BR102013004831B1

BR102013004831B1 - método e aparelho para levantamento eletromagnético de uma formação de subsuperfície

Info

Publication number: BR102013004831B1
Application number: BR102013004831-3A
Authority: BR
Inventors: Dougal KENNEDY; Gustav Göran Mattias Südow; Andras Robert Juhasz
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US20140239958A1; BR102013004831A2; US8797036B2; US20130221969A1; GB2501359A; GB201302835D0; NO345602B1; GB2501359B; US9864088B2; NO20130254A1

Abstract

São revelados métodos e aparelho para levantamento eletromagnético (EM) de fonte adaptativa. De acordo com uma modalidade, um sinal de forma de onda de fonte é gerado, e um sinal EM de saída que é baseado no sinal de forma de onda de fonte é transmitido usando uma antena (18). Um sinal eletromagnético responsivo é detectado usando pelo menos um sensor eletromagnético, e um sinal de forma de onda de receptor (16) baseado no sinal eletromagnético responsivo é obtido. Um sinal de controle de realimentação que depende de pelo menos um sinal de entrada é determinado. Com base no sinal de controle de realimentação, o sinal de forma de onda de fonte é adaptado. Outras modalidades, aspectos e recursos também são revelados.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA LEVANTAMENTO ELETROMAGNÉTICO DE UMA FORMAÇÃO DE SUBSUPERFÍCIE

Antecedentes

[001] Levantamento geofísico eletromagnético (EM) envolve transmitir um campo elétrico ou um campo magnético para dentro de formações de solo abaixo da superfície, tais formações estando abaixo de um corpo de água tal como um mar, rio, lago, ou oceano em levantamentos marítimos, e medir amplitude de campo elétrico e/ou amplitude de campos magnéticos ao medir diferenças de tensão induzidas em eletrodos, antenas e/ou interrogar magnetômetros dispostos na superfície da terra, no fundo do corpo de água ou acima dele. Os campos elétricos e/ou magnéticos são induzidos em resposta ao campo elétrico e/ou campo magnético transmitido para dentro da subsuperfície da terra, e conclusões a respeito da distribuição espacial de condutividade da subsuperfície da terra são obtidas a partir de gravações dos campos elétricos e/ou magnéticos induzidos.

[002] Levantamento eletromagnético também pode envolver transmitir um campo eletromagnético variando no tempo para dentro das formações de subsuperfície ao passar corrente elétrica variando no tempo através de uma antena transmissora. A corrente alternada pode ter uma ou mais frequências distintas selecionadas. Tal levantamento é conhecido como levantamento eletromagnético de fonte controlada de domínio da frequência (f-CSEM). Uma outra técnica é conhecida como levantamento eletromagnético de fonte controlada transitória (t-CSEM). Em t-CSEM, corrente elétrica é passada através de um transmissor na superfície da terra (ou perto do fundo de um corpo de água), em um modo similar ao do f-CSEM. A corrente elétrica pode ser corrente contínua (DC). Em um tempo selecionado, a corrente elétrica é desligada, ligada ou tem sua polaridade mudada, e tensões e/ou campos magnéticos induzidos são medidos, tipicamente com relação a tempo ao longo de um intervalo de tempo selecionado, na superfície da terra ou superfície da água. Técnicas de comutação alternativas são possíveis.

[003] Os métodos mencionados anteriormente para f-CSEM e t-CSEM têm sido adaptados para uso em ambientes marítimos. Sensores baseados em cabos têm sido imaginados para detectar sinais de campos elétricos e/ou magnéticos resultantes de transmitir campos elétricos e/ou magnéticos para dentro de formações abaixo do fundo de um corpo de água. Sistemas com receptores eletromagnéticos rebocados também têm sido imaginados.

Descrição Resumida dos Desenhos

[004] A figura 1 representa um aparelho de levantamento marítimo que pode ser usado para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção.

[005] A figura 2 é um fluxograma mostrando um método para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção.

[006] A figura 3 representa sinais de entrada que podem ser usados para adaptar uma forma de onda de fonte de acordo com uma modalidade da invenção.

[007] A figura 4 representa um sinal de forma de onda de fonte de banda larga nos domínios da frequência e do tempo de acordo com uma modalidade da invenção.

[008] As figuras 5A e 5B representam gráficos de domínio da frequência de um espectro de resposta de frequência da terra de exemplo e de um sinal de forma de onda de fonte correspondente, respectivamente, de acordo com uma modalidade da invenção.

[009] As figuras 6A e 6B representam, respectivamente, um deslocamento de frequência positivo na resposta de frequência da terra e um deslocamento positivo correspondente em um sinal de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção.

