV-P может быть основана на указанной симметрии зеркального отображения профилей элементов
20 изображения ОТО для мод SV-P и P-SV.
[0238] Поскольку данные SV-P с отрицательным смещением и данные SV-P с положительным смещением имеют различное скоростное поведение, для построения суммарного изображения SV-P выполняют два отдельных
25 этапа группирования/суммирования по методу ОТО. На этапе 1 данные с положительным смещением группируют и суммируют в первое изображение с использованием скоростей, определенных на основании данных с положительным смещением, и на этапе 2 данные с отрицательным смещением группируются и суммируют во второе изображение с
30 использованием скоростей, определенных на основании данных с отрицательным смещением. Конечное изображение SV-P представляет
собой сумму этих двух изображений. Эта же самая стратегия двойного изображения может быть осуществлена путём группирования и суммирования данных P-SV в морской сейсморазведке. Указанные три суммарных изображения (изображение для отрицательного смещения, 5 изображение для положительного смещения и суммированное изображение) могут быть мигрированы и использованы в геологических приложениях. Как документально подтвердили Hardage и др. (2011) в отношении изображения P-SV, некоторые геологические особенности иногда лучше видны в одном из указанных трех изображений, чем в двух 10 остальных изображениях. Таким образом, все три суммированные и мигрированные изображения могут быть использованы при геологических интерпретациях.
ОБРАБОТКА МОРСКИХ ДАННЫХ SV-P
15 СПОСОБ ИЗОБРАЖЕНИЯ 1: ГРУППИРОВАНИЕ ПО МЕТОДУ ОТО,
СУММИРОВАНИЕ И МИГРАЦИЯ ПОСЛЕ СУММИРОВАНИЯ
[0239] Некоторые коммерческие сейсмические программы для обработки данных, которые могут быть приобретены или арендованы
20 геофизическим сообществом, могут быть использованы для вычисления координат изображения преобразованной моды, которые называются асимптотическими точками образования обменной волны или асимптотическими точками обмена (АТО). Это, например: программа Vista для обработки сейсмических данных, имеющаяся в продаже в компании
25 Geophysical Exploration & Development Corporation, г. Альберта (Канада); и программа РгоМАХ для обработки сейсмических данных, имеющаяся в продаже в компании Halliburton Company, г. Хьюстон, штат Техас (США). С помощью такой программы вычисляют координаты изображения преобразованной моды, названные асимптотическими точками обмена,
30 которые обозначены сокращением АТО. Асимптотическая точка обмена (АТО) представляет собой координату изображения, в которой тенденция
правильных элементов изображения ОТО для заданной пары "источник-приемник" становится квазивертикальной (как показано на фиг. 42). Изображение глубокой геологии может быть правильно построено на основании данных P-SV, сгруппированных с использованием координат АТО, и также может быть правильно построено на основании данных SV-P, сгруппированных с использованием концепций АТО, которые модифицированы для данных SV-P. Однако, изображение малоглубинной геологии не может быть правильно построено как на основании данных Р-SV, так и на основании данных SV-P, если использовать способы группирования АТО. Группирование истинных общих точек обмена может привести к правильным суммарным изображениям как малоглубинной геологии, так и глубокой геологии для преобразованных мод, соответствующих миграции после суммирования. На фиг. 42 асимптотическая точка обмена для моды P-SV обозначена как ACPI, и асимптотическая точка обмена для моды SV-P обозначена как АСР2. Ни один элемент изображения не является правильным, за исключением тех, в которых связанный с ними профиль группирования ОТО является квазивертикальным (т.е., для глубинных целевых объектов). Как указано выше, эти два элемента изображения являются зеркальными отображениями друг друга относительно общей глубинной точки (точки ОГТ, показанной на фиг. 42) для любой пары "источник-приемник", включенной в сейсмометрические исследования.
[0240] Один пример способа выполнения группирования точек ОТО или АСР для морских данных SV-P включает использование настроечной программы, которая выполняет группирование ОТО для морских данных Р-SV, так что координаты источников и приемников могут быть изменены при определении координат элемента изображения. В отношении пары источника-приемника, показанных на фиг. 42, обмен координатами станций производит эффект перемещения приемной станции в направлении к излучающей станции и излучающей станции к приемной станции. Затем, с
помощью программы, используемой для обработки данных P-SV, вычисляют тенденцию элемента изображения, обозначенного как ОТ02, вместо тенденции, обозначенной как ОТ01. Путём использования координат, определенных профилем ОТ02, для группирования отражений SV-P, 5 извлеченных из морских данных буксируемого датчика, могут быть построены изображения SV-P, которые по качеству должны соответствовать изображениям, построенным на основании морских данных P-SV.
ОБРАБОТКА МОРСКИХ ДАННЫХ SV-P
10 СПОСОБ ИЗОБРАЖЕНИЯ 2: МИГРАЦИЯ ДО СУММИРОВАНИЯ
[0241] Согласно дополнительному варианту реализации миграция до суммирования может быть выполнена для построения временного сейсмического изображения или глубинного сейсмического изображения.
15 Как показано на фиг. 43, миграция перед суммированием может быть выполнена путём численного моделирования распространения заданного сейсмического волнового поля в нисходящем направлении от каждой излучающей станции для освещения геологических целевых объектов с последующим численным моделированием распространения заданного
20 сейсмического волнового поля от отражающих границ раздела в восходящем направлении к каждой приемной станции.
[0242] Заданные волновые поля, используемые в миграции до суммирования, могут быть созданы путём применения скоростных фильтров
25 к сейсмическим данным, таким образом, чтобы после скоростного фильтрования оставались только те случаи отражения волны, которые имеют заданное скоростное поведение. Волновые поля с заданными скоростными свойствами перечислены в Таблице на фиг. 43. Согласно данному варианту реализации интерес представляет заданное скоростное
30 поведение сейсмических мод, нисходящая и восходящая скорость которых связана с модами Р-Р и SV-P сейсмических волн. В Таблице на фиг. 43 эти
моды указаны как вариант 1 и вариант 3. Результатом миграции до суммирования является изображение геологических границ раздела, освещенных каждой заданной сейсмической модой (Р-Р и SV-P). Для простоты понимания на фиг. 30 показана только одна излучающая станция 5 и только одна приемная станция.
