BR102018003451B1

BR102018003451B1 - Sistema de reboque de fonte e método de fabricação de um produto de dados geofísicos

Info

Publication number: BR102018003451B1
Application number: BR102018003451-0A
Authority: BR
Inventors: Mattias Oscarsson; Thomas HVESSER
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2023-03-28
Also published as: EP3370092A1; EP3370092B1; US10703445B2; BR102018003451A2; US20180244350A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho para rebocar fontes geofísicas que inclui um alojamento; uma primeira fonte geofísica disposta no alojamento para que a primeira fonte geofísica seja parcialmente exposta a um ambiente circundante; e uma pluralidade de tanques de lastro acoplada ao alojamento e configurada para pelo menos um dentre: alterar uma flutuabilidade do sistema de reboque de fonte; e mudar um centro de massa do sistema de reboque de fonte. Um método de reboque de uma fonte geofísica inclui rebocar um sistema de reboque de fonte através de um corpo de água em uma profundidade de reboque; e operar uma pluralidade de tanques de lastro do sistema de reboque de fonte para pelo menos um dentre: alterar uma flutuabilidade do sistema de reboque de fonte; e mudar um centro de massa do sistema de reboque de fonte.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] Esta divulgação refere-se, em geral, ao campo de levantamento marinho. O levantamento marinho pode incluir, por exemplo, levantamento sísmico e/ou eletromagnético, dentre outros. Por exemplo, esta divulgação pode ter aplicações no levantamento marinho em que uma ou mais fontes geofísicas são usadas para gerar energia (por exemplo, campos de onda, pulsos, sinais), e sensores geofísicos—rebocados ou no fundo do oceano—recebem energia gerada pelas fontes e, possivelmente, afetadas pela interação com formações abaixo da superfície. Os sensores geofísicos podem ser rebocados em cabos referidos como cabos sismográficos. Alguns levantamentos marinhos localizam os sensores geofísicos em cabos ou nós no fundo do oceano além, ou ao invés, de cabos sismográficos. Os sensores geofísicos coletam, desse modo, dados de levantamento que podem ser úteis na descoberta e/ou na extração de hidrocarbonetos de formações abaixo da superfície.

[0002] Historicamente, as fontes geofísicas foram rebocadas na superfície da água ou perto da mesma. Os sistemas de flutuação e reboque posicionaram as fontes verticalmente (isto é, águas profundas), lateralmente (isto é, na direção de linha cruzada; horizontais e perpendiculares à direção de reboque local), e axialmente (isto é, na direção em linha; horizontais e paralelas à direção de reboque local). O reboque perto da superfície forneceu acesso fácil para a transferência de potência e de dados. Também, os sinais de pistola de ar (por exemplo, bolhas) podem ser atenuados por pressões de água mais altas em maiores profundidades. No entanto, o reboque com profundidade de fontes pode fornecer melhor qualidade de dados em muitas situações. Por exemplo, o reboque com profundidade de fontes pode reduzir preocupações em relação ao desaparecimento da fonte. Conforme é comumente conhecido, a energia acústica que é refletida para baixo a partir da superfície da água é comumente conhecida como um sinal "fantasma". Isso faz com que uma sequência de entalhes no espectro de dados adquiridos, incluindo um entalhe em frequência zero (0 Hz). As frequências desses entalhes no sinal acústico detectado estão relacionadas à profundidade na qual a fonte geofísica é rebocada. A aquisição de dados de baixa frequência pode ser aprimorada ao rebocar as fontes em uma profundidade maior. No entanto, isso faz com que os entalhes fantasmas no espectro ocorram em frequências menores e, por isso, limita as partes em alta frequência do espectro necessárias para o imageamento em alta resolução de alvos mais rasos. Também, quando se usa pistola (ou pistolas) de ar como uma fonte de energia sísmica, a frequência fundamental da pistola (ou pistolas) aumenta com profundidade crescente. Por isso, o aumento na energia na extremidade de baixa frequência quando o se reboca as pistolas de ar com mais profundidade devido ao fantasma de fonte, é neutralizado pelo aumento na frequência fundamental da pistola (ou pistolas) de ar.

[0003] Em algumas ocasiões, as obstruções de superfície impedem o reboque no raso das fontes. Por vezes, os dados podem ser desejados a partir das fontes em mais de uma profundidade e/ou posição horizontal. Os sistemas de reboque podem, às vezes, sofrer com a vibração ou outras fontes de ruído. Seria benéfico direcionar as fontes e/ou arranjos de fontes em combinação com e/ou independentemente de flutuação e sistemas de reboque existentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0004] Para que da maneira na qual os recursos da presente divulgação possam ser compreendidos em detalhes, uma descrição mais específica da divulgação pode ser feita a título de referência às modalidades, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve-se notar, no entanto, que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades exemplificativas e, portanto, não devem ser considerados limitantes deste escopo, podem admitir outras modalidades igualmente eficazes.

[0005] A Figura 1 ilustra uma fonte de curvador.

[0006] A Figura 2 ilustra um sistema de reboque de fonte de acordo com modalidades desta divulgação.

[0007] A Figura 3 ilustra um sistema de levantamento geofísico de acordo com modalidades desta divulgação.

