专利名称：处理地震数据的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理地震数据的方法。其特别涉及包括地震能量传播的两个对应模式的地震数据的处理方法，例如其中一个模式由另一模式在地层边界的部分模式转换而产生。本发明的方法提供由与地下层具有不同地震属性的地表面层或接近地表面的层产生的静态偏移的估算。本发明也涉及地震勘测的方法，其包括按照上述方式处理所得到的地震数据。本发明进一步涉及处理地震数据的设备。
背景技术：
图1是地震勘测装置的示意图。在该图中的勘测装置是海上勘测装置，其中地震能量由从拖引船2悬挂于海面下的地震源1发出。当地震源1被开动，就向下发出地震能量，进入地球内部并被地貌3反射，该地貌用作地震能量的部分反射体。该反射的地震能量向上通过地球内部进入海中，并被设置在海床上的地震接收器4的阵列检测到。图1中所示的地震能量路径通常称为“主路径”。例如，通过确定地震能量沿主路径从地震源1到接收器4的传播时间，从而得到关于地球内部的信息。
实际上在海床和在地球中的不同地质组成层之间的边界处将会出现折射，但为了清楚，在图1中省去这一点。图1中只示出了地震能量的一个反射体，但实际上地球内部中多个地貌会用作地震能量的部分反射体。而且图1中只示出了一个源1，但实际上海上地震勘测装置可以具有一个源阵列。
处理地震数据中遇到的一个问题是地球的地质构造不统一。实际上接近地表面(此后称为“近表面”)的区域5的属性通常显著不同于地下地质构造6(此后称为“基层”)的属性。例如，如果近表面不如基层坚固就会出现这种情况。特别的，地震能量在近表面5中的速度会明显比在基层6中慢，并且因此近表面有时被称为“低速层”(LVL)。相比于当近表面和基层具有相同的地震属性时所记录的传播时间，这种速度上的差别将会导致地震能量从源1传播到接收器4的时间偏移，并且该传播时间的偏移通常称为“静态偏移”，或简称为“静态”。
近表面也能够以其它方式影响入射到接收器上的地震能量。例如，近表面对传播通过它的地震能量可以具有聚焦或散焦效果，这就可以影响接收器接收到的地震能量的幅度。近表面也可以对传播通过它的地震能量的幅度进行衰减。而且近表面中的塑性衰减和聚焦/散焦效果也可以使地震能量小波的波形变形。
虽然图1中所示近表面5与海上地震勘测相关，但是陆地上出现有相同的近表面区域，从而在基于陆地的地震勘测中也会出现静态偏移。
图1中所示近表面5延伸到地表(海床)，但是并不必须延伸到该表面，并且该近表面5上面可以还有另一个层面(未示出)。而且，尽管图1中示出了近表面5与基层6之间定义完好的边界，但实际上在基层6与近表面5之间可以是渐进的过渡，而不是明确的边界。
近表面5所产生的静态偏移取决于近表面的厚度和地震能量传播通过该近表面的速度。近表面5的厚度和通过近表面的传播速度通常出现横向变化，从而在一个位置的地震接收器所观测到的静态偏移很可能不同于在另一个位置的地震接收器所观测到的静态偏移。达到第一近似值，一个接收器记录的全部数据集将相对于另一接收器记录的数据要超前或延迟一个静态时间偏移。
当处理地震数据的时候最好要考虑静态偏移。除非从地震数据中删除了这些静态偏移，否则将存在这样的不确定性从较深地层的地震事件的到达时间变化是由于深度变化，或这些较深地层的横向位置的原因，或者只是由于近表面5中的传播效果而产生的。
从图1中可以看出，地震能量传播通过近表面5两次，一次是它从地震源1到反射体3，再一次是它从反射体3到接收器4。两次横穿近表面5都会产生静态偏移，向下传播的地震能量通过近表面5时所产生的偏移就是源侧静态偏移，而能量向上传播通过近表面5所产生的偏移就是接收器侧静态偏移。
本发明的方法使用s模式事件和对应的p模式事件来获得低速层的信息。假定s模式事件和对应的p模式事件之间的差别，例如事件的传播时间、幅度和/或波形的差别全部或主要在近表面5中产生。