[0243] Как указано в Таблице на фиг. 43, обработка путём временной миграции перед суммированием, глубинной миграции или обратной временной миграции позволяет построить изображение SV-P, если скорость 10 нисходящего волнового поля равна скорости распространения волнового поля SV, и скорость распространения восходящего волнового поля равна скорости распространения волнового поля Р.
[0244] На фиг. 43 видно, что пространственно-временное 15 распределение скоростей для заданной сейсмической моды задано таким образом, чтобы заданное нисходящее волновое поле (D) могло быть распространено вдоль указанной скоростной модели Земли от каждой излучающей станции для освещения целевых объектов. Затем накладывают второе пространственно-временное распределение скоростей для второй 20 заданной сейсмической моды для распространения указанного заданного отраженного восходящего волнового поля (U) в направлении к каждой приемной станции. Комбинации нисходящих и восходящих скоростей, которые могут быть осуществлены для буксируемой косы при морской сейсморазведке, согласно данному варианту реализации включают 25 варианты 1 и 3, указанные в Таблице.
ВРЕМЕННАЯ МИГРАЦИЯ ПЕРЕД СУММИРОВАНИЕМ
[0245] Временная миграция сейсмических данных перед 30 суммированием может быть выполнена путём построения выборок сейсмозаписей трассы общего источника и вычисления местоположения
индивидуальных точек данных в каждой трассе каждой сейсмограммы общего источника в сейсмическом пространстве изображения. Пример вычисления показан на фиг. 44. На этой диаграмме: S - положение излучающей станции в мигрированном пространстве изображения, R -положение заданной приемной станции в мигрированном пространстве изображения, и А - положение элемента изображения, построение которого выполняется.
[0246] Положение элемента А изображения задано как пространственно-временные координаты (Хд, t). Для выполнения временной миграции перед суммированием, задают координату ХА с использованием процессора для обработки данных и затем увеличивают временную координату t от 0 до tMAx, где t МАХ - продолжительность мигрированной трассы данных. На диаграмме показана миграция только одной точки данных только из одной трассы только одной сейсмограммы общего источника. Задача состоит в вычислении временной координаты Т выборки данных трассы данных S-K-R, которая должна быть размещена в пространственных координатах (ХА, t) изображения.
[0247] Вычисление выполняют путём решения двух уравнений с квадратными корнями, показанных на фиг. 44 и ниже:
V Г AR J
где:
А - Элемент изображения;
t - Временная координата трассы изображения;
ХА- Координата трассы изображения;
DSA - Горизонтальное расстояние от S до А;
DAR- Горизонтальное расстояние от А до R;
TSA- Время пробега в одном направлении от S до А;
TAR- Время пробега в одном направлении от А до R;
VSA - Среднеквадратичная скорость для нисходящей моды в точке (ХА
t);
VAR
Среднеквадратичная скорость для восходящей моды в точке (ХА
t);
Т = TSA+TAR - Временная координата выборки данных, размещенных в
точке изображения с координатами (ХА, t).
[0248] На фиг. 44 показано двойное вычисление квадратного корня, используемое во временной миграции перед суммированием сейсмических
15 данных. Координата ХА изображения задана процессором для обработки данных. Время t изображения изменяется от нуля до максимального значения, соответствующего временной координате мигрированных данных. Скорости VSA И VAR ЯВЛЯЮТСЯ среднеквадратичными скоростями, определенными в результате раздельного анализа скоростей и
20 сохраненными в файле, который может быть доступен при вычислении временной координаты Т выборки данных, которая должна быть размещена в точке изображения с координатами (ХА, t).
[0249] С помощью одного уравнения с квадратным корнем вычисляют
25 время TSA пробега в одном направлении для нисходящего пути пробега от S до А. С помощью второго уравнения с квадратным корнем вычисляют время TAR пробега в одном направлении для восходящего пути пробега от А до R. Временная координата Т выборки данных из трассы S-K-R сейсмограммы общего источника, которая должна быть размещена в координатах (ХА, t)
30 миграции, равна сумме TSA И TAR. Эту процедуру временной миграции перед суммированием называют двойным вычислением квадратного корня.
Допущение, включенное в указанное вычисление, состоит в том, что времена одностороннего распространения в нижнем и верхнем направлениях могут быть представлены как времена распространения вдоль прямых, не искривленных путей пробега.
[0250] Другое представление временной миграции перед суммированием показано на фиг. 45. На этой диаграмме показан процесс временной миграции перед суммированием согласно одному варианту реализации. На этапе 1 процессор для обработки данных или устройство
10 для обработки данных конфигурируют для выбора из запоминающего устройства конкретной трассы данных, записанной приемником R конкретной Сейсмограммы общего источника, для выполнения временной миграции перед суммированием. Координата ХА элемента изображения, заданная процессором для обработки данных, может совпадать или не
15 совпадать с положением приемной станции. В этом примере ХА не совпадает с приемной станцией. На этапе 2 процессор для обработки данных конфигурируют для построения одной мигрированной трассы изображения в координате ХА пространства изображения. Временная координата t изображения является временной координатой указанной
20 мигрированной трассы данных. Пути пробега SA и AR, показанные в связи с этапом 2, являются путями пробега, показанными на фиг. 44.
[0251] На этапе 3 процессор для обработки данных конфигурируют для извлечения из запоминающего устройства файла скорости, который
25 задает среднеквадратичные скорости в каждой координате мигрированного пространства изображения. На этапе 4 вычисляют времена TSA И TAR распространения в одну сторону, заданные уравнениями с квадратным корнем, показанными на фиг. 44, для задания временной координаты Т входной трассы данных, которая должна быть перемещена в координаты
30 (ХА, t) изображения. На этапе 5 процессор для обработки данных конфигурируют для перемещения выборки данных из пространства данных
сейсмограммы общего источника в мигрированное пространство изображения.