[0008] A Figura 4 é um fluxograma de um método de fonte que reboca em profundidade com o sistema de reboque de fonte da Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0009] Deve-se compreender que a presente divulgação não se limita aos dispositivos ou métodos específicos, que podem, logicamente, variar. Deve-se compreender também que a terminologia usada no presente documento é para fins de descrição de modalidades específicas apenas, e não se destina a ser limitante. Conforme usado no presente documento, a forma singular "um", "uma", "o" e "a" inclui referências singulares e plurais a menos que o conteúdo indique claramente o contrário. Ademais, a palavra "pode" é usada por todo este documento em um sentido permissivo (isto é, tendo o potencial para, sendo capaz de), não em um sentido obrigatório (isto é, deve). O termo "incluir", e derivações do mesmo, significa "incluindo, mas sem limitação". O termo "acoplado" significa conectado direta ou indiretamente. A palavra "exemplificativo" é usada no presente documento para significar "que serve como um exemplo, ocasião ou ilustração". Qualquer aspecto descrito no presente documento como "exemplificativo" não deve necessariamente ser interpretado como preferencial ou vantajoso sobre outros aspectos. O termo "uniforme" significa substancialmente igual para cada subelemento, dentro de cerca de +-10% de variação. O termo "nominal" significa conforme planejado ou projetado na ausência de variáveis como vento, ondas, correntes ou outros fenômenos não planejados. "Nominal" pode ser implicado conforme comumente usado no campo de levantamento marinho.

[0010] "Direção axial" deve significar a direção de reboque em linha de um objeto ou sistema.

[0011] "Direção lateral" deve significar a direção de reboque em linha cruzada de um objeto ou sistema.

[0012] "Cabo" deve significar um membro de condução de carga flexível e axial que também compreende condutores elétricos e/ou condutores ópticos para conduzir potência elétrica e/ou sinais entre componentes.

[0013] "Corda" deve significar um membro de condução de carga flexível e axial que não inclui condutores elétricos e/ou ópticos. Tal corda pode ser feita a partir de fibra, aço, outro material de alta resistência, corrente ou combinações de tais materiais.

[0014] "Linha" deve significar uma corda ou um cabo.

[0015] "Flutuabilidade" de um objeto deve se referir à flutuabilidade do objeto que leva em consideração qualquer peso suportado pelo objeto.

[0016] "Dianteira" ou "frontal" deve significar a direção ou a extremidade de um objeto ou sistema que corresponde à direção de percurso primária pretendida do objeto ou sistema.

[0017] "Traseira" ou "posterior" deve significar a direção ou a extremidade de um objeto ou sistema que corresponde ao inverso da direção de percurso primária pretendida do objeto ou sistema.

[0018] "Porto" e "estibordo" devem significar a esquerda e a direita, respectivamente, a direção ou a extremidade de um objeto ou sistema quando voltado na direção de percurso primária pretendida do objeto ou sistema.

[0019] Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados no presente documento a título de referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas com o propósito de compreender esta invenção.

[0020] A presente invenção se refere, em geral, a métodos e aparelhos de levantamento marinho, e, pelo menos, em algumas modalidades, a sistemas de reboque em profundidade inovadores para fontes geofísicas marinhas e métodos de uso associados. Uma das muitas vantagens potenciais das modalidades da presente divulgação inclui o potencial para reboque com profundidade de fontes, e/ou reboque de fontes em múltiplas profundidades. Uma outra vantagem potencial inclui o potencial para controlar a flutuabilidade de um sistema de reboque de fonte para auxiliar com o posicionamento e a recuperação do sistema. Uma outra vantagem potencial inclui o potencial para controlar a força lateral em um sistema de reboque de fonte para reduzir os riscos de entrelaçamento durante as operações, o posicionamento e/ou a recuperação do sistema. As modalidades da presente divulgação podem, portanto, ser úteis na descoberta e/ou extração de hidrocarbonetos a partir de formações abaixo da superfície.

[0021] As fontes geofísicas marinhas incluem, em geral, fontes sísmicas e fontes eletromagnéticas. As fontes sísmicas incluem, em geral, fontes de impulso (por exemplo, pistolas de ar) e fontes acústicas sustentadas (por exemplo, curvadores e vibradores marinhos). As fontes eletromagnéticas incluem, em geral, pares de eletrodo e laços magnéticos. Por questão de simplicidade, a descrição a seguir irá tratar de fontes de curvador, mas vários tipos de fontes geofísicas marinhas podem ser considerados com o equipamento e os métodos divulgados.

[0022] As fontes de curvador podem ser rebocadas individualmente ou em um arranjo. Pode ser benéfico rebocar uma fonte de curvador e/ou um arranjo de fontes de curvador de modo que a profundidade de reboque possa ser controlada. Pode ser benéfico rebocar um arranjo de fontes de curvador de modo que o arranjo possa ter a capacidade de girar ao redor de um eixo geométrico de reboque, por exemplo, para manter o nível do arranjo.

[0023] A Figura 1 ilustra uma fonte de curvador exemplificativa 100. A fonte de curvador 100 inclui uma pluralidade de curvadores 110 (por exemplo, projetores de disco flexural). Um curvador 110 é, em geral, um projetor de som (por exemplo, um projetor de som de baixa frequência). Ao incorporar inúmeros curvadores 110, a fonte de curvador 100 pode gerar um sinal acústico sustentado (por exemplo, um sinal de baixa frequência) ao utilizar um pequeno deslocamento sobre uma grande área de superfície (isto é, a área de superfície combinada de cada um dos curvadores 110). Por exemplo, uma fonte de curvador de baixa frequência 100 pode ter a capacidade de gerar um sinal acústico entre cerca de 0,05 Hz e cerca de 10 Hz. Em algumas modalidades, a fonte de curvador 100 pode ter a capacidade de gerar um sinal acústico entre cerca de 1 Hz e cerca de 5 Hz quando operado em uma profundidade de reboque entre cerca de 50 m e cerca de 150 m. Em algumas modalidades, as placas cerâmicas piezoelétricas controladas por tensão podem causar a curvatura da área de superfície de um curvador 110. Os deslocamentos acústicos individuais de cada um dos curvadores 110 podem ser consolidados para serem difundidos a partir do projetor 120 de fonte de curvador 100.

