確定波場速度的指示的制作方法
【專利摘要】接收通過至少一個平移勘測傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)，并且接收旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。確定基于平移數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的波場速度的表示。
【專利說明】確定波場速度的指示
【背景技術】
[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)生地震波引導進入地下結構。
[0002]由震源產(chǎn)生的地震波行進至地下結構，地震波的一部分被反射回地面，以由地震傳感器(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，其表示所探測到的地震波。對來自地震傳感器的信號進行處理，以得到有關地下結構的成分和特征的信息。
[0003]一種基于陸地的地震勘測設置可以包括在地面上部署地震傳感器的陣列。海洋勘測可能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]總體上，根據(jù)一些實施方式，接收由至少一個平移勘測傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)(translational data)。接收由至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。確定基于所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的波場速度的表示(representation)。
[0005]總體上，根據(jù)進一步的實施方式，一種產(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)行所述指令時使得系統(tǒng):接收由至少一個平移勘測傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)；并且接收水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。基于所述平移數(shù)據(jù)和水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來計算波場速度的表示。
[0006]總體上，根據(jù)進一步的實施方式，一種系統(tǒng)包括存儲介質(zhì)，用于存儲由至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)以及由至少一個平移勘測傳感器響應于主動勘測源的激活而獲得的平移數(shù)據(jù)。至少一個處理器用于基于所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來計算波場速度的表
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[0007]在進一步的或其它的實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)通常圍繞水平軸。
[0008]在進一步的或其它的實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括基本上圍繞第一水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以及基本上圍繞不同的第二水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0009]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場速度的表示包括波場的視慢度(apparent slowness)。
[0010]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場的視慢度包括在至少一個方向上的水平視慢度。
[0011]在進一步的或其它的實施方式中，確定多個頻率處波場速度的表示。
[0012]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場速度的表示包括波場的視速度。
[0013]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場速度的表示包括旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與水平數(shù)據(jù)的比率。
[0014]在進一步的或其它的實施方式中，所述比率包括水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與豎直平移數(shù)據(jù)的比率。
[0015]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場速度的表示用于執(zhí)行與用于表征地下結構的地震勘測有關的任務。
[0016]在進一步的或其它的實施方式中，接收所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的多個樣本，并且其中確定所述波場速度的表示是基于所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的多個樣本。
