震源獨立操作的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及利用同步協(xié)議來自主地控制地震數(shù)據(jù)采集活動的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進行地震勘測來繪制地下結(jié)構(gòu)的地圖以識別并且開發(fā)油氣藏。在開發(fā)(鉆井)油氣田、還有確定鉆井之后儲層中隨時間的變化之前，通常執(zhí)行地震勘測來估計這些油氣田的位置和數(shù)量。在陸地上，通過在選定的地理區(qū)域上部署地震傳感器(也被稱為地震接收器)陣列來進行地震勘測。地震傳感器(地震檢波器或加速度計)以網(wǎng)格的形式放置到地上或耦接到地。在地理區(qū)域中的選定間隔位置處使用能量源來產(chǎn)生或誘導進入地下的聲波或信號(也被稱為聲能)。所產(chǎn)生的進入地下的聲波從地下地層不連續(xù)面反射回到地面，地下地層不連續(xù)面諸如由油氣藏形成的那些不連續(xù)面。在地面通過地震傳感器感測或探測反射，并且記錄這些反射。地震波的感測、處理和記錄被稱為地震數(shù)據(jù)采集。地下結(jié)構(gòu)的二維和/或三維地圖(也被稱為“地震圖像”)從所記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生。然后使用這些地圖來做出關(guān)于鉆孔位置、藏大小、產(chǎn)油層深度以及碳氫化合物的生成的估計的決定。
[0003]本公開提供便利于用于獲得地震信息的地震活動的通信協(xié)議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開的各方面包括可以自主地操作的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、以及用于與該系統(tǒng)相關(guān)的控制和通信的方法、系統(tǒng)和產(chǎn)品。所述系統(tǒng)可以包括穿過場地(traverse a field)的能量源、以及包括自主模式軟件的控制器。每個能量源可以包括振動器控制器(解碼器)、無線通信系統(tǒng)、GPS接收器以及自主模式固件/軟件?？刂破骺梢园ū痪幊逃糜谧灾髂Ｊ矫詈唾|(zhì)量控制的信息處理裝置?？刂破骺梢耘c操作能量源的工作組(crew)進行通信，或者可以本地連接到每個能量源的每個解碼器。控制器可以包括用于保持能量源之間的最小距離的算法?？刂破鬟€可以包括通過應(yīng)答和后掃描服務(wù)(PSS)消息中所存在的坐標數(shù)據(jù)來跟蹤所有振動器的位置的算法。該算法可以對源點列表進行排序，以使得可以容易地對于所執(zhí)行的每次掃描找到最近的源點。
[0005]系統(tǒng)方面可以包括一種用于將聲能提供給地層的多個移動地震能量源，所述多個源中的每個源包括:解碼器控制器；無線通信系統(tǒng)，耦接到解碼器控制器；定位系統(tǒng)，耦接到解碼器控制器；以及至少一個編碼器控制器，耦接到另一無線通信系統(tǒng)。編碼器控制器可以被配置為:選擇性地發(fā)送使所述多個能量源置于操作模式的第一消息，由此每個能量源穿過選定的地理區(qū)域，同時間歇地停止以在一個或多個特定位置處執(zhí)行掃描，所述掃描包括將聲能提供給地層；并且選擇性地發(fā)送使所述多個能量源中的至少一個置于非操作模式的第二消息。所述多個源中的每個的解碼器控制器可以被配置為響應(yīng)于掃描結(jié)束將第三消息從至少一個能量源發(fā)送到控制器。
[0006]所述至少一個編碼器控制器可以被進一步配置為使用從至少兩個能量源中的每個發(fā)送的第三消息來估計所述至少兩個能量源之間的距離，并且可以被進一步配置為如果所估計的距離小于指定值，則將第二消息發(fā)送到所述至少兩個能量源中的至少一個。所述多個源中的每個的編碼器控制器和解碼器控制器中的至少一個可以被配置為使用已知物理源點的列表來自主地穿過相應(yīng)的選定地理區(qū)域，和/或被配置為對源點列表進行排序以按距該區(qū)域外部的參考點的距離進行掃描。所述多個能量源可以在組操作狀態(tài)與組非操作狀態(tài)之間切換。所述多個能量源中的每個可以單獨地在單獨操作狀態(tài)與單獨非操作狀態(tài)之間切換；所述多個能量源中的每個的解碼器控制器可以被進一步配置為當所述多個能量源處于組操作狀態(tài)并且該能量源處于單獨操作狀態(tài)時在操作模式下運作。
[0007]方法方面可以包括:發(fā)送使多個移動能量源置于操作模式的第一消息，由此每個能量源穿過選定的地理區(qū)域，同時間歇地停止以在一個或多個特定位置處執(zhí)行掃描，所述掃描包括將聲能提供給地層；發(fā)送使所述多個能量源中的至少一個置于非操作模式的第二消息；并且響應(yīng)于掃描結(jié)束將第三消息從至少一個能量源發(fā)送到控制器。
[0008]非暫時性機器可讀介質(zhì)產(chǎn)品方面可以包括其上的當被至少一個處理器執(zhí)行時使該處理器執(zhí)行本文中的方法的指令。例如，所述產(chǎn)品可以包括用于執(zhí)行以下步驟的指令:選擇性地發(fā)送使多個用于將聲能提供給地層的移動地震能量源置于操作模式的第一消息，由此每個能量源穿過選定的地理區(qū)域，同時間歇地停止以在一個或多個特定位置處執(zhí)行掃描，所述掃描包括將聲能提供給地層；選擇性地發(fā)送使所述多個能量源中的至少一個置于非操作模式的第二消息；并且從所述多個能量源中的至少一個接收響應(yīng)于掃描結(jié)束而發(fā)送的第三消息。
