[發(fā)明專利]海上地震測量方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210165750.5
• 申請日: 2004-03-17
• 公開（公告）號: CN102662192B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肯·維爾克爾;比德·泰勒
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯特恩格科地震控股有限公司
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所11038
• 代理人: 秦晨

本分案申請是基于申請?zhí)枮?00480042924.2(國際申請?zhí)枮镻CT/US2004/008029)，申請日為2004年3月17日，發(fā)明名稱為“海上地震測量方法和系統(tǒng)”的中國專利申請的分案申請。更具體地說，本分案申請是基于申請?zhí)枮?00910166395.1，申請日為2004年3月17日，發(fā)明名稱為“海上地震測量方法和系統(tǒng)”的分案申請的再次分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及海上地震數(shù)據(jù)采集測量的完成，更具體的說，涉及在測量期間對地震測量展布的控制。

背景技術(shù)

完成海上地震數(shù)據(jù)采集測量通常涉及一艘或多艘測量船，它們各拖曳至少一個地震拖纜穿過水體，該水體被認為是覆蓋在一個或多個含有碳氫化合物的地層之上。為了完成3D海上地震數(shù)據(jù)獲取測量，由地震測量船以大約5海里/小時的速度將一個海上地震拖纜陣列拖在船的后面，該陣列的每個拖纜通常有幾千米長且包含大量水中檢波器和伴隨的電子設(shè)備沿拖纜的長度方向分布。該船還拖曳一個或多個適于在水中使用的地震震源，通常是空氣槍。由地震震源產(chǎn)生的聲音信號，或稱“爆炸”，穿過水體傳播到地下，在那里聲音信號被各種地層反射。反射的信號由拖纜上攜帶的水中測波器接收，數(shù)字化，然后傳送到地震測量船，在那里數(shù)字化的信號被記錄下來并且至少是部分地被處理，其最終目的是構(gòu)建被測量地區(qū)中地層的表示。

往往從同一地下區(qū)域得到兩組或更多組地震數(shù)據(jù)信號。例如，可在同一區(qū)域上在不同的時間進行兩次或更多次地震測量來得到這些組地震數(shù)據(jù)信號，通常各次地震測量之間的時間間隔為幾個月至幾年不等。在一些情況中，采集地震數(shù)據(jù)信號用于監(jiān)測由于碳氫化合物的生產(chǎn)所造成的地下儲集層中的變化。近年來也出現(xiàn)了在特定地下區(qū)域上方進行有時間間隔的三維地震數(shù)據(jù)信號的采集與處理，作為新的重要的地震勘探方法(在業(yè)內(nèi)通常稱作“4-D”地震數(shù)據(jù))。

通常的實踐是事先收集關(guān)于測量區(qū)域的某些信息，從而能選擇適當?shù)脑O(shè)備和方法(稱作“測量設(shè)計”)以實現(xiàn)所希望的地球物理的和操作的目標。一些這樣的信息用于提供測量所需基本參數(shù)，如測量區(qū)域的邊界，被拖曳的拖纜電纜的長度以及地震震源的點火情況等。這些信息已在一定程度上用于貫穿各個獨立系統(tǒng)的測量控制。這類控制系統(tǒng)的典型實例是測量船的自動導(dǎo)航、船的航向控制、以及拖纜定位和深度調(diào)節(jié)。例如，美國專利6,629,037號描述了使用成本地圖(cost map)優(yōu)化在已知測量區(qū)內(nèi)加密地震剖面作業(yè)的路徑，英國專利申請GB2364388號公開了根據(jù)由先前測量所記錄的位置數(shù)據(jù)在一已知測量區(qū)域內(nèi)確定震源和拖纜的位置。

大家還都知道在測量期間(即實時或近實時)收集關(guān)于測量執(zhí)行情況的某些信息，從而可根據(jù)所希望的地球物理的和操作的目標實現(xiàn)適當?shù)脑O(shè)置和定位。這些信息也在一定程度上用于貫穿各個獨立系統(tǒng)的測量控制。下列專利參考文獻代表了這類控制系統(tǒng)的最新技術(shù)：美國專利6,618,321號(根據(jù)測定的水流來模擬測量期間拖纜位置)；美國專利6,590,831號(根據(jù)所監(jiān)測的測量參數(shù)來協(xié)調(diào)一次測量期間的多艘地震數(shù)據(jù)采集船)；美國專利6,418,378號(由測量采集的數(shù)據(jù)訓(xùn)練過的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于預(yù)測下一測量期間地震拖纜的形狀)；美國專利5,790,472號(根據(jù)水中檢波器噪聲水平對測量期間的地震拖纜定位)；以及國際專利申請WO 00/20859號(根據(jù)拖纜定位器裝置的估計速度對測量期間的地震拖纜定位)。

上文描述的控制系統(tǒng)依賴于特定的輸入(如海中的水流)以確定可用于控制地震測量拖船的信息。然而，這些系統(tǒng)中沒有一個依賴于或考慮寬范圍的輸入條件和參數(shù)，它們包括各種目的以及地震測量設(shè)備和方法的限制條件。再有，這些系統(tǒng)中沒有一個試圖利用在整個展布區(qū)(包括震源和接收器二者)部署的一組協(xié)同導(dǎo)向裝置主動地控制該展布，所以需要這樣的復(fù)雜系統(tǒng)。

已經(jīng)設(shè)計出上述控制系統(tǒng)，通過提供立即實現(xiàn)的命令或路徑等來實現(xiàn)所希望的結(jié)果。在對這些輸出的重要的時延效應(yīng)進行優(yōu)化方面考慮得很少或根本沒有考慮。所以需要這樣一種地震測量控制系統(tǒng)，它在考慮立即效應(yīng)的同時，還考慮輸出(特別是控制命令)的延時效應(yīng)。

定義

在本描述中，一些術(shù)語在它們第一次使用時被定義，而在本描述中的某些其他術(shù)語定義如下：

“迎角”是翼片或偏轉(zhuǎn)器相對于流體(即水)流動方向的角度。迎角是一個導(dǎo)出量，是由用于固定翼片的偏轉(zhuǎn)器或本體在系統(tǒng)參考系中的取向、翼片相對于偏轉(zhuǎn)器/本體的可控或固定取向以及在系統(tǒng)參考系中的水流取向計算出來的。當翼片/偏轉(zhuǎn)器沒有抬升時，它有零迎角。