本发明的一个实施例使用s模式事件和对应的p模式事件，其中一个模式是由另一模式的部分模式转换产生的。例如，如果基层6和近表面5之间的物理属性对比足够大，当地震能量传播通过基层6和近表面5之间的边界时，p模式的能量传播和s模式的能量传播之间发生显著的转换，或相反。在下面参照图2对这种模式转换进行更全面的描述。对于近表面和基层之间的边界上的接收器记录到的每一p模式事件，这种模式转换的结果就是得到对应的s模式事件。地震源开动后，p模式事件和对应的s模式事件将会在不同的时间出现在接收器4处，因为在近表面在p模式和s模式传播速度彼此并不相等。然而由于在近表面的低层边界出现模式转换，p模式事件和对应的s模式事件之间的时间延迟必须同近表面中两个模式不同速度的结果一起产生。p模式事件和对应的s模式事件之间的时间延迟将不会显著受到基层属性的影响。于是通过识别地震数据中p模式事件和对应的s模式事件，和确定p模式事件和对应的s模式事件之间的时间延迟，可以直接确定p和s模式之间穿过近表面的传播时间差。
对于任何表示地震数据方面的参数，例如压力或质点运动的分量(诸如质点位移或质点速度分量)，p和s模式之一事件通常会比另一模式事件表现出更强烈。于是通过p模式会主要的出现在一个参数，诸如质点运动的垂直分量，相应的被模式转换的s模式将会主要出现在另一参数中，诸如质点运动的水平分量。
当向下传播的波经过近表面5和基层6之间的界面处的反射时，也可以出现模式转换。本发明可以用于这种情况，由于模式转换在反射处出现的地方，反射的信号将包含p分量和对应的s分量，这两个分量穿过近表面5会具有不同的传播时间。
当向下传播的波经过近表面5和基层6之间的界面处的临界折射时，也可以出现模式转换，以产生沿近表面5和基层6之间的界面传播的地震波。沿该界面传播的波将在近表面激励p模式和s模式，本发明可以用于这些p和s模式。
共同未决的英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3公开了确定p波形的静态偏移和s波形的静态偏移之间的差别的方法，其中s波形通过在近表面和基层之间的边界处的模式转换产生。在地震数据中识别成对的p事件和相应s事件，就发现了p事件和相应的s事件之间的传播时间差。对于特定的接收器，该传播时间差是s波形静态偏移和p波形静态偏移之间的差别。
现在许多地震勘测使用多分量接收器，记录入射到接收器上的地震能量的两个或多个分量。例如3分量(3-C)地震接收器可以在接收器记录质点运动的x-、y-和z-分量，在海上勘测中，4分量(4-C)地震接收器除了可以记录质点运动的x-、y-和z-分量之外，还可以记录水柱的压力(它是标量)。在处理多分量地震数据中进一步有一个问题是，接收器可以比其它分量更精确的记录地震数据的某些分量。这个问题就是矢量失真。产生矢量失真的一个原因是接收器和地表面之间缺少足够的耦合，从而在接收器阵列中，阵列的接收器的矢量失真效果可以彼此不同。这种矢量失真将有损于通过处理地震数据得到的结果。
发明内容
本发明的第一方面是提供处理地震数据的方法，该地震数据包括地震能量对应的第一和第二模式，该方法包括a)处理表示地震数据第一参数的轨迹，该地震数据在至少包括对应于第一模式的事件的第一接收器处获得，和处理表示地震数据第二参数的轨迹，该地震数据在至少包括对应于第二模式的事件的第二接收器处获得；
b)在处理的数据中识别对应于部分模式转换的事件；和c)从处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度和/或波形获得信息。
该方法可以用来从对应于部分模式转换事件的幅度和/或波形获得近表面的属性信息。另外或可替换的，它可以用来从一个到另一个接收器获得耦合强度中的变化信息。
在优选实施例中，本发明被应用到数据中，其中通过第一模式在海床层的边界面的部分模式转换产生第二模式。然而本发明并不限于此，通�？梢杂τ玫饺魏问录裕渲幸桓龃τ谝桓瞿Ｊ剑桓龃τ诹硪荒Ｊ剑纱烁昧礁鍪录姆群筒ㄐ沃涞牟畋鹬饕嵩诘退俨阒胁�。