[0009]已經(jīng)相當廣泛地總結(jié)了本文中所公開的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的某些特征的例子，以便可以更好地理解后面的這些例子的詳細描述，并且以便可以意識到對于本領(lǐng)域的貢獻。當然，存在本公開的將在下文中進行描述并且將形成本公開的主題的附加特征。本文中所提供的
【發(fā)明內(nèi)容】
并非意圖限制范圍。
【附圖說明】
[0010]從與下面的描述一起采用的附圖，將最好地理解本公開的新穎特征以及本公開本身，在附圖中，類似的附圖標記一般地表示類似的元件，其中:
[0011]圖1示出可以利用所公開的通信協(xié)議的電纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
[0012]圖2是可以使用所公開的通信協(xié)議的無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的表示圖；以及
[0013]圖3示出根據(jù)本公開的一個實施例的示例性地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的部分。
【具體實施方式】
[0014]本公開涉及用于控制與地震數(shù)據(jù)采集相關(guān)的活動的裝置和方法。本公開可以在不同形式的實施例中實現(xiàn)。為了說明本公開中所包含的構(gòu)思的目的，所示的附圖和本文中所提供的描述對應(yīng)于本公開的某些特定實施例，要理解，本公開被認為是本公開的原理的舉例說明，而非意圖使本公開的范圍限于所示的附圖和本文中的描述。
[0015]圖1和圖2描繪了例示性的、而非排他性的、可以實現(xiàn)本公開的方法的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。下面更詳細地討論這些系統(tǒng)的基本組件。其后，描述用于這些系統(tǒng)的控制通信/使通信同步的方法。
[0016]圖1描繪了常規(guī)的電纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100。這樣的系統(tǒng)包括間隔的地震傳感器單元102的陣列(串)。每串傳感器通常經(jīng)由電纜耦接到數(shù)據(jù)采集裝置103，并且數(shù)據(jù)采集裝置中的幾個和相關(guān)聯(lián)的一串傳感器經(jīng)由電纜110耦接以形成線路108，線路108然后經(jīng)由電纜112耦接到線路分支接頭(或交叉線路單元)104。幾個交叉線路單元104和相關(guān)聯(lián)的線路通常通過電纜耦接在一起，諸如點線114所示那樣。傳感器102的間隔通常在10-50米之間。每個交叉線路單元104通常執(zhí)行一些信號處理，然后將處理后的信號作為地震信息存儲。每個交叉線路單元104通常并聯(lián)地或串聯(lián)地與用作中央控制器或控制單元(CU) 106和所有交叉線路單元104之間的接口的單元104a之一耦接。該系統(tǒng)可以使用有線通信介質(zhì)，例如，RS232、以太網(wǎng)、RS485、USB等。
[0017]參照圖2，示出了根據(jù)本公開的一個實施例的無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)200的表示。系統(tǒng)200包括中央控制器或控制單元(CU) 202，其與形成用于地震數(shù)據(jù)采集的陣列(傳播)210的若干個無線場地站單元(FSU)或傳感器站208中的每個進行數(shù)據(jù)通信。中央控制器202與FSU 108之間的無線通信可以是直接雙向無線通信，或者經(jīng)由中間單元，諸如中繼器單元(RU)(未示出)。每個傳感器站208包括用于感測地震能量的一個或多個傳感器212。傳感器212可以是任何合適的地震傳感器，包括地震檢波器以及一個或多個分量加速度計。
[0018]如本文中所使用的直接通信是指如圖2中用虛線箭頭描繪的個別化數(shù)據(jù)流。無線通信系統(tǒng)可以是VHF、UHF、WiFi或其他無線無線電通信系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)流可以是雙向的以使得可以執(zhí)行以下步驟中的一個或多個:將命令和控制指令從中央控制器202發(fā)送到每個無線傳感器站208 ;在中央控制器202與每個無線傳感器站208之間交換質(zhì)量控制和其他數(shù)據(jù)；并且將狀態(tài)信號、操作條件和/或選定的預(yù)處理地震信息從每個無線傳感器站208發(fā)送到中央控制器202。通信信息可以是分別經(jīng)由合適的天線203和204從傳感器站208和中央控制器202發(fā)送的以及由傳感器站208和中央控制器202經(jīng)由合適的天線203和204接收的無線電信號的形式。
[0019]在主動模式下，系統(tǒng)200在地震傳播中的已知位置處使用一個或多個地震能量源206來產(chǎn)生已知特性(諸如幅度、頻率等)的地震能量以將地震能量給予地下地層。代表性地震能量源用編號206i指定。通常，源206i的激活(或更常見地，“爆破”或“引爆”)由移動單兀270局部發(fā)起。
[0020]一個例示性能量源是振動卡車。振動卡車支撐連接到慣性質(zhì)量的沉重的底板。慣性質(zhì)量包含線性致動器，其在對慣性質(zhì)量的動量做出反應(yīng)時使基板沿著垂直或水平軸往復運動。往復運動的基板將振動波列注入到大地中?？删幊炭刂破骺刂茟T性質(zhì)量所產(chǎn)生的信號的力和頻率。
[0021]另一例示性能量源是加速的落重卡車。落重卡車是可以用于提供地震源的車載著