[0024] A Figura 2 ilustra um sistema de reboque de fonte exemplificativo 200 para um arranjo de fontes de curvador 100. O sistema de reboque de fonte 200 inclui, em geral, um alojamento 230 para reter as fontes de curvador 100. O alojamento 230 pode fornecer suporte estrutural para as fontes de curvador 100. O alojamento 230 pode localizar as várias fontes de curvador 100 em um arranjo que se estende ao longo da direção axial. Conforme ilustrado, o sistema de reboque de fonte 200 inclui seis fontes de curvador 100 alinhadas no alojamento 230 na direção axial, e alternando entre a orientação da direção de porto e a orientação da direção de estibordo. Em algumas modalidades, o sistema de reboque de fonte 200 pode incluir um arranjo de fontes de curvador 100 que tem múltiplas fontes de curvador 100 na direção vertical e/ou na direção lateral. O alojamento 230 pode ser uma estrutura, por exemplo, que expõe parcialmente as fontes de curvador 100 ao ambiente circundante (por exemplo, água). Em algumas modalidades, o comprimento axial do sistema de reboque de fonte 200 pode ser entre cerca de 1 m e cerca de 15 m, ou entre cerca de 6 m e cerca de 12 m. Em algumas modalidades, a largura lateral do sistema de reboque de fonte 200 pode ser entre cerca de 0,5 m e cerca de 2 m. Em algumas modalidades, altura do sistema de reboque de fonte 200 pode ser entre cerca de 1 m e cerca de 5 m ou entre cerca de 2 m e cerca de 3 m.

[0025] Também ilustrado na Figura 2, o sistema de reboque de fonte 200 pode incluir um ou mais tanques de lastro 240. Os tanques de lastro 240 podem ser acoplados ao alojamento 230. Em algumas modalidades, os tanques de lastro 240 podem ser dispostos no alojamento 230. Em algumas modalidades, os tanques de lastro 240 podem ser parcialmente expostos ao ambiente circundante. A operação dos tanques de lastro 240 pode alterar a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200 e/ou mudar o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200. O volume dos tanques de lastro 240 pode ser selecionado para que a inundação dos tanques de lastro 240 com água possa fazer com que o sistema de reboque de fonte 200 afunde, enquanto o enchimento dos tanques de lastro 240 com ar fará com que o sistema de reboque de fonte 200 flutue. Por exemplo, cada tanque de lastro 240 pode fornecer na ordem de cerca de 1 tonelada de lastro para o sistema de reboque de fonte 200. Em algumas modalidades, cada tanque de lastro 240 pode ter um volume na ordem de cerca de 1 m3. Às vezes, os tanques de lastro 240 podem ser parcialmente inundados com água e/ou parcialmente preenchidos com ar alterando, desse modo, a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200. Conforme usado no presente documento, a menos que seja explicitamente indicado em contrário, "afundar" não implica em alterar a profundidade de reboque para estar no fundo do mar ou próximo dele, mas apenas uma diminuição na flutuabilidade. Conforme usado no presente documento, a menos que seja explicitamente indicado em contrário, "flutuar" não implica em alterar a profundidade de reboque para estar na superfície do mar ou próximo dela, mas apenas um aumento na flutuabilidade.

[0026] Em algumas modalidades, os tanques de lastro 240 podem ser distribuídos simetricamente dentro e/ou no alojamento 230. Por exemplo, os tanques de lastro 240 podem ser simetricamente distribuídos ao redor de um eixo geométrico de linha cruzada 235. Em algumas modalidades, o eixo geométrico de linha cruzada 235 pode ser um eixo geométrico de centro de massa neutro, de modo que o eixo geométrico de linha cruzada 235 se estenda através do centro de massa do sistema de reboque de fonte 200 quando os tanques de lastro 240 são igualmente preenchidos. Em algumas modalidades, um tanque de lastro dianteiro 240-F pode estar localizado em uma seção dianteira do alojamento 230, e um tanque de lastro traseiro 240-A pode estar localizado em uma seção traseira do alojamento 230. Em algumas modalidades, um tanque de lastro central (não mostrado) pode estar localizado perto do centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte 200.

[0027] Cada tanque de lastro 240 pode ser independentemente operável. Às vezes, por exemplo, o tanque de lastro dianteiro 240-F pode ser inundado com mais água do que o tanque de lastro traseiro 240-A mudando, desse modo, o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200 para frente. Igualmente, às vezes, o tanque de lastro dianteiro 240-F pode ser inundado com menos água do que o tanque de lastro traseiro 240-A mudando, desse modo, o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200 para trás. Em algumas modalidades, os tanques de lastro 240 podem ser operados de uma maneira coordenada. Às vezes, por exemplo, o tanque de lastro dianteiro 240-F e o tanque de lastro traseiro 240-A podem, ambos, ser inundados com água mantendo, desse modo, o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200, enquanto faz com que o sistema de reboque de fonte 200 afunde. Igualmente, às vezes, o tanque de lastro dianteiro 240-F e o tanque de lastro traseiro 240-A podem, ambos, ser preenchidos com ar mantendo, desse modo, o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200, enquanto faz com que o sistema de reboque de fonte 200 flutue. Às vezes, a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200 pode ser aumentada ao preencher pelo menos parcialmente os tanques de lastro 240 com ar para auxiliar na recuperação do sistema de reboque de fonte 200. Às vezes, a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200 pode ser diminuída ao inundar pelo menos parcialmente os tanques de lastro 240 com água para auxiliar no posicionamento do sistema de reboque de fonte 200.