优选的选择用于本发明的地震数据参数，使得p模式将主要的出现在一个参数中，而其相对应的模式转换的s模式将主要的出现在另一参数中。该参数可以是在接收器直接得到的参数，诸如质点运动的垂直分量和质点运动的水平分量。可替换的，该参考可以是通过处理在接收器得到的地震数据而获得的，例如通过将所得到的地震数据分解成它的上行和下行组分或分解成它的p和s组分。
本发明的方法可以用来处理先前存在的地震数据。可替换的，它可以被包括在用于在得到数据的时候或之后处理数据的地震勘测方法中。
本发明的第二方面提供一种地震勘测的方法，包括步骤将以第一模式传播的地震能量导向到海床层的边界面，使得在该边界面出现地震能量转换成第二模式的部分模式转换；在一个或多个接收器得到包括第一和第二模式地震能量的地震数据；和根据如上所定义的方法处理该地震数据。
本发明的第三方面提供一种处理包括第一和第二模式地震能量的地震数据的设备，该设备包括a)装置，用于处理表示在至少包括对应于第一模式的事件的第一接收器处获得的地震数据第一参数的轨迹，以及处理表示在至少包括对应于第二模式的事件的第二接收器处获得的地震数据第二参数的轨迹；b)装置，用于在处理的数据中识别对应于部分模式转换的事件；和c)装置，用于从处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度和/或波形获得信息。
该装置可以包括可编程数据处理器。
本发明的第四方面提供一种存储介质，其包含有用于如上所定义的装置的数据处理器的程序。
现在参照附图，通过说明性范例的方式将详细描述本发明的优选实施例，其中图1是海上地震勘测的示意图；图2是上行p波在基层和低速层之间的边界处模式转换的示意说明；图3所示是在图2中模式转换出现的地方地震数据轨迹的两个示意范例；图4所示是将图3中的两个地震数据轨迹彼此相互关联的结果；图5所示是英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3的相互关联方法的结果；图6(a)是从图5的结果中选择的轨迹的放大视图；图6(b)是对图6(a)的轨迹归一化的结果；图7是从图6(b)中的轨迹中选择的事件的幅度变化；图8是根据本发明一个实施例的方框图；和图9是根据本发明一个实施例的设备的示意方框图。
具体实施例方式
现在将参照实施例对本发明的原理进行说明，在该实施例中通过模式转换产生对应的事件对。图2说明了上行传播的p波通过基层6和近表面5之间的界面时出现的模式转换。上行p波部分的以p波7′发射，但也经过部分模式转换成s波7″。假定通过地球内部两层之间深界面的反射、或穿过更深地层的折射产生上行p波。在基层6与近表面5之间的界面也会出现折射，发射的p波7′的折射角与转换的s波7″的折射角不同。
发射的p波7′和转换的s波7″都会在接收器阵列产生信号。如图2所示，发射的p波7′和转换的s波7″以不同的方向传播，因此会到达不同的接收器位置，而不是相同的接收器。然而来自邻近转换点的类似的被转换的s波会到与达图2中所示的被发射的p波7′相同的接收器。将要这样假定对于特定接收器所接收的被发射的p波和被转换的s波，被转换的s波的转换点(近表面基点附近)与p波发射通过的近表面基点中的点之间的差别并不会显著影响本发明的方法所得到的静态偏移估算。接收器获得的数据于是将包含由于被发射的p波7′的到达而产生的事件，和由于对应的被转换的s波7″的到达而产生的事件。
被发射的p波7′将主要被记录在接收器所记录的质点速度的垂直分量上，而被转换的s波7″将主要被记录在接收器4所记录的质点速度的径向分量上(径向方向是投影到海床上的源接收器方向，该方向将被定义为x方向)。这是因为在实际的地震勘测装置中，从地球内部中向上传播的波形由于地球内部的典型结构和目标反射体的典型深度，容易产生30°的角或小于直角。剪切波主要记录在径向分量上，因为相比于p波沿传播方向的质点运动，剪切波的质点运动垂至于传播方向。
