專利名稱：可控海上震源的獲取方案的制作方法
可控海上震源的獲取方案技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明所公開的主題的實施方案大體上涉及方法和系統(tǒng)，更明確地說，涉及用于 生成可控海上震源的獲取方案的機構(gòu)和技術(shù)。
背景技術(shù)：
反射地震學(xué)是一種用以確定地球次表層的一部分的性質(zhì)的地球物理勘探方法，這 些信息在石油和天然氣工業(yè)中是特別有用的。海上反射地震學(xué)基于受控震源的使用，所述 受控震源將能波傳到地層里。通過測量反射回到多個接收器所花的時間，可以估計造成此 類反射的特征的深度和/或組成。這些特征可能與地下烴沉積物相關(guān)聯(lián)。
為了進行海上應(yīng)用，地震震源基本上是沖擊性的(例如，壓縮空氣能突然膨脹)。一 種最常用的震源是氣槍。氣槍在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的聲能。此種震源由船拖行在水面或在 某深度。來自氣槍的聲波在所有方向上傳播。由沖擊性震源所發(fā)出的聲波的典型頻率范圍 是在6赫茲與300赫茲之間。然而，沖擊性震源的頻率組成不完全可控，并且取決于特定勘 測的需要來選擇不同的震源。另外，沖擊性震源的使用可能會造成某些安全和環(huán)境問題。
因此，可使用的另一類震源是振動性震源。振動性震源，包含液壓動力震源以及使 用壓電或磁致伸縮材料的震源，已用在海上操作中。然而，此類震源并未大規(guī)模地使用，因 為它們的功率有限，并且由于生成地震波需要大量活動零件而是不可靠的。振動性震源的 一個積極方面是，振動性震源能夠生成各種頻帶之上的信號，通常被稱為“頻率掃描”。此類 震源的頻帶與沖擊性震源相比可以更好地加以控制。然而，已知的振動性震源不具有高的 垂直分辨率，因為海上地震震源的典型頻率范圍表示大約四個倍頻程?，F(xiàn)在論述此類震源 的幾個實例。
當(dāng)拖行時，振動性震源需要空間地布置，以便其合理地覆蓋期望調(diào)查的地下，所述 振動性震源還設(shè)置高能輸出以便接收器能夠記錄反射的地震波。沖擊性震源領(lǐng)域的各種 已知布置也可以用于振動性震源。例如，圖1顯示了系統(tǒng)10，其中震源陣列20用多個拖纜 (streamer) 30 (在該情況中為四個)拖行在水下。該圖說明了所述系統(tǒng)的橫截面圖，即在 垂直于所述拖纜的平面中。震源發(fā)出的地震波22a-d從表面40反射，并且通過所述拖纜30 的接收器記錄。在兩個連續(xù)的反射之間的距離“a”叫做面元尺寸(bin size)。由于該面元 尺寸是沿著正交線(cross-line)測量的，所以“a”表示正交線的面元尺寸。正交線定義為 基本上垂直于拖纜的線，不同于描述拖纜水下深度的軸Z。縱測線(inline)是基本上沿著 所述拖纜延伸的線，且其與正交線垂直。例如，圖1所示的笛卡爾系統(tǒng)，X軸平行于縱測線， Y軸平行于正交線，Z軸描述拖纜的深度。
對于該布置，正交線面元尺寸為連續(xù)兩個拖纜之間的正交線距離42的一半。注意 到，所述拖纜典型地置于相互間隔100米?？v測線面元尺寸可以小得多，由于其主要取決于 所述拖纜本身中的接收器之間的分離，這種分離可能為大約12至15米。因此，期望減小正 交線面元尺寸。對于大約50米的正交線面元尺寸，可能產(chǎn)生混疊影響，尤其是對最高頻率， 因為最大面元尺寸與頻率成反比。
減小正交線面元尺寸的常見技術(shù)是觸發(fā)器獲取方案。在該模式下，船拖行兩個震 源20和震源20’，如圖2所示。該布置50，配置為發(fā)射一個震源20，傾聽第一發(fā)出的波的回 聲的預(yù)定時間，然后發(fā)射另一個震源20’并傾聽第二發(fā)出的波的回聲。然后，該過程重復(fù)。 該方案使覆蓋范圍加倍并且將正交線面元尺寸減小到比“a”小的距離“b”。
然而，由于振聲震源的特殊性，存在不適用于沖擊性震源的額外獲取方案，其可用 于提高獲取的性能，如下所述。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個示例性實施方案，存在一種在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方 法。所述方法包括用船在水下拖行第一震源陣列和第二震源陣列的步驟，其中所述第一震 源陣列包括多個第一個體震源元件并且所述第二震源陣列包括多個第一個體震源元件；以 及同時激活第一震源陣列和第二震源陣列以便非相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一震源 陣列和第二震源陣列的步驟。