[0028] Também ilustrado na Figura 2, o sistema de reboque de fonte 200 pode incluir uma ou mais estruturas de superfície de controle 250. Cada estrutura de superfície de controle 250 pode ser independentemente operável e/ou ajustável. Em algumas modalidades, as estruturas de superfície de controle 250 podem ser operadas de uma maneira coordenada. As estruturas de superfície de controle 250 podem incluir estruturas de suporte, atuadores e área (ou áreas) de superfície exposta. As estruturas de suporte e os atuadores podem ajustar a direção da orientação, ângulo (ou ângulos) de articulação e/ou curvatura da área (ou áreas) de superfície exposta. Em algumas modalidades, o sistema de reboque de fonte 200 pode incluir uma estrutura de superfície de controle dianteira 250-F que pode ser operável para ajustar o ângulo de inclinação do sistema de reboque de fonte 200. Conforme usado no presente documento, o ângulo de "inclinação" do sistema de reboque de fonte 200 pode ser compreendido como um ângulo ao redor de um eixo geométrico de linha cruzada 235 que se estende através do centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte 200. O ajuste da estrutura de superfície de controle dianteira 250- F pode ajustar a força para baixo no sistema de reboque de fonte 200. Em algumas modalidades, o sistema de reboque de fonte 200 pode incluir uma ou mais estruturas de superfície de controle lateral, como a estrutura de superfície de controle lateral 250-S, que pode ser operável para ajustar o ângulo de guinada do sistema de reboque de fonte 200. Conforme usado no presente documento, o ângulo de "arfagem" do sistema de reboque de fonte 200 pode ser compreendido como um ângulo ao redor de um eixo geométrico vertical 237 que se estende através do centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte 200. O ajuste da estrutura de superfície de controle lateral 250-S pode ajustar a força lateral no sistema de reboque de fonte 200.

[0029] A Figura 3 ilustra um sistema de levantamento geofísico exemplificativo 300 que pode ser usado com o sistema de reboque de fonte 200. O sistema de levantamento geofísico 300 inclui uma embarcação hidrográfica 360 que se move ao longo da superfície de um corpo de água 311 como um lago ou o oceano. A embarcação hidrográfica 360 inclui no mesmo equipamento, mostrado, em geral, em 362 e descrito por questão de conveniência no presente documento como um "sistema de gravação" que pode incluir (nenhum mostrado separadamente) gravadores de dados, dispositivos de navegação como receptores de sistema de posicionamento global ("GPS") e dispositivos de controle de fonte de energia de fonte. O sistema de gravação 362 também pode incluir equipamento para operar dispositivos de controle de flutuabilidade (por exemplo, tanques de lastro 240) e/ou dispositivos de força hidrodinâmica (por exemplo, estruturas de superfície de controle 250) em um ou mais sistemas de reboque de fonte 200.

[0030] O sistema de reboque de fonte 200 pode ser rebocado pela embarcação hidrográfica 360 com o uso de um cabo umbilical 313. Em algumas modalidades, o sistema de reboque de fonte 200 pode ser rebocado em uma profundidade de reboque entre cerca de 50 m e cerca de 150 m. O cabo umbilical 313 pode incluir (nenhum mostrado separadamente) um membro de resistência para transferir a força de reboque da embarcação hidrográfica 360 para o sistema de reboque de fonte 200, um ou mais dutos de ar comprimido ou gás e condutores elétricos e/ou ópticos para comunicação entre vários componentes do sistema de reboque de fonte 200 e o sistema de gravação 362. Conforme ilustrado na Figura 3, o sistema de reboque de fonte 200 pode ser tipicamente rebocado sem ser acoplado a uma boia na superfície (por exemplo, dispositivo de flutuação 328). Em algumas modalidades, a embarcação hidrográfica 360 pode rebocar múltiplos (por exemplo, dois, três, quatro ou mais) sistemas de reboque de fonte 200. Por exemplo, as fontes de curvador adicionais 100 podem gerar um sinal de fonte geofísica mais potente. Em algumas modalidades, cada sistema de reboque de fonte 200 teria seu próprio cabo umbilical 313. Em algumas modalidades, as cordas e/ou paravanas de spreader podem ser utilizadas com os múltiplos cabos umbilicais 313 para manter a separação lateral entre os sistemas de reboque de fonte 200. Em algumas modalidades, as estruturas de superfície de controle 250 podem ser usadas em um ou mais dos sistemas de reboque de fonte 200 para manter a separação lateral entre os mesmos. Em algumas modalidades, os múltiplos sistemas de reboque de fonte 200 podem ter diferentes profundidades de reboque. Por exemplo, cada sistema de reboque de fonte 200 pode ter um cabo umbilical 313 de um comprimento diferente para manter a separação de profundidade dos sistemas de reboque de fonte 200. Em algumas modalidades, os tanques de lastro 240 e/ou as estruturas de superfície de controle 250 podem ser usados em um ou mais dos sistemas de reboque de fonte 200 para ajustar a flutuabilidade e, desse modo, manter a separação de profundidade entre os mesmos.