图3是表示记录在接收器4的地震数据两个参数轨迹的示意说明，其中该接收器4是如图2所示的部分模式转换出现的地方。图3中所示的两个参数是接收器所测得的质点运动的径向分量(x分量)，和接收器所测得质点运动的垂直分量(z分量)。由于s波7″在从上行p波7的转换时产生，如果基层和近表面之间的界面大致是平坦的，那么该记录的s波将包含与p到达信号相似的小波。s波到达不会与p波到达同时出现，而会(相比于p波到达)在一个时间延迟dt后到达，该时间延迟由近表面5中p波速度和s波速度之间的差产生。该时间延迟dt就是p波静态偏移和s波静态偏移之间的差。
在共同未决的英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3的方法中，第一参数与第二参数相互关联，或者从第二参数中卷积展开。通过相互关联记录图3中的两个轨迹得到的结果相互关联记录图如图4所示。在该相互关联记录图中零时间偏移有个峰值，这是因为p波7′到达在测得质点运动的x分量具有非零的幅度(虽然它主要出现在测得质点运动的z分量中)。任何在测得质点运动的垂直分量中出现的s波能量也会产生相互关联记录图中零时间偏移的峰值。该相互关联记录图在时间dt也有个峰值，该峰值从测得质点运动的垂直分量中的p波到达峰值、和测得质点运动x分量中对应的模式转换的s波到达峰值产生。于是可以从相互关联记录图中确定该时间偏移dt，从而确定p波静态和s波静态之间的差别。
图5是共同未决的英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3方法结果的进一步说明。这些结果通过使用包含大约130个接收器的接收器线而获得。对于每一接收器，图5示出了从记录在该接收器的质点运动垂直分量和记录在接收器的质点运动x分量(径向分量)获得的相互关联记录图。对于每一接收器p波静态偏移和s波静态偏移之间的差别，如由英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3的方法中所确定的，在图5中用A表示。使用常规计数得到的p波静态偏移和s波静态偏移之间的差别也示出在图5中，用B表示。
英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3的方法提供一种估算p波静态偏移和s波静态偏移之间差别的改进方法。然而该方法只是使用了时间信息，并只能确定p模式到达和对应的s模式到达之间的时间延迟。从英国专利申请No.0101936.3和No.0110573.3的方法中不可能确定该时间延迟是由于近表面的地质效果，或者是由于其它因素，诸如接收器和地球之间的耦合、或其它源的矢量失真。
通过考虑相关数据中事件的幅度和/或波形变化，本发明开始从p模式事件和对应的s模式事件之间的时间延迟得出进一步的信息。
现在将参照图6(a)至7描述本发明的一个实施例。
图6(a)是从图5中选择的轨迹的放大视图。这些轨迹所示为p模式和s模式的相关，为了方便称其为“接收器函数”。图6(a)示出了从图5中的接收器函数，其为每个第五接收器，p到达和s到达之间的时间延迟为正值(正时间延迟表示p模式事件首先到达接收器，s模式事件随后，如图3所示)。
图6(b)所示为归一化图6(a)中的接收器函数的效果，其分别对每一接收器函数中峰值的幅度以零时间延迟进行归一化。也就是，通过归一化接收器函数，使得对于图6(a)中的每一接收器函数，峰值在零时间延迟时具有相同的幅度，从而就从图6(a)中对应的接收器函数获得图6(b)中的每一接收器函数。如上所示，图4和5中接收器函数中零时间延迟的峰值通过p波到达泄漏成为测得质点运动的x分量，通过s波到达泄漏成为测得质点运动的y分量。也就是对于特定接收器，接收器函数中零时间延迟的峰值幅度表示p波到达在记录在该接收器上的质点运动的x分量上的投影，和s波到达在质点运动的y分量上的投影。
通过检查图6(a)和6(b)可能会发现，归一化接收器函数对该接收器函数中事件的幅度并没有明显的效果。这表明对于每一接收器，零时间延迟的峰值幅度大致相等。这又表明对于每一接收器，p波到达在所得到的质点运动的x分量上的投影大致恒定。它也表明接收器彼此之间，对于p波耦合强度并没有明显的变化。