根據(jù)另一個示例性實施方案，存在一種配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的非 相干獲取方法的控制機構(gòu)。所述控制機構(gòu)包括，配置成同時激活第一震源陣列和第二震源 陣列以便非相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一震源陣列和第二震源陣列的處理器。所述第 一震源陣列包括多個第一個體震源元件并且第二震源陣列包括多個第一個體震源元件。
根據(jù)又一個示例性實施方案，存在一種在水下驅(qū)動振動震源陣列的相干獲取方 法。所述方法包括用船在水下拖行高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列以及低頻震源陣 列的步驟，其中高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列包括多個高頻個體震源元件并且低 頻震源陣列包括多個低頻個體震源元件；同時激活高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列 以便非相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列的步驟；以及 同時激活所述低頻震源陣列的多個低頻個體震源元件以便相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述 低頻個體震源元件的步驟。
根據(jù)另一個示例性實施方案，存在一種配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的相 干獲取方法的控制機構(gòu)。所述控制機構(gòu)包括處理器，所述處理器配置成同時激活高頻第一 震源陣列和高頻第二震源陣列以便非相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述高頻第一震源陣列和 高頻第二震源陣列，并且配置成同時激活低頻震源陣列的多個低頻個體震源元件以便相干 的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述低頻個體震源元件。所述第一震源陣列和所述第二震源陣列包括 多個高頻個體震源元件。


附圖并入說明書中并構(gòu)成了說明書的一部分，所述附示一個或更多個實施方 案，并且與說明書一起對這些實施方案進行說明。在附圖中
圖1是傳統(tǒng)的獲取方案的不意圖2是觸發(fā)器獲取方案的示意圖3是振聲震源元件的示意圖4a至4d是根據(jù)示例性實施方案的非相干獲取方案的示意圖5a和5b是根據(jù)示例性實施方案的相干獲取方案的示意圖6是當(dāng)相干地驅(qū)動低頻個體震源元件和非相干地驅(qū)動高頻個體震源元件時的 面元尺寸的示意圖7a和7b說明了根據(jù)示例性實施方案的另一個相干獲取方案；
圖8a和Sb說明了在震源陣列中個體震源元件的各種布置；
圖9是根據(jù)示例性實施方案的非相干獲取方案的流程圖10是根據(jù)示例性實施方案的相干獲取方案的流程圖；以及
圖11是根據(jù)根據(jù)示例性實施方案的控制器的示意圖。
具體實施方式
以下對示例性實施方案的描述是參考附圖進行的。在不同圖示中的相同參考標(biāo)號 識別相同或相似的元件。以下詳細描述不限制本發(fā)明。而是，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求 書界定。以下實施方案的論述，為簡單起見，關(guān)于可控聲學(xué)震源陣列的術(shù)語和結(jié)構(gòu)。然而， 接下來要論述的實施方案不限于此結(jié)構(gòu)，而是可應(yīng)用于生成具有受控頻率范圍的地震波的 其它陣列或者震源。
貫穿本說明書提及的“一個實施方案”或“實施方案”的意思是，結(jié)合實施方案描 述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在所公開的主題的至少一個實施方案中。因此，在貫穿本說 明書各處出現(xiàn)的詞組“在一個實施方案中”或“在實施方案中”，未必是指同一個實施方案。 另外，所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個或多個實施方案中以任何合適的方式組合。