[0017]在進一步的或其它的實施方式中，所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的所述多個樣本包括在預定長度的時間窗口之內(nèi)的多個樣本。
[0018]在進一步的或其它的實施方式中，在所述預定長度的第二時間窗口中獲得平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的進一步的樣本，并且基于所述進一步的樣本中的所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來確定波場速度的進一步的指示(indication)。
[0019]在進一步的或其它的實施方式中，所述波場速度的表示包括所述波場速度的取決于頻率的表示。
[0020]在進一步的或其它的實施方式中，所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括基本上圍繞水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0021]在進一步的或其它的實施方式中，所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)是基于旋轉(zhuǎn)傳感器的測量結果，其中所述旋轉(zhuǎn)傳感器與所述平移勘測傳感器共同位于外殼之內(nèi)。
[0022]在進一步的或其它的實施方式中，所述平移數(shù)據(jù)包括豎直平移數(shù)據(jù)。
[0023]在進一步的或其它的實施方式中，計算所述波場速度的表示以用于感興趣的波場的一個或多個頻率。
[0024]在進一步的或其它的實施方式中，旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并且其中波場速度的表示是基于旋轉(zhuǎn)后的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0025]其它的特征將從下文的說明書、附圖和權利要求中變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]參考以下附圖描述了 一些實施例。
[0027]圖1是根據(jù)一些實施例，可以被部署為執(zhí)行地震勘測的傳感器組件的示例性布置的不意圖；
[0028]圖2和3是根據(jù)各個實施例的傳感器組件的示意圖；
[0029]圖4和5是根據(jù)各個實施例的處理流程圖；以及
[0030]圖6和7示出了根據(jù)一些實施例將要使用的包含測量數(shù)據(jù)的樣本的時間窗口?！揪唧w實施方式】
[0031]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，其測量在諸如豎直方向的至少一個方向上的表面的平移運動(例如，位移、速度、或者加速度)。地震傳感器還可以測量另一方向上的平移運動，例如在一個或兩個水平方向上的平移運動。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)的正下方的彈性波場的矢量分量。
[0032]地震傳感器也可以被稱為“平移地震傳感器”或更通常的“平移勘測傳感器”。由地震傳感器測量的平移運動(或者波場的矢量分量)稱為平移數(shù)據(jù)。當部署多分量傳感器時，可以在多個方向上，例如在三個正交方向(豎直方向Z，水平縱側線(inline)方向X，水平橫側線(crossline)方向Y)上測量波場矢量分量。
[0033]確定所測量的波場的視速度可以有用于多種目的。波場的“視速度”可以是指在給定方向(例如水平方向)上觀測到的波場的速度。應該注意到，波場的視速度依賴于地震傳感器處的波場的水平方向的傳播與豎直入射角度(相對于豎直軸的角度)兩者。對于縱側線傳播波，如果該入射角度(相對于豎直軸)由α表示，并且波場的實際速度是V，則水平縱側線視速度(V)可以表示為:V=V/Sina，而橫側線的視速度是無窮大。一般來說水平視速度(也稱作射線參數(shù)或水平慢度的倒數(shù))是充分表征射線路徑(或射線前部)的屬性或品質(zhì)。射線參數(shù)是可以用于很多計算中的參數(shù)。
[0034]因為射線參數(shù)沿著整個射線路徑保持恒定(在傳輸、反射、折射、以及轉(zhuǎn)換中不變)，射線參數(shù)可以用于對射線在地層結構中的整個行進路徑進行建模(射線追蹤)。
[0035]在一些示例中，波場的視速度可以用于執(zhí)行對接近地表或海底(例如地表或海底的50米之內(nèi))的地下結構的至少一個屬性的近表面表征。在其它示例中，波場的視速度可以用于將波場分解成為子分量，如P波和S波。P波是壓縮波，而S波是剪切波。P波在地震波場的傳播方向上延伸，而S波在基本上垂直于地震波場的傳播方向的方向上延伸。
[0036]在進一步的示例中，波場的視速度可以用于噪聲衰減。所記錄的地震數(shù)據(jù)可以包含來自噪聲的貢獻，所述噪聲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(例如風和海浪))產(chǎn)生的地震波，它們通常沿地表朝向地震接收器水平行進。這些水平行進的地震波，例如瑞利波(Rayleigh wave)或洛夫波(Love wave)是不期望的分量，其能夠污染地震數(shù)據(jù)。另一類型的地滾噪聲包括在海底之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膨脹波。再一類型的噪聲包括空氣波，這是一種海洋勘測環(huán)境中在空氣-水界面?zhèn)鞑サ乃讲ā?br> [0037]在其它示例中，波場的視速度可以用作執(zhí)行堆積，其涉及聚集(例如相加)記錄的地震數(shù)據(jù)的痕跡(trace) —起用來形成地震記錄。堆積可以改善整體數(shù)據(jù)質(zhì)量，以及減少噪聲。