[0010] As figuras 7A e 7B representam, respectivamente, um deslocamento de frequência negativo na resposta de frequência da terra e um deslocamento negativo correspondente em um sinal de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção.

[0011] A figura 8 é um diagrama de blocos representando componentes selecionados de um sistema para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção.

[0012] Deve ser notado que as figuras fornecidas não estão necessariamente em escala. Elas são fornecidas para propósitos de ilustração para facilitar o entendimento da invenção atualmente revelada.

Descrição Detalhada

[0013] A presente revelação fornece técnicas de levantamento eletromagnético inovadoras que usam um sinal de fonte que se adapta ou muda durante o levantamento. As adaptações feitas para o sinal de fonte podem depender de um sinal de receptor, o qual é obtido ao usar um ou mais sensores eletromagnéticos, e/ou de um sinal auxiliar, o qual é obtido ao usar um ou mais sensores auxiliares.

[0014] A figura 1 representa um aparelho de levantamento marítimo que pode ser usado para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como mostrado, um navio de levantamento 10 pode se deslocar ao longo da superfície 9 de um corpo de água 11, tal como um mar, rio, lago ou oceano. O navio 10 pode incluir equipamento que pode ser referido como um sistema de gravação 12. O sistema de gravação 12 pode incluir dispositivos para aplicar corrente elétrica a uma antena ou antenas, tais como os eletrodos de fonte 18 e/ou outros dispositivos dispostos em um cabo de fonte 14 rebocado pelo navio 10. O sistema de gravação 12 também pode incluir equipamento de navegação para controlar o navio 10, posicionar equipamento para determinar a posição geodésica do navio 10 e de componentes rebocados pelo navio 10 na água 11, e um dispositivo de gravação de sinal para gravar dados tais como sinais detectados por um ou mais sensores em um cabo com sensores 16. Tal como mostrado, o cabo com sensores 16 também pode ser rebocado pelo navio 10. Alternativamente, o cabo com sensores 16 pode ser rebocado por um outro navio (não mostrado), ou os sensores podem ser configurados em cabos de fundo de oceano.

[0015] O cabo de fonte 14 no presente exemplo pode incluir uma antena consistindo de múltiplos (dois estão mostrados no exemplo ilustrado) eletrodos de fonte 18 dispostos em posições espaçadas ao longo do cabo de fonte 14. Em tempos selecionados, um dos equipamentos no sistema de gravação 12 pode conduzir corrente elétrica através dos eletrodos de fonte 18. A componente variando no tempo de tal corrente elétrica produz um campo eletromagnético que se propaga através da água 11 e para dentro das formações de subsuperfície abaixo do fundo da água 19. As formações de subsuperfície abaixo do fundo da água 19 podem incluir, por exemplo, uma região de anomalia resistiva 30 cujas características podem ser o alvo do levantamento.

[0016] O arranjo dos eletrodos de fonte 18 mostrado na figura 1, referido como uma antena de dipolos elétricos horizontais em linha, não é o único tipo de antena transmissora eletromagnética que pode ser usado com a invenção. O cabo de fonte 14 também pode incluir, além da antena transmissora horizontal de dipolos elétricos em linha mostrada na figura, ou em substituição a ela, qualquer uma ou mais de uma antena de dipolos elétricos de linhas cruzadas, uma antena de dipolos elétricos verticais, e antena de dipolos magnéticos horizontais ou verticais (laço de corrente), ou dispositivos similares com outras orientações com relação à direção de reboque.

[0017] No exemplo ilustrado, o navio 10 também pode rebocar pelo menos um cabo com sensores 16. O cabo com sensores 16 pode incluir uma pluralidade dos sensores eletromagnéticos 20 em posições espaçadas ao longo do cabo com sensores 16. Cada um dos sensores eletromagnéticos 20 pode medir um parâmetro relacionado com o campo eletromagnético resultando da interação do campo eletromagnético transmitido pelo transmissor (por exemplo, pelos eletrodos de fonte 18) para dentro das formações de subsuperfície abaixo do fundo da água 19. No presente exemplo, os sensores eletromagnéticos podem ser pares de eletrodos receptores dispostos em posições espaçadas ao longo do cabo com sensores 16. Uma componente de campo elétrico do campo eletromagnético resultando da interação do campo eletromagnético transmitido com as formações abaixo do fundo da água 19 pode induzir tensões através de cada um dos pares de eletrodos receptores, e tais tensões podem ser detectadas por um circuito de medição de tensão. Tais circuitos de medição de tensão podem ser dispostos no cabo com sensores 16 e/ou no sistema de gravação 12. Um outro exemplo de um sensor eletromagnético que pode ser usado é um magnetômetro de um único eixo geométrico ou de múltiplos eixos geométricos, tal como um magnetômetro de porta de fluxo.