根據(jù)示例性實施方案，存在至少兩個震源陣列，每個陣列具有兩個或更多的個體 震源元件。震源陣列通過以下方式進行操作(i)同時并與編碼驅(qū)動信號非相干，或(ii)同 時并相干。通過同時和非相干地操作所述震源陣列，使總能量輸出相對于應(yīng)用觸發(fā)器獲取 方案的傳統(tǒng)震源陣列加倍。通過同時并相干地操作所述震源陣列，使總能量輸出相對于應(yīng) 用觸發(fā)器獲取方案的傳統(tǒng)震源陣列成四倍。在一個應(yīng)用中，每個震源陣列由兩個子陣列組 成。第一子陣列可以包括對第一頻率范圍(例如，在2赫茲至32赫茲之間的低頻范圍)優(yōu)化 的個體震源元件，第二子陣列可以包括對第二頻率范圍(例如，在32赫茲至128赫茲之間的 高頻范圍)優(yōu)化的個體震源元件。更大數(shù)量的子陣列或不同的頻率也是可能的。
在論述新穎的獲取方案之前，現(xiàn)在論述震源元件的示例。注意到，這一個可能的震 源元件和所述新穎的獲取方案可以應(yīng)用不同的震源元件(例如，任何振聲震源元件)。根據(jù) 示例性實施方案，圖3說明了一個個體震源元件。圖3顯示了地震震源陣列的所述個體震 源元件100，包括外殼120，所述外殼120與活塞130和132 —起包圍電磁致動器系統(tǒng)140 并且將其與可能是水的周圍環(huán)境150隔開。所述外殼120具有第一開口 122和第二開口 124，所述第一開口 122和第二開口 124配置為由活塞130和132封閉。電磁致動器系統(tǒng)140 配置為在相反方向上同時驅(qū)動活塞130和132以生成地震波。在一個應(yīng)用中，活塞130和 132是剛性的。所述電磁致動器系統(tǒng)140可包括兩個或更多的個體電磁致動器142和144。 不管在個體震源元件100中使用了多少個體電磁致動器，所述致動器都成對地設(shè)置，并且 這些對致動器配置為在相反方向上同時作用于對應(yīng)的活塞以便防止所述個體震源元件100 的“搖擺”運動。
電磁致動器的大小和配置取決于所述個體震源元件的聲輸出。圖3顯示了兩個致 動器142和144由壁146隔開,所述壁146不一定在致動器系統(tǒng)140的中部。另外,在一個實施方案中，兩個致動器142和144形成為單個的單元，并且這兩個致動器之間沒有接口。 仍然在另一個應(yīng)用中，兩個致動器142和144。還在另一個應(yīng)用中，致動器系統(tǒng)140通過附 件148而附接到外殼120。附件148可以是柱型結(jié)構(gòu)。在一個應(yīng)用中，附件148可以是將外 殼120分成第一腔室120a和第二腔室120b的壁。如果附件148是壁，那么致動器142和 144可以附接到壁148，或者可以按照致動器142和144不接觸壁148的其他方式來附接到 外殼120。
為了設(shè)置活塞130和132有能力相對于外殼120移動以便生成地震波，在活塞與 外殼之間設(shè)置了密封機構(gòu)160。所述密封機構(gòu)160可配置為隨活塞前后滑動。所述密封機 構(gòu)160可以由彈性體材料制成，或者可以是金屬柔性結(jié)構(gòu)。在另一個應(yīng)用中，密封機構(gòu)160 可以是氣封或液封。氣封(空氣軸承密封)被配置為在外殼與活塞之間的界面處注入氣體， 以防止環(huán)境水進入外殼中。液封可以在外殼與活塞之間的界面處使用例如鐵磁流體，以防 止環(huán)境水進入外殼中。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到可以使用其他密封。
如圖3所示的所述實施方案也可以包含氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170。所述氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170 可用以平衡周圍環(huán)境150的外部壓力與外殼120所包圍的介質(zhì)的壓力，以減少致動器系統(tǒng) 140的工作負荷。注意到，如果周圍環(huán)境在點172處(在活塞130前面)的壓力基本上等于外 殼120所包圍的介質(zhì)173在點174處的壓力，那么致動器系統(tǒng)140的工作負荷可全部用以 激活所述活塞以生成聲波，而不是有一部分工作負荷要用來克服點172處的環(huán)境壓力。外 殼120所包圍的介質(zhì)173可以是空氣或者其他氣體或氣體的混合物。