可以看出图6(b)中的接收器函数包含时间延迟0.3s左右的峰值，虽然接收器之间该峰值出现的准确时间延迟稍微有变化。该峰值表示p波到达和对应的模式转换的s波到达之间的时间延迟。接收器彼此之间该峰值波形和/或幅度的变化可以提供有关于s波在近表面中衰减和聚焦效果的信息。
为了方便，由于p波与相应的模式转换的s波之间的时间延迟而引起的接收器函数中的峰值被称为“静态峰值”。该峰值的幅度和相位也会受到透射系数变化的影响，和在近表面与基层之间界面出现的模式转换的程度的影响。例如作为材料属性变化和的沿界面地势的结果，不同界面之间透射系数和转换效率会不同。
对于图6(b)中所示的每一接收器函数，图7示出了该“静态峰值”(时间延迟0.3秒左右的峰值)的幅度，相对于接收器编号设置。图7示出了图5所示每一接收器函数的结果，因此包括比图6(b)中所示更多接收器的数据。
可以看出，图7示出了接收器彼此之间的接收器函数峰值归一化的幅度具有相当多的变化。图7中短波长幅度的变化(那是出现在小数量接收器之间的变化)可能是由于接收器彼此不同的接收器到地球的耦合强度而引起的。图7中长波长幅度的变化更有可能是由于接收器彼此不同的近表面构造而产生的地质效果而引起的，诸如由于近表面而产生的衰减或聚焦/散焦的差别。于是，例如使用傅立叶变换分析图7中的幅度变化可以提供关于地质效果和耦合效果的信息。
本发明也有可能补偿接收器位置彼此不同的接收器与地球耦合强度的变化。由于耦合强度的变化可以使s波到达相对于对应的p波到达的幅度和相位变形，修正接收器耦合强度的变化是重要的。由于s波到达主要记录在接收器得到的质点运动的x分量中，耦合效率的变化可以使质点运动记录的x分量变形，接收器彼此之间的变形量会不同。这在应用中特别是问题，例如AVO(幅度-偏移)应用，它需要质点运动x分量的记录在接收器分布上基本上一致，并且可以与另一个直接比较。
图6(b)或图7的接收器函数中归一化的“静态峰值”的幅度表示模式转换的s波到达的强度，如上所示其由近表面产生。“静态峰值”的幅度也表示接收器的耦合强度。对于相同的接收器，相对于图6(b)归一化的接收器函数中“静态峰值”的幅度，通过归一化接收器得到的质点运动x分量原始轨迹的幅度，本发明有可能补偿接收器彼此不同的近表面效果和地球耦合强度的变化。也就是对于每一接收器，归一化的接收器函数中“静态峰值”的幅度被确定，然后该幅度被用来归一化接收器的质点运动x分量的原始轨迹。对于每一接收器重复该过程——对于该接收器，记录在接收器的质点速度x分量的轨迹被归一化的接收器函数中“静态峰值”的幅度归一化。该归一化处理结果用于提供归一化的x分量轨迹，该轨迹在接收器分布上基本上一致，并可以与另一个直接比较。该处理有效的使得记录在接收器的质点运动的x分量相对于记录在该接收器的质点运动的垂直分量(其应该主要包含p波事件，从而可以相对的不受近表面或耦合变化的影响)被校准。
另外，如果接收器质点运动的y分量也像质点运动的x分量一样被获得，将有可能相对于质点运动的垂直分量校准质点运动的y分量。
如果完全3C或4C地震数据是有效的，则有可能计算两个相关图——质点运动的x分量相对于z分量的第一相互关联记录图，和质点运动的y分量相对于z分量的第二相互关联记录图。每一个这些相关图然后可以被归一化，使得相关图中每一轨迹中峰值在零时间延迟具有相同的幅度。这两个归一化的相互关联记录图然后可以直接相互比较——因为该处理相对于质点运动的z分量校准了质点运动的x分量，也相对于质点运动的z分量校准了质点运动的y分量，因此等同于相对于质点运动的y分量校准质点运动的x分量。
图7只包括关于图6中轨迹的幅度变化的信息。然而可以看到，图6(b)的相互关联记录图轨迹中“静态峰值”的波形随接收器位置的不同而变化。静态峰值波形中的变化也可以提供不同接收器位置的关于近表面和/或接收器与地球之间耦合强度变化的信息。
从概念上说有可能构建显示出在图6(b)的归一化的接收器函数中“静态峰值”波形的某些测量中变化的图，例如在波形最大高度一半时的全宽度。这种图示出这一峰值波形如何随着接收器位置的不同而变化，并且“静态峰值”波形中的这些变化也可以提供关于近表面地质效果和关于接收器与地球之间耦合强度变化的信息。