[0252] На фиг. 46 показаны система и способ для обработки морских данных SV-P согласно одному варианту реализации. Предложенная система выполнена с возможностью построения (1) выборок записей трассы и (2) изображения геологии под морским дном, которая описывает распространение S волны сквозь изображенные пласты. На этапе 1 сейсмические данные буксируемой косы принимают от устройства хранения или запоминающего устройства. Сейсмические данные могут быть собраны с использованием любого из способов, описанных в настоящей заявке, таких как описанные со ссылкой на фиг. 38, 39 и/или 41. Сохраненные в запоминающем устройстве, сейсмические данные могут содержать данные моды Р-Р, а также данные поперечной моды, такие как данные моды SV-P, причём указанные данные мод Р-Р и SV-P, принятые от буксируемого приемника или другого датчика, выполненного с возможностью измерения продольных Р волн, для построения сейсмических данных.
[0253] На этапе 2 процессор для обработки данных конфигурируют для экстраполирования волновых полей Р сейсмических данных в нижнем направлении для создания виртуальных источников и виртуальных приемников на морском дне, например, как описано выше со ссылкой на фиг. 39. На этапе 3 процессор для обработки данных конфигурируют для выполнения этапов согласования данных, такого как частотное фильтрование, деконволюция, подавление многократных волн, спектральное отбеливание и/или другие процессы согласования данных, которые настраивают внешний вид сейсмических данных. Деконволюция может представлять собой численный процесс, с использованием которого восстанавливают форму сейсмического волнового пакета до формы, которую он имел перед его искажением интерферирующими волновыми пакетами или любыми фазовыми и амплитудными изменениями,
вызванными ответными сигналами датчика, фильтрованием оборудования, фоновым шумом, и т.п.. Подавление многократных волн может представлять собой численный процесс, путём использования которого устраняют межслойные кратные отражения от сейсмических данных. Подавление многократных волн представляет собой один из видов деконволюции, т.е., удаления интерферирующих волновых пакетов. Спектральное отбеливание может представлять собой процессу регулировки частотного спектра сейсмического волнового пакета таким образом, чтобы спектр был плоским насколько возможно в самом широком диапазоне частот. Широкие плоские спектры позволяют создать компактные временные волновые пакеты, которые имеют оптимальную разрешающую способность. На этапе 4 процессор для обработки данных конфигурируют для определения скорости распространения мод SV-P отдельно для данных с положительным смещением и данных с отрицательным смещением, если источники были расположены впереди и позади буксируемых приемников во время сбора обработанных данных, как, например, описано со ссылкой на фиг. 40 и 41 в настоящей заявке.
[0254] Выше в настоящей заявке описаны два примера способов обработки изображений, не смотря на то, что могут быть использованы другие способы. В первом варианте изображения на этапе 5 процессор для обработки данных конфигурируют для создают отдельных пакетов ОТО для данных SV-P с отрицательным смещением и с положительным смещением. На этапе 6 процессор для обработки данных может быть выполнен с возможностью суммирования пакетов SV-P с отрицательным смещением и с положительным смещением. На этапе 7 процессор для обработки данных может быть выполнен с возможностью выполнения любых необходимых этапов согласования данных, таких как описанные выше со ссылкой на этап 3. На этапе 8 процессор для обработки данных конфигурируют для мигрирования данных после накапливания (суммирования) для построения изображений SV-P и Р-Р.
[0255] В случае использования второго варианта изображения, на этапе 9 процессор для обработки данных конфигурируют для выполнения раздельных миграций до суммирования для данных SV-P с положительным 5 смещением и данных SV-P с отрицательным смещением, если источники находятся впереди и позади буксируемых приемников (как во временной области, так и в глубинной области). На этапе 10 процессор для обработки данных конфигурируют для суммирования изображений SV-P с отрицательным смещением и с положительным смещением. На этапе 11 10 процессор для обработки данных конфигурируют для выполнения любых необходимых этапов согласования данных.
[0256] После завершения построения изображения в соответствии с вариантом 1 обработки изображений или вариантом 2 обработки
15 изображений, полученное изображение трудно сравнивать с обычным изображением, полученным с использованием буксируемой косы, поскольку это изображение использует морское дно (или область вблизи морского дна) в качестве нулевого уровня (нулевой уровень - глубина, на которой сейсмическое время изображения задано равным нулю). Напротив,
20 изображения буксируемой косы в качестве нулевого уровня используют уровень моря. Изображения различаются в значительной степени, если морское дно имеет существенный наклон или неравномерный топографический рельеф. Таким образом, изображение нулевого уровня морского дна может быть приведено к уровню моря, и таким образом может
25 быть облегчено сравнение изображений, как показано на этапе 12. Указанное изменение уровня приведения может включать временной сдвиг каждой трассы, в котором учтено полное время распространения Р волны в обоих направлениях сквозь водный слой к координате морского дна, в которой каждая трасса размещена в пространстве изображения SV-P.
30 Изображение SV-P было создано путём удаления водного слоя. После
завершения изображения SV-P водный слой путём обработки может быть добавлен назад в изображение.
СБОР ДАННЫХ SV-P
[0257] Ниже описаны показанные на фиг. 47 система 4700 для сбора данных и способ сбора данных SV-P в морской среде. Морской буксируемый источник 4702 расположен под поверхностью морской среды, рядом с ней или около нее на уровне 4704 моря. Во время работы источник
10 4702 буксируют плавсредством с одновременной передачей продольных Р волн в водяной столб 4706. Источник 4702 выполнен с возможностью передачи импульсной силы водяному столбу 4706 для возбуждения сейсмоволн, распространяющихся до точки А на морском дне 4708. Источник 4702 может содержать пневматическую пушку или другой
15 импульсный источник силы или источник силы с качающейся частотой. В этом примере источник 4702 возбуждает продольную моду Р, но не возбуждает поперечные моды (SH и SV), поскольку модуль сдвига воды равен нулю. Однако, при контакте, встрече или столкновении волнового поля моды Р с морским дном 4708 в точке А возбуждаются нисходящая
20 мода Р и нисходящая мода (SV) поперечной волны. Согласно данному варианту реализации по меньшей мере некоторые из поперечных SV волн генерируются в точке А, но не за счет преобразования распространяющейся под морским дном моды на границах раздела под морским дном в среде Земли 4710.