[0031] Uma extremidade traseira do cabo umbilical 313 pode ser acoplada ao sistema de reboque de fonte 200, e uma extremidade dianteira do cabo umbilical 313 pode ser acoplada a um guincho 365 na embarcação hidrográfica 360. O guincho 365 pode auxiliar no controle de profundidade do sistema de reboque de fonte 200. O guincho 365 pode se comunicar com e/ou ser controlado pelo sistema de gravação 362. Por exemplo, o sistema de gravação 362 pode sinalizar o guincho 365 para estender (retrair) o cabo umbilical 313 aumentando (diminuindo), desse modo, a profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200. Como um outro exemplo, à medida que a velocidade da embarcação hidrográfica 360 aumenta (diminui), a profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200 pode diminuir (aumentar). Consequentemente, o sistema de gravação 362 pode coordenar o guincho 365 para estender (retrair) o cabo umbilical 313 à medida que a velocidade da embarcação hidrográfica 360 aumenta (diminui) para manter uma profundidade de reboque uniforme do sistema de reboque de fonte 200. Em algumas modalidades, o guincho 365 pode ser considerado para fornecer o controle "grosseiro" da profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200. Isso é em oposição ao controle "fino" da profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200 que pode ser fornecido pelos tanques de lastro 240 e/ou pelas estruturas de superfície de controle 250.

[0032] A embarcação hidrográfica 360 também pode rebocar, ou uma outra embarcação (não mostrado) pode rebocar, um ou mais arranjos de fontes rasos 324. O arranjo de fonte raso 324 pode ser rebocado pela embarcação hidrográfica 360 com o uso de um cabo umbilical 323, semelhante ao cabo umbilical 313. O arranjo de fonte raso 324 inclui tipicamente uma pluralidade de fontes de energia 326 suspensa a partir de um ou mais dispositivos de flutuação 328. O arranjo de fonte raso 324 pode incluir as fontes de energia geofísica convencionais (por exemplo, pistolas de ar). A profundidade de reboque do arranjo de fonte raso 324 pode ser menor que aquela do sistema de reboque de fonte 200. Por exemplo, o arranjo de fonte raso 324 pode ser rebocado em profundidades de reboque de fonte convencionais. Em algumas modalidades, a profundidade de reboque do arranjo de fonte raso 324 pode ser entre cerca de 6 m e cerca de 50 m ou entre cerca de 10 m e cerca de 20 m.

[0033] Em algumas modalidades, os sensores geofísicos (por exemplo, sensores sísmicos e/ou sensores eletromagnéticos) podem ser rebocados em cabos sismográficos pela embarcação hidrográfica 360. Em algumas modalidades, os sensores geofísicos podem ser rebocados em cabos sismográficos por uma outra embarcação. Em algumas modalidades, os sensores geofísicos podem estar localizados no fundo ou perto do fundo do corpo de água 311 (por exemplo, em nós no fundo do oceano). Os dados geofísicos podem ser adquiridos pelos sensores geofísicos. Por exemplo, durante as operações de aquisição de dados, as fontes de curvador 100 no sistema de reboque de fonte 200 e, opcionalmente, as fontes de energia 326 nos arranjos de fontes rasos 324, geram energia (por exemplo, campos de onda, pulsos, sinais acústicos), e os sensores geofísicos recebem a energia gerada pelas fontes geofísicas e, possivelmente, afetadas pela interação com as formações abaixo da superfície. Às vezes, os dados geofísicos podem ser adquiridos simultaneamente com a operação dos tanques de lastro 240. Por exemplo, a fonte de curvador 100 pode gerar um sinal acústico ao mesmo tempo em que o tanque de lastro dianteiro 240-F está sendo inundado com água para mudar o centro de massa do sistema de reboque de fonte 200 para frente. Como um outro exemplo, a fonte de curvador 100 pode gerar um sinal acústico ao mesmo tempo em que cada um dos tanques de lastro 240 está sendo preenchido com ar para flutuar o sistema de reboque de fonte 200. Às vezes, os dados geofísicos podem ser adquiridos simultaneamente com o ajuste das áreas de superfície expostas das estruturas de superfície de controle 250. Por exemplo, a fonte de curvador 100 pode gerar um sinal acústico ao mesmo tempo em que a estrutura de superfície de controle dianteira 250-F é ajustada para ajustar o ângulo de inclinação do sistema de reboque de fonte 200. Como um outro exemplo, a fonte de curvador 100 pode gerar um sinal acústico ao mesmo tempo em que a estrutura de superfície de controle lateral 250-S está sendo ajustada para ajustar o ângulo de arfagem do sistema de reboque de fonte 200. Os métodos e sistemas descritos no presente documento podem ser usados para fabricar um produto de dados geofísicos indicativo de determinadas propriedades de uma formação subterrânea. O produto de dados geofísicos pode incluir dados geofísicos como dados de pressão, dados de movimento de partícula, dados de velocidade de partícula, dados de aceleração de partícula e qualquer imagem sísmica que resulta do uso dos métodos e sistemas descritos acima. O produto de dados geofísicos pode ser armazenado em um meio legível por computador não transitório conforme descrito acima. O produto de dados geofísicos pode ser produzido offshore (isto é, por meio do equipamento na embarcação hidrográfica 360) ou onshore (isto é, em uma instalação de computação em terra) seja nos Estados Unidos ou em um outro país. Quando o produto de dados geofísicos for produzido offshore ou em um outro país, o mesmo pode ser importado onshore para uma instalação de armazenamento de dados nos Estados Unidos. Uma vez onshore nos Estados Unidos, a análise geofísica pode ser realizada no produto de dados geofísicos.

