BR112016023939B1

BR112016023939B1 - Processo de tratamento de imagens sísmicas e meio legível por computador

Info

Publication number: BR112016023939B1
Application number: BR112016023939-3A
Authority: BR
Inventors: François Audebert
Original assignee: Total Sa
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2023-04-04
Also published as: FR3019908B1; US10338248B2; WO2015159000A3; FR3019908A1; WO2015159000A2; US20170176615A1; BR112016023939A2; EP3140677B1; EP3140677A2

Abstract

PROCESSO DE TRATAMENTO DE IMAGENS SÍSMICAS. A invenção se refere a um processo de tratamento de imagens sísmicas que contêm um traçado de referência (300) e um traçado de controle (310). Por ocasião desse processo, um nível de referência (200) e um nível de captura (201) são definidos. E depois, o traçado de controle (310) é transformado no nível de referência (200) com o auxílio de um modelo de velocidade. Uma porção do traçado de referência (300) que compreende o nível de captura (201) é transformada com o auxílio de um modelo de velocidades corrente (600). Uma porção do traçado de controle transformado que compreende o nível de captura (201) é corrigida com o auxílio do modelo de velocidade corrente (600). Finalmente, um modelo de velocidade corrente otimizado (800) é determinado.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A invenção se refere ao domínio do tratamento de imagens sísmicas. Ela se refere mais especialmente à comparação de duas imagens de um mesmo meio capturadas em instantes diferentes tendo em vista identificar mudanças no meio imageado.

PLANO DE FUNDO TECNOLÓGICO

[0002] A obtenção de imagens sísmicas faz intervir ondas acústicas emitidas no mar ou na superfície e que se propagam através de um meio sendo para isso submetidas aí entre outras coisas a reflexões e refrações. Essas ondas são em seguida registradas sob a forma de sinais com o auxílio de sensores tais como geofones. Esses sinais se apresentam sob a forma de traçados sísmicos que representam as variações de amplitude de uma onda em função do tempo.

[0003] Para acompanhar a evolução no tempo de um meio geológico, a obtenção de imagens sísmicas processo por aquisições sucessivas de dados sísmicos com as mesmas fontes e detectores. É corrente se referir a tais acompanhamentos falando- se de “obtenção de imagens sísmicas quadridimensionais ou 4D”, Tais acompanhamentos se revelam úteis para a vigilância das jazidas de hidrocarbonetos. É por exemplo desejável conhecer a influência de uma exploração sobre as propriedades de reservatórios de petróleo ou de gás, tendo em vista prevenir eventuais desmoronamentos.

[0004] A exploração de uma jazida provoca uma diminuição da quantidade de hidrocarbonetos presente em um reservatório, o que pode afetar a composição das rochas circunvizinhas e perturba as velocidades de propagação de ondas sísmicas que atravessam esse meio modificado. Essas mudanças se repercutem ao nível dos detectores por tempos de chegada registrados diferentes, que convidam a reatualizar o modelo de velocidade utilizado para modelar a propagação das ondas sísmicas no meio imageado e construir uma representação desse meio.

[0005] No entanto, um tal acompanhamento implica tratamentos digitais que podem ser longos devido ao grande volume de dados acumulados. Por outro lado, o acompanhamento sofre geralmente de imprecisões devido à dificuldade existente para identificar as pequenas variações que sobrevêm entre duas aquisições. É portanto em especial procurado um compromisso entre velocidade,simplicidade de tratamento e precisão.

[0006] O processo de obtenção de imagens sísmicas pelo qual um modelo físico é obtido a partir de dados sísmicos é um processo dito de inversão. Diferentes processos de inversão foram propostos para realizar a obtenção de imagens 4D.

[0007] Uma técnica simplista consiste em considerar todas as interfaces que refletem as ondas sísmicas, também chamadas de refletores, como sendo refletores planos no meio imageado, e efetuar uma obtenção de imagens em uma dimensão, dita obtenção de imagens 1D. Esse método apresenta a vantagem de ser rápido, mas bastante insuficiente pois a confiabilidade da imagem se degrada rapidamente com a profundidade. Além disso, ele não fornece informações de acordo com um eixo enquanto uma representação em três dimensões é procurada. É possível, a título de exemplo de processos que empregam técnicas de obtenção de imagens 1D, consultar as patentes FR10/55945 e FR10/57508 que definem respectivamente um método digital que permite modelar mudanças em um modelo estratificado e um método que permite extrapolar um modelo 3D a partir de medições ao longo de poços 1D.

[0008] Uma versão aperfeiçoada da obtenção de imagens 1D consiste em orientar o eixo de detecção perpendicularmente a uma interface ou um conjunto de interfaces de inclinação não nula conhecida. Essa técnica se revela no entanto ineficaz para detectar estruturas complexas por exemplo reservatórios em forma de domos, ou então imagear com uma precisão suficiente o meio que possui refletores de inclinação variável.

[0009] Uma outra abordagem consiste em resolver um problema completo de inversão em três dimensões a partir de uma pluralidade de sinais sísmicos emitidos nas três direções do espaço. Essa técnica dita de “full-wave inversion” de acordo com a terminologia anglo-saxônica permite cruzar informações redundantes e obter uma imagem em três dimensões mais realista do meio. No entanto, ela se revela extremamente custosa em termos de tempo. A lentidão dessa técnica só a torna na prática aplicável a baixas frequências de no máximo 15 Hz. Em definitivo, essa técnica não é portanto sensível a pequenas mudanças do meio que intervêm em escalas inferiores ao comprimento de onda das ondas sísmicas utilizadas.