[0258] Сейсмический датчик 4712, который в данном случае является морским буксируемым датчиком, буксируют плавсредством, соединенным с датчиком кабелем, который также может быть расположен под поверхностью морской среды, рядом с ней или около поверхности морской 30 среды на уровне 4704 моря. Датчик 4712 выполнен с возможностью обнаружения или восприятия восходящих волновых полей, отраженных от
подповерхностных секторов, формаций, представляющих интерес целевых объектов, и т.п. в среде Земли 4710, распространяющихся до точки В. Восходящие волны, распространяющиеся в среде Земли 4710, содержат Р-Р волны (Р волны, нисходящие от точки А и восходящие к точке В) и 5 восходящие SV волны (как SV-SV волны, так и P-SV волны). Восходящие SV волны не могут распространяться в водяном столбе 4706 к морскому буксируемому датчику 4712, и таким образом, только восходящие Р волны достигают морской буксируемый датчик 4712. Согласно данному варианту реализации датчик 4712 представляет собой датчик, выполненный с
10 возможностью восприятия продольных мод Р и, как описано в настоящей заявке, других мод, таких как SV-P (например, прямой моды SV-P). Согласно одному варианту реализации датчик 4712 является гидрофоном, который может быть выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, который не содержит никакой информации о направленности
15 воспринимаемых волн. Согласно различным вариантам реализации могут быть осуществлены различные группы и конфигурации источников 4702 и датчиков 4712. Буксируемые источники и приемники могут равномерно и прямолинейно перемещаться в течение всего сбора сейсмических данных.
20 [0259] Согласно другим вариантам реализации морской буксируемый
источник 4702 и/или морской буксируемый датчик 4712 вместо этого могут быть расположены на морском дне 4708, вблизи него, внедрены в него или могут находиться в контакте с морским дном 4708. В таком случае, датчик может быть вертикальным тензодатчиком, выполненным с возможностью
25 записи вертикального ответного сигнала.
[0260] Данные, воспринимаемые морским буксируемым датчиком 4712, конфигурируют для сохранения подходящим устройством для обработки данных в цифровых носителях или запоминающем устройстве 30 4714, которые могут быть запоминающими устройствами любого типа или другими устройствами для сохранения данных, описанными в настоящей
заявке. Блок 4716 представляет собой процессор, выполненный с возможностью обработки данных, который выполняет экстраполяцию волнового поля для создания виртуального источника А моды SV и виртуального датчика В для моды Р, расположенных на морском дне 4708, и/или для выполнения других этапов обработки, описанных в настоящей заявке. Согласно другим вариантам реализации один или большее количество аспектов, описанных со ссылкой на фиг. 17 и 33, могут быть использованы вместе с аспектами, показанными на фиг. 47.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ S ВОЛНЫ
[0261] Для вычисления любого из профилей группирования точек ОТО, показанных на фиг. 42, процессор для обработки данных может быть выполнен с возможностью определения скоростей S волны внутри геологических слоев, которые должны быть изображены. В случае применения второго варианта создания изображений преобразованной моды с использованием способов миграции до суммирования, посредством процессора для обработки данных оценивают скорости S волны в породах, освещенных сейсмическими данными. Определение скоростей S волны, необходимых для вычисления элементов изображения моды SV-P, может быть осуществлено с использованием способов определения скоростей S волны изображения при обработке данных P-SV.
[0262] Примеры способов определения скорости S волны, необходимой для вычисления элементов изображения преобразованной моды, включают: 1) использование данных вертикального сейсмического профиля, собранных локально для сейсмической области изображения, для вычисления попластовых значений скоростей VP и Vs; 2) использование данных дипольного акустического каротажа, собранных локально для сейсмического пространства изображения, для определения скоростей VP и Vs; 3) комбинирование лабораторных измерений отношений скоростей
Vp/Vs для типов породы, подобных типам, которые изображены с основанными на сейсмических волнах оценками скоростей Р волны, для вычисления скоростей S волны; 4) вычисление группирующих точки ОТО профилей для различных отношений скоростей VP/Vs, формирование отдельных накоплений суммированных данных преобразованной моды для каждой тенденции ОТО и исследование последовательности суммарных данных для определения, какой профиль ОТО позволяет построить качественно наилучшее изображение, или другие способы. Перечисленные способы могут быть использованы для надежного определения скоростей S волны для использования в фильтровании скоростей для задания мод S волны, суммирования и мигрирования данных SV-P.
[0263] Подразумевается, что принципы, этапы, компоненты или раскрытия любого из вариантов реализации, описанных в настоящей заявке, могут быть комбинированы с другими вариантами реализации, описанными в настоящей заявке, для создания дополнительных вариантов реализации.
[0264] Согласно другому варианту реализации, как описано в настоящей заявке, нисходящая Р волна, которая падает на точку А на морском дне, генерирует моду SV поперечной волны и моду SH поперечной волны. Это обстоятельство имеет место, поскольку вертикальный компонент нисходящей Р волны может рассматриваться как низкоэнергетический вертикальный источник силы в точке А, который возбуждает шаблоны излучения, подобные показанным на фиг. 6. Согласно данному варианту реализации, размещенные на морском дне датчики, такие как четырехкомпонентые (4С) датчики, могут быть использованы для приема множества восходящих волновых мод и их сохранения в запоминающем устройстве для дополнительной обработки.
[0265] Различные варианты реализации, описанные в настоящей заявке, могут включать читаемые компьютером носители или могут быть осуществлены в соединении с читаемыми компьютером носителями, выполненными с возможностью сохранения в них машинно-исполняемых 5 инструкций, и/или один или большее количество модулей, схем, блоков или других элементов, которые могут содержать аналоговые и/или цифровые схемные компоненты (например процессор или другое устройство для обработки данных), сконфигурированные, расположенные или запрограммированные для выполнения одного или большего
10 количества этапов, описанных в настоящей заявке. Например, читаемые компьютером носители могут включать энергонезависимые носители, такие как ОЗУ, ПЗУ, CD-ROM, или другие запоминающие устройства на основе оптических дисков, магнитных дисков, флэш-память, или любой другой энергонезависимый носитель, выполненный с возможностью хранения и
15 обеспечения доступа к необходимым машинно-исполняемым инструкциям. Использование схемы или модуля в настоящей заявке предполагает широкий охват любых одного или большего количества дискретных схемных компонентов, аналоговых и/или цифровых компонентов, интегральных схем, твердотельных устройств и/или запрограммированных
20 частей любого из предшествующих устройств, содержащих микропроцессоры, микроконтроллеры, специализированные интегральные схемы, программируемые логические схемы или другие электронные устройства. Согласно различным вариантам реализации может быть использовано любое количество источников и приемников, от одного до
25 сотен, тысяч или большего количества.