[0034] De acordo com inúmeras modalidades da presente divulgação, um produto de dados geofísicos pode ser produzido. Os dados geográficos podem ser adquiridos ao utilizar o sistema de reboque de fonte 200 com sensores geofísicos, como sensores sísmicos, sensores eletromagnéticos, sensores de profundidade, sensores de localização, etc. Os dados geofísicos podem ser subsequentemente obtidos (por exemplo, recuperados a partir da biblioteca de dados) e podem ser gravados em um meio legível por computador tangível não transitório. O produto de dados geofísicos pode ser produzido ao processar os dados geofísicos offshore (isto é, por meio do equipamento em uma embarcação) ou onshore (isto é, em uma instalação em terra) seja nos Estados Unidos ou em um outro país. Se o produto de dados geofísicos for produzido offshore ou em um outro país, o mesmo pode ser importado onshore para uma instalação nos Estados Unidos. Em algumas ocasiões, uma vez onshore nos Estados Unidos, a análise geofísica, incluindo processamento de dados adicional, pode ser realizada no produto de dados geofísicos. Em algumas ocasiões, a análise geofísica pode ser realizada no produto de dados geofísicos offshore.

[0035] O sistema de levantamento geofísico 300 também pode incluir uma variedade de sensores, atuadores, controladores e processadores de dados. O sistema de levantamento geofísico 300 pode utilizar os sensores, atuadores, controladores e processadores de dados para medir e/ou ajustar a profundidade, posição axial, posição lateral e/ou orientação do sistema de reboque de fonte 200. Por exemplo, os sensores de profundidade e/ou pressão podem ser acoplados ao sistema de reboque de fonte 200. Os dados dos sensores de profundidade e/ou pressão podem ser utilizados para determinar se a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200 deveria ser ajustada. Como um outro exemplo, os sensores de inclinação (por exemplo, giroscópios) podem ser acoplados ao sistema de reboque de fonte 200. Os dados dos sensores de inclinação podem ser utilizados para determinar a quantidade de rotação do sistema de reboque de fonte 200 ao redor do eixo geométrico vertical 237 e/ou eixo geométrico de linha cruzada 235. Se a quantidade de rotação ao redor de qualquer um desses eixos exceder uma quantidade limite selecionada, as superfícies de controle podem ser ajustadas, os tanques de lastro podem ser operados e/ou os comprimentos do cabo umbilical podem ser ajustados para levar a rotação de volta para os parâmetros planejados. Como um outro exemplo, os sensores de tensão (por exemplo, célula de carga) podem ser acoplados ao cabo umbilical 313. Os dados dos sensores de tensão podem ser utilizados para determinar se um comprimento do cabo umbilical 313 deveria ser ajustado. Como um exemplo adicional, tipos possíveis de sensores podem incluir sensores de temperatura, sensores de salinidade, emissores acústicos, etc. Em algumas modalidades, os emissores acústicos podem ser dispostos em vários locais no sistema de levantamento geofísico 300 (por exemplo, no sistema de reboque de fonte 200, na embarcação hidrográfica 360, em um ou mais cabos sismográficos, em paravanas ou outro equipamento de reboque do cabo sismográfico, em outras embarcações, boias ou outro equipamento) para fornecer informações de posicionamento relativo. Em algumas modalidades, um controlador, como um microprocessador, pode aceitar como medições de entrada de um ou mais dos sensores de inclinação, sensores de profundidade e/ou sensores de pressão. O controlador pode estar em comunicação de sinal com o sistema de gravação 362.

[0036] Em algumas modalidades, a operação dos tanques de lastro 240 pode ser controlada por um controlador de flutuabilidade. O controlador de flutuabilidade pode operar automaticamente, em resposta às medições feitas a partir de um sensor de profundidade, um sensor de pressão, uma célula de carga e/ou um sensor de inclinação. O controlador de flutuabilidade pode ser acoplado a uma válvula (por exemplo, uma válvula de controle pneumática de três vias operada por solenoide). Quando os dados de um ou mais dos sensores indicarem que a flutuabilidade deve ser aumentada, o controlador de flutuabilidade pode operar a válvula para acoplar uma fonte de ar comprimido ou gás ao volume interior dos tanques de lastro 240. O gás pressurizado da fonte de gás comprimido pode deslocar a água no volume interior aumentando, desse modo, a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte 200. Quando a flutuabilidade correta tiver sido obtida, o controlador de flutuabilidade pode operar a válvula para fechar mantendo, desse modo, o nível de água no volume interior dos tanques de lastro 240. No caso de precisar diminuir a flutuabilidade, o controlador de flutuabilidade pode operar a válvula para ventilar os tanques de lastro 240, para que a água possa entrar no interior.

[0037] O controlador de flutuabilidade pode ser programado para operar a válvula para manter o sistema de reboque de fonte 200 na profundidade selecionada na água. Por exemplo, uma profundidade uniforme pode ser mantida durante uma operação de aquisição de dados. As típicas profundidades de reboque planejadas podem variar de cerca de 10 m a cerca de 200 m ou, em algumas modalidades, de cerca de 50 m a cerca de 150 m. Pode ser benéfico manter uma profundidade de reboque de pelo menos cerca de 50 m para reduzir ou eliminar entalhes fantasmas de fonte quando se utiliza uma fonte sísmica de baixa frequência.