[0038]盡管在上文中闡述了使用視速度的多個示例，注意到可以存在其它的使用波場的視速度的示例。
[0039]根據(jù)一些實施例，波場的速度的表示可以基于由至少一個平移地震傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)以及基于由至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來確定。波場的“速度的表示”可以是視速度、視慢度(其是視速度的倒數(shù))、或所觀察的波場的速度的任何其它指示。在一些情況下(例如涉及水平傳播的波場)，視速度對應于地球中的實際速度。
[0040]在一些實施方式中，由至少一個平移地震傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)響應于至少一個主動震源的激活?！爸鲃诱鹪础笔侵缚睖y操作員可控的震源。在其它實施方式中，由至少一個平移地震傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)可以是被動勘測的部分，所述被動勘測不使用任何的主動震源。被動勘測使用地震傳感器執(zhí)行以下的一個或多個:(微)地震監(jiān)測(微地震是相對低強度的地震)；水力壓裂監(jiān)測，其中觀察到由于主動注入地下的流體導致巖石破壞(如執(zhí)行地下壓裂)的微地震；等等。
[0041]在一些實施方式中，通過使用平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)推導出波場速度的表示，不是必須依賴于使用來自平移地震傳感器的陣列的測量結果來計算波場速度的表示。在一些情況下，可以使用緊密布置(在某個預定的距離之內(nèi))的平移地震傳感器的陣列來測量各個平移地震傳感器處波場到達時間的差別。然后，到達時間的這種差別可以用于確定一個特定平移地震傳感器處的視速度。使用平移地震傳感器的陣列來推導視速度可以增加復雜性。[0042]通過使用根據(jù)一些實施例的技術或機構，波場的速度的表示的確定可以僅僅基于單個傳感器組件的使用而“局部地”確定，所述單個傳感器組件包括平移地震傳感器和旋轉(zhuǎn)傳感器。盡管提到了局部地確定波場速度的表示，但是應當注意，所述波場速度的表示的局部確定可以在使用多個地震傳感器的圖案(例如陣列)的勘測布置的環(huán)境中。還應注意，波場速度的表示的確定可以基于來自多個傳感器組件的測量結果。
[0043]通過使用根據(jù)一些實施方式的技術或機構，波場速度的表示的確定可以在多個不同類型的勘測布置中實現(xiàn)，所述多個不同類型的勘測布置包括那些具有相對稀少的地震傳感器布置的勘測布置(例如節(jié)點地震勘測)。
[0044]另外，盡管在本討論中，在執(zhí)行地下結構的地震勘測以表征地下結構的環(huán)境中，提到了確定波場速度的表示，但是應注意，根據(jù)進一步的實施方式的技術或機構可以用于在其它類型的勘測的環(huán)境中確定波場速度的表示，例如用于執(zhí)行人體組織的成像、機械結構的成像等等的勘測。在這種實施方式中，勘測設備可以包括用于測量平移數(shù)據(jù)的勘測傳感器(例如聲學傳感器、地震檢波器等)，以及用于測量旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)傳感器。同樣地，勘測設備可以包括主動勘測源以用來產(chǎn)生聲波，其傳播進入目標結構(例如人體組織、機械結構等)。更通常地，勘測傳感器(或平移勘測傳感器)可以指用于勘測地下結構的地震傳感器、或用于勘測另一類型的目標結構的聲學傳感器。
[0045]如上所述，旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以通過旋轉(zhuǎn)傳感器來測量。所述旋轉(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)傳感器是來自位于美國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。
[0046]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)，例如繞水平縱側線軸(X)和/或繞水平橫側線軸(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，縱側線軸X是指總體上平行于勘測傳感器的拖纜的運動方向的軸。橫側線軸Y總體上與縱側線軸X正交。豎直軸Z總體上與X和Y軸二者正交。在基于陸地的地震測試環(huán)境中，縱側線軸可以被選擇為任何水平方向，而橫側線軸Y可以是總體上與X正交的任何軸。
[0047]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(例如繞縱側線軸X的Rx，繞橫側線軸Y的RY，以及繞豎直軸Z的Rz)的旋轉(zhuǎn)速度的測量結果。通常，Ri表示旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中下標i表示繞其測量旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的軸(X、Y或Z)。
[0048]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(在縱側線-豎直平面，X-Z平面內(nèi)圍繞橫側線軸Y的旋轉(zhuǎn))，并且第二分量垂直于第一分量(在縱側線-豎直平面，Y-Z平面內(nèi)圍繞縱側線軸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，而垂直分量將受側散射波支配。