[0010] Consequentemente, é procurada uma técnica de inversão adaptada para a obtenção de imagens 4D que seja rápida ao mesmo tempo em que oferece uma precisão e uma resolução suficientes para estar em condições de detectar reservatórios que possuem estruturas complexas, por exemplo em forma de domo.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0011] Para responder aos problemas expostos acima, a presente invenção propõe um processo de tratamento de uma imagem sísmica de referência de um meio e de uma imagem sísmica de controle do dito meio. A imagem sísmica de referência compreende pelo menos um traçado sísmico descrito em uma escala de profundidade e a imagem sísmica de controle compreende pelo menos um traçado sísmico descrito na escala de profundidade. O processo compreende as etapas seguintes: a) receber a imagem sísmica de referência e a imagem sísmica de controle; e b) definir pelo menos um primeiro nível de captura plano situado em um dos traçados entre o traçado sísmico da imagem de referência e o traçado sísmico da imagem de controle, e pelo menos um segundo nível de captura plano no traçado sísmico da imagem de referência; e c) transformar uma porção contínua do traçado sísmico da imagem de controle por demigração no primeiro nível de captura com o auxílio de um modelo de velocidade de origem, em um traçado sísmico de controle transformado descrito em uma escala de tempo; e d) transformar uma porção contínua do traçado sísmico da imagem de referência que compreende o segundo nível de captura por demigração no segundo nível de captura com o auxílio de um modelo de velocidade corrente, em porção de traçado sísmico de referência transformado descrito na escala de tempo; e e) corrigir a porção do traçado sísmico de controle transformado por aferição no segundo nível de captura com o auxílio do modelo de velocidade corrente em uma nova porção de traçado sísmico de controle transformado descrito na escala de tempo; e f) determinar um modelo de velocidade corrente otimizado por adição, ao modelo de velocidade corrente, de um fator corretivo do modelo de velocidade corrente determinado a partir de um deslocamento em tempo entre a porção do traçado sísmico de referência transformado e a nova porção de traçado sísmico de controle transformado.

[0012] A invenção trata assim duas imagens diferentes de um mesmo meio a fim de extrair um modelo de velocidade adaptado para modificar fielmente o meio a partir dos dados da imagem de controle. A imagem de referência e a imagem de controle podem notadamente diferir pelo fato de que elas são representações do meio em instantes diferentes. Assim, o modelo de velocidade obtido pelo processo permite fornecer uma imagem confiável do meio da imagem de controle. Uma comparação entre várias imagens capturadas em instantes diferentes permite acompanhar as mudanças sobrevindas no meio, por exemplo mudanças ligadas à exploração de um jazida de hidrocarbonetos.

[0013] O processo permite obter um modelo de velocidade otimizado por técnicas de tratamento rápidas, tais como por exemplo técnicas de imageamento de profundidade de desvio nulo (imageamento de profundidade “zero-offset” de acordo com a terminologia anglo-saxônica) e que pode oferecer uma resolução suficiente com ferramentas de pós-tratamento usualmente utilizadas em sísmica 4D, baseadas em hipóteses 1D. Uma das vantagens da invenção em relação à arte anterior consiste no fato de que nenhuma hipótese redutora 1D é feita sobre a estrutura do subsolo ou meio imageado. A invenção implica a utilização de técnicas de tratamento 4D que fornecem resultados precisos ao mesmo tempo em que se beneficiam de vantagens em termos de simplicidade de cálculo que são encontradas tradicionalmente em cálculos 1D. Para fazer isso, o processo de fine níveis planos nos traçados sísmicos das imagens adquiridas, em escala de profundidade, a fim de aplicar uma correção por aferição com os dados, técnica correntemente chamada de “datuming” em inglês. O “datuming” consiste em transportar e reescrever esses dados, em domínio de tempo a um outro nível plano de captura definido pelo usuário como se eles estivessem registrados a esse nível de captura. A invenção utiliza também a demigração, que é uma outra técnica similar ao “datuming”. Uma transformação por demigração consiste em converter imagens em escala de profundidade em dados em escala de tempo, como se eles tivessem sido registrado a um nível de referência plano definido pelo usuário.

[0014] O processo transforma vantajosamente dados provenientes de duas imagens diferentes em escala de profundidade tendo em vista torná-los comparáveis, pela utilização de um mesmo modelo de velocidade corrente para transforma mesmas porções de traçados sísmicos que compreendem um nível de captura predefinido que desempenha o papel de origem dos tempos depois de demigração ou “datuming”. As porções de traçados sísmicos podem ser compreendidas entre níveis que formam limites que delimitam as ditas porções, esses limites podendo ser definidos por um usuário do processo. A obtenção de um fator corretivo do modelo de velocidade corrente na etapa g) pode ser executada por técnicas conhecidas, notadamente avaliando-se para isso o deslocamento em tempo entre o sinal da porção do traçado sísmico de referência transformado e a nova porção de traçado sísmico de controle transformado por exemplo com o auxílio de uma correlação dessas duas porções.

[0015] A invenção confere uma outra vantagem em relação às técnicas anteriores de pós-tratamento das imagens 4D, que repousavam sobre hipóteses de meio 1D para o acompanhamento no tempo da evolução de um meio. De fato, a invenção permite utilizar ferramentas padrão de imageamento de profundidade, mais especialmente em uma versão simples “zero-offset” para efetuar operações de demigração e “datuming”. Essas operações permitem gerar a propagação em meio complexo tanto no ambiente submetido a ela quanto na própria estruturação dos reservatórios alvos. A utilização dessas ferramentas de imageamento de profundidade 3D nas etapas c)-e) permite a utilização das ferramentas de tratamento clássicas 4D a fim de determinar de modo confiável um modelo de velocidade otimizado, na presença de estruturas complexas, por exemplo em forma de domo.

[0016] Quando as imagens sísmicas de controle e de referência são compostos por uma pluralidade de traçados sísmicos, o processo permite reconstituir um modelo em três dimensões do meio. De acordo com um modo de realização a etapa f) do processo pode compreender: - calcular uma função dv(t) que representa e evolução no tempo da velocidade instantânea que permite transformar a porção de traçado sísmico de referência transformado na nova porção de traçado sísmico de controle transformado; - transformar a função dv(t) em uma função dv(z) que representa o valor da velocidade instantânea na escala de profundidade, com o auxílio do modelo de velocidade corrente, a função dv(z) formando um fator corretivo do modelo de velocidade corrente.