[0038] Às vezes, pode ser desejável alterar a profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200 antes, durante e/ou depois da aquisição de dados. Por exemplo, pode ser desejável aumentar a profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200 para evitar perigos na superfície da água (como o gelo). Consequentemente, a profundidade de reboque pode ser aumentada por um ou mais dentre (1) inundar pelo menos parcialmente os tanques de lastro 240 com água, (2) ajustar a área de superfície exposta da estrutura de superfície de controle dianteira 250-F para ajustar o ângulo de inclinação para baixo, (3) esticar o cabo umbilical 313, e (4) retardar a velocidade da embarcação hidrográfica 360. O sistema de reboque de fonte 200 pode ser retornado para a profundidade de reboque selecionada após o perigo ter passado por um ou mais dentre (1) preencher pelo menos parcialmente os tanques de lastro 240 com ar, (2) ajustar a área de superfície exposta da estrutura de superfície de controle dianteira 250- F para ajustar o ângulo de inclinação para cima, (3) encurtar o cabo umbilical 313, e (4) aumentar a velocidade da embarcação hidrográfica 360. Como um outro exemplo, pode ser desejável alterar a profundidade de reboque do sistema de reboque de fonte 200 para seguir a topografia do fundo do mar.

[0039] Às vezes, pode ser desejável manter o sistema de reboque de fonte 200 em uma orientação de nível (isto é, todas as fontes de curvador 100 em uma profundidade de reboque uniforme). Deve-se compreender que as forças de reboque aplicadas pelo cabo umbilical 313 ao sistema de reboque de fonte 200 podem tender a elevar a extremidade dianteira do sistema de reboque de fonte 200 acima da extremidade traseira do mesmo. Consequentemente, a orientação pode ser nivelada por um ou mais dentre (1) inundar pelo menos parcialmente o tanque de lastro dianteiro 240-F com água, (2) preencher pelo menos parcialmente o tanque de lastro traseiro 240-A com ar, e (3) ajustar a área de superfície exposta da estrutura de superfície de controle dianteira 250-F para ajustar o ângulo de inclinação para baixo. Conforme será compreendido por uma das pessoas de habilidade comum na técnica com o benefício desta divulgação, a orientação do sistema de reboque de fonte 200 pode impactar no sinal recebido pelos sensores geofísicos quando o comprimento de onda do sinal acústico gerado pelas fontes de curvador 100 for da ordem do tamanho do sistema de reboque de fonte 200.

[0040] A Figura 4 ilustra um método exemplificativo 400 da fonte rebocada em profundidade. O método 400 começa na etapa 410 em que um sistema de reboque de fonte (como sistema de reboque de fonte 200) é rebocado através de um corpo de água em uma profundidade de reboque selecionada. Em algumas modalidades, a profundidade de reboque selecionada pode ser entre cerca de 50 m e cerca de 150 m. Em algumas modalidades, nenhuma boia na superfície é acoplada ao sistema de reboque de fonte.

[0041] O método 400 continua na etapa 420 em que uma pluralidade de tanques de lastro (como tanques de lastro 240) do sistema de reboque de fonte é operada. Por exemplo, a pluralidade de tanques de lastro pode ser operada como na etapa 433 para alterar a flutuabilidade do sistema de reboque de fonte. Em algumas modalidades, a alteração da flutuabilidade do sistema de reboque de fonte inclui inundar a pluralidade de tanques de lastro com água para fazer com que o sistema de reboque de fonte afunde. Em algumas modalidades, a alteração da flutuabilidade do sistema de reboque de fonte inclui preencher a pluralidade de tanques de lastro com ar para fazer com que o sistema de reboque de fonte flutue.

[0042] Como um outro exemplo, a pluralidade de tanques de lastro pode ser operada como na etapa 436 para mudar um centro de massa do sistema de reboque de fonte. Em algumas modalidades, a mudança do centro de massa do sistema de reboque de fonte inclui inundar um primeiro tanque de lastro a partir da pluralidade de tanques de lastro com água, em que o primeiro tanque de lastro está para frente de um centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte. Em algumas modalidades, a mudança do centro de massa do sistema de reboque de fonte inclui preencher um segundo tanque de lastro a partir da pluralidade de tanques de lastro com ar, em que o segundo tanque de lastro está para trás do centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte.

[0043] O método 400 pode continuar com uma ou mais etapas opcionais. Por exemplo, o método 400 pode continuar na etapa 442 em que uma área de superfície exposta de uma estrutura de superfície de controle (como a estrutura de superfície de controle 250) é ajustada. Em algumas modalidades, isso pode resultar no ajuste de um ângulo de inclinação do sistema de reboque de fonte e/ou no ajuste de um ângulo de guinada do sistema de reboque de fonte. Em algumas modalidades, ambas dentre uma estrutura de superfície de controle dianteira (como a estrutura de superfície de controle dianteira 250-F) e uma estrutura de superfície de controle lateral (como a estrutura de superfície de controle lateral 250-S) podem ser ajustadas.