可替换的，有可能得出将图6(b)中一个接收器函数中的“静态峰值”波形转换为不变形波形的滤波器，诸如轨迹中零时间延迟的峰值波形。该滤波器然后可以用于原始地震数据，例如用于质点运动x分量的原始轨迹。对于每一接收器可以重复该处理——每一接收器x分量的轨迹被滤波器转换，该滤波器从该接收器的接收器函数中的“静态峰值”波形得出。该处理应该提供在接收器分布上基本上一致的，并可以与另一个直接比较的归一化的x分量轨迹。
在上述的实施例中通过相互关联计算接收器函数。然而本发明并不限于此，任何合适的相关技术和算法可以被用来确定该接收器函数。例如可以通过分量之间去卷积来得到接收器函数，并且静态峰值波形中的幅度和波形信息然后仍然可以按照如上所述相同的方式被使用。实际上通过去卷积得到的接收器函数可能会更好，因为去卷积有效的删除了p波的特定源信息(它存在于入射近表面和/或基层界面)，使得在接收器函数中只留下由于近表面构造和/或矢量失真而产生的效果。
另一个用于得到接收器函数的合适技术的示例是双相干时间延迟估算方法，如L.Ikelle在“Geophysics”，Vol 62，p1947(1997)中所述。
在上述本发明的描述中，接收器所得到的质点速度分量在计算接收器函数中被用作质点运动的分量。然而可以替换的使用接收器的质点位移分量、或接收器的质点加速度分量、或质点速度的更高阶导数。
实际上本发明并不限于使用质点运动的分量，所得到的地震数据的认识适当的参数都可以用于获得接收器函数。例如该地震数据可以被分解成它的上行和下行分量，或分解成p和s分量，这些可以被用于获得接收器函数。
本发明也可以用于p和s波“回响事件”。在这种事件部分模式转换中，例如根据传播通过近表面5与基层6之间的界面，或在其上的反射。然而在回响事件中，p和s波并不直接从接收器出现模式转换的点通过。然而在回响事件中，p和s波在近表面的边界经过一个或多个反射，从而在入射到接收器之前多次通过近表面5。
地震数据也可以包含由于不是出现在近表面边界、而是近表面之中的部分模式转换而产生的事件。这可能是由于例如近表面中的成层效果产生的。
在如上所述的实施例中，p和s波事件之一由部分模式转换产生。然而如上所示本发明并不限于此，并可以用于任何对应的p和s事件对，其中该两个事件的幅度和/或波形的差别主要由于近表面5而产生。例如，在使用既发射p波又发射s波的地震勘测中，所得到的数据将包含由于在近表面5低层上的特定点p波的反射产生的事件，也包含由于在近表面5低层上的该点s波的反射产生的对应事件。本发明可以用于这些事件。应该注意到，由于水柱并不支持s波传播，发射s和p模式的源需要设置在海床上，地球表面上或钻孔中。
图18是本发明一个实施例的流程图。首先，在步骤1，在勘测位置得到多分量的震数据。该地震数据应该包括该质点运动的垂直分量和该质点运动的至少一个水平分量。设置在勘测区域中不同位置的多个接收器获得该数据。多分量数据可以是全3C或4C地震数据。
除了将本发明用于新得到的地震数据，本发明也可以用于先前存在的勘测数据。因此步骤1可以被步骤2替代从存储器中检索合适的多分量地震数据。
在步骤3，选择相关于第i个接收器的地震数据。在步骤4，从第i个接收器获得的地震数据的两个参数计算第i个接收器的接收器函数。在一个实施例中，通过将第i个接收器得到的质点运动的垂直分量与第i个接收器得到的质点运动的水平分量进行相互关联获得该接收器函数，其中垂直分量作为该得到的地震数据的一个参数，水平分量作为该得到的地震数据的另一参数。在该实施例中，假定水平分量是接收器质点运动的x分量(径向分量)，记录在接收器的质点运动是质点速度，但本发明并不限于此。
步骤4的结果给出图5或图6(a)中所示类型的第i个接收器的接收器函数。
在步骤5，第i个接收器的接收器函数相对于接收器函数零时间延迟峰值的幅度被归一化。步骤5的结果是图6(b)中所示第i个接收器的归一化的接收器函数。
在步骤6，确定该归一化的接收器函数中的“静态峰值”。这可以通过例如使用自动选择方法完成，或者可以通过手动选择“静态峰值”的操作者输出步骤5的结果用于显示来完成。