[0017] A obtenção de um modelo de velocidade otimizado pode implicar uma conversão de um fator corretivo dv(t) da velocidade de uma escala de tempo para uma escala de profundidade. O cálculo da função dv(t) pode ser obtido por um processo correntemente chamado de “warping” de acordo com a terminologia anglo-saxônica. A transformação da função dv(t) em uma função dv(z) faz intervir um processo correntemente chamado de “migração” em geofísica. Uma migração de dv(t) para dv(z) com o auxílio do modelo de velocidade corrente representa uma maneira simples e direta de obter o fator corretivo dv(z) que permite atualizar o modelo de velocidade corrente. A utilização de uma migração para obter o fator corretivo dv(z) constitui um aperfeiçoamento em relação às abordagens da arte anterior de conversão simples, que só considera uma única velocidade global para uma porção de traçado sísmico, obtida a partir de um deslocamento em tempo entre os traçados.

[0018] De acordo com um outro modo de realização a etapa f) do processo pode compreender: - calcular uma função dv(t) que representa e evolução no tempo da velocidade instantânea que permite transformar a porção de traçado sísmico de referência transformado na nova porção de traçado sísmico de controle transformado; - multiplicar a função dv(t) por um qualquer dos traçados sísmicos descritos na escala de tempo, o dito traçado sísmico descrito na escala de tempo formando um traçado de sustentação; - transformar a partir do modelo de velocidade corrente o traçado de sustentação e o traçado de sustentação multiplicado pela função dv(t) em segundos e terceiros traçados transformados descritos na escala de profundidade; - determinar um fator corretivo dv(z) que representa o valor da velocidade instantânea na escala de profundidade, do modelo de velocidade corente, o dito fator sendo a relação entre os segundos e terceiros traçados transformados descritos na escala de profundidade.

[0019] Essa abordagem alternativa de obtenção do fator corretivo dv(z) do modelo de velocidade se apoia em uma técnica correntemente chamada de “migração de atributos”. Ela pode fornecer resultados mais precisos, de modo mais robusto e menos perturbado por ruídos de fundo.

[0020] De maneira vantajosa, os traçados sísmicos de controle e de referência podem ser traçados que correspondem a perfis sísmicos de desvio nulo.

[0021] É entendido por perfis sísmicos de desvio nulo que os traçados sísmicos correspondem a ondas que se propagam no subsolo a partir de um emissor até um receptor situado no mesmo local que o emissor. Nos casos muito simples, ditos 1D, as ondas seguem um mesmo trajeto, que pode ser de acordo com uma só direção vertical, por ocasião da propagação das mesmas a partir de um emissor para um refletor situado na superfície e por ocasião da propagação das mesmas a partir do refletor até o detector. Em meio complexo, o trajeto de ida e volta pode ser mais complicado mas ele pode ser gerado pelas ferramenta existentes de imageamento de profundidade. É corrente chamar esse tipo de perfis sísmicos dos traçados de ”offset” nulo, de acordo com a terminologia anglo-saxônica que corresponde a um desvio nulo entre o emissor e o receptor. Quando emissores e receptores não estão localizados no mesmo local, um tratamento digital conhecido permite reconstituir um jogo de dados sísmicos que corresponde a um perfil sísmico de desvio nulo.

[0022] A vantagem dos perfis sísmicos de desvio nulo é que eles permitem simplificar os cálculos de um fator 104 em relação a traçados sísmicos obtidos quando os receptores estão deslocados em relação ao receptor.

[0023] De maneira vantajosa, o modelo de velocidade corrente pode ser escolhido como sendo o modelo de velocidade de origem.

[0024] Essa escolha especial apresenta a vantagem de não necessitar de nenhuma etapa especial de estimativa de um modelo de velocidade, o que simplifica o processo. Ela é também vantajosa pois o modelo de velocidade corrente otimizado procurado é destinado a modelar da melhor maneira possível o meio da imagem de controle. O modelo de velocidade de origem, que serviu para produzir a imagem sísmica de controle, constitui assim um ponto de partida pertinente para convergir para um modelo aperfeiçoado graças ao processo da invenção.

[0025] De acordo com um modo de realização, a transformação por demigração da etapa d) pode ser constituída por uma primeira etapa de demigração no primeiro nível de captura com o auxílio do modelo de velocidade corrente seguida por uma segunda etapa de correção por aferição no segundo nível de captura com o auxílio do modelo de velocidade corrente.

[0026] Em princípio, pode ser mais cômodo realizar a transformação por demigração da etapa d) em uma só etapa efetuando para isso uma demigração diretamente no segundo nível de captura. No entanto, é também possível proceder primeiro a uma transformação por demigração no primeiro nível de captura, e depois executar um “datuming” a partir do primeiro nível de captura para o segundo nível de captura a fim de obter uma porção de traçado sísmico de referência transformado que tem uma origem dos tempos situada a uma posição que corresponde àquela do segundo nível de captura.

[0027] De acordo com um modo de realização vantajoso, as etapas d) a f) do processo podem ser repetidas iterativamente um número escolhido de vezes, o modelo de velocidade corrente otimizado determinado no final de uma iteração servindo de modelo de velocidade corrente para a iteração seguinte.

[0028] A iteração das etapas d) a f) permite fazer convergir o modelo de velocidade corrente otimizado para um modelo cada vez mais coerente em relação às diferenças entre os traçados sísmicos de referência e de controle. O número de iterações pode ser escolhido de acordo com um critério de tempo de cálculo, ou então de acordo com um critério de limite de diferença entre os valores de um modelo de velocidade corrente e um modelo de velocidade otimizado no final de uma iteração.

[0029] Notadamente, o nível de referência e o ou os níveis de captura podem ser definidos no início de cada iteração do processo.

[0030] Desse modo, é possível convergir mais rapidamente por ocasião do cálculo do modelo de velocidade corrente, definindo para isso níveis cada vez mais finos para as etapas de demigração, de “datuming” e de seleção de porções de traçados sísmicos. É também possível acelerar o processo reduzindo para isso o número de níveis de captura em um laço de iteração, quando se verifica que o modelo de velocidade só muda de uma pequena porcentagem localmente de uma iteração para a seguinte.

