使用旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的噪聲衰減的制作方法
【專利摘要】從地震傳感器接收測量的地震數(shù)據(jù)，也接收旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表示相對于至少一個特定軸的旋轉(zhuǎn)。采用自適應(yīng)濾波，將旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與測量的地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減來自測量的地震數(shù)據(jù)中的噪聲分量的至少一部分。
【專利說明】使用旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的噪聲衰減
【背景技術(shù)】
[0001]地震勘測用于識別地下元素，例如油氣儲集層、淡水層、注氣區(qū)等等。在地震勘測中，震源放置在地表或海底的不同位置，激活震源產(chǎn)生的地震波直接導(dǎo)入地下結(jié)構(gòu)。
[0002]由震源產(chǎn)生的地震波行進至地下結(jié)構(gòu)，地震波的一部分被反射回地面，以由地震傳感器(例如地震檢波器、加速度計等)接收。這些地震傳感器產(chǎn)生信號，其表示檢測到的地震波。對來自地震傳感器的信號進行處理，以得到關(guān)于地下結(jié)構(gòu)的成分和特征的信息。
[0003]一種典型的基于陸地的地震勘測設(shè)置安排包括在地面部署地震傳感器的陣列。海洋勘測通常涉及在拖纜或海底電纜上部署地震傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一般來說，根據(jù)一些實施例，一種方法包括:從地震傳感器接收所測量的地震數(shù)據(jù)，并且接收表示相對于至少一個特定軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。使用自適應(yīng)濾波，將旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所測量的地震數(shù)據(jù)結(jié)合，來衰減來自所測量的地震數(shù)據(jù)的至少一部分噪聲分量。
[0005]一般來說，根據(jù)進一步的實施例，一種產(chǎn)品，包括存儲指令的至少一個計算機可讀存儲介質(zhì)，在執(zhí)行所述指令時使得具有處理器的系統(tǒng)接收地震傳感器測量的地震數(shù)據(jù)，接收表示相對于至少一個特定軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并采用自適應(yīng)濾波，將接收到的地震數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，來衰減接收的地震數(shù)據(jù)的至少一部分噪聲分量。
[0006]一般來說，根據(jù)其它的實施例，一種系統(tǒng)，包括存儲介質(zhì)，其存儲由地震傳感器測量的地震數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以及至少一個處理器，其采用自適應(yīng)濾波將所述地震數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合，來去除所述地震數(shù)據(jù)中的噪聲分量的至少一部分。
[0007]在替代或進一步的實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)傳感器測量。
[0008]在替代或進一步的實施方式中，所述組合將單獨從所述旋轉(zhuǎn)傳感器接收的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與單獨從所述地震傳感器接收的地震數(shù)據(jù)結(jié)合，來衰減所述噪聲分量的至少一部分。
[0009]在替代或進一步的實施方式中，根據(jù)至少兩個地震傳感器的測量結(jié)果來估計所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，所述至少兩個地震傳感器被間隔開小于預(yù)定距離。
[0010]在替代或進一步的實施方式中，接收相對于第一軸的第一旋轉(zhuǎn)分量以及相對于基本上垂直于第一軸的第二軸的旋轉(zhuǎn)分量。
[0011]在替代或進一步的實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)基于第二傳感器的測量結(jié)果，其中，所述第二傳感器與所述地震傳感器共同位于同一殼體內(nèi)，或所述第二傳感器與所述地震傳感器被間隔開小于預(yù)定距離。
[0012]在替代或進一步的實施方式中，自適應(yīng)濾波采用所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來提供噪聲參考，以對所述地震數(shù)據(jù)作自適應(yīng)減法。
[0013]在替代或進一步的實施方式中，自適應(yīng)減法是時間偏移變化的。
[0014]在替代或進一步的實施方式中，自適應(yīng)減法取決于頻率。
[0015]在替代或進一步的實施方式中，從發(fā)散傳感器接收發(fā)散數(shù)據(jù)，并且自適應(yīng)濾波進一步將發(fā)散數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)結(jié)合以衰減所述噪聲分量的至少一部分。
[0016]在替代或進一步的實施方式中，接收水平分量地震數(shù)據(jù)，并且自適應(yīng)濾波進一步將水平分量地震數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)結(jié)合以衰減所述噪聲分量的至少一部分。