[0049]由于源(主動源或被動源)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，可以應用下面的預處理，來使得兩個分量在數(shù)學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:R1 I 廠 cos θ - sin θ~\ Rv
[0050]..D Rc sin Θ cosO _ Rx

'― 」O
[0051]上述操作導致在Y-Z平面(Re)和X-Z平面(R1)中期望的旋轉(zhuǎn)。
[0052]另一可選的預處理步驟是旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的時間(t)積分。該步驟可以在數(shù)學上表示為:

it=end
=0 Rx dt。
[0054]上述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的時間積分導致波形的相移，以及其頻譜移朝向更低的頻率的移動。
[0055]旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)(例如Rx和/ 或Ry)可以用于在兩個正交方向X縱側線、Y橫側線(分別為Px與Py)上確定水平慢度(或速度)。實際水平慢度P可以通過縱側線和橫側線水平慢度來確定:
[0056]P = + P12
[0057]對于縱側線傳播波，px=p。對于橫側線傳播波，Py=P。
[0058]圖1是傳感器組件(傳感器站)100的布置示意圖，其用于基于陸地的地震勘測。應注意，這種技術或機構也可以應用在海洋勘測布置中。傳感器組件100部署在地表108上(成一行或陣列或其它圖案)。傳感器組件100在“地表上”意味著傳感器組件100設置在地面上以及在地面上方，或(全部或部分地)掩埋在地面之下，使得傳感器組件100大約在地面的10米之內(nèi)，雖然在一些實施例中，根據(jù)所使用的設備，其它間距可能是適當?shù)?。地?08在地下結構102上方，所述地下結構102包含至少一個感興趣的地下元素106 (例如油氣儲集層，淡水層，注氣區(qū)等)。
[0059]一個或多個主動震源104 (也稱為“受控震源”)，其可以是振動器、空氣槍、爆炸裝置等等，部署在傳感器組件100位于其中的勘測范圍內(nèi)。一個或多個震源104同樣設置于地面108上。響應于勘測操作員的控制，例如通過從控制系統(tǒng)116向所述一個或多個主動震源104發(fā)出控制信號，來激活所述一個或多個主動震源104。震源104的激活使得地震波傳播到地下結構102中。
[0060]如上所述，替代使用主動震源以提供受控源或主動勘測，根據(jù)一些實施方式的技術可以用于被動勘測(其中未提供主動震源)的環(huán)境中。
[0061]從地下結構102 (以及從感興趣的地下元素106)反射的地震波向上朝著傳感器組件100傳播。在相應傳感器組件100中的地震傳感器112 (例如地震檢波器、加速度計、或其它平移地震傳感器等)測量對應于從地下結構102反射的地震波的平移數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)不同實施例，傳感器組件100進一步包括旋轉(zhuǎn)傳感器114，其被設計為用于測量旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。在一些示例中，可以假設，旋轉(zhuǎn)傳感器114的脈沖響應是已知的，且被合適地補償，換句話說，考慮旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)以關于平移數(shù)據(jù)來適當?shù)剡M行校準。
[0062]雖然傳感器組件100被描述為包括地震傳感器112和旋轉(zhuǎn)傳感器114兩者，但是應注意在其他的實施方式中，地震傳感器112和旋轉(zhuǎn)傳感器114可以被包括在單獨的傳感器組件中。
[0063]在進一步的示例實施方式中，其它類型的傳感器也可以包括在傳感器組件100中，所述傳感器組件100包括發(fā)散(divergence)傳感器(進一步在下文中討論)。
[0064]在一些實施方式中，傳感器組件100通過電纜110互連至控制系統(tǒng)116。在其它示例中，替代通過電纜110連接傳感器組件100，傳感器組件100可與控制系統(tǒng)116無線通信。在一些示例中，可以在傳感器組件100的網(wǎng)絡的中間點設置中間路由器或集線器，以使得傳感器組件100和控制系統(tǒng)116之間能夠進行通信。
[0065]圖1中所示的控制系統(tǒng)116進一步包括速度確定模塊120，其可以在一個或多個處理器122上執(zhí)行。所述一個或多個處理器122連接至存儲介質(zhì)124(例如，一個或多個基于磁盤的存儲裝置和/或一個或多個存儲器裝置)。在圖1的示例中，存儲介質(zhì)124用于儲存從傳感器組件100的地震傳感器112傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)116的平移數(shù)據(jù)126，并且用于存儲從旋轉(zhuǎn)傳感器114傳輸或從緊密間隔分開的地震傳感器得到的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)128。在使用發(fā)散傳感器的實施方式中，存儲介質(zhì)124也可以用來存儲發(fā)散數(shù)據(jù)(未示出)。
