BR112018011626B1

BR112018011626B1 - Sistemas de pesquisa geofísica

Info

Publication number: BR112018011626B1
Application number: BR112018011626-2A
Authority: BR
Inventors: Andrew Samuel Long
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2022-10-04
Also published as: CA3007865A1; US20190154858A1; CA3007865C; EP3387468A1; US20170168182A1; MX2018007082A; AU2016366485A1; WO2017097759A1; US11226426B2; AU2016366485B2; BR112018011626A2; EA201891130A1; US10234585B2; CN108700674A

Abstract

SISTEMAS DE PESQUISA GEOFÍSICA E MÉTODOS RELACIONADOS Sistemas e métodos de pesquisa geofísica. Pelo menos algumas das modalidades ilustrativas são sistemas incluindo um rebocador (202) com um sistema de aquisição de dados a bordo (204); um cordão de sensores (206) que define uma extremidade proximal e uma extremidade distal, o cordão de sensores se estende atrás do rebocador, e o cordão de sensores submerso no corpo de água; um cabo de entrada (214), acoplado em uma primeira extremidade ao rebocador, e acoplado em uma segunda extremidade ao cordão de sensores; uma embarcação dianteira (222) associada com o cordão de sensores, a embarcação dianteira flutