[发明专利]海洋地震数据采集用的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及海洋地震调查方法和设备领域。更具体地讲，本发明涉及用于地震拖缆的改进操纵的方法和设备。

背景技术

海洋地震勘探调查水体下的地下地质层的结构和特性和绘制水体下的地下地质层的结构和特性的图。对于大面积的调查区域，地震船经由水拖曳着一个或多个地震源和多个地震拖缆。该地震源典型地包括用于在水中产生声音脉冲的压缩空气枪。这些脉冲的能量向下传播进入地质层并从地下地质层之间的界面向上反射。该反射能量利用附于地震拖缆或与地震拖缆成整体的水中地震检波器和可能的其它传感器感应，并且表示这种能量的数据被记录和处理以提供有关地下地质特性的信息。该海洋地震拖缆可使用可操纵吊舱(steerable birds)、偏转仪、可操纵浮标和相类似物定位。

以前的尝试没有实现海洋地震数据最佳采集。虽然在现有技术中一些技术进行了改进，仍期望进一步的改进。

发明内容

根据本发明，描述了用于控制地震拖缆的至少部分的位置的方法和设备，参照垂直平面中的海洋地震拖缆几何形状的断面，地震拖缆可以采用或可以不采用上/下配置(over/under configuration)。本发明的方法和设备减小了或克服了使用地震拖缆采集海洋地震数据的原有方法和设备的问题。更具体地讲，本发明涉及用于改进海洋地震拖缆的操纵、减小由于涌流、涌浪等的噪声并实现用于定位的更好声音网络的方法和设备。本发明的方法和设备可用于提高布置排列控制元件或检波器排列控制元件(例如可操纵吊舱、海洋地震拖缆偏转仪和源偏转仪)以在海洋地震勘探期间执行定位海洋地震拖缆的任务的能力。在发明方法和设备中，基于有无涌流选择拖曳深度以操纵或定位多部件海洋地震拖缆(或上/下海洋地震拖缆配置，或其它海洋地震拖缆配置)到期望侧向位置或使涌流引起的噪声最小的可能性得到充分利用。由于拖曳深度主要由减小低和高频成分的接收器侧虚反射(ghost)的存在确定，因此这在以前利用传统海洋地震拖缆是不可能的。

本发明方法和设备可以依靠沿多部件海洋地震拖缆记录的数据、上/下海洋地震拖缆配置或其它配置的两个方面。两个方面是地震数据去除虚反射的直接结果：海洋地震拖缆拖曳的深度不会在关注的频带内引入凹口(notch)，并且在不同深度处通过接收器位置采集的去除虚反射的数据能够容易地基准面重建或基准重建(redatum)到共同深度水平。本发明的方法和设备使它们可实施，特别在可能展现极复杂侧向、暂时和/或深度改变的涌流状态的海洋环境中，该实施可通过自动先进检波器排列控制而实现。

本发明的一个方面是使用海洋地震拖缆或采用上/下配置的海洋地震拖缆对采集海洋地震数据的方法，一种包括探测涌流状态并基于探测的涌流状态控制海洋地震拖缆的深度的方法。该方法可包括至少部分地基于不同深度处有无涌流，选择一条或多条海洋地震拖缆的拖曳深度，其可以是多部件海洋地震拖缆、上/下配置的海洋地震拖缆或一些其它配置的海洋地震拖缆。可选地，或除此以外，本发明的方法可包括在地震数据采集期间，使涌流有助于操纵海洋地震拖缆到选定拖曳深度处的期望侧向位置。

本发明的另一方法包括：

(a)在垂直平面中，拖曳多部件海洋地震拖缆(或上/下配置，或其它配置)，以便深度沿海洋地震拖缆变化；以及

(b)在不同的剪切涌流状态中，定位海洋地震拖缆的选定部分，从而平衡海洋地震拖缆上的合力，以在地震数据采集期间，控制海洋地震拖缆的侧向运动。

本发明的另一方法认识到：自多部件海洋地震拖缆的测量值将容易有噪声，并可能必须在尽可能“安静”的环境中拖曳。幸运地，使用内插/外推自多部件海洋地震拖缆的数据的技术，与传统的海洋地震拖缆技术相比，定位要求可放宽以在最后产品中取得相同的质量。然而，在需要利用诸如商标名称Q-FIN(可从WesternGeco，Houston，Texas获得)下已知的排列控制元件和其它可操纵吊舱抵抗强涌流操纵的情况下，涌流引起的噪声可到达禁止的高水平。因此，本发明的另一方法包括：

(a)利用沿第一侧向方向在第一深度处的涌流，使海洋地震拖缆(可以是多部件海洋地震拖缆，上/下配置，或其它海洋地震拖缆配置)被承载；以及

(b)在地震数据采集期间，将海洋地震拖缆上升或下降到第二深度，在第二深度存在沿基本与第一侧向方向相反的第二侧向方向的充分的涌流，以使涌流将海洋地震拖缆向期望的位置强制返回。

在这种方式中，涌流引起的噪声可被最小化或避免，同时在预定侧向位置的任一侧，海洋地震拖缆在可接受的范围内来回运动。