[0031] De acordo com um modo de realização vantajoso vários níveis de captura que vão sucessivamente, por profundidade crescente de acordo com a escala de profundidade, de um primeiro nível de captura a um último nível de captura podem ser definidos entre a etapa a) e a etapa b). No final da etapa e), uma etapa g) é executada durante a qual o segundo nível de captura pode ser denominado primeiro nível de captura e o terceiro nível de captura pode ser denominado segundo nível de captura. As etapas c) a g) podem ser executadas iterativamente até que o último nível de captura seja denominado primeiro nível de captura.

[0032] Definindo assim uma pluralidade de níveis de captura, é possível concentrar os esforços de cálculo nas zonas do meio que compreendem mais mudanças entre a imagem de referência e a imagem de controle. Tais mudanças podem notadamente coincidir com descontinuidades. O processo da invenção pode então diferenciar o número de iterações em função das mudanças sofridas localmente no decorrer do tempo, a fim de reconstituir um modelo localmente mais fiel que reflete melhor as mudanças locais do modelo de velocidade.

[0033] Tratando os traçados sísmicos de uma imagem sísmica porção por porção de acordo com níveis de captura sucessivos, a invenção permite corrigir pouco a pouco erros em um modelo de velocidade. O processo da invenção não sofre dos inconvenientes da arte anterior do tratamento 4D. O processo da invenção não depende de hipóteses 1D sobre o meio e não restringe a propagação das ondas em direções puramente verticais.

[0034] A invenção também se refere a um produto programa de computador que compreende instruções para a execução das etapas a) a f) do processo, quando esse programa é executado por um processador.

DESCRITIVO DAS FIGURAS

[0035] O processo objeto da invenção será melhor compreendido com a leitura da descrição que se segue de exemplos de realização apresentados a título ilustrativo, de nenhuma forma limitativos, e com a observação dos desenhos abaixo nos quais: - a figura 1 é uma representação esquemática de raios que se propagam em um meio geológico entre emissores e receptores de ondas sísmicas; e - a figura 2 é uma representação esquemática de um meio geológico divido por níveis de captura planos; e - a figura 3 é um fluxograma que representa seis etapas do processo de tratamento de imagens sísmicas; e - a figura 4 é uma representação esquemática de traçados sísmicos em uma imagem de referência e uma imagem de controle; e - a figura 5 é uma representação esquemática de traçados sísmicos em uma imagem de controle transformados por “demigração” e com o auxílio de um modelo de velocidade de origem; e - a figura 6 é uma representação esquemática de traçados sísmicos em uma imagem de referência transformados por “demigração” e com o auxílio de um modelo de velocidade corrente; e - a figura 7 é uma representação esquemática de traçados sísmicos de controle tratados da figura 5, corrigidos por “datuming” com o auxílio do modelo de velocidade corrente; e - a figura 8 é uma representação esquemática de porções de traçados sísmicos de referência e de controle colocadas lado a lado tendo em vista determinar um fator corretivo para o modelo de velocidade corrente; e - a figura 9 é um fluxograma que representa a iteração do processo de tratamento de imagens sísmicas.

[0036] Por razões de clareza, as dimensões dos diferentes elementos representados nessas figuras não estão necessariamente em proporção com as dimensões reais dos mesmos. Nas figuras, referências idênticas correspondem a elementos idênticos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0037] A fim de fornecer um modelo do subsolo, a invenção recorre primeiramente ao imageamento de profundidade antes de adição 3D que é uma versão simplificada da inversão 3D (“full-wave inversion” ou FWI em inglês). Um modelo de velocidade é inicialmente determinado nessa técnica de imageamento em 3D. Pelo menos um traçado sísmico de cada ponto de tiro, ou ponto de emissão, é em seguida “migrado” para o modelo de velocidade determinado. A migração consiste em transformar dados representados em uma escala de tempo em dados posicionados em uma escala de profundidade. A operação de posicionamento em uma escala de profundidade dos traçados medidos por ocasião das fases de aquisição é portanto delegada a essa etapa de imageamento de profundidade 3D. Essa operação é o equivalente teórico de uma primeira iteração de FWI. É doravante absolutamente padrão e clássico fornecer tais imagens “migradas” em profundidade no decorrer de um estudo de sísmica 4D.

[0038] Situando-se para isso a jusante desse processo de imageamento de profundidade, a invenção se beneficia em relaça à FWI de uma redução de dimensionalidade. De fato, essas imagens migradas, obtidas tratando-se para isso dados provenientes de um grande número de pontos de emissão que compreendem cada um deles um grande número de receptores, são conceitualmente equivalentes a uma imagem produzida por migração “zero-offset”, considerando-se somente traçados sísmicos “zero-offset” nos quais pontos fontes e receptores são confundidos. Os processos de imageamento, de migração e de demigração ditos “zero-offset” são conhecidos já faz muito tempo e são várias ordens de grandeza menos custosos do que os processos por pontos de emissão “pre-stack” em inglês).

[0039] A invenção descrita abaixo se posiciona a jusante da obtenção de imagens migradas de profundidade antes de adição (“stack” em inglês), e formula a hipótese conceitualmente admissível de que essas imagens sísmicas ditas de referência e de controle podem depender de processos de demigração, datuming e outros, qualificados de “zero-offset”.

[0040] A fim de fornecer um modelo do subsolo, o processo da invenção se apoia em dados obtidos por sísmica de reflexão. Como ilustrado na figura 1, a sísmica de reflexão utiliza emissores e receptores 101, 102, 103 de sinais sísmicos. As ondas sísmicas emitidas se propagam em um meio nas três direções do espaço. Os raios 10 e 11 da figura 1 ilustram exemplos de trajetórias que essas ondas seguem. As descontinuidades 120, 130, 140 e 150 do meios estão na origem de reflexões e refrações dessas ondas, que podem ser desviadas e registradas na superfície em um ponto afastado de seu local de emissão, tal como representado pelo raio 11.