[0017]在替代或進一步的實施方式中，沿著豎直軸測量地震數(shù)據(jù)，并且所述地震數(shù)據(jù)包括豎直分量地震數(shù)據(jù)，并且自適應(yīng)濾波進一步將圍繞水平軸測量的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的一個或多個分量與豎直分量地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減所述噪聲分量的至少一部分。
[0018]在替代或進一步的實施方式中，所述噪聲分量包括水平行波。
[0019]在替代或進一步的實施方式中，所述地震數(shù)據(jù)包括一個或多個沿著豎直方向的矢量分量、沿著第一水平方向的矢量分量，以及沿著與第一水平方向大體上垂直的第二水平方向的矢量分量，并且所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括一個或多個相對于豎直方向的第一旋轉(zhuǎn)分量、相對于第一水平方向的第二旋轉(zhuǎn)分量、以及相對于第二水平方向的第三旋轉(zhuǎn)分量。
[0020]在替代或進一步的實施方式中，自適應(yīng)濾波包括計算至少一個匹配濾波器，其在給定的時間窗口下，在最小二乘意義上衰減所述地震數(shù)據(jù)中的噪聲。
[0021]在替代或進一步的實施方式中，對旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)調(diào)整(conditioning)以改善噪聲相關(guān)性(correlation)。
[0022]在替代或進一步的實施方式中，所述噪聲分量的至少一部分的衰減基于僅來自單獨的傳感器站的地震數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，這使得進行噪聲衰減時不必從其它傳感器站接收地震數(shù)據(jù)，所述其它傳感器站是傳感器站模式的一部分。
[0023]在替代或進一步的實施方式中，所述傳感器站與另一傳感器站間隔開的距離大于噪聲的最短波長。
[0024]在替代或進一步的實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括相對于多個水平方向的旋轉(zhuǎn)場。
[0025]通過下文的說明書、附圖和權(quán)利要求書，其它的或替代的特征將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]根據(jù)以下附圖將描述一些實施例:
[0027]附圖1是根據(jù)一些實施例，可以被部署為實施地震勘測的傳感器組件的示例設(shè)置的不意圖；
[0028]圖2和3是根據(jù)各個實施例的傳感器組件的示意圖；以及
[0029]圖4-6是根據(jù)各個實施例的噪聲衰減處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]在地震勘測(海洋或基于陸地的地震勘測)中，地震傳感器(例如地震檢波器、加速度計等)用來測量地震數(shù)據(jù)，例如位移、速度或加速度數(shù)據(jù)。地震傳感器可以包括地震檢波器、加速度計、MEMS (微機電系統(tǒng))傳感器，或任何其它類型的傳感器，其測量至少在豎直方向和可能一個或兩個水平方向上表面的平移運動。在地表處的地震傳感器可以記錄在自由表面(例如，地表或海底)的正下方的彈性波的矢量部分。當(dāng)部署多分量傳感器后，可以在多個方向上測量矢量波場，例如在三個正交方向(豎直方向Z、水平縱測線方向X、水平橫測線方向Y)上測量矢量波場。在海上地震勘測作業(yè)中，可以為多分量矢量傳感器額外設(shè)置水下地震檢波器傳感器以測量水中壓力波動。
[0031]記錄的地震數(shù)據(jù)可能包括來自噪聲的貢獻，包括諸如地滾噪聲的水平傳播噪聲。地滾噪聲是指由震源或其它源(例如行駛的汽車、發(fā)動機、泵和自然現(xiàn)象(例如風(fēng)和海浪))產(chǎn)生的地震波，它們一般沿地表朝著地震接收器水平行進。這些水平行波，例如瑞利波(Rayleigh wave)和洛夫波(Love wave)是不期望的成分,其可能污染地震數(shù)據(jù)。另一類型的地滾噪聲包括在海平面以下水平傳播的斯科爾特波(Scholte wave)。其它類型的水平噪聲包括彎曲波或伸展波。再一類型的噪聲包括空氣波，這是一種海洋勘測中在空氣-水界面?zhèn)鞑サ乃讲ā?br> [0032]在隨后的討論中，引用了地滾噪聲，特別地，從測量的地震數(shù)據(jù)中消除或衰減地滾噪聲。然而，在替代的實施方式中，類似的噪聲衰減技術(shù)可以應(yīng)用于其它類型的噪聲的消除或衰減。
[0033]作為一種高振幅，典型的橢圓偏振，低頻率，低速度，分散的噪聲序列(train)，地滾噪聲通常在采集記錄(由一個或多個地震傳感器收集)中是可見的。地滾噪聲往往扭曲或掩蓋了來自更深的地下反射界面的反射事件所包含的信息。為了基于在地震勘測作業(yè)中收集的地震數(shù)據(jù)來增強地下結(jié)構(gòu)的確定特性，希望消除或衰減噪聲的影響，所述噪聲包括地面滾動噪聲或其它類型的噪聲。
[0034]根據(jù)一些實施例，為了消除或衰減噪聲分量(例如，上述任何一個或多個噪聲分量)，將旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)相結(jié)合，以消除或減弱地震數(shù)據(jù)的噪聲分量。在一些實施方式中，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以通過旋轉(zhuǎn)傳感器來測量。旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)是指地震波場的旋轉(zhuǎn)分量。作為示例，一種類型的旋轉(zhuǎn)傳感器是來自位于密蘇里州圣路易斯的Eentec的R-1旋轉(zhuǎn)傳感器。在其它示例中，可以使用其它旋轉(zhuǎn)傳感器。