所述氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170可以流體連接到在拖行個體震源元件100的船上的壓力源 (未圖示)。所述氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170也可以配置成在活塞130和132上提供額外的力(例如， 以較低的頻率)，從而增加個體震源元件的聲輸出并且還擴展了個體震源元件的頻譜。
圖3所示的實施方案可以每個活塞使用單個軸桿(180和182)，將致動運動從致動 器系統(tǒng)140傳輸?shù)交钊?30和132。然而，每個活塞可以使用一個以上的軸桿，這取決于個 體震源元件的要求。為了使軸桿180能相對于外殼120平穩(wěn)地運動(例如，以防止軸桿的擺 動運動)，可以提供導(dǎo)引系統(tǒng)190。
在一個應(yīng)用中，致動器系統(tǒng)140會生成熱。該熱可能會影響軸桿的運動和/或致 動器系統(tǒng)的運行。為此，可以在個體震源元件處提供冷卻系統(tǒng)194。如稍后所論述的，冷卻 系統(tǒng)194可被配置為將熱從致動器系統(tǒng)140傳遞到周圍環(huán)境150。
期望活塞130和132生成具有預(yù)定頻譜的輸出。為了控制這個輸出，可以相對于 外殼120在內(nèi)部、外部，或同時在內(nèi)部和外部，設(shè)置本地控制系統(tǒng)200。所述本地控制系統(tǒng) 200可以配置成實時地起作用以校正個體震源元件100的輸出。因此，本地控制系統(tǒng)200可 以包含一個或多個處理器和傳感器，所述處理器和傳感器監(jiān)控所述個體震源元件100的狀 態(tài)并且向致動器系統(tǒng)140和/或氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170提供命令。
上文論述的震源陣列可以全部由圖3所示的個體震源元件組成。然而，所述震源 陣列可以由不同的可控震源元件或者圖3所示的可控震源元件和本領(lǐng)域中已知的可控震 源元件的組合組成。
根據(jù)示例性實施方案，現(xiàn)在論述非相干的獲取方案。該獲取方案用圖4a和圖4b 為參考進行例示，所述圖4a和圖4b從側(cè)面和后面顯示了獲取系統(tǒng)300,其包括船310和兩 個震源陣列320a和震源陣列320b。每個震源陣列320a和震源陣列320b可以分別包括第一子陣列340a和340b,并且分別包括第二子陣列360a和360b。然而,注意到,可能具有僅包括子陣列340a或僅包括子陣列360b的震源陣列320a，并且同樣適用于震源陣列320b。
圖4a和圖4b顯示具有兩個子陣列的每個震源陣列，因為當(dāng)具有兩個子陣列時地下的影像的質(zhì)量更好。例如，所述子陣列340a和340b可以包括高頻個體震源元件并且所述子陣列360a和360b可以包括低頻個體震源元件。所述高頻個體震源元件拖行在第一深度D1，同時所述低頻個體震源元件拖行在第二深度D2，第二深度D2比Dl大。
由于編碼驅(qū)動信號應(yīng)用于振動個體震源元件以發(fā)出地震波(例如聲波)，所述個體震源元件可以同時并且以非相干的方式加以驅(qū)動。驅(qū)動信號可以包括但不限于隨機噪聲、 掃頻等等。編碼驅(qū)動信號具有可以稍后恢復(fù)的特征，即當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ涗洉r，在處理階段，記錄的波可以基于發(fā)出那些波的震源加以分離。非相干地驅(qū)動震源意味著對震源陣列320a 的編碼驅(qū)動信號與對震源陣列320b的編碼驅(qū)動信號不重疊(不相關(guān)聯(lián))。由于這些原因， 記錄的地震波(在地下反射之后)可以恢復(fù)并且在處理中分離，例如，通過使用特征去卷積 (deconvolution)或與試點(pilot)的互相關(guān)(cross-correlation)。這對于氣槍震源是不可能的。
通過用編碼驅(qū)動信號同時和非相干地驅(qū)動震源陣列320a和320b，使得由這兩個震源陣列發(fā)出的總能量相對于應(yīng)用觸發(fā)器獲取方案的震源的情況加倍(總能量輸出加3分貝)。觸發(fā)器獲取方案以給定的形式驅(qū)動震源。例如，鑒于其可能以模式A和B來驅(qū)動震源， 通過驅(qū)動所述震源ABAB · · 或ABBABB · · ，其得以實現(xiàn)觸發(fā)器獲取方案。注意到，震源陣列可以包括預(yù)訂數(shù)量的個體震源元件，例如，從16至30個。其它數(shù)量的個體震源元件也是可能的。術(shù)語“同時地”表示所述震源陣列320a和所述震源陣列320b的所有個體震源元件在相同的時間得以驅(qū)動。然而，術(shù)語“非相干地”意思是所述震源陣列320a的所述個體震源元件與所述震源陣列320b的所述個體震源元件具有內(nèi)容的不同。換言之，所述震源陣列320a的個體震源元件全發(fā)出相同的內(nèi)容，而所述震源陣列320b的個體震源元件全發(fā)出不同的內(nèi)容，且因此，一個來自震源陣列320a且一個來自震源陣列320b的任何一對震源具有不同的內(nèi)容。