[0041] As ondas sísmicas que se propagam no subsolo são ondas esféricas. Consequentemente, o raio 12 da figura 1 ilustra uma propagação possível entre uma fonte 101 e um detector situado no mesmo local que a fonte 101. O raio 10 ilustra uma propagação clássica 1D de acordo com uma só direção vertical.

[0042] A invenção apresentada abaixo pode ser executada em dados sísmicos provenientes de medições que se referem a raios análogos por exemplo a um qualquer dos raios 10, 11, 12 apresentados na figura 1. A originalidade da invenção reside na utilização de técnicas simples que permitem extrair uma informação confiável sem efetuar aproximações grosseiras a 1D na estrutura do subsolo.

[0043] Uma mudança das propriedades do meio é repercutida nos dados sísmicos por uma variação no traçado sísmico registrado. Uma mudança de propriedades pode sobrevir localmente depois da exploração de uma jazida de hidrocarbonetos delimitada por exemplo pela descontinuidade 150.

[0044] Como ilustrado na figura 2, a invenção propõe delimitar zonas no meio imageado para concentrar os esforços de tratamento dos dados nas zonas que contêm mais descontinuidades 120, 130, 140, 140, e notadamente nas zonas que são submetidas a mais mudanças de propriedades no decorrer do tempo. Para fazer isso, um conjunto de níveis de capturas planos 210, 220, 230 permite constituir uma malha artificial do meio. Um primeiro nível de captura 200 utilizado por ocasião da execução da invenção é chamado de plano de referência. Esse plano é vantajosamente escolhido de tal modo para que não haja modificações do meio na zona compreendida entre a porção do traçado sísmico estudada e esse nível de referência 200. O nível de referência 200 constitui assim vantajosamente um nível situado acima de uma primeira perturbação do meio.

[0045] O processo da invenção faz intervir dois jogos de dados sísmicos de um mesmo meio, tratados em pelo menos seis etapas ilustradas na figura 3. Um primeiro jogo de dados sísmicos é proveniente de uma imagem de referência 400, e o outro de uma imagem de controle 410, os dois jogos de dados sendo adquiridos em tempos diferentes. A etapas a) a f) da figura 3 são efetuadas pelo menos uma vez no decorrer do processo.

[0046] A etapa a) do processo consiste em receber uma imagem sísmica de referência e pelo menos uma imagem sísmica de controle. Essas imagens podem compreender uma pluralidade de traçados sísmicos representados em uma escala de profundidade associada a coordenadas z. Ainda que não representado, um detector de ondas sísmicas detecta inicialmente dados que correspondem a amplitudes de ondas sísmicas que evoluem no decorrer do tempo. A representação em escala de tempo é modificada por uma transformação chamada de “migração” aplicando-se para isso um modelo de velocidade para obter traçados sísmicos representados em uma escala de profundidade. Um primeiro modelo de velocidade é utilizado para obter os traçados sísmicos da imagem de referência e um outro modelo de velocidade, que pode ser um modelo de velocidade dito de origem é utilizado para transformar por “migração” ou “migrar” os traçados sísmicos da imagem de controle. É notado aqui que o modelo que serviu para fornecer a imagem de controle é um candidato natural para servir de ponto de partida, de modelo de origem para as etapas b) a f). Os modelos de velocidade são escolhidos de acordo com critérios padrão em geofísica.

[0047] A etapa b) consiste em definir um primeiro nível de captura 200 e pelo menos um segundo nível de captura 201. A figura 4 representa quatro traçados sísmicos 300 na imagem de referência 400 e quatro traçados sísmicos 310 na imagem de controle 410. Como ilustrado na figura 4, um primeiro nível de captura 200 pode ser definido por escolha em um traçado sísmico da imagem de referência ou então em um traçado sísmico da imagem de controle. Um segundo nível de captura 201 é de preferência definido em um traçado sísmico da imagem de referência, a posição na escala de profundidade do segundo nível de captura 201 não sendo assim influenciada pelo modelo de velocidade escolhido para constituir os traçados sísmicos da imagem de controle.

[0048] A etapa c) do processo consiste em transformar um ou o tacado sísmico 310 da imagem de controle 410 dos dados no primeiro nível de captura 200. Essa operação é chamada de “demigração” e é uma operação inversa da migração. A demigração transforma traçados sísmicos da escala de profundidade na escala de tempo com o auxílio de um modelo de velocidade. A operação de “datuming” lhe é bastante aparentada e utiliza essencialmente as mesmas ferramentas. O “datuming” consiste em transportar um conjunto de traçados sísmicos em escala de tempo, registrados a um nível de partida, para um nível de chegada, como se eles tivessem sido registrados nesse novo nível. As operações de demigração e de “datuming” não são feitas geralmente traçado por traçado, mas sim convertem um conjunto de traçados de partida em um novo conjunto de partida. No caso de um “desvio” nulo, que interessa aqui, essas conversões são reversíveis. Depois de demigração a partir da imagem de controle 410, o primeiro nível de captura 200 é chamado então de “datum” do traçado sísmico de controle assim corrigido. No final dessa demigração os dados são representados como se eles fossem recebidos no primeiro nível de captura 200. A operação de transformação pode demigração da etapa c) pode ser efetuada por qualquer meio conhecido, como por exemplo por correção estática u por aplicação das equações de propagação. A figura 5 ilustra essa etapa. A transformação dos tacados sísmicos representados na escala de profundidade em traçados sísmicos representados em uma escala de tempo é efetuada com o auxílio de um modelo de velocidade de origem 501. Assim, no final da etapa c) um traçado sísmico de controle transformado em escala de tempo 510 é obtido.

[0049] A etapa seguinte d) consiste em efetuar uma operação de demigração ou então uma operação dupla de demigração e de “datuming” no (ou para) o segundo nível de captura 201 de um ou do traçado sísmico 300 da imagem de referência 400, utilizando para isso um modelo de velocidade corrente 600. A figura 6 ilustra um modo de realização no qual uma conversão é efetuada para transformar por demigração os tacados sísmicos 300 em escala de profundidade da imagem de referência 400 em um conjunto de traçados 301 em escala de tempo associados a um mesmo nível de captura 201.