在步骤7，确定该归一化的接收器函数中的“静态峰值”幅度。在步骤8，“静态峰值”幅度被用来归一化记录在第i个接收器的质点运动水平分量的原始轨迹。
在步骤9，确定来自接收器阵列中的所有接收器的数据是否被处理完。如果确定的结果是“否”，一个适当的计数器在步骤10增1，然后对于第i+1个接收器重复步骤3至9。
当在步骤9中得到“是”的确定结果，这表示来自阵列中的所有接收器的数据已经被处理完毕。该处理的结果然后在步骤11可以被输出。数据可以任何适当的形式输出——例如它可以打印到纸上、显示到可视显示单元上、或可以被存储到用于顺序查找的任何适当形式。可替换的，该数据可以提交给附加处理，以确定与勘测位置的地质构造相关的信息。
在步骤11可以选择数据输出的形式，以适合用户的特定需要。输出的数据可以包括步骤4所产生的接收器函数、步骤5所产生的归一化的接收器函数、步骤7中确定的归一化的接收器函数中“静态峰值”的幅度、或步骤8所确定的质点运动水平分量归一化的轨迹中的一些或全部。
本发明的方法并不限于按照图8中的顺序执行这些步骤。例如选择“静态峰值”的步骤6可以在归一化接收器函数的步骤5之前进行。而且在图8中所示的方法中，对于一个接收器顺序执行步骤3至8，然后对于另一接收器重复执行等等。可替换的，有可能对于一个接收器执行步骤3和4，然后对于其它接收器在进入步骤5之前重复步骤3和4。相似的，在进入选择“静态峰值”的步骤6之前，可以对于每一接收器执行归一化接收器函数的步骤5。同样的，在进入确定“静态峰值”幅度的步骤7之前，可以对于每一接收器执行选择“静态峰值”的步骤6，并且在进入归一化质点运动的水平分量的步骤8之前，可以对于每一接收器执行确定“静态峰值”幅度的步骤7。
如果可能识别“静态峰值”或与各个未叠层的接收器函数中p和s波穿过近表面的时间差相关的另一事件，图8中的方法是适合的。然而在某些情况中，不可能识别各个接收器函数中的“静态峰值”，在这种情况下，需要包括叠层接收器函数以增强信噪比的步骤。
如果需要对“静态峰值”识别的叠层步骤，图8中的步骤4将被对第i个接收器集合计算所有接收器函数的步骤代替。第i个接收器集合包含所有记录在第i个接收器的轨迹，并且对于这些轨迹中的每一个，有可能计算接收器函数。该步骤之后是叠层所有第i个接收器集合所计算得到的接收器函数的步骤(图8中未示出)。然后对第i个接收器集合的叠层的接收器函数进行图8中的步骤5至7。
然后对于为其它接收器集合所确定的接收器函数重复该叠层处理。
图9根据本发明的可编程设备5的示意方框图。该系统包括可编程数据处理器8和程序存储器9，例如是只读存储器ROM形式的，用于存储控制数据处理器8的程序以执行，例如如图8中所描述的方法。该系统进一步包括非易失性读/写存储器10用于存储，例如任何在缺少供电电源时必须保留的数据。为数据处理器提供随机访问存储器(RAM)11作为“工作”或“中间结果暂存器”存储器。提供输入接口12，例如用于接收命令或数据。提供输出接口13，例如用于显示与进程相关的信息和该方法的结果。用户定义的数据可以通过输入接口12提供，或可选的通过机器可读的存储器14提供。
用于操作系统和用于执行此前所描述的方法的程序存储在程序存储器9中，其可以是半导体存储器，例如熟知的ROM类型的。然而该程序可以在任何其它合适的存储器媒体中，例如磁数据载体9a(诸如“软盘”)或CD-ROM 9b。
权利要求
1.一种处理包括对应于第一和第二模式的地震能量的地震数据的方法，该方法包括a)处理表示在第一接收器处获得的至少包括对应于第一模式的事件的地震数据的第一参数的轨迹，以及处理表示在第一接收器处获得的至少包括对应于第二模式的事件的地震数据第二参数的轨迹；b)在处理的数据中识别对应于部分模式转换的事件；和c)从处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度和/或波形获得信息。
2.如权利要求1中的方法，其中通过在地层边界面的第一模式的部分模式转换产生第二模式。