[0018] O cabo com sensores 16 em alguns exemplos também pode incluir sensores sísmicos, tais como hidrofones e/ou geofones, mostrados de uma maneira geral como 22, dispostos em localizações espaçadas ao longo do cabo com sensores 16. Para tais exemplos onde o cabo com sensores 16 inclui sensores sísmicos, o navio de levantamento 10 ou um outro navio pode rebocar uma fonte de energia sísmica 24, tal como um canhão a ar ou conjunto de canhões a ar. A fonte de energia sísmica 24 pode ser acionada em tempos selecionados por certo equipamento no sistema de gravação 12 e sinais detectados pelos sensores sísmicos 22 podem ser gravados por um dispositivo de gravação de sinal no sistema de gravação 12. Durante operações de levantamento, sinais sísmicos podem ser obtidos substancialmente de forma contemporânea com sinais eletromagnéticos detectados pelo sensor eletromagnético 20 ou podem ser obtidos em outros momentos.

[0019] Deve ser entendido que o sistema de exemplo na figura incluindo somente um cabo com sensores 16 está mostrado para ilustrar como criar e usar um cabo com sensores de acordo com vários aspectos da invenção. Um cabo com sensores como este pode ser usado em sistemas de aquisição que incluem uma pluralidade de cabos com sensores espaçados lateralmente rebocados pelo navio de levantamento 10, e/ou por um outro navio, em uma configuração selecionada para fornecer sinais eletromagnéticos e/ou sísmicos “em linha” e “de linhas cruzadas”. Aspectos adicionais de aparelho de levantamento marítimo para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa são discutidos com mais detalhes a seguir.

[0020] A figura 2 é um fluxograma mostrando um método 200 para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção. O método 200 pode ser executado usando aparelho que está em um navio, ou é rebocado por ele, se deslocando em um corpo de água. Um alvo do levantamento eletromagnético pode ser uma região de anomalia resistiva ou outra formação de subsuperfície.

[0021] De acordo com a etapa 202, um sinal de forma de onda de fonte é gerado. A geração de forma de onda de fonte pode ser realizada usando um gerador de fonte ajustável. O sinal de forma de onda de fonte pode ser, por exemplo, um sinal de banda larga que inclua um ou mais picos de frequência pronunciados.

[0022] De acordo com o bloco 203, o sinal de forma de onda de fonte pode ser amplificado, se necessário, usando um circuito amplificador de transmissor para fornecer um sinal de fonte amplificado. De acordo com a etapa 204, um sinal eletromagnético (EM) de saída pode ser transmitido. A transmissão pode ser realizada usando uma antena que é acionada pelo sinal de fonte amplificado. O sinal EM de saída pode ser transmitido submerso e abaixo do fundo do corpo de água de tal maneira que ele interage com uma estrutura de subsuperfície alvo.

[0023] De acordo com a etapa 206, um sinal EM responsivo pode ser recebido por um ou mais sensores eletromagnéticos. O sinal EM responsivo depende das características estruturais e de material do corpo de água e da estrutura de subsuperfície e fornece informação com relação a elas. De acordo com a etapa 20i, um sinal de receptor pré-amplificado pode ser obtido dos sensores. De acordo com a etapa 208, o sinal de receptor pré-amplificado pode ser amplificado usando um circuito amplificador de receptor para fornecer um sinal de forma de onda de receptor. Esta etapa de amplificação 208 é opcional e pode não ser necessária se o pré-amplificador tiver ganho suficientemente alto.

[0024] De acordo com a etapa 210, um sinal de controle de realimentação pode ser determinado usando um circuito gerador de realimentação. O sinal de controle de realimentação pode depender pelo menos do sinal de forma de onda de receptor que pode ser recebido pelo gerador de realimentação proveniente do circuito amplificador de receptor. O sinal de controle de realimentação também pode depender do sinal de forma de onda de fonte que pode ser recebido do gerador de fonte. Em certas modalidades da invenção, o sinal de controle de realimentação pode depender adicionalmente de um ou mais sinais auxiliares obtidos de um ou mais sistemas auxiliares de acordo com a etapa 209. Por exemplo, os sinais auxiliares podem ser obtidos de sensores geofones e/ou hidrofones que podem ser rebocados pelo mesmo navio. Como exemplos adicionais, os sinais auxiliares podem ser obtidos de outros sensores, tais como acelerômetros e magnetômetros no cabo sismográfico flutuante EM medindo com seu movimento. Adicionalmente, em modalidades com múltiplas fontes, o sinal de controle de realimentação para uma fonte pode depender de sinais auxiliares obtidos do gerador de fonte associado com uma outra fonte.