在另一個示例性實施方案中，其可能同時并非相干地僅驅(qū)動子陣列340a和子陣列340b或僅驅(qū)動子陣列360a和子陣列360b。仍然在另一個示例性實施方案中，如圖4c和圖4d所示，其可能具有分別設(shè)置在相同深度D的震源陣列320a和320b，所述震源陣列320a 和320b具有所有震源元件360a和360b。因此，根據(jù)該示例性實施方案，所述個體震源元件不是如同圖4a和圖4b中的基于頻率內(nèi)容而分離的。對于圖4c和圖4d顯示的示例性實施方案，如同對圖4a和圖4b所述的相同的新穎獲取方案是適用的。
根據(jù)另一個示例性實施方案，現(xiàn)在論述相干的獲取方案。該獲取方案以圖5a和圖 5b為參考進行例示,所述圖5a和圖5b從側(cè)面和后面顯示了獲取系統(tǒng)400,其包括船410和三個震源陣列440a和震源陣列440b和震源陣列460。在該實施方案中，每個所述震源陣列 440a和震源陣列440b包括一個具有高頻個體震源元件的子陣列，并且所述震源陣列460包括低頻個體震源元件。換言之，圖5b的實施方案與圖4b的實施方案相比較，所述低頻個體震源元件360a和360b已經(jīng)合并在單個震源布置460中。所述高頻個體震源元件 拖行在第一深度D1，同時所述低頻個體震源元件拖行在第二深度D2，第二深度D2比Dl大。
如同振動個體震源元件使用編碼驅(qū)動信號來發(fā)出地震波(例如聲波)，高頻個體震源元件可以同時并且以非相干的方式驅(qū)動，同時低頻個體震源元件可以同時并且以相干的 方式驅(qū)動。其意味著，來自震源陣列440a的信號的內(nèi)容與來自震源陣列440b的信號的內(nèi) 容不重疊。由于這些原因，為高頻頻譜記錄的地震波(在地下反射之后)可以恢復(fù)并且在處 理中分離，例如，通過使用特征去卷積或與試點的互相關(guān)。然而，其現(xiàn)在不是對于低頻頻譜 的情況，因為這些個體震源元件通過相干驅(qū)動信號加以驅(qū)動。
做出對于低頻和高頻個體震源元件的該特定布置，是因為高頻頻譜所期望的是精 確確定在地下的不同層和/或界面的相對位置，而低頻頻譜不影響這些特征的清晰，但提 供大概的背景趨勢。而且，防止混疊的最大面元尺寸取決于頻率，而出于這個原因高頻震源 需要保持分離。
通過用編碼驅(qū)動信號同時和非相干地驅(qū)動所述震源陣列440a和震源陣列440b， 使由所述兩個震源陣列發(fā)出的能量相對于應(yīng)用觸發(fā)器獲取方案的震源的情況加倍(總能量 輸出加3分貝)。進一步，通過同時和相干地驅(qū)動所述震源陣列460的個體震源元件，以較 大的面元尺寸的代價使通過低頻個體震源元件的能量輸出成四倍(總能量輸出加6分貝)， 所述較大的面元尺寸對于低頻是可接受的，因為所述低頻可以進行插值。
如圖6所示，兩個高頻震源陣列440a和440b以及低頻震源陣列460設(shè)置在水下。 圖6也顯示了拖纜500，和由所述震源陣列發(fā)出的地震波怎樣從地下反射。對高頻震源陣列 440a和震源陣列440b的面元尺寸400是小的(但是其具有加倍的能量)，但對低頻震源陣列 460的面元尺寸402較大(但是其具有四倍的能量)。來自低頻和高頻記錄的數(shù)據(jù)接下來可 以進行公共點插值并且合并到一起。
在另一個示例性實施方案中，除震源陣列460之外，可能同時并相干地驅(qū)動震源 陣列440a和440b。仍然在另一個示例性實施方案中(在圖7a和圖7b中說明)，其可能具有 對于高頻個體震源元件超過兩個的震源陣列720a至720d，以及對于低頻個體震源元件單 一的震源陣列740。在另一個應(yīng)用中，高頻個體震源元件的數(shù)量可以大于四個。進一步，其 可能具有一或更多層的個體震源元件設(shè)置于高頻震源元件和低頻震源元件之間。換言之， 所述方法不僅適用于如圖7b所示的分開的個體震源元件，而且也適用于震源陣列，所述震 源陣列具有設(shè)置在各種深度并且發(fā)射相同或不同的頻率的個體震源元件。與圖5a和圖5b 所示的實施方案類似，震源陣列720a到720d可以使用非相干獲取方案，同時震源陣列740 可以使用相干獲取方案。