[0050] A conversão de traçados 300 em traçados 301 pode ser feita ou em dois tempos, por demigração para o nível de referência e depois “datuming” para o nível de captura, ou em uma só etapa por demigração para o segundo nível de captura 201.

[0051] Como ilustrado na figura 6, a demigração ou demigração seguida por um “datuming” da etapa d) pode ser efetuada em uma porção do ou dos traçados sísmicos de referência 300. Assim, uma ou várias porções de traçados sísmicos de referência transformados podem ser obtidas no final da etapa d). Essas porções têm uma mesma origem dos tempos, situada no segundo nível de captura 201, e são delimitadas entre dois limites 610 e 620 de um lado e de outro do segundo nível de captura 201. A escolha dos limites 610, 620 é da alçada do usuário do processo. É conveniente por outro lado notar que pode ser vantajoso prever porções de tamanho suficientemente grande espaçando-se para isso os limites 610, 620. De fato, em caso de execução iterativa da invenção em uma pluralidade de níveis de capturas diferentes, um recobrimento entre porções próximas fornece um meio de verificação da coerência dos modelos de velocidade obtidos ao nível de porções de traçados sísmicos adjacentes em níveis de captura que se sucedem.

[0052] É revelado no final dessa etapa que o traçado sísmico de controle transformado 510 é representado em uma escala de tempo, no mesmo “datum” que a porção 310 do traçado sísmico de referência transformado. O “datum” define uma nova origem dos tempos da escala de tempo. Assim, dados situados de um lado e de outro do “datum” possuem coordenadas em tempo de sinais opostos. No entanto, esses dois traçados não são ainda comparáveis pois as transformações dos traçados da imagem de referência e dos traçados da imagem de controle foram efetuadas com o auxílio de dois modelos de velocidade 501, 600 diferentes.

[0053] Eles seriam comparáveis se os dois modelos de velocidade 501 e 600 utilizados fossem modelos de velocidade reais respectivos que não são conhecidos. Esses traçados seriam relativamente comparáveis e só se diferenciariam por uma simples deslocamento temporal gradual que seria possível tratar por métodos de análise clássicos, se o meio fosse estritamente estratificado 1D. Ora, o imageamento 4D não se situa nesses dois casos especiais. De modo geral, esses dois traçados só são comparáveis para uma janela temporal limitada em torno do tempo zero da escala dos tempos associado ao “datum”. A ideia de base explorada na etapa seguinte e) é justamente que um deslocamento temporal é mensurável 1D, em uma janela temporal centrada no tempo zero depois de “demigração” ou “datuming”. Basta criar uma janela temporal centrada em um zero a um número suficiente de níveis de captura para poder tornar comparáveis os dois traçados.

[0054] A etapa e) efetua uma operação suplementar que permite tornar comparáveis a porção 301 do traçado sísmico de referência transformado e o traçado sísmico de controle transformado 510. Essa etapa, ilustrada na figura 7, consiste em efetuar uma segunda transformação por “datuming” no segundo nível de captura 201 de um ou do traçado sísmico de controle transformado 510 utilizando para isso desta vez o modelo de velocidade corrente 600. Do mesmo modo daquilo que foi realizado na etapa d), a etapa e) pode implicar a seleção de uma porção de traçado sísmico a fim de obter uma nova porção 511 de traçado sísmico de controle transformado. Essa nova porção 511 de traçado sísmico de controle transformado 511 corresponde a uma porção que tem como origem dos tempos o segundo nível de captura 201, e é delimitada entre dois limites 610, 620, idênticos aos limites 610, 620 que podem ser definidos na etapa d).

[0055] É conveniente notar que a definição de limites 610, 620 nas etapas d) e e) é uma etapa facultativa. A presença desses limites permite simplificar a manipulação dos dados reduzindo assim o número de dados a tratar, notadamente quando os traçados sísmicos completos implicam grandes quantidades de dados.

[0056] No final da etapa e), a porção 301 e a nova porção 511 de traçados sísmicos foram obtidas por “datuming” em um mesmo nível plano do modelo de velocidade corrente 600. Elas são, portanto, comparáveis pois elas estão ambas representadas em escala de tempo, em uma janela temporal centrada em uma mesma origem dos tempos que corresponde ao segundo nível de captura 201.

[0057] Como ilustrado na figura 8, o processo emprega em seguida na etapa f) uma técnica de comparação que permite determinar retardos entre componentes correspondentes das porções dos traçados sísmicos 301 e 511 tendo em vista extrair um fator corretivo da velocidade. Esse fator corretivo pode em seguida ser utilizado por processos conhecidos como por exemplo um processo de imageamento simples para determinar o valor que é conveniente acrescentar à velocidade do modelo de velocidade corrente 600 para atualizar o mesmo e obter um modelo de velocidade corrente otimizado 800.

[0058] Um meio especialmente simples de execução da etapa f) com o auxílio de métodos existentes consiste em medir um deslocamento global em tempo dT entre as duas porções 301 e 511 de traçados sísmicos. Como ilustrado na figura 8, as porções 301 e 511 são porções de traçados sísmicos representadas na escala de tempo em uma mesma janela temporal, que pode exemplo ser delimitada pelos limites 610 e 620. No entanto, os sinais das duas porções 301, 511 que correspondem a dois percursos de uma onda sísmica que seguem o mesmo trajeto em um mesmo meio, medidos a dois instantes diferentes, se parecem bastante na proximidade do segundo nível de captura 201. Para estimar o deslocamento dT entre essas duas porções, é por exemplo possível utilizar técnicas conhecidas de correlação entre traçados sísmicos. Dessa maneira, é possível identificar na nova porção de traçado sísmico de controle 511 o nível 810 associado ao sinal correspondente no segundo nível de captura 201 na porção de traçado sísmico de referência 301.

[0059] O deslocamento dT identificada pode ser convertida em uma velocidade utilizando para isso por exemplo uma técnica dita de “warping”. A velocidade dv(t) pode em seguida ser migrada para obter uma velocidade dv(z) que pode ser acrescentada ao modelo de velocidade corrente 600. Além das técnicas conhecidas da arte anterior para determinar um fator corretivo de um modelo de velocidade a partir de um deslocamento em tempo entre duas porções de traçados sísmicos, a invenção propõe dois métodos diferentes para realizar a etapa f).