[0025] De acordo com a etapa 212, o sinal de forma de onda de fonte pode ser ajustado com base no sinal de controle de realimentação. O gerador de fonte ajustável pode ser configurado para receber o sinal de controle de realimentação e para utilizar o mesmo a fim de fazer um ajuste apropriado no sinal de forma de onda de fonte. Por exemplo, um pico de frequência no sinal de forma de onda de fonte pode ser deslocado em resposta a um sinal de controle de realimentação indicando um deslocamento de frequência no sinal de forma de onda de receptor, ou à resposta de frequência da terra que é a deconvolução do sinal de forma de onda de receptor com o sinal de forma de onda de fonte.

[0026] Em seguida, tal como mostrado na figura, o método 200 pode retornar para a etapa 202 para repetir execução das etapas discutidas anteriormente (isto é, as etapas 202, 203, 204, 206, 207, 208, 209, 210 e 212). Deste modo, o levantamento EM pode ser executado usando uma fonte que é adaptativa para mudanças no sinal de forma de onda de receptor, na resposta de frequência da terra (e também para mudanças em sinais auxiliares em algumas modalidades). Em uma modalidade, as etapas podem ser repetidas por todo o levantamento de uma região alvo de maneira que a forma de onda de fonte é adaptada continuamente usando o laço de controle de realimentação. Em uma outra modalidade, as etapas 210 e 212 podem ser aplicadas periodicamente de maneira que a forma de onda de fonte é adaptada periodicamente usando o laço de controle de realimentação.

[0027] A figura 3 representa sinais de entrada que podem ser usados para adaptar uma forma de onda de fonte de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como representado na figura 3, os sinais de entrada podem incluir a forma de onda de fonte (s) 302, a forma de onda de receptor (r) 304 e um ou mais sinais auxiliares (ax) 306. Uma função de realimentação f(r, s, ax) 308 pode gerar um sinal de controle de realimentação 309 com base nos sinais de entrada. Ajuste ou adaptação da forma de onda de fonte 310 pode então ser executado com base no sinal de controle de realimentação 309. Isto resulta na forma de onda de fonte nova ou adaptada (s’) 312.

[0028] Embora a figura 3 mostre três tipos de sinais de entrada sendo usados (forma de onda de fonte, forma de onda de receptor e sinais auxiliares), nem todos os três tipos necessitam ser usados para gerar o sinal de controle de realimentação. Em outras palavras, a função de realimentação não necessita depender de todos os três tipos de sinais.

[0029] Por exemplo, em uma modalidade, a função de realimentação f(r, s) pode gerar o sinal de controle de realimentação usando a forma de onda de fonte (s) 302 e a forma de onda de receptor (r) 304, sem usar um sinal auxiliar (ax) 306. Em uma outra modalidade, a função de realimentação f(r) pode gerar o sinal de controle de realimentação usando somente o sinal de forma de onda de receptor (r) 306. Em uma outra modalidade, a função de realimentação f(s, ax) pode gerar o sinal de controle de realimentação usando a forma de onda de fonte (s) 302 e um ou mais sinais auxiliares (ax) 306, sem usar a forma de onda de receptor (r) 304. Em uma outra modalidade, a função de realimentação f(ax) pode gerar o sinal de controle de realimentação usando um ou mais sinais auxiliares (ax) 306. Em uma outra modalidade, a função de realimentação f(r, ax) pode gerar o sinal de controle de realimentação usando a forma de onda de receptor (r) 304 e um ou mais sinais auxiliares (ax) 306, sem usar a forma de onda de fonte (s) 302.

[0030] De acordo com uma modalidade da invenção, a forma de onda de fonte pode ser adaptada em tempo real à medida que um disparo ou linha de levantamento está sendo gravada. De fato, a cadeia fonte-sensor-receptor forma um laço de realimentação em tempo real que pode agir como um sistema de controle. Vantajosamente, o laço de realimentação capacita a definição e uso de regras de otimização específicas que podem resultar em sinais recebidos mais valiosos (isto é, sinais recebidos que contêm mais informação útil).