上述非相干和相干獲取方案可以實施在控制機構(gòu)中(例如，如圖11所說明的)，其 稍后將論述?？刂茩C構(gòu)780可以設(shè)置在船710上(如圖7所示)，或者可以設(shè)置為在個體震 源元件上的元件200 (如圖3所示)，或者可以分布在船上和震源陣列上。任選地，所述控制 機構(gòu)不僅可以配置成激活所述相干或非相干獲取方案，還可以配置成控制個體震源元件， 例如，配置成控制低頻個體震源元件的電磁致動器系統(tǒng)140的激活以生成第一地震波，和/ 或激活低頻個體震源元件的氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)170以生成第二地震波。
以上論述的任何震源陣列可以包括多個個體震源元件。在該方面，圖8a顯示了線 性布置800，其包括多個個體震源元件820，并且圖Sb顯示了圓形布置900，其包括多個個體 震源元件920。其它布置也是可能的。所述個體震源元件820和/或個體震源元件920可 以是圖3所示的震源元件100?？梢允褂闷渌愋偷膫€體震源元件。所述震源陣列800或 震源陣列900可以對應(yīng)于震源陣列320a、320b、440a、440b以及460中的任何一個。
之前論述的獲取方案可以通過如下方法實施。根據(jù)圖9中說明的示例性實施方 案，其有在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干的獲取方法。所述方法包括步驟900，用船310 在水下拖行第一震源陣列320a和第二震源陣列320b，其中所述第一震源陣列320a包括多 個第一個體震源元件360a并且所述第二震源陣列320b包括多個第一個體震源元件360b ； 以及步驟902，同時激活第一震源陣列320a和第二震源陣列320b以便非相干的編碼驅(qū)動信 號驅(qū)動所述第一震源陣列和第二震源陣列。
根據(jù)圖10所說明的另一個示例性實施方案，其有在水下驅(qū)動振動震源陣列的相 干的獲取方法。所述方法包括步驟1000，用船410在水下拖行高頻第一震源陣列440a和高 頻第二震源陣列440b以及低頻震源陣列460，其中高頻第一震源陣列440a和高頻第二震源 陣列440b包括多個高頻個體震源元件并且低頻震源陣列460包括多個低頻個體震源元件； 步驟1002，同時激活高頻第一震源陣列440a和高頻第二震源陣列440b以便非相干的編碼 驅(qū)動信號驅(qū)動所述高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列；以及步驟1004，同時激活所述 低頻震源陣列460的多個低頻個體震源元件以便相干的編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述低頻個體 震源元件。
與上文所述的示例性實施方案一致的能夠進行操作的代表性的控制系統(tǒng)的示例 如圖11所示。硬件、固件、軟件或它們的組合可以用于執(zhí)行本文所描述的各種步驟和操作。 圖11所示控制系統(tǒng)1100是示例性的計算結(jié)構(gòu)，其可以被用于與此種系統(tǒng)連接。
適合于執(zhí)行示例性實施方案中所描述的活動的示例性控制系統(tǒng)1100可以包含服 務(wù)器1101。此種服務(wù)器1101可以包含中央處理器(CPU) 1102，所述中央處理器(CPU) 1102 連接到隨機存取存儲器(RAM) 1104以及到只讀存儲器(ROM) 1106。只讀存儲器1106也可 以是用以存儲程序的其他類型的存儲媒體，例如可編程只讀存儲器(PR0M)、可擦除可編程 只讀存儲器(EPR0M)，等等。所述處理器1102可以通過輸入/輸出(I/O)電路1108以及總 線連接1110來與其他內(nèi)部和外部組件通信，以提供控制信號等。例如，處理器1102可以與 傳感器、電磁致動器系統(tǒng)和/或氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)通信。處理器1102實施本領(lǐng)域中已知的由軟 件和/或固件指令所指示的各種功能。