[0060] Um primeiro método de execução da etapa f) consiste em identificar a função dv(t) das diferenças de velocidade que permite transformar ponto por ponto a porção 310 de traçado sísmico de referência transformado na porção 511 de traçado sísmico de controle transformado. Essa operação é chamada comumente de “warping” de acordo com a terminologia anglo-saxônica, e é um método conhecido corrente em geofísica. A função dv(t) 801 pode ser representada como um traçado das variações de velocidade na escala de tempo. É conveniente então para converter essa função na escala de profundidade transformar a mesma por migração. Essa migração para a escala de profundidade pode ser feita com o auxílio do modelo de velocidade corrente 600, para obter um traçado das variações de velocidade dv(z) 802 na escala de profundidade. Basta nesse caso acrescentar para cada coordenada z o termo dv(z) que corresponde aos valores correspondentes do modelo de velocidade corrente 600 para obter o modelo de velocidade otimizado 800.

[0061] Uma alternativa de execução da etapa f) consiste em um primeiro tempo em encontrar a mesma função dv(t) 801 por “warping”. Em seguida, uma transformação para a escala de profundidade é executada por uma técnica comumente chamada de “migração de atributos” em geofísica. Essa técnica consiste em escolher um traçado sísmico qualquer representado na escala de tempo, por exemplo uma das duas porções 301 ou 511. Esse traçado escolhido serve então como traçado de sustentação. O traçado de sustentação é migrado com o auxílio do modelo de velocidade corrente 600. Uma segunda migração com o auxilio do modelo de velocidade corrente 600 é efetuada em um traçado de sustentação modificado por multiplicação termo a termo pela função dv(t). Para obter o fator corretivo dv(z) 802 do modelo de velocidade corrente 600, basta efetuar a relação entre o traçado de sustentação modificado migrado, e o traçado de sustentação migrado. O modelo de velocidade corrente otimizado 800 é obtido acrescentando-se para isso ao modelo de velocidade corrente 600 o fator corretivo 802.

[0062] Foi descrita acima uma execução do processo feita de uma só vez sem repetições. É, no entanto, possível aperfeiçoar o processo efetuando para isso as etapas d) a f) de maneira iterativa, como ilustrado no fluxograma da figura 9. Essa iteração é efetuada substituindo-se, no final de um laço de iteração, o modelo de velocidade corrente 600 que vai servir para o laço de iteração seguinte, pelo modelo de velocidade corrente otimizado 800 determinado. Cada laço de iteração faz convergir o modelo de velocidade corrente otimizado na direção de um valor mais representativo do meio que corresponde aos dados da imagem de controle.

[0063] O número de iterações N pode ser escolhido de acordo com vários critérios. É por exemplo possível fixá-lo a um valor predeterminado, que corresponde a um compromisso entre tempo de tratamento e confiabilidade do resultado obtido. É também possível determinar um valor limite de diferença entre o modelo de velocidade corrente 600 e o modelo de velocidade corrente otimizado 800. Definindo-se um valor limite de diferença, é possível cessar uma iteração quando a diferença é inferior ao dito limite. É assim possível só executar o processo localmente nas porções de traçados sísmicos para as quais subsistem diferenças grandes entre modelo de velocidade corrente e modelo de velocidade corrente otimizado, e cessar o processo nas porções de traçados sísmicos que compreendem poucas variações entre os dois modelos de velocidade.

[0064] A esse título, é conveniente precisar que o processo pode ser executado redefinindo-se as posições dos níveis planos na escala de profundidade depois de cada iteração. Uma tal redefinição da posição dos níveis planos permite reduzir ainda mais a duração do tratamento de acordo com a invenção, e concentrar os esforços de cálculo nas zonas do meio que compreendem mais mudanças. Ela permite também afinar o modelo seletivamente nas zonas nas quais as variações do modelo de velocidade no decorrer do tempo são as menores, e necessitam de uma resolução elevada.

[0065] Um segundo nível de iteração pode também ser executado com o auxílio do processo. Esse segundo nível de iteração consiste em executar o processo em diferentes porções dos traçados sísmicos de controle e de referência. Definido para isso vários níveis de captura que vão de um primeiro nível de captura próximo do ponto de emissão das ondas sísmicas até o último nível de captura, o processo efetua uma malha dos sinais sísmicos. O processo é executado pouco a pouco para porções de traçados sísmicos transformados por demigração e corrigidos por “datuming” em níveis de captura sucessivos. Esse fatiamento dos dados sísmicos é efetuado de tal modo que no final da etapa f), uma nova etapa g) é introduzida de tal modo que os níveis de captura são renumerados. Assim, no final da primeira iteração, o segundo nível de captura é denominado primeiro nível de captura e o terceiro nível de captura é denominado segundo nível de captura. Dessa maneira, o processo permite transformar pouco a pouco os dados até que o último nível de captura inicialmente definido seja denominado primeiro nível de captura.

[0066] A invenção também se refere a um produto programa de computador que executa as etapas a) a f) descritas acima, notadamente quando essas etapas são executadas com o auxílio de um processador de computador.

[0067] A invenção não se limita aos modos de realização descritos acima e pode ser declinada em modos de realização alternativos.

[0068] Notadamente, ainda que uma pluralidade de níveis de captura 210, 220, 230 tenha sido representada na figura 2, a invenção pode absolutamente permitir um acompanhamento eficaz e suficiente de um meio a partir de dois níveis planos constituído por um nível de referência e um só segundo nível de captura. Pode por outro lado ser vantajoso reduzir o número de níveis de captura tendo em vista reduzir o tempo de execução do processo.