[0031] Alternativamente de acordo com uma outra modalidade da invenção, a forma de onda de fonte pode ser adaptada em uma escala de tempo maior, tal como, por exemplo, entre disparos durante uma linha. Um exemplo de uma modalidade como esta é descrita agora em relação às figuras 4 a 7B.

[0032] A figura 4 representa um sinal de forma de onda de fonte de banda larga nos domínios da frequência 400 e do tempo 410 de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como mostrado no gráfico de domínio da frequência 400, o sinal de forma de onda de fonte pode incluir um aperfeiçoamento de pico de sensibilidade 402 para o conteúdo de frequência de banda larga 404. A contribuição de aperfeiçoamento de pico de sensibilidade 412 e a contribuição de conteúdo de frequência de banda larga 414 também estão aparentes no gráfico de domínio do tempo 410.

[0033] As figuras 5A e 5B representam gráficos de domínio da frequência de um sinal de resposta de frequência da terra de exemplo e de um sinal de forma de onda de fonte correspondente, respectivamente, de acordo com uma modalidade da invenção. O sinal de resposta de frequência da terra pode ser obtido ao deconvolver o sinal de forma de onda de receptor com o sinal de forma de onda de fonte. Consequentemente, o sinal de resposta de frequência da terra exige ambos os sinais de forma de onda de receptor e de fonte.

[0034] Tal como mostrado na figura 5A, a resposta de frequência da terra pode incluir uma amplitude local mínima na frequência f0. Tal como mostrado na figura 5B, o sinal de forma de onda de fonte pode compreender um sinal de banda larga com um pico de amplitude (máximo) na frequência fp. Em uma implementação, um deslocamento de frequência da resposta de frequência da terra pode ser determinado ao obter um deslocamento de frequência na frequência mínima relativa f0, e um deslocamento de frequência no sinal de forma de onda de fonte pode resultar em um deslocamento de frequência na frequência de pico fp.

[0035] As figuras 6A e 6B representam, respectivamente, um deslocamento de frequência positivo na resposta de frequência da terra e um deslocamento positivo correspondente em um sinal de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como representado na figura 6A, a frequência mínima relativa f0 pode experimentar um deslocamento de frequência positivo de um sinal anterior 602 para um sinal corrente 603. De acordo com uma modalidade da invenção, o sinal de forma de onda de fonte pode mudar ou se adaptar em resposta ao deslocamento de frequência positivo na resposta de frequência da terra. Tal como mostrado na figura 6B, o sinal de forma de onda de fonte pode ser ajustado (com base em um sinal de controle de realimentação) de maneira que a frequência de pico fp experimente um deslocamento de frequência positivo correspondente de um sinal anterior 604 para um sinal corrente 605.

[0036] As figuras 7A e 7B representam, respectivamente, um deslocamento de frequência negativo na resposta de frequência da terra e um deslocamento negativo correspondente em um sinal de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como representado na figura 7A, a frequência mínima relativa f0 pode experimentar um deslocamento de frequência negativo de um sinal anterior 702 para um sinal corrente 703. De acordo com uma modalidade da invenção, o sinal de forma de onda de fonte pode mudar ou se adaptar em resposta ao deslocamento de frequência negativo na resposta de frequência da terra. Tal como mostrado na figura 7B, o sinal de forma de onda de fonte pode ser ajustado (com base em um sinal de controle de realimentação) de maneira que a frequência de pico fp experimente um deslocamento de frequência negativo correspondente de um sinal anterior 704 para um sinal corrente 705. Deve ser notado que embora as figuras descritas anteriormente mostrem um pico largo contínuo nos sinais de forma de onda de fonte, um sinal de forma de onda de fonte real pode incluir uma coleção de picos distintos cuja posição de amplitude e frequência pode ser otimizada. Por exemplo, o sinal de forma de onda de fonte pode incluir diversos (por exemplo, dez) picos distintos (em vez de os picos largos contínuos conforme as figuras 5B, 6B e 7B) que devem delinear a “protuberância” na curva de resposta de frequência (conforme as figuras 5A, 6A e 7A). Os diversos picos distintos do sinal de forma de onda de fonte podem ser ajustados em termos tanto de amplitude quanto de frequência a fim de se adaptarem às mudanças no sinal de forma de onda de receptor.

[0037] O deslocamento de frequência descrito anteriormente do sinal de fonte em uma resposta adaptativa para deslocamento de frequência em resposta de frequência da terra pode ser implementado, por exemplo, em uma base de disparo por disparo. Em uma modalidade como esta, a posição de amplitude mínima da resposta de frequência da terra de um disparo anterior pode ser usada como realimentação para ajustar a frequência de pico do sinal de fonte para um disparo corrente. Vantajosamente, a razão de sinal para ruído (SNR) efetiva do sinal recebido pode ser melhorada com esta técnica.