所述服務(wù)器1101也可以包含一個或多個數(shù)據(jù)存儲裝置，包含硬盤和軟盤驅(qū)動器 1112、⑶-ROM驅(qū)動器1114，以及能夠讀取和/或存儲信息的其他硬件(例如，DVD)等。在一 個實施方案中，用于進行上述步驟的軟件可以存儲并且分布在CD-ROM 1116、軟盤1118或 能夠可攜式地存儲信息的其他形式的媒體上。這些存儲媒體可以插入到例如⑶-ROM驅(qū)動 器1114、磁盤驅(qū)動器1112等裝置中并且通過所述裝置讀取。服務(wù)器1101可以連接到顯示 器1120，所述顯示器1120可以是任何類型的已知顯示器或呈現(xiàn)屏幕，例如，IXD顯示器、等 離子體顯示器、陰極射線管(CRT)等。提供用戶輸入接口 1122，包含一個或多個用戶接口機 構(gòu)，例如鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)、觸控板、觸摸屏、語音識別系統(tǒng)等。
服務(wù)器1101可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到其他計算裝置，例如船上的設(shè)備。所述服務(wù)器可 以是例如因特網(wǎng)1128等全球區(qū)域網(wǎng)(GAN)中的較大網(wǎng)絡(luò)配置的部分，從而允許最終連接到 各種陸上通信線和/或移動客戶端/監(jiān)視器裝置。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將了解到，所述示例性實施方案可以體現(xiàn)在無線通信裝 置、電信網(wǎng)絡(luò)中，體現(xiàn)為一種方法，或體現(xiàn)在計算機程序產(chǎn)品中。因此，所述示例性實施方案 可以采取全是硬件的實施方案或組合了硬件和軟件方面的實施方案的形式。另外，所述示例性實施方案可以采取存儲在計算機可讀存儲媒體上的計算機程序產(chǎn)品的形式，其中所述 媒體中包含了計算機可讀指令。可以利用任何合適的計算機可讀媒體，包含硬盤、⑶-ROM、 數(shù)字多功能光盤(DVD)、光存儲裝置，或磁存儲裝置，例如軟盤或磁帶。計算機可讀媒體的其 他非限制性實例包含快閃型存儲器或其他已知類型的存儲器。
所揭示的示范性實施例提供一種震源陣列、計算機軟件，以及用于生成用于水下 振動震源的獲取方案的方法。應(yīng)理解，此描述不希望限制本發(fā)明。相反，示例性實施方案意 在涵蓋包含在如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代方案、修改以及等效 形式。另外，在示例性實施方案的詳細描述中，陳述了眾多特定細節(jié)以便全面理解所主張的 發(fā)明。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以在無此類特定細節(jié)的情況下實踐各種實施方 案。
雖然當(dāng)前示例性實施方案的特征和元件是以特定組合在多個實施方案中進行描 述，但是每個特征或元件可以單獨使用而不具有實施方案的其他特征和元件，或者可以在 具有或不具有本文所揭示的其他特征和元件的情況下以各種組合來使用。
本說明書使用了所揭示的主題的實例，使任何所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`所 述主題，包含制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。主題的可取得專利的 范圍由權(quán)利要求書界定，并且可以包含所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其他實例。此類其他實 例意在歸入權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法，所述方法包括用船在水下拖行第一震源陣列和第二震源陣列，其中所述第一震源陣列包括多個第一個體震源元件并且所述第二震源陣列包括多個第一個體震源元件；以及同時激活所述第一震源陣列和所述第二震源陣列以便非相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一震源陣列和所述第二震源陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法，其中所述第一震源陣列和所述第二震源陣列的所述非相干編碼驅(qū)動信號包括多個頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法，其中所述多個第一個體震源元件和所述多個第一個體震源元件配置成發(fā)出比大約32赫茲低的頻率，并且所述第一震源陣列和所述第二震源陣列包括多個第二個體震源元件，所述多個第二個體震源元件配置成發(fā)出比大約32赫茲高的頻率。