[0266] Не смотря на то, что на подробных чертежах, в конкретных примерах и конкретных приведенных формулировках показаны и описаны конкретные варианты реализации, они приведены только в 30 иллюстративных целях. Конфигурации аппаратных средств и программ, показанные и описанные в настоящей заявке, могут различаться в
зависимости от выбранных рабочих характеристик и физических свойств вычислительных устройств. Системы, показанные и описанные в настоящей заявке, не ограничиваются точными подробностями и условиями, приведенными в настоящей заявке. Кроме того, в конструкции, условиях эксплуатации и устройстве описанных вариантов реализации могут быть сделаны замены, модификации, изменения и удаления без отступления от объема защиты настоящего изобретения, определенного в пунктах приложенной формулы.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обработки сейсмических данных, полученных с использованием множества буксируемых в морской среде приемников, выполненных с возможностью измерения продольных Р волн, включающий этапы, на которых:
принимают сейсмические данные от запоминающего устройства с использованием устройства для обработки данных, причём сейсмические данные содержат данные Р-Р и данные поперечной моды, при этом данные Р-Р и данные поперечной моды приняты в буксируемых приемниках без присутствия расположенных в одном месте приемников горизонтального одиночного компонента,
обрабатывают сейсмические данные для извлечения данных поперечной моды SV-P с использованием устройства для обработки данных, причем указанная обработка включает экстраполирование волновых полей, представленных сейсмическими данными, в нижнем направлении для создания путём вычислений виртуальных источников и виртуальных приемников на морском дне вблизи области, изображенной сейсмическими данными, и
генерируют данные изображения поперечной моды на основании извлеченных данных поперечной моды с использованием устройства для обработки данных.
2. Способ по п. 1, согласно которому обработка включает определение скоростей, которые раздельно корректируют нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с положительным смещением и нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с отрицательным смещением.
2.
3. Способ по п. 2, согласно которому обработка включает создание отдельных пакетов общих точек обмена для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
4. Способ по п. 3, согласно которому обработка включает суммирование пакетов общих точек обмена для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
5. Способ по п. 4, согласно которому обработка включает миграцию после накапливания накопленных данных SV-P.
6. Способ по п. 2, согласно которому обработка включает раздельную миграцию данных SV-P перед накапливанием для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
7. Способ по п. 1, согласно которому данные Р-Р и данные поперечной моды были приняты буксируемыми приемниками, расположенными намного выше морского дна внутри водяного столба без использования горизонтальных геофонов, причём буксируемые приемники выполнены с возможностью приема продольных Р волн, но не поперечных волн.
8. Способ по п. 1, согласно которому данные SV-P являются результатом нисходящих Р волн, распространяющихся от буксируемых источников Р волны, которые при контакте с морским дном генерируют нисходящие поперечные SV волны непосредственно в точке контакта Р волн с морским дном на поверхности морского дна.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий этапы, на которых:
передают Р волны от источников Р волн, причём Р волны при контакте
с морским дном генерируют нисходящие поперечные SV волны
непосредственно в точке контакта Р волн с морским дном в поверхности морского дна, при этом нисходящие поперечные SV волны отражаются от границ раздела под морским дном как моды SV-P волны,
принимают моды SV-P волны с использованием буксируемых приемников и
сохраняют моды SV-P волны в запоминающем устройстве данных для достижения сейсмических данных, содержащих данные Р-Р и данные поперечной моды.
10. Система для обработки сейсмических данных, полученных с использованием буксируемого приемника, содержащая:
запоминающее устройство данных для сохранения сейсмических данных, содержащих данные Р-Р и данные поперечной моды, причем данные Р-Р и данные поперечной моды приняты буксируемым приемником без присутствия расположенных в одном месте приемников горизонтального одиночного компонента, для генерирования сейсмических данных; и
устройство для обработки данных, выполненное с возможностью обработки сейсмических данных для извлечения данных моды SV-P и генерирования изображения поперечной моды на основании извлеченных данных моды SV-P,
причем устройство для обработки данных выполнено с возможностью экстраполирования волновых полей, представленных сейсмическими данными, в нижнем направлении, для создания путём вычислений виртуального источника и виртуального приемника на морском дне вблизи области, изображенной сейсмическими данными,
при этом устройство для обработки данных выполнено с возможностью определения скоростей, которые раздельно корректируют нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с положительным смещением и нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с отрицательным смещением.
11. Система по п. 10, в которой устройство для обработки данных выполнено с возможностью определения скоростей, которые раздельно корректируют нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с
5 положительным смещением и нормальные приращения времени пробега отражений SV-P с отрицательным смещением.
12. Система по п. 11, в которой устройство для обработки данных выполнено с возможностью раздельного вычисления пакетов общих точек
10 обмена для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
13. Система по п. 12, в которой устройство для обработки данных выполнено с возможностью суммирования пакетов общих точек обмена для
15 данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
14. Система по п. 13, в которой устройство для обработки данных выполнено с возможностью миграция данных SV-P после накопления.
15. Система по п. 11, в которой устройство для обработки данных выполнено с возможностью раздельной миграции данных SV-P перед накоплением для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением.
16. Система по п. 10, в которой сейсмические данные были приняты буксируемым приемником, расположенном намного выше морского дна внутри водяного столба, без использования многокомпонентных геофонов.
30 17. Система по п. 10, в которой данные моды SV-P являются
результатом нисходящей Р волны от буксируемого источника Р волны,
которая при контакте с морским дном генерирует нисходящую моду поперечной SV волны непосредственно в точке контакта Р волны с морским дном на поверхности морского дна.