[0066]所存儲的平移數(shù)據(jù)126可以包括豎直平移數(shù)據(jù)(Z平移數(shù)據(jù))，表示為Uz，其是在豎直方向(Z)上取向的平移數(shù)據(jù)。Uz通過地震傳感器112的垂直分量進行測量。在進一步的示例中，所存儲的平移數(shù)據(jù)也126還可以包括水平平移數(shù)據(jù)(X和/或Y平移數(shù)據(jù))。在X和Y方向上的平移數(shù)據(jù)還被稱為水平矢量分量，分別表示為Ux和UY。Ux和/或Uy數(shù)據(jù)可以通過地震傳感器112的X和Y分量分別來測量。
[0067]在操作中，速度確定模塊120用于基于平移數(shù)據(jù)126和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)128來確定波場速度的表示。盡管未示出，控制系統(tǒng)116可以進一步包括其它一個或多個處理模塊，其能夠使用所述波場速度的表示來執(zhí)行進一步的處理，例如上文進一步列出的那些。
[0068]圖2示出了根據(jù)一些示例的示例傳感器組件(或傳感器站)100。傳感器組件100可以包括地震傳感器112，其用于測量通常沿著特定的軸(例如Z軸)的平移數(shù)據(jù)(例如位移、速度、加速度等)。地震傳感器112用于測量在如下意義下“通常”沿著特定軸的平移數(shù)據(jù):盡管地震傳感器112的目標放置是用于測量圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，但是(與傳感器組件100的制造和構造相關的)放置誤差或制造公差可以引起所測量的平移數(shù)據(jù)的一些偏移，使得所測量的平移數(shù)據(jù)相對于Z軸偏移(某個預定的公差)。在一些示例中，傳感器組件100還可以包括一個或多個地震傳感器，用于測量通常沿著X或Y軸的平移數(shù)據(jù)。
[0069]此外，傳感器組件100包括:旋轉(zhuǎn)傳感器204，其被取向為測量基本上圍繞縱側線軸(X軸)的旋轉(zhuǎn)的橫側線速度(Rx);以及另一旋轉(zhuǎn)傳感器206，其被取向為測量基本上圍繞橫側線軸(Y軸)的旋轉(zhuǎn)的縱側線速度(RY)。旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)Rx或Ry在如下意義下“通?！狈謩e圍繞X軸或Y軸:盡管旋轉(zhuǎn)傳感器204或206的目標放置是用于測量圍繞X或Y軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，但是放置誤差或制造公差可以引起所測量的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的一些偏移，使得所測量的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)相對于X或Y軸偏移(某個預定的公差)。
[0070]在一些示例中，還可以在傳感器組件100中設置被取向為測量基本上在豎直軸(Z)中的旋轉(zhuǎn)的豎直速度(Rz)的旋轉(zhuǎn)傳感器。另外，放置誤差或制造公差可以引起相對于豎直軸(Z)的偏移(某個預定的公差)。在其它示例中，傳感器組件100可以僅僅包括旋轉(zhuǎn)傳感器204和206中的一個。傳感器組件100具有包含傳感器112、204和206的外殼210。在根據(jù)圖2的實施方式中，旋轉(zhuǎn)傳感器(204或206)被認為是與地震傳感器112共同定位在相同的外殼210之內(nèi)。
[0071]傳感器組件100進一步包括(虛線輪廓的)發(fā)散傳感器208，其可以包括在傳感器組件100的一些示例中，但在其它的示例中可以被省略。在一些示例中，在尋求噪聲去除或衰減的環(huán)境中，來自發(fā)散傳感器208的發(fā)散數(shù)據(jù)可以用于提供用于執(zhí)行噪聲衰減的噪聲參考模型。通過發(fā)散數(shù)據(jù)提供的噪聲模型可以與根據(jù)一些實施例(基于旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù))的波場速度確定技術結合，以執(zhí)行噪聲衰減。
[0072]發(fā)散傳感器208的不例在圖3中不出。發(fā)散傳感器208具有被密封的封閉容器300。在容器300內(nèi)，容器300包含一定體積的液體302 (或其它材料，例如凝膠或諸如沙或塑料的固體)。此外，容器300包含水中檢波器304 (或其它類型的壓力傳感器)，其浸在液體302 (或其它材料)中。水中檢波器304與容器300的壁機械地解耦。結果，水中檢波器304僅對通過容器300的壁引導進入液體302的聲波敏感。為保持固定的位置，水中檢波器304通過耦合機構306附著，其可以削弱聲波傳播通過耦合機構306。液體302的示例包括以下各項:煤油，礦物油，植物油，硅油和水。在其它示例中，可以使用其它類型的液體或其它材料。
[0073]圖4是根據(jù)一些實施例的流程圖。圖4的處理可以通過圖1的控制系統(tǒng)116的速度確定模塊120來執(zhí)行，或通過其它某種控制系統(tǒng)來執(zhí)行。該處理接收通過至少一個平移勘測傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)(在402處)。在一些實施方式中，所獲得的平移數(shù)據(jù)是響應于至少一個震源(例如圖1中的104)的。