3.如权利要求1或2中的方法，其中步骤(c)包括将处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度进行归一化。
4.如权利要求3中的方法，其中步骤(c)包括相对于零时间延迟时的处理的数据的幅度将处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度进行归一化。
5.如权利要求3或4中的方法，进一步包括相对于对应部分模式转换事件的归一化的幅度对表示第二参数的轨迹进行归一化的步骤。
6.如权利要求1、2、3、4或5中的方法，进一步包括对于第二接收器得到的地震数据重复步骤(a)、(b)和(c)的步骤，第二接收器与第一接收器的位置不同。
7.如前述权利要求中任一项的方法，其中地震数据的第一参数是各个接收器得到的质点运动的垂直分量。
8.如权利要求7中的方法，其中地震数据的第二参数是各个接收器得到的质点运动的水平分量。
9.如权利要求7中的方法，其中地震数据的第二参数是各个接收器得到的在地震能量源与各个接收器之间的方向上的质点运动的分量。
10.如权利要求1至6中的任何一项的方法，其中地震数据的第一和第二参数中的至少一个是通过分解各个接收器所得到的地震数据获得的。
11.如前述权利要求中任一项的方法，其中步骤(a)包括将表示第一接收器得到的地震数据第一参数的轨迹与表示第一接收器得到的地震数据第二参数的轨迹进行相互关联。
12.如权利要求1-10中的任何一项的方法，其中步骤(a)包括将表示第一接收器得到的地震数据第一参数的轨迹从表示第一接收器得到的地震数据第二参数的轨迹中去卷积。
13.一种地震勘测的方法，包括将以第一模式传播的地震能量导向到海床层的边界面，使得在该边界面处发生地震能量转换成第二模式的部分模式转换；在一个或多个接收器得到包括第一和第二模式地震能量的地震数据；和根据权利要求1至12中任一项所定义的方法处理该地震数据。
14.一种用于处理包括第一和第二模式的地震能量的地震数据的设备，该设备包括a)用于处理表示在第一接收器处获得的至少包括对应于第一模式的事件的地震数据的第一参数的轨迹，和处理表示在第一接收器处获得的至少包括对应于第二模式的事件的地震数据的第二参数的轨迹的装置；b)用于在处理的数据中识别对应于部分模式转换的事件的装置；和c)用于从处理的数据中对应于部分模式转换的事件的幅度和/或波形获得信息的装置。
15.如权利要求14的装置，包括归一化装置，用于将对应于部分模式转换的事件的被处理数据中的幅度进行归一化。
16.如权利要求15的装置，其中所述归一化装置适合于相对零时间延迟时的相互关联的数据的幅度将对应于部分模式转换的事件的相互关联的数据中的幅度进行归一化。
17.如权利要求14至16中的任何一项的装置，包括用于相对于与部分模式转换对应的事件的归一化的幅度将表示第二参数的轨迹进行归一化的装置。
18.如权利要求14至17中的任何一项的装置，包括可编程数据处理器。
19.一种存储媒体，包含用于如权利要求18所述装置的数据处理器的程序。
全文摘要
一种处理包括地震能量第一和第二模式的地震数据的方法，其中通过在海床层边界面的第一模式的部分模式转换产生第二模式，该方法包括将在接收器得到的并包括对应于第一模式的轨迹与在相同接收器得到的并包括对应于第二模式的轨迹进行相互关联的步骤。识别在相互关联的数据中对应于部分模式转换的事件，例如相对于零时间延迟的相互关联记录图中峰值的幅度，归一化该事件的幅度。可以从接收器阵列中接收器的归一化的相互关联记录图中得出关于由该层所产生的静态偏移效果的信息和/或关于矢量失真的信息。
文档编号G01V1/36GK1656388SQ03802203
公开日2005年8月17日 申请日期2003年1月20日 优先权日2002年1月25日
发明者约翰·O·A·罗博特森, 安德鲁·柯蒂斯, 德克-简·范曼恩 申请人:维斯特恩格科地震控股有限公司
专业数控铣床产品供应商
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