5 18. Система по п. 10, дополнительно содержащая:
источник Р волны, выполненный с возможностью передачи Р волн, причём Р волны при контакте с морским дном генерируют нисходящую моду поперечной SV волны непосредственно в точке контакта Р волны с морским дном на поверхности морского дна, которая продолжается в нижнем 10 направлении для отражения назад к поверхности морского дна от границы раздела под морским дном как мода SV-P волны;
буксируемый приемник, выполненный с возможностью приема моды SV-P волны; и
устройство для обработки данных, выполненное с возможностью 15 сохранения моды SV-P волны в запоминающем устройстве данных для достижения сейсмических данных.
19. Способ по п. 1, согласно которому буксируемые приемники содержат гидрофоны.
Ось Y горизонтального вектора источника
Ось X горизонтального вектора источника
308
с?> Вектор смещения в среде Вектор смещения источника
Вид сверху
Вид сверху
500-
Вертикальный v вибратор
1000-
/ / / /
/ /
/ /
1500-
Четыре возможных изображения
SV/, /,
2000-
• р-р
• P-SV
• SV-SV
• SV-P
/ р
(a)
10,000
(b)
Смещение станции (футы)
500 1000 1500 2000
(r) (r) (r)
1> Р> Р> Р> l> Р> Р> '
(D (c) (r)
250 футов (76,2 м) -(24) Охват поверхностными приемниками, расположенными с интервалом 10 футов (3,05 м)
1-9 - Станции с поверхностными источниками, расположенные с интервалом 250 футов (76,2 м),
проходящие от смещений 44 фута (13,4 м) до 1920 футов (585,2 м)
= Смещение, в котором измеряли азимутальную зависимость
4,4 (1)- (24) - 24 скважинные приемные станции с интервалом 15 м (49,2 фута), проходящие от глубины 500 футов (152,4 м) до (1) глубины 1632 фута (497,4 м)
2000 -
Скважина с приемниками
Неповернутый (X, Y, Z) геофон Z
Повернутый (Р, SV, SH) геофон Z
R - Приемник ROS - Вертикальная плоскость, проходящая SH - Перпендикулярна к плоскости ROS
S-Источник через источник и приемник о_ Азимутальный угол поворота
Указывает на S SV - Лежит в вертикальной плоскости ROS Ф - Угол поворота наклона
1102
-1100
100 200
100 200 -
50Q Глубина (футы) 1632 5(}0 Глубина (футы) ^
го 300 тз
CD 3
300 > ''5г| ?'
боо ^-
700 800
200 U^KU'iU
ТЗ ¦ "' : г tS 1.'
1 400 {г :> !.=- i v'} j }
^ 500 V/ ^у^гУ ¦ i
700 800
- 600-gr.tr rfr*:^ и -
.^.:;d:;> ь:;:^;> ?Ш^:
500 Глубина (*УТЬ|) 0 '
500 Глубина (ФУ7131)
0 1 •'¦;> -!
-1106
100 200 го 300 | 400 500 600 700 800
Ю0 Глубина(ФуТЫ)/1632
(1 i1
3 о
111
I 500 (r)Ш
!?Ы Л',',
_____ ouu - -
ный улаиный источник: смешени
1114
Вертикальный ударный источник; смещение 1920 футов (585,2 м)
ч/
го тз
CD 3
Глубина (футы)
500
100 200
600- УКТЯГУТГ> > Н; :
5оо> чи;^ :; i^;^ / '
'' r> > ,". "'t'•* > ¦;¦ •
Hit
700 У^ ^*п{: ^ tvtxK^
80C ¦
500 600 700 800
700 800 1214
3 о
Глубина (футы)
500
500
100 200
та*
100 200 300
.400 500 600 700 800
Глубина (футы) Z
:"KVr'V.n
го 300^rh^J^m
1 400
500 600
J-Jv - ., <"; ."I , < ,V,( \ j i,; I м I! •
100 200 300
400 500 600
700 К 800
ro 300 1 400
-Г 500
Глубина (футы)
600 700'f
i ? 11
;v}4 и.* мч'г'; 1/1.М
TLiiiL:L'i[i::!IiiJJi-
800
Взрывчатые вещества в сейсмической скважине; смещение 1250 футов (381 м)
100
200 го 300
I 400
1 500 ~ 600 700 800
го 300
i 400
3 о
600 700 800
100
Глубина (футы)
500
refill Г
.1 > .¦ , {..
Глубина (футы)
500
гпт
1314
.' л > ' г > f и м ,V, i.
Глубина (футы)
500
1302 1632
100 200
200 "\lfM\\. 1 -
400 500 600 700 800
зоо
400 ^:-;::'':1!г:;:;:;;
V.*' ifv> V.' 1'Л> > Г!;
1400
Продольное (IL) направление (приемники)
Поперечное(XL)направление (источники)
Область полярности IL
\;;?А Обращенная полярность данных приемника XL
Поперечное(XL)направление (источники)
1Ц+) - Направление положительной продольной полярности ХЦ+) - Направление положительной поперечной полярности
VFS - Станция источника вертикальной силы L-U Обращенная полярность данных приемника IL
v
ФИГ. 14
, > > ь > >
Как записано
V RTL RXL
V RIL RXL RR
RR- Радиальный приемник
> > >
Как записано
RR- Радиальный приемник
1708
Приемники развернуты как двумерные или трехмерные регистрирующие расстановки вдоль поверхности Земли
Л
1712
1710
Кабельная или бескабельная сейсмическая записывающая система
/SH.