[0035]旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)是指繞水平軸的旋轉(zhuǎn)速度(或隨時間的旋轉(zhuǎn)變化)，例如繞水平縱側(cè)線軸(X)和/或繞水平橫側(cè)線軸(Y)和/或繞豎直軸(Z)的旋轉(zhuǎn)速度。在海洋地震勘測環(huán)境中，縱側(cè)線軸X是指大體上平行于勘測傳感器的拖纜的運動方向的軸。橫側(cè)線軸Y大體上與縱側(cè)線軸X正交。豎直軸Z大體上與X和Y軸二者正交。在基于陸地的地震勘測環(huán)境中，縱側(cè)線軸可以被選擇為任何水平方向，而橫側(cè)線軸Y可以是大體上與X正交的任何軸。
[0036]在一些示例中，旋轉(zhuǎn)傳感器可以是多分量旋轉(zhuǎn)傳感器，其能夠提供繞多個正交軸(例如，繞縱側(cè)線軸X的Rx，繞橫側(cè)線軸Y的RY，以及繞豎直軸Z的Rz)的旋轉(zhuǎn)速度的測量結(jié)果。通常，Ri表示旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中下標(biāo)i表示繞其測量旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的軸(X、Y或Z)。
[0037]在替代的實施方式中，替代使用旋轉(zhuǎn)傳感器測量旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以由至少兩個緊密間隔開的地震傳感器的測量結(jié)果(被稱為“矢量數(shù)據(jù)”)得到，所述地震傳感器用于沿特定方向，例如豎直方向Z，測量地震波場分量。旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以由緊密間隔開的地震傳感器的矢量數(shù)據(jù)得到，所述地震傳感器相互位于預(yù)定距離之內(nèi)(在下面進一步討論)。
[0038]在一些示例中，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以由兩個正交分量獲得。第一分量在朝向源的方向上(在縱側(cè)線-豎直平面，X-Z平面內(nèi)圍繞橫側(cè)線軸Y的旋轉(zhuǎn))，并且第二分量垂直于第一分量(在縱側(cè)線-豎直平面，Y-Z平面內(nèi)圍繞縱側(cè)線軸X的旋轉(zhuǎn))。在這種幾何布置中，X-Z平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)受直達波支配，而垂直分量將受側(cè)散射地滾噪聲支配，這可以提高使用自適應(yīng)減法進行噪聲抑制。
[0039]由于源可以位于距離旋轉(zhuǎn)傳感器位置的任何距離和方位處，第一分量可能并不是一直指向源，而第二分量可能不垂直于源-接收器方向。在這些情況下，可以應(yīng)用下面的預(yù)處理，來使得兩個分量在數(shù)學(xué)上朝向上述幾何布置旋轉(zhuǎn)。這種過程被稱為矢量旋轉(zhuǎn)，所述矢量旋轉(zhuǎn)提供與對其應(yīng)用矢量旋轉(zhuǎn)的所測得旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。所測得旋轉(zhuǎn)分量Rx和Ry與矩陣相乘，所述矩陣是角度Θ的函數(shù)，所述角度Θ為旋轉(zhuǎn)傳感器的X軸與從旋轉(zhuǎn)傳感器觀察到的源的方向之間的角度:
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括 從地震傳感器接收測量的地震數(shù)據(jù)； 接收表示相對于至少一個特定軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；以及 采用自適應(yīng)濾波，將所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所測量的地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減來自所測量的地震數(shù)據(jù)的噪聲分量的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收由旋轉(zhuǎn)傳感器測量的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述結(jié)合是將單獨從所述旋轉(zhuǎn)傳感器接收的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與單獨從所述地震傳感器接收的所述地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減所述噪聲分量的至少所述一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收從至少兩個地震傳感器的測量結(jié)果估計的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，所述至少兩個地震傳感器被間隔開小于預(yù)定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收相對于第一軸的旋轉(zhuǎn)分量以及相對于與所述第一軸大體上垂直的第二軸的旋轉(zhuǎn)分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收基于第二傳感器的測量結(jié)果的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中: 所述第二傳感器與所述地震傳感器位于同一殼體內(nèi)，或 所述第二傳感器與所述地震傳感器間隔開小于預(yù)定距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述自適應(yīng)濾波包括使用所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來提供噪聲參考，以用于所述地震數(shù)據(jù)的自適應(yīng)減法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述自適應(yīng)減法是時間偏移變化的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述自適應(yīng)減法取決于頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 