Description:

"Морская сейсморазведка: Улучшение глубинности и разрешения при использовании буксируемой косы с двумя типами приемников. Increased resolution and penetration from a towed dual-sensor streamer David Carlson1, Andrew Long2, Walter Sllner1, Hocine Tabti,1 Rune Tenghamn,3 и Nils Lunde3 обсуждают теорию, лежащую в основе буксируемых кос с двумя типами приемников, которые разработаны Petroleum Geo-Services для работ на больших глубинах и получения данных без волн-спутников. Атчик т давления в буксируемой косе всегда записывает два поля волн, которые интерферируют одно с другим. Эти два поля волн — поле давления восходящих tволн, которые распространяются непосредственно на датчик давления снизу и поле давления нисходящих отраженных tволн, распространяющихся вниз от свободной поверхности (поверхности моря) над косой. Таким образом, каждому зарегистрированному отраженному импульсу в традиционных морских косах сопутствует отражение-спутник от поверхности океана. Отраженный импульс нежелательно удлиняется, что сокращает временное разрешение. Следовательно, на частотном спектре волн-спутников на приемнике имеется серия "режекций". Частота "режекций" для отражений при нулевом угле всегда равна 0 Гц и целому кратному Vw/2d, где Vw скорость звука в воде, а d глубина приемника. Этот эффект фильтрации в данных на записи ограничил глубины буксирования косы до диапазона порядка 6-9 м. Большая глубина буксировки была бы более желательна, поскольку она могла бы улучшить запись более низких частот, помимо того, что сейсмические датчики были бы помещены гораздо ниже зоны, на которую влияют поверхностные шумы, вызываемые погодными условиями. Однако это бы имело деструктивное влияние на более высокие частоты записанного сигнала, поскольку режекция спутников переместилась бы в сторону более низких частот (Рисунок 1a). Взаимоувязка между низкими и высокими частотами заставляет геофизику параметризовать съемки с косами в целях максимизации качества данных на одной целевой глубине, тогда как в жертву приносятся качество изображения на меньших или больших глубинах. Уже давно было понятно, что путем измерения и записи сейсмических данных от совместно расположенных гидрофонов и датчиков скорости смещения, и путем правильной комбинации их сигналов, можно избавиться от волн-спутников (Schneider and Backus, 1964; Claerbout, 1976). Был предложен новый сплошной кабель для двух видов приемников, которые одновременно измеряют давление с использованием гидрофонов и вертикальную компоненту скорости смещения частиц с помощью датчика движения (Tenghamn et al., 2007). Для каждого типа измерений, отражения от поверхности воды (спутники) являются фильтром для данных (Рисунок 1b). В отличие от датчиков давления, датчики скорости являются направленными, поэтому поле скоростей нисходящих волн измеряется как поле, имеющее одинаковую полярность с полем скорости восходящих волн. Следовательно, как показано на Рисунке 1b, "режекции" спутника на приемнике для датчика скорости все еще разделены целым кратным Vw/2d но смещены на Vw/4d относительно спектра гидрофона. Перед тем как рассматривать данные двух типов датчиков необходимо отметить четыре момента: Пики и минимумы амплитудного спектра для данных давления дополняют пики и минимумы данных скорости (Рис. 1b). Правильное суммирование данных скоростей смещения и давления подавит амплитуду волн-спутников (поле нисходящих волн от поверхности моря), которые идут вслед за каждой однократной волной, а минимумы амплитудного спектра будут убраны. Это относится ко всем углам падения, т.е. для всех удалений источник-приемник. Противоположное суммирование даст нисходящие отраженные волны от поверхности моря, которые содержат информацию о состоянии моря, что очень полезно для последующей обработки, например для подавления кратных волн, связанных с поверхностью, как будет показано ниже. Разделение поля волн восстанавливает амплитуды низких и высоких частот, которые обычно отсутствуют на данных традиционной морской сейсморазведки. Технически более привлекательно буксировать косу как можно глубже, там, где будут минимальными погодные помехи и шумы от работы. Косы проще управлять на больших глубинах, а глубинность сигнала для низких частот оптимизирована. Как показано ниже, доступность измерения скорости смещения частиц позволяет производить буксирование на глубине и одновременное получение высокоамплитудных сигналов для низких и высоких частот — с улучшенным соотношением сигнал-шум (Carlson et al., 2007). Новая коса бесшумная, сплошная коса, предназначенная для суровых условий работы и помогает получать данные без волн-спутников за один проход, при одной глубине косы. Поля восходящих и нисходящих волн можно