1714
Выходной цифровой носитель
Нисходящие моды, сгенерированные непосредственно в точке приложения вертикальной силы F
Моды восходящей волны
т ы о
о ы
1815
1802
Сейсмический источник вертикальной силы
Моды восходящей волны
1812
Передача данных цифровому носителю
Оборудование для расстановки датчиков и система для записи данных
Многочисленные трехкомпонентные датчики развернуты в малоглубинных или глубинных скважинах, пробуренных под любым углом отклонения. Расстановка может быть постоянной (датчики зацементированы в своих местоположениях) или датчики могут быть извлечены посредством троса или шлангокабеля
1900
1912
1906
1904
Цифровые носители трехмерных данных,
полученных от полевого самописца
Массовое запоминающее устройство
1908 1902
Цифровая вычислительная система (PC, UNIX,
одиночная рабочая станция, высокопроизводительный кластер рабочих станций)
Пользовательский интерфейс
Библиотека программ
1914
Выходные устройства (плоттеры, лентоводы, дисководы)
1910
Многопользовательские терминалы
2000
Смешанные данные мод Р,
SH и SV в полевом координатном пространстве данных (продольных и поперечных)
Отделяют моду Р (данные вертикального датчика с использованием скоростных фильтров для подавления мод S
Анализ скоростей
2012
2014
Статические поправки
2002
2004
2016
Шумоподавляющие фильтры
Реверсируют полярности продольных и поперечных данных горизонтального датчика, собранных при отрицательных смещениях
2006
Преобразуют данные горизонтального датчика из продольного/поперечного пространства данных в радиальное/поперечное пространство данных
2008
Разделяют моды SH
и SV (SH -поперечные данные; SV - радиальные данные)
2010
2018
ФИГ. 20
Мигрируют данные
19/40
Источник Приемник
2600 2602 2608 2604
l Область источника j I S2 R1 ^
2606 область 26,10 приемников
Область изображения
Область приемников
Область изображения
S1 Область источника S2
S3 R4
ФИГ. 26А
ФИГ. 26В
Вариант
Скорость нисходящей моды
Скорость восходящей модь
Сейсмическое изображение
Р-Р
Vsv
P-SV
Vsv
SV-P
40)
Vsv
Vsv
SV-SV
5|2)
VSH
VSH
SH-SH
(1) Требуется высокоскоростная поверхность, если используются вертикальные однокомпонентные геофоны; иначе необходимо использовать трехкомпонентные геофоны.
(2) В любом случае необходимо использовать трехкомпонентные геофоны.
ФИГ. 30
Принципы данных SV-P и P-SV
Данные SV-P
Данные P-SV
1 Источник
Вертикальная сила
Вертикальная сила
2 Датчик
Вертикальные геофоны
Горизонтальные геофоны
Координата 3. изображения
Ближе к источнику, чем к приемнику
Ближе к приемнику, чем к источнику
Профиль суммирования 4. ОТО
Зеркальное изображение профиля P-SV относительно координаты ОГТ
Зеркальное изображение профиля SV-P относительно координаты ОГТ
g Анализ скорости
Раздельный анализ для положительного смещения и отрицательного смещения
Раздельный анализ для положительного смещения и отрицательного смещения
6. Скорость нормального приращения времени пробега отражённой волны (NMO)
Равна или соответствует скорости NMO P-SV
Равна или соответствует скорости NMO SV-P
Равна или соответствует 7. скорости NMO P-SV
Та же полярность для
противоположных азимутальных данных
Противоположная полярность для противоположных азимутальных данных
ФИГ. 31
3200
3206
3204
3202
3212
Библиотека программ
Цифровые носители данных вертикального
датчика, полученных от полевого самописца
Массовое запоминающее устройство
3208-
Цифровая вычислительная система (PC, UNIX,
одиночная рабочая станция, высокопроизводительный кластер рабочих станций)
Пользовательский интерфейс
3214
Выходные устройства (плоттеры, лентоводы, дисководы)
3210-
Многопользовательские
терминалы
Приемники развернуты как двумерные или трехмерные регистрирующие расстановки вдоль поверхности Земли
Л
3310
I
Датчик вертикального ответного сигнала (однокомпонентный или трехкомпонентный комплект)
///////
Р SH
3304
/ / / /
4 7 sv
\W, Среда
PSH
Земли 3306
3314
Выходной цифровой носитель
Нисходящие моды, сгенерированные непосредственно в точке приложения вертикальной силы F
Моды восходящей волны
ФИГ. 33
3400-
Низкоскоростная поверхность Земли
.3402
Смешанные моды Р-Р и SV-P в данных вертикального датчика
3404
Выделяют моды Р-Р и SV-P с использованием скоростных фильтров, которые подавляют волновые моды, распространяющиеся с неподходящими скоростями
3406
Определяют скорости для нормального приращения времени пробега отражённой волны (NMO), суммирования и миграции для мод SV-P и Р-Р; разделяют анализ скоростей, необходимый для данных SV-P с положительным смещением и для данных SV-P с отрицательным смещением
.3408
Вариант 1
Вариант 2
3412
Раздельно суммируют данные мод Р-Р, SV-P с положительным смещением и данные мод SV-P с отрицательным смещением
Суммируют пакеты данных моды SV-P с положительным смещением и данных моды SV-P с отрицательным смещением
+ t
Выполняют миграцию после суммирования
для построения четырех изображений: Р-Р,
SV-P с положительным смещением, SV-P с
отрицательным смещением и суммарного
изображения SV-P
.3420
Выполняют раздельную миграцию до суммирования данных Р-Р, SV-P
с положительным смещением и SV-P с отрицательным смещением
3422
Суммируют изображения SV-P с положительным смещением и SV-P с отрицательным смещением
Завершение
процедуры
4 <
3418 Нет
3500-
Высокоскоростная поверхность Земли
.3502
Смешанные моды Р-Р, SV-SV, P-SV и SV-P в данных вертикального датчика
.3504
Выделяют моды Р-Р, SV-SV, P-SV и SV-P с использованием скоростных фильтров, которые подавляют волновые моды, распространяющиеся с неподходящими скоростями
.3506
Вариант 1
Вариант 2
.3512
Раздельно суммируют данные мод Р-Р, SV-P с положительным смещением, данные мод SV-P с отрицательным смещением, данные мод P-SV с положительным смещением и данные мод P-SV с отрицательным смещением
Суммируют пакеты данных моды SV-P с положительным
смещением, данных моды SV-P с отрицательным смещением,
данных мод P-SV с положительным смещением и данных мод P-SV с
отрицательным смещением
3514
3516
Выполняют раздельную миграцию до суммирования данных Р-Р, SV-SV, SV-P и P-SV с положительным смещением, SV-P и P-SV с отрицательным смещением
.3520
.3522
Выполняют миграцию после суммирования для построения восьми изображений: Р-Р, SV-SV, SV-P с положительным смещением, P-SV с положительным смещением, SV-P с отрицательным смещением и P-SV с отрицательным смещением; суммарное изображение P-SV и суммарное изображение SV-P
Суммируют изображения SV-P с положительным смещением и SV-P с отрицательным смещением
Является ли качество изображения приемлемым?'