[0069] O modelo de velocidade corrente escolhido inicialmente pode ser por exemplo o modelo de velocidade de origem utilizado para “demigrar” os traçados sísmicos da imagem de controle. No entanto, é possível escolher como ponto de partida qualquer outro modelo de velocidade corrente, por exemplo o primeiro modelo de velocidade que serviu para “migrar” os traçados da imagem de referência. Qualquer outro modelo de velocidade, por exemplo um modelo de velocidade intermediário entre o primeiro modelo de velocidade e o modelo de velocidade de origem pode também ser escolhido.

[0070] A invenção descrita acima se aplica preferencialmente a perfis sísmicos de desvio nulo, também chamados de perfis sísmicos de “offset” nulo em inglês, quer dizer dados que correspondem a ondas sísmicas que seguem um trajeto “autocolimador” a partir de uma fonte na direção de um refletor no subsolo e que voltam pelo mesmo trajeto na direção de um receptor situado no mesmo local que a fonte. No entanto, pode também ser considerado executar a invenção em dados sísmicos de “offset” não nulo, quer dizer de desvio não nulo entre emissor e receptor. [0071] O processo descrito acima foi aplicado a um par de dados sísmicos de referência e de controle. É evidentemente possível executar o processo de maneira sucessiva em vários pares de dados sísmicos tendo em vista acompanhar durante um tempo grande imagem por imagem a evolução do meio.

Claims

1. Processo de tratamento de uma imagem sísmica de referência (400) de um meio e de uma imagem sísmica de controle (410) do dito meio, a imagem sísmica de referência (400) compreendendo pelo menos um traçado sísmico (300) descrito em uma escala de profundidade, a imagem sísmica de controle (410) compreendendo pelo menos um traçado sísmico (310) descrito na escala de profundidade, o processo sendo caracterizado pelo fato de que ele compreende as seguintes etapas: a) receber a imagem sísmica de referência (400) e a imagem sísmica de controle (410); e b) definir pelo menos um primeiro nível de captura (200) plano situado em um dos traçados entre o traçado sísmico (300) da imagem de referência e o traçado sísmico (310) da imagem de controle, e pelo menos um segundo nível de captura (201) plano no traçado sísmico (300) da imagem de referência; e c) transformar a porção contínua do traçado sísmico (310) da imagem de controle por demigração no primeiro nível de captura (200) com o auxílio de um modelo de velocidade de origem (501), em um traçado sísmico (510) de controle transformado descrito em uma escala de tempo; e d) transformar uma porção contínua do traçado sísmico (300) da imagem de referência que compreende o segundo nível de captura (201) por demigração no segundo nível de captura (201) com o auxílio de um modelo de velocidade corrente (600), em porção (301) de traçado sísmico de referência transformado descrito na escala de tempo; e e) corrigir a porção do traçado sísmico de controle transformado por aferição no segundo nível de captura (201) com o auxílio do modelo de velocidade corrente (600) em uma nova porção (511) de traçado sísmico de controle transformado descrito na escala de tempo; e f) determinar um modelo de velocidade corrente otimizado (800) por adição, ao modelo de velocidade corrente (600), de um fator corretivo do modelo de velocidade corrente (600) determinado a partir de um deslocamento no tempo entre a porção (301) do traçado sísmico de referência transformado e a nova porção (511) de traçado sísmico de controle transformado.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa f) compreende: - calcular uma função dv(t) (801) que representa e evolução no tempo da velocidade instantânea que permite transformar a porção (301) de traçado sísmico de referência transformado na nova porção (511) de traçado sísmico de controle transformado; - transformar a função dv(t) (801) em uma função dv(z) (802) que representa o valor da velocidade instantânea na escala de profundidade, com o auxílio do modelo de velocidade corrente (600), a função dv(z) (802) formando um fator corretivo do modelo de velocidade corrente (600).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa f) compreende: - calcular uma função dv(t) (801) que representa e evolução no tempo da velocidade instantânea que permite transformar a porção (301) de traçado sísmico de referência transformado na nova porção (511) de traçado sísmico de controle transformado; - multiplicar a função dv(t) (801) por um qualquer dos traçados sísmicos descritos na escala de tempo, o dito traçado sísmico descrito na escala de tempo formando um traçado de sustentação; - transformar a partir do modelo de velocidade corrente (600) o traçado de sustentação e o traçado de sustentação multiplicado pela função dv(t) (801) em segundos e terceiros traçados transformados descritos na escala de profundidade; - determinar um fator corretivo dv(z) (802) que representa os valores da velocidade instantânea na escala de profundidade, do modelo de velocidade corente (600), o dito fator sendo a relação entre os segundos e terceiros traçados transformados descritos na escala de profundidade.

4. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os traçados sísmicos de controle (310, 510, 511) e de referência (300, 301) são traçados que correspondem a perfis sísmicos de desvio nulo.

5. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o modelo de velocidade corrente (600) é escolhido como sendo o modelo de velocidade de origem (501).

6. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a transformação por demigração da etapa d) é constituída por uma primeira etapa de demigração no primeiro nível de captura com o auxílio do modelo de velocidade corrente seguida por uma segunda etapa de correção por aferição no segundo nível de captura com o auxílio do modelo de velocidade corrente.

7. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as etapas d) a f) do processo são repetidas iterativamente um número escolhido de vezes, o modelo de velocidade corrente otimizado (800) determinado no final de uma iteração servindo de modelo de velocidade corrente (600) para a iteração seguinte.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o nível de captura (200) e o pelo menos um segundo nível de captura (201) são definidos no início de cada iteração do processo.

9. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que: - vários níveis de captura (201, 210, 220, 230), que vão sucessivamente, por profundidade crescente de acordo com a escala de profundidade, de um primeiro nível de captura (200) a um último nível de captura, são definidos entre a etapa a) e a etapa b); e pelo fato de que - no final da etapa f), uma etapa g) é executada no decorrer da qual o segundo nível de captura é denominado primeiro nível de captura e o terceiro nível de captura é denominado segundo nível de captura, as etapas c) a g) sendo executadas iterativamente até que o último nível de captura seja denominado primeiro nível de captura.

10. Meio legível por computador, caracterizado pelo fato de que compreende instruções, que quando realizadas, executam as etapas a) a f) do processo como definido na reivindicação 1.