[0038] Em outras modalidades, em vez de a resposta de frequência da terra, outros sinais podem ser usados para fornecer realimentação para ajustar o sinal de fonte. Por exemplo, uma frequência de pico no espectro de frequência do sinal de receptor pode ser usada como realimentação para ajustar a frequência de pico do sinal de fonte para um disparo corrente.

[0039] Em outras modalidades, a adaptação do sinal de fonte pode depender de realimentação para múltiplos disparos anteriores. Por exemplo, a resposta de frequência da terra ou o sinal de receptor para diversos disparos anteriores em sequência pode ser processado e usado como realimentação para ajustar a frequência de pico do sinal de fonte para um disparo corrente.

[0040] Em uma outra modalidade, a adaptação do sinal de fonte pode depender de realimentação gerada de múltiplos sinais. Por exemplo, o sinal de forma de onda de receptor e um ou mais sinais auxiliares podem ser processados para fornecer realimentação para ajustar o sinal de fonte.

[0041] Os sinais auxiliares podem ser obtidos de vários dispositivos. Por exemplo, acelerômetros podem fornecer sinais que podem ser utilizados para agir contra efeitos de condições meteorológicas mudando durante um levantamento. Se os sinais de acelerômetro indicarem grandes movimentos indicativos de uma tempestade, então a fonte pode ser adaptada para gerar sinais de fonte de maior amplitude e menor frequência a fim de melhorar uma razão de sinal para ruído. Por outro lado, se os sinais de acelerômetro indicarem somente pequenos movimentos indicativo de condições meteorológicas mais calmas, então a fonte pode ser adaptada para gerar um sinal de fonte de banda mais larga para alcançar melhor cobertura de frequência.

[0042] A figura 8 é um diagrama de blocos representando um sistema 800 para levantamento eletromagnético de fonte adaptativa de acordo com uma modalidade da invenção. Tal como mostrado, o sistema 800 pode incluir um subsistema de transmissão (por exemplo, transmissor) 810, um subsistema de recepção (por exemplo, receptor) 820, um subsistema de gravação (por exemplo, gravador) 830, um subsistema de controle de realimentação (por exemplo, controlador de realimentação) 840, e um ou mais subsistemas auxiliares 850. Os vários componentes do sistema 800 podem estar em um navio, ou rebocados por ele, se deslocando sobre uma estrutura de subsuperfície alvo sob um corpo de água.

[0043] O subsistema de transmissão 810 pode incluir um gerador de fonte ajustável 812, um amplificador de transmissor 814 e uma antena 816 (por exemplo, os eletrodos de fonte 18 na figura 1). O gerador de fonte ajustável 812 pode ser um circuito arranjado para gerar um sinal de forma de onda de fonte 813. O sinal de forma de onda de fonte 813 pode ser, por exemplo, um sinal de banda larga que inclui um ou mais picos de frequência. O amplificador de transmissor 814 pode ser um circuito arranjado para amplificar o sinal de forma de onda de fonte 813 para fornecer um sinal de fonte amplificado 815. A antena 816 pode ser arranjada para ser acionada pelo sinal de fonte amplificado 815 a fim de transmitir um sinal eletromagnético (EM) de saída 817. O sinal EM de saída pode ser transmitido submerso e abaixo do fundo do corpo de água de tal maneira que ele interage com uma estrutura de subsuperfície alvo.

[0044] O subsistema de recepção 820 pode incluir um ou mais sensores EM 822 (por exemplo, os sensores eletromagnéticos 20 na figura 1) e um amplificador de receptor 824. Um sinal EM responsivo 821 pode ser detectado por um ou mais sensores eletromagnéticos 822. O sinal EM responsivo 821 depende das características estruturais e de material do corpo de água e da estrutura de subsuperfície, e fornece informação com relação a elas. Um sinal de receptor pré-amplificado 823 pode ser produzido pelo(s) sensor(s) 822 e pode ser amplificado usando o circuito amplificador de receptor 824 para fornecer um sinal de forma de onda de receptor 825. O sinal de forma de onda de receptor 825 pode ser enviado para o subsistema de gravação 830 e para o subsistema de controle de realimentação 840.