экстраполировать и суммировать для реконструкции общего поля волн для любой требуемой глубины буксировки в целях повторения параметров любой существующей съемки, что позволяет производить сопоставление 4D данных, а также в качестве преимуществ дает улучшенные чистые изображения. Теория косы с двумя типами датчиков: Если вертикальная компонента скорости смещения частицы измеряется совместно с полем давления, поле сейсмических волн можно разложить при обработке данных на восходящую и нисходящую компоненты давления и поле скоростей (e.g. Schneider and Backus, 1964; Claerbout, 1976; Barr and Sanders, 1989; Amundsen, 1993; Fokkema and van den Berg, 1993). Инверсию функции с режекцией на частотном спектре полностью минуют. Более того, форма поверхности моря не играет роли, а косу можно буксировать на любой глубине. Импульс источника можно также получить из данных, лишенных волн-спутников, что позволит применять мудреные процедуры подавления кратных. Рисунок 2 Концептуальный суммарный синтетический разрез нулевых удалений для датчика давления, скорости смещения и суммированный для давления+скорости, соответственно. Время прихода однократной волны и волны-спутника при приемнике идентично для давления и скорости. Полярность первичного отражения идентично для давления и скорости, но полярность волн-спутников на приемнике противоположно. Суммирование подавляет волну-спутник на приемнике, которая имеется в данных для датчика давлений и скорости. Морская сейсморазведка: Рисунок 3 Сравнение немигрированных суммарных разрезов. Отметим дополняющий амплитудный спектр для давления и скорости смещения частиц (смотрите также Рис. 1). Изображения приведены слева направо, результат только для давления, только вертикальной компоненты скорости смещения, и восходящего поля давления (без волн спутников), полученного из полей давлений и скоростей смещения. В частотно-волновочисловой области поля давлений восходящих и нисходящих волн связаны с давлением и вертикальной компонентой скорости смещения частиц следующим матричным уравнением: В частотно-волновочисловой области, решением для вертикальной компоненты скорости смещения частицы будет: где kz — волновое число по вертикали, а положительная ось z направлена вниз. Пример разделения по волновым числам показан на Рисунке 3. Этот пример взят из съемки с косой длиной 6100 м. Данные по давлению и скоростям смещения были записаны с помощью близкорасположенных датчиков на глубине 15 м. Извлечение поля давлений (без волн-спутников) для восходящей волны произведено в соответствии с принципами, описываемыми выше. В однородной среде вертикальный градиент давления связан с вертикальной компонентой скорости смещения частиц Vz посредством уравнения движения: где ω — круговая частота, а ρ — плотность. z — глубина положения приемника. Это уравнение действительно для плоской косы и ровной поверхности моря и подразумевает, что прямые волны были подавлены. Примеры данных, приводимые в данной работе, соответствуют регистрации 2D, и следовательно при обработке данн" Ключевые слова: widmaier, break, правый, поверхность море, традиционный коса, использоваться, показанный, schneider, обработка, sllner, data, claerbout, частота, разрешение, скорость смещение, тип датчик, vaage, справа, амплитудный спектр, получение, давление волна-спутник, amundsen, буксировать, break декабрь, использование, цель, рисунок, спектр, eage, образ, записанный, кратное, частотный, частица, вертикальный компонент, давление, частотный содержание, общий поле, скорость, приемник, диапазон, geophysics, тема, тип, амплитуда, режекций, нисходящий, суммарный, подавление, декабрь, получить, датчик давление, поле скорость, backus, давление скорость, левый, датчик, специальный тема, датчик скорость, сейсморазведка, волна, преимущество, кос, вертикальный, сигнал, разрез, восходящий нисходящий, волна-спутник, приёмник, поле, глубина приемник, обработка дать, сейсмический, коса тип, полученный, fokkema, carlson, компонент, низкий частота, общий, соотношение, глубина буксировка, смещение, поверхность, шум, специальный, нулевой, направленный, желательный, традиционный, морской, суммарный разрез, улучшение, море, уровень дно, смещение частица, отражённый, буксирование, тема морской, разделение, гидрофон, волна-спутник полученный, привести, brox, морской сейсморазведка, дать датчик, коса, поле волна, восходящий волна, приведенный, амплитудный, глубина, угол, восходящий, существенный, запись, seismic, отражение, записать, petroleum, компонент скорость, высокий, дать тип, соответственно, относиться, отметить, высокий частота, низкий, экстраполировать, буксировка, нисходящий волна, поле давление, cable, спутник, дать, давление восходящий, ikelle