從分散傳感器接收分散數(shù)據(jù)， 其中，所述自適應(yīng)濾波進一步將所述分散數(shù)據(jù)、所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所述地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減所述噪聲分量的至少所述一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 接收水平分量地震數(shù)據(jù)， 其中，所述自適應(yīng)濾波進一步將所述水平分量地震數(shù)據(jù)、所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所述地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減所述噪聲分量的至少所述一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地震數(shù)據(jù)是沿豎直軸測量的，并且包括豎直分量地震數(shù)據(jù)，并且 其中，所述自適應(yīng)濾波進一步將圍繞水平軸測量的所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的一個或多個分量與所述豎直分量地震數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減所述噪聲分量的至少所述一部分。
13.—種產(chǎn)品，包括存儲指令的至少一個機器可讀存儲介質(zhì)，在執(zhí)行所述指令時，所述指令使得具有處理器的系統(tǒng): 接收由地震傳感器測量的地震數(shù)據(jù)； 接收表示相對于至少一個特定軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以及 采用自適應(yīng)濾波，將所接收的地震數(shù)據(jù)和所接收的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合，以衰減來自所接收的地震數(shù)據(jù)的噪聲分量的至少一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，其中，所述噪聲分量包括水平行波。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，其中，所述地震數(shù)據(jù)包括沿著豎直方向的一個或多個矢量分量、沿著第一水平方向的矢量分量、以及沿著大體上垂直于所述第一水平方向的第二水平方向的矢量分量，并且 其中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括相對于所述豎直方向的一個或多個第一旋轉(zhuǎn)分量、相對于所述第一水平方向的第二旋轉(zhuǎn)分量、以及相對于所述第二水平方向的第三旋轉(zhuǎn)分量。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，其中，所述自適應(yīng)濾波包括計算至少一個匹配濾波，所述至少一個匹配濾波用于在最小二乘意義上來衰減給定時間窗口上的所述地震數(shù)據(jù)中的噪聲。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，進一步包括對所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)調(diào)整，以改善噪聲相關(guān)性。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，其中，所述地震傳感器是單獨的傳感器站的一部分，所述單獨的傳感器站還包括用于測量所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)傳感器，并且其中將所接收的地震數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合以衰減所述噪聲分量的至少所述一部分是基于僅來自所述單獨的傳感器站的所述地震數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的產(chǎn)品，其中，基于僅來自所述單獨的傳感器站的所述地震數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)對所述噪聲分量的至少所述一部分進行衰減是允許不接收來自其它傳感器站的地震數(shù)據(jù)來執(zhí)行所述噪聲衰減，所述其它傳感器站是傳感器站構(gòu)圖的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求18·所述的產(chǎn)品，其中，所述傳感器站與另一傳感器站被間隔開的間距大于噪聲的最短波長。
21.—種系統(tǒng),包括: 存儲介質(zhì)，其存儲旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和由地震傳感器測量的地震數(shù)據(jù)，以及 至少一個處理器，其用于: 應(yīng)用自適應(yīng)濾波，以將所述地震數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合，以去除所述地震數(shù)據(jù)中的噪聲分量的至少一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括相對于多個水平方向的旋轉(zhuǎn)場。
【文檔編號】G01V1/28GK103582827SQ201280027447
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】P·埃德姆, E·J·克拉夫, J·E·莫亞特 申請人:格庫技術(shù)有限公司