[0045] O subsistema de gravação 830 pode ser arranjado para gravar o sinal de forma de onda de receptor 825 do receptor de sistema 820. De acordo com uma modalidade da invenção, o subsistema de gravação 830 pode ser arranjado adicionalmente para também gravar o sinal de forma de onda de fonte 813 que muda adaptativamente ao longo do tempo durante o levantamento. O subsistema de gravação 830, ou um sistema de processamento de dados separado, pode ser configurado para processar pelo menos o sinal de forma de onda de receptor 825 a fim de extrair informação útil a respeito da estrutura sob o fundo na região sendo levantada.

[0046] O subsistema de controle de realimentação 840 pode ser um circuito arranjado para receber pelo menos o sinal de forma de onda de receptor 825 e gerar um sinal de controle de realimentação 841. O sinal de controle de realimentação 841 pode depender pelo menos do sinal de forma de onda de receptor 825 que pode ser recebido pelo subsistema de controle de realimentação 840 proveniente do amplificador de receptor 824. O sinal de controle de realimentação também pode depender do sinal de forma de onda de fonte 813 que pode ser recebido do gerador de fonte. Em certas modalidades da invenção, o sinal de controle de realimentação 841 pode depender adicionalmente de um ou mais sinais auxiliares 851 obtidos de um ou mais sistemas auxiliares 850. Por exemplo, os sinais auxiliares 851 podem ser obtidos de sensores geofones e/ou hidrofones que podem ser rebocados pelo mesmo navio. Como exemplos adicionais, os sinais auxiliares 851 podem ser obtidos de outros sensores, tais como acelerômetros e magnetômetros no cabo sismográfico flutuante EM medindo com seu movimento. Adicionalmente, em modalidades com múltiplas fontes, o sinal de controle de realimentação para uma fonte pode depender de sinais auxiliares obtidos do gerador de fonte associado com uma outra fonte.

[0047] O gerador de fonte ajustável 812 no subsistema de transmissão 810 pode ser configurado para receber o sinal de controle de realimentação 841 e para utilizá-lo a fim de fazer um ajuste apropriado no sinal de forma de onda de fonte 813 sendo gerado. Por exemplo, um pico de frequência no sinal de forma de onda de fonte 813 pode ser deslocado em resposta a um sinal de controle de realimentação 841 indicando um deslocamento de frequência no sinal de forma de onda de receptor 825.

[0048] Na descrição anterior, inúmeros detalhes específicos foram dados para fornecer um entendimento completo de modalidades da invenção. Entretanto, a descrição anterior das modalidades ilustradas da invenção não é pretendida para ser exaustiva ou para limitar a invenção às formas precisas revelada. Os versados na técnica reconhecerão que a invenção pode ser praticada sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros métodos, componentes, etc. Em outros casos, estruturas ou operações bem conhecidas não estão mostradas ou descritas detalhadamente para evitar obscurecer aspectos da invenção. Embora modalidades específicas e exemplos para a invenção estejam descritos neste documento para propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da invenção, tal como os versados na técnica pertinente reconhecerão.

[0049] Estas modificações podem ser feitas para a invenção considerando a descrição detalhada anterior. Os termos usados nas reivindicações a seguir não devem ser interpretados para limitar a invenção às modalidades específicas reveladas no relatório descritivo e nas reivindicações. Em vez disto, o escopo da invenção é para ser determinado por meio das reivindicações a seguir, as quais são para ser interpretadas de acordo com doutrinas estabelecidas de interpretação de reivindicação