[0044] Como um outro exemplo, o método 400 pode continuar na etapa 444 em que um sinal acústico de baixa frequência é gerado. Em algumas modalidades, o sinal acústico de baixa frequência pode ser gerado por uma ou mais fontes geofísicas (como fonte de curvador 100) no sistema de reboque de fonte. Em algumas modalidades, o sinal acústico de baixa frequência pode ser gerado por uma ou mais fontes geofísicas (como fonte de energia convencional 326) no sistema de reboque de fonte. A etapa 444 (que gera um sinal acústico de baixa frequência) pode ocorrer simultaneamente com a etapa 420 (que opera uma pluralidade de tanques de lastro) e/ou etapa 442 (que ajusta uma estrutura de superfície de controle).

[0045] Como um outro exemplo, o método 400 pode continuar na etapa 446 em que um produto de dados geofísicos é fabricado. Os dados geofísicos podem ser adquiridos durante as operações de levantamento geofísicos que utilizam o sistema de reboque de fonte. Tais dados geofísicos podem ser processados para produzir um produto de dados geofísicos. Os produtos de dados geofísicos podem ser gravados em um meio legível por computador não volátil tangível adequado para importação onshore.

[0046] Embora o exposto anteriormente seja direcionado às modalidades da presente invenção, outras e mais modalidades da invenção podem ser planejadas sem que se afaste do escopo básico da mesma, e o escopo da mesma é determinado pelas reivindicações que seguem.

Claims

1. Sistema de reboque de fonte (200) compreendendo: um alojamento (230); e caracterizado pelo fato de que uma primeira fonte geofísica (100) é disposta no alojamento (230) para que a primeira fonte geofísica (100) seja parcialmente exposta a um ambiente circundante; e uma pluralidade de tanques de lastro (240) acoplada ao alojamento (230) e configurada para pelo menos um dentre: alterar uma flutuabilidade do sistema de reboque de fonte (200); e mudar um centro de massa do sistema de reboque de fonte (200).

2. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de tanques de lastro (240) é distribuída simetricamente ao redor de um centro de massa neutro do sistema de reboque de fonte (200).

3. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda fonte geofísica disposta no alojamento (230), em que a primeira fonte geofísica (100) é encaminhada a partir da segunda fonte geofísica.

4. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de reboque de fonte (200) não é acoplado a uma boia na superfície.

5. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira fonte geofísica (100) é pelo menos uma dentre uma fonte de curvador e uma fonte de baixa frequência.

6. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira estrutura de superfície de controle, preferivelmente em que uma área de superfície exposta da primeira estrutura de superfície de controle é ajustável.

7. Sistema de reboque de fonte (200), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda estrutura de superfície de controle, em que a primeira estrutura de superfície de controle é uma estrutura de superfície de controle dianteira, e a segunda estrutura de superfície de controle é uma estrutura de superfície de controle lateral.

8. Método de reboque de uma fonte geofísica compreendendo: rebocar um sistema de reboque de fonte (200) através de um corpo de água em uma profundidade de reboque; e caracterizado pelo fato de que o método compreende: operar uma pluralidade de tanques de lastro (240) do sistema de reboque de fonte (200) para pelo menos um dentre: alterar uma flutuabilidade do sistema de reboque de fonte (200); e mudar um centro de massa do sistema de reboque de fonte (200).

9. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a profundidade de reboque está entre cerca de 50 m e cerca de 150 m.

10. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o reboque do sistema de reboque de fonte (200) não utiliza uma boia na superfície acoplada ao sistema de reboque de fonte (200).

11. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar um sinal acústico de baixa frequência com a fonte geofísica, preferivelmente em que o sistema de reboque de fonte (200) compreende uma pluralidade de fontes geofísicas, e a geração do sinal acústico de baixa frequência compreende gerar sinais acústicos com cada uma dentre a pluralidade de fontes geofísicas.

12. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a operação da pluralidade de tanques de lastro (240) e a geração do sinal acústico de baixa frequência ocorrem simultaneamente.

13. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar uma primeira área de superfície exposta de uma primeira estrutura de superfície de controle, preferivelmente em que o ajuste da primeira área de superfície exposta compreende pelo menos um dentre: ajustar um ângulo de inclinação do sistema de reboque de fonte (200); e ajustar um ângulo de guinada do sistema de reboque de fonte (200).

14. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar uma segunda área de superfície exposta de uma segunda estrutura de superfície de controle, em que a primeira estrutura de superfície de controle é uma estrutura de superfície de controle dianteira, e a segunda estrutura de superfície de controle é uma estrutura de superfície de controle lateral.

15. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar um sinal acústico de baixa frequência com a fonte geofísica simultaneamente com o ajuste da primeira área de superfície exposta da primeira estrutura de superfície de controle.

16. Método de reboque de uma fonte geofísica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de reboque de fonte (200) é rebocado por um navio hidrográfico, sendo que o método compreende adicionalmente pelo menos um dentre: ajustar um comprimento de um cabo umbilical acoplado entre o sistema de reboque de fonte (200) e um guincho no navio hidrográfico; e ajustar uma velocidade do navio hidrográfico.

17. Método de fabricação de um produto de dados geofísicos, caracterizado pelo fato de que o método compreende: rebocar a fonte geofísica sobre uma formação subterrânea com o método, como definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 16; adquirir dados geofísicos com uma pluralidade de sensores geofísicos; processar os dados geofísicos para produzir uma imagem sísmica da formação subterrânea; e gravar a imagem sísmica em uma ou mais mídia legível por computador não transitório criando, desse modo, o produto de dados geofísicos.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente realizar a análise geofísica onshore no produto de dados geofísicos.