[0074]所述處理進一步接收通過至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)(在404處)。在一些實施方式中，所獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)可以包括水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其是基本上圍繞水平軸(X和/或Y軸)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0075]所述處理然后基于平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來確定波場的速度的表示(在406處)。所確定的表示波場速度可以是取決于頻率的?？梢葬槍Ω信d趣的波場的特定頻率來計算波場速度的表示，可替代地，可以針對感興趣的波場的各個不同的頻率來計算波場速度的多個表示。波場速度的表示可以用于進一步的處理，例如用于噪聲衰減、波場分量分離、堆積、或與執(zhí)行地震勘測以表征地下結構相關的其它任務。表征地下結構可以包括產(chǎn)生地下結構的圖像、產(chǎn)生地下結構的模型等等。
[0076]如上所述，波場速度的表示可以包括視速度、慢度、或波場速度的一些其他指示。視速度(其對應于時間-空間域中地震事件的斜率)與水平慢度P (縱側線視慢度Px和橫側線視慢度Py)的倒數(shù)(inverse)有關。水平慢度p在射線路徑(地震波場的路徑)上保持恒定，且也與地下結構內(nèi)的波傳播的方向有關。例如，對于P波，(相對于豎直軸Z的)傳播角度通過a =asin (px-Vp)給出，其中Vp表示P波在地下結構之內(nèi)的給定位置處的實際速度。對于S波,傳播角度通過a =asin (px.Vs)給出，其中Vs是表示S波在地下結構之內(nèi)的給定位置處的實際速度。在前述中，視速度等于l/px。
[0077]慢度P的知識可以允許確定地震事件的射線路徑(對于已知的定義實際速度Vp和Vs的地球模型，其中地球模型表示地下結構)，或相互地，如果射線路徑已知，則允許確定屬性(VP，vs)。例如，具體地考慮到水平傳播的表面波(例如地滾噪聲)，在給定傳感器組件處(對于幾個頻率)的P的知識提供在給定的傳感器組件之下的近表面剪切波速度的信息。另一應用可以使用波的視速度來區(qū)分緩慢傳播的地滾噪聲與感興趣的較快反射信號。
[0078]更一般地，波場速度的表示，不論是表示為視慢度(例如，P)、視速度(例如，vp，vs)，還是任何其它波場速度的指示，可以用于與目標結構(例如地下結構)的勘測有關的任何不同目的。
[0079]考慮邊界條件(對于陸地勘測數(shù)據(jù)是自由表面或陸地表面，而對于海洋勘測數(shù)據(jù)是海底)，可以示出時間微分的橫側線旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)Ry與豎直平移數(shù)據(jù)Uz的縱側線空間導數(shù)相等(或者如果未適當校準的話成比例):
【權利要求】
1.一種方法，包括: 接收由至少一個平移勘測傳感器響應于至少一個主動勘測源的激活而獲得的平移數(shù)據(jù)； 接收由至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；以及 基于所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來確定波場速度的表示。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收基本上圍繞水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中接收所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收基本上圍繞第一水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以及接收基本上圍繞不同的第二水平軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中確定所述波場速度的所述表示包括確定波場的視慢度。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中確定所述波場的所述視慢度包括確定至少一個方向上的水平視慢度。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括確定多個頻率處所述波場速度的表示。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中確定所述波場速度的所述表示包括確定波場的視速度。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中確定所述波場速度的所述表示包括計算所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所述平移數(shù)據(jù)的比率。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中計算所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所述平移數(shù)據(jù)的所述比率包括計算水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與豎直平移數(shù)據(jù)的比率。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括使用所述波場速度的所述表示來執(zhí)行與用于表征地下結構的地震勘測相關的任務。