Claims

Método (200) para levantamento eletromagnético de uma formação de subsuperfície, caracterizado pelo fato de o método compreender:
gerar um sinal de forma de onda de fonte (202);
transmitir um sinal eletromagnético de saída que é baseado no sinal de forma de onda de fonte (204);
detectar, usando pelo menos um sensor eletromagnético, um sinal eletromagnético responsivo (206);
obter um sinal de forma de onda de receptor que é baseado no sinal eletromagnético responsivo (207);
determinar um sinal de controle de realimentação que depende de pelo menos um sinal de entrada em que o pelo menos um sinal de entrada compreende o sinal da forma de onda do receptor (210); e
adaptar o sinal de forma de onda de fonte com base no sinal de controle de realimentação (212).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sinal de entrada compreende adicionalmente um sinal auxiliar (209).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:
amplificar o sinal de forma de onda de fonte para fornecer um sinal de fonte amplificado (203); e
usar o sinal de fonte amplificado para acionar o sinal eletromagnético de saída (208).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:
obter um sinal de receptor pré-amplificado do pelo menos um sensor eletromagnético (207); e
amplificar o sinal de receptor pré-amplificado para obter o sinal de forma de onda de receptor (208).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:
repetir as etapas de gerar, transmitir, detectar, obter, determinar e adaptar durante um levantamento eletromagnético da formação de subsuperfície.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de forma de onda de fonte (813) é gerado e adaptado usando um gerador de fonte ajustável (812) que recebe o sinal de controle de realimentação (841).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação de subsuperfície (19) está sob um corpo de água (9), o sinal eletromagnético de saída é transmitido com uma antena, e em que a antena e o pelo menos um sensor eletromagnético (20) são rebocados submersos por um navio (10) durante o levantamento eletromagnético da formação de subsuperfície (19).
Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um subsistema de controle de realimentação que determina o sinal de controle de realimentação e um gerador de fonte ajustável que adapta o sinal de forma de onda de fonte estão no navio ou são fixados a ele.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar o sinal de controle de realimentação compreende:
determinar um sinal de resposta de frequência da terra ao deconvolver o sinal de forma de onda de receptor com o sinal de forma de onda de fonte; e
determinar um deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra.
Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra é determinado ao obter um deslocamento de frequência de uma amplitude mínima em um espectro de amplitude de frequência do sinal de resposta de frequência da terra.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sinal de controle de realimentação indica que um deslocamento de frequência positivo é para ser aplicado ao sinal de forma de onda de fonte se o deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra for positivo, e em que o sinal de realimentação indica que um deslocamento de frequência negativo é para ser aplicado ao sinal de forma de onda de fonte se o deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra for negativo.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de forma de onda de fonte compreende pelo menos um pico de frequência que é deslocado com base no sinal de controle de realimentação.
Aparelho (800) configurado para levantamento eletromagnético de uma formação de subsuperfície (19) aplicável ao método como definido na reivindicação 1, o aparelho caracterizado pelo fato de compreender:
um transmissor (810) configurado para transmitir um sinal eletromagnético de saída (817) baseado em um sinal de forma de onda de fonte (813);
um receptor (820) configurado para detectar um sinal eletromagnético responsivo (821) a fim de obter um sinal de forma de onda de receptor (825);
um controlador de realimentação (840) configurado para determinar um sinal de controle de realimentação (841) baseado em pelo menos um sinal de entrada (813, 825, 851) em que o pelo menos um sinal de entrada compreende o sinal da forma de onda do receptor (825); e
um gerador de fonte ajustável (812) no transmissor (810), o gerador de fonte ajustável sendo configurado para ajustar geração do sinal de forma de onda de fonte (813) com base no sinal de controle de realimentação (841),
em que o transmissor (810) é configurado adicionalmente para adaptar o sinal de forma de onda de fonte (813) usando o sinal de controle de realimentação (841).
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:
um subsistema auxiliar (850) configurado para obter um sinal auxiliar (851),
em que o pelo menos um sinal de entrada compreende o sinal auxiliar (851).
Aparelho (800) deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o subsistema auxiliar (850) compreende um subsistema de um grupo de subsistemas consistindo de sensores geofones, sensores hidrofones, acelerômetros, magnetômetros, e sinais obtidos de um gerador de fonte associado com uma outra fonte.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o gerador de fonte ajustável (812) é configurado para gerar um sinal de banda larga tendo pelo menos um pico de frequência pronunciado.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o gerador de fonte ajustável (812) é configurado adicionalmente para deslocar o pelo menos um pico de frequência com base no sinal de controle de realimentação.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:
uma antena (816) para o transmissor (810); e
pelo menos um sensor eletromagnético (822) para o receptor (820),
em que a antena (816) e o pelo menos um sensor eletromagnético (822) são configurados para serem rebocados submersos por um navio (10) durante o levantamento eletromagnético.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o controlador de realimentação (841) está no navio (10) ou fixado a ele.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o controlador de realimentação (840) é configurado adicionalmente para determinar um sinal de resposta de frequência da terra por meio de deconvolução do sinal de forma de onda de receptor (825) com o sinal de forma de onda de fonte (813) e para descobrir um deslocamento de frequência do sinal de forma de onda de receptor ao medir um deslocamento de frequência de uma amplitude mínima em um espectro de amplitude de frequência do sinal de resposta de frequência da terra.
Aparelho de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o sinal de controle de realimentação (841) indica que um deslocamento de frequência positivo é para ser aplicado ao sinal de forma de onda de fonte (813) se o deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra for positivo, e em que o sinal de controle de realimentação (841) indica que um deslocamento de frequência negativo é para ser aplicado ao sinal de forma de onda de fonte (813) se o deslocamento de frequência do sinal de resposta de frequência da terra for negativo.
Aparelho (800) de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que sinal de resposta de frequência da terra é usado como o sinal de controle de realimentação.