[发明专利]可控海上震源的获取方案

说明书

技术领域

本发明所公开的主题的实施方案大体上涉及方法和系统，更明确地说，涉及用于生成可控海上震源的获取方案的机构和技术。

背景技术

反射地震学是一种用以确定地球次表层的一部分的性质的地球物理勘探方法，这些信息在石油和天然气工业中是特别有用的。海上反射地震学基于受控震源的使用，所述受控震源将能波传到地层里。通过测量反射回到多个接收器所花的时间，可以估计造成此类反射的特征的深度和/或组成。这些特征可能与地下烃沉积物相关联。

为了进行海上应用，地震震源基本上是冲击性的（例如，压缩空气能突然膨胀）。一种最常用的震源是气枪。气枪在短时间内产生大量的声能。此种震源由船拖行在水面或在某深度。来自气枪的声波在所有方向上传播。由冲击性震源所发出的声波的典型频率范围是在6赫兹与300赫兹之间。然而，冲击性震源的频率组成不完全可控，并且取决于特定勘测的需要来选择不同的震源。另外，冲击性震源的使用可能会造成某些安全和环境问题。

因此，可使用的另一类震源是振动性震源。振动性震源，包含液压动力震源以及使用压电或磁致伸缩材料的震源，已用在海上操作中。然而，此类震源并未大规模地使用，因为它们的功率有限，并且由于生成地震波需要大量活动零件而是不可靠的。振动性震源的一个积极方面是，振动性震源能够生成各种频带之上的信号，通常被称为“频率扫描”。此类震源的频带与冲击性震源相比可以更好地加以控制。然而，已知的振动性震源不具有高的垂直分辨率，因为海上地震震源的典型频率范围表示大约四个倍频程。现在论述此类震源的几个实例。

当拖行时，振动性震源需要空间地布置，以便其合理地覆盖期望调查的地下，所述振动性震源还设置高能输出以便接收器能够记录反射的地震波。冲击性震源领域的各种已知布置也可以用于振动性震源。例如，图1显示了系统10，其中震源阵列20用多个拖缆（streamer）30（在该情况中为四个）拖行在水下。该图说明了所述系统的横截面图，即在垂直于所述拖缆的平面中。震源发出的地震波22a-d从表面40反射，并且通过所述拖缆30的接收器记录。在两个连续的反射之间的距离“a”叫做面元尺寸（bin size）。由于该面元尺寸是沿着正交线（cross-line）测量的，所以“a”表示正交线的面元尺寸。正交线定义为基本上垂直于拖缆的线，不同于描述拖缆水下深度的轴Z。纵测线（inline）是基本上沿着所述拖缆延伸的线，且其与正交线垂直。例如，图1所示的笛卡尔系统，X轴平行于纵测线，Y轴平行于正交线，Z轴描述拖缆的深度。

对于该布置，正交线面元尺寸为连续两个拖缆之间的正交线距离42的一半。注意到，所述拖缆典型地置于相互间隔100米。纵测线面元尺寸可以小得多，由于其主要取决于所述拖缆本身中的接收器之间的分离，这种分离可能为大约12至15米。因此，期望减小正交线面元尺寸。对于大约50米的正交线面元尺寸，可能产生混叠影响，尤其是对最高频率，因为最大面元尺寸与频率成反比。

减小正交线面元尺寸的常见技术是触发器获取方案。在该模式下，船拖行两个震源20和震源20'，如图2所示。该布置50，配置为发射一个震源20，倾听第一发出的波的回声的预定时间，然后发射另一个震源20’并倾听第二发出的波的回声。然后，该过程重复。该方案使覆盖范围加倍并且将正交线面元尺寸减小到比“a”小的距离“b”。

然而，由于振声震源的特殊性，存在不适用于冲击性震源的额外获取方案，其可用于提高获取的性能，如下所述。

发明内容

根据一个示例性实施方案，存在一种在水下驱动振动震源阵列的非相干获取方法。所述方法包括用船在水下拖行第一震源阵列和第二震源阵列的步骤，其中所述第一震源阵列包括多个第一个体震源元件并且所述第二震源阵列包括多个第一个体震源元件；以及同时激活第一震源阵列和第二震源阵列以便非相干的编码驱动信号驱动所述第一震源阵列和第二震源阵列的步骤。

根据另一个示例性实施方案，存在一种配置成实施在水下驱动振动震源阵列的非相干获取方法的控制机构。所述控制机构包括，配置成同时激活第一震源阵列和第二震源阵列以便非相干的编码驱动信号驱动所述第一震源阵列和第二震源阵列的处理器。所述第一震源阵列包括多个第一个体震源元件并且第二震源阵列包括多个第一个体震源元件。