Вертикальный геофон
Вертикальный геофон
Неиспользуемый сигнал для направлений выхода в пределах угла ФХ, если фоновый шум является значительным
г--^--к Уровень моря
(r)\^
\(r)
Буксируемая коса
/(c)
Морское дно
V///////////////A
У/ту/////,
V///////////////////////////.
Целевой объект
\ \ \
sv\
\ \
/(r)
/ Р
Экстраполяция волнового поля Перемещение источника из точки
А в точку В Перемещение источника из точки Е в точку D
-^.-fcf
i i
-i -i
А = Источник В = Виртуальный источник С = Точка отражения D = Виртуальный приемник или донный приемник Е = Буксируемый приемник
Виртуальный источник В Виртуальный приемник А
(а)
Данные с положительным смещением
Поверхность моря
Источник
Буксируемые приемники
(Ь)
Данные с отрицательным смещением
Поверхность моря
Буксируемые приемники
Источник
(с)
Данные с положительным смещением и отрицательным смещением
Поверхность моря . ,
Источник 1
Буксируемые приемники Источник 2
Виртуальный источник
ОГТ -9-
Виртуальный приемник
Пространство изображения P-SV ^
Координаты точки изображения ОТО для моды P-SV
ОТ01
АТ02
ОГТ
АТ01
ФИГ. 42
Виртуальный Виртуальный источник приемник
ФИГ. 43
A - Элемент изображения; t - Временная координата трассы изображения; ХА - Координата трассы изображения; DSA - Горизонтальное расстояние от S до А; DAR - Горизонтальное расстояние от А до R; TSA - Время пробега в одном направлении от S до А; TAR - Время пробега в одном направлении от А до R; VSA - Среднеквадратичная скорость для нисходящей моды в точке (ХА, t); VAR - Среднеквадратичная скорость для восходящей моды в точке (ХА, t); Т = TSA+TAR - Временная координата выборки данных, размещенных в точке изображения с координатами (ХА, t).
ФИГ. 44
(c)
Выбирают конкретную трассу из сейсмограммы
Выбирают координаты (ХА, t) изображения
го тз
CD 3
V (c)
Выбирают Vrms в координатах (ХА, t) из файла Vrms
СО 00
Сейсмограмма
Перемещают точку данных из (R, Т) в координаты (ХА, t) изображения
Вычисляют временную координату Т
3 О
Выполняют миграцию данных после суммирования
(c)
Выполняют лю &ые необходимые этапы согласования данных
(c)
Суммируют пакеты SV-I с положительным смещением и с отрицательным смешением
Создают отдельные пакеты ОТО для данных SV-P с положительным смещением и с отрицательным смещением
(c)
Данные из буксируемой косы
(c)
Экстраполируют нисходящие волновые поля Р для создания виртуальных источников
и виртуальных приемников на морском дне
(c)
Выполняют частотное фильтрование, деконволюцию, подавление
многократных волн, спектральное отбеливание и/или другие необходимые этапы согласования данных.
вариант 1 построения изображения
Определяют скорости SV-P раздельно для данных с положительным смещением и данных с отрицательным смещением, если источники расположены впереди и позади буксируемых приемников
Приводят изображение SV-P к уровню морского дна
(c)
Выполняют любые необходимые этапы согласования данных
Суммируют изображения SV-P с положительным смещением и с отрицательным смещением
вариант 2 построения изображения
(c)
Выполняют отдельные миграции до суммирования для данных SV-P с положительным смещением и данных SV-P с отрицательным смещением, если источники находятся впереди и позади буксируемых приемников (как во временной области, так и в глубинной области)
т ы о
о ы
4700
4702
4712
Морской
Морской
буксируемый
буксируемый
Уровень моря
источник
^4704
датчик
4706
4714
Цифровой носитель
4716
Экстраполяция волнового
поля для создания виртуального источника А моды SV и виртуального датчика В для моды Р на морском дне
Морское дно А ^4708 В
Среда Земли
4710
///////?//////V///
р sv J
SV Р
Освещение целевого объекта
ФИГ. 47
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
102
102
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
102
102
К заявке № 201491544
К заявке № 201491544
WO 2013/134145
1/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
1/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
ФИГ. 3
ФИГ. 3
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
ФИГ. 3
ФИГ. 3
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
ФИГ. 5
ФИГ. 5
WO 2013/134145
4/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
4/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 6В
ФИГ. 6В
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7А
ФИГ. 7А
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7А
ФИГ. 7А
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
5/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7А
ФИГ. 7А
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7В
ФИГ. 7В
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7В
ФИГ. 7В
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
6/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 7В
ФИГ. 7В
WO 2013/134145
7/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
7/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 8
ФИГ. 8
WO 2013/134145
7/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
7/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 8
ФИГ. 8
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 10
ФИГ. 10
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 10
ФИГ. 10
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
8/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 10
ФИГ. 10
ФИГ. 11
ФИГ. 11
ФИГ12
ФИГ12
V
ФИГ. 13
V
ФИГ. 13
V
ФИГ. 13
V
ФИГ. 13
WO 2013/134145
12/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
12/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
12/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
12/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
13/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 15
ФИГ. 15
WO 2013/134145
14/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
14/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 16
ФИГ. 16
WO 2013/134145
14/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
14/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 16
ФИГ. 16
ФИГ. 17
ФИГ. 17
ФИГ. 17
ФИГ. 17
ФИГ. 17
ФИГ. 17
1800
1800
ФИГ. 18
ФИГ. 18
ФИГ. 19
ФИГ. 19
ФИГ. 19
ФИГ. 19
ФИГ. 19
ФИГ. 19
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
ФИГ. 22
ФИГ. 22
WO 2013/134145
20/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
20/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 24
ФИГ. 24
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
24/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
24/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 29
ФИГ. 29
WO 2013/134145
27/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
27/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
ФИГ. 32
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
30/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 34
ФИГ. 34
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
31/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 35
ФИГ. 35
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
32/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
33/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
33/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 39
ФИГ. 39
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
34/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 41
ФИГ. 41
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
35/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
36/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
36/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
37/40
PCT/US2013/028908
WO 2013/134145
37/40
PCT/US2013/028908
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 45
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46
ФИГ. 46