4.一種配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法的控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)包括處理器，所述處理器配置成同時激活第一震源陣列和第二震源陣列以便非相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一震源陣列和所述第二震源陣列，其中所述第一震源陣列包括多個第一個體震源元件并且所述第二震源陣列包括多個第一個體震源元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法的控制機構(gòu)，其中所述第一震源陣列和所述第二震源陣列的所述非相干編碼驅(qū)動信號包括多個頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的非相干獲取方法的控制機構(gòu)，其中所述多個第一個體震源元件和所述多個第一個體震源元件配置成發(fā)出比大約32赫茲低的頻率，并且所述第一震源陣列和所述第二震源陣列包括多個第二個體震源元件，所述多個第二個體震源元件配置成發(fā)出比大約32赫茲高的頻率。
7.一種包括計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀媒體，其中所述指令在得以執(zhí)行時實施在水下非相干地驅(qū)動振動震源陣列的方法，所述方法包括用船在水下拖行第一震源陣列和第二震源陣列，其中所述第一震源陣列包括多個第一個體震源元件并且所述第二震源陣列包括多個第一個體震源元件；以及同時激活所述第一震源陣列和所述第二震源陣列以便非相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一震源陣列和所述第二震源陣列。
8.—種在水下驅(qū)動振動震源陣列的相干獲取方法，所述方法包括用船在水下拖行高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列以及低頻震源陣列，其中所述高頻第一震源陣列和所述高頻第二震源陣列包括多個高頻個體震源元件并且所述低頻震源陣列包括多個低頻個體震源元件；同時激活所述高頻第一震源陣列和所述高頻第二震源陣列以便非相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述高頻第一震源陣列和所述高頻第二震源陣列；以及同時激活所述低頻震源陣列的所述多個低頻個體震源元件以便相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述低頻個體震源元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在水下驅(qū)動振動震源陣列的相干獲取方法，其中所述高頻第一震源陣列和所述高頻第二震源陣列的所述非相干編碼驅(qū)動信號確定由所述高頻第一震源陣列發(fā)出的信號與由所述高頻第二震源陣列發(fā)出的信號是不相關(guān)聯(lián)的，而所述低頻震源陣列發(fā)出的信號是相關(guān)聯(lián)的。
10.一種配置成實施在水下驅(qū)動振動震源陣列的相干獲取方法的控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)包括處理器，所述處理器配置成，同時激活高頻第一震源陣列和高頻第二震源陣列以便非相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述高頻第一震源陣列和所述高頻第二震源陣列；以及同時激活低頻震源陣列的多個低頻個體震源元件以便相干編碼驅(qū)動信號驅(qū)動所述低頻個體震源元件，其中所述第一震源陣列和所述第二震源陣列包括多個高頻個體震源元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可控海上震源的獲取方案。具體地，提供一種在水下驅(qū)動振動震源陣列的控制機構(gòu)、計算機軟件和方法。非相干獲取方案同時地和非相干地驅(qū)動個體震源元件，而相干獲取方案同時地和非相干地驅(qū)動高頻個體震源元件并且同時地和相干地驅(qū)動低頻個體震源元件。因此，所述震源陣列實現(xiàn)了更密的覆蓋范圍和增大的能量輸入。
文檔編號G01V1/38GK103064117SQ20121034227
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者L·呂埃 申請人:地球物理維里達斯集團公司