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中接收所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括接收所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的多個樣本，并且其中確定所述波場速度的所述表示是基于所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的所述多個樣本的。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中接收所述平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的所述多個樣本包括接收在預定長度的時間窗口內(nèi)的所述多個樣本。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述時間窗口是第一時間窗口，所述方法進一步包括: 接收在所述預定長度的第二時間窗口中的平移數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的進一步的樣本；以及基于所述進一步的樣本中的所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來確定波場速度的進一步的指示。
14.一種產(chǎn)品，其包括存儲指令的至少一個機器可讀存儲介質(zhì)，在執(zhí)行所述指令時使得系統(tǒng): 接收由至少一個平移勘測傳感器獲得的平移數(shù)據(jù)； 接收水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；以及 基于所述平移數(shù)據(jù)和所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來計算波場速度的表示。
15.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中計算所述波場速度的所述表示包括計算所述波場速度的取決于頻率 的表示。
16.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括基本上圍繞水平軸的旋轉(zhuǎn)速度。
17.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中接收所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包括基于旋轉(zhuǎn)傳感器的測量結果來接收所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中所述旋轉(zhuǎn)傳感器與所述平移勘測傳感器共同位于外殼之內(nèi)。
18.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中所述平移數(shù)據(jù)包括豎直平移數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中計算所述波場速度的所述表示是基于計算所述水平旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與所述平移數(shù)據(jù)的比率的。
20.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中計算所述波場速度的所述表示是針對感興趣的波場的一個或多個頻率的。
21.根據(jù)權利要求14所述的產(chǎn)品，其中在執(zhí)行所述指令時使得所述系統(tǒng)進一步旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，其中計算波場速度的所述表示是基于經(jīng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的。
22.—種系統(tǒng),包括: 存儲介質(zhì)，其用于存儲由至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器獲得的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)以及由至少一個平移勘測傳感器響應于主動勘測源的激活而獲得的平移數(shù)據(jù)；以及 至少一個處理器，其用于: 基于所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來計算波場速度的表示。
23.根據(jù)權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述平移數(shù)據(jù)與所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)是預定長度的時間窗口內(nèi)的多個樣本的部分，并且其中所述波場速度的所述表示是基于所述平移數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的多個樣本的。`
【文檔編號】G01V1/24GK103582826SQ201280027448
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權日:2011年4月4日
【發(fā)明者】P·埃德姆, E·J·穆扎特 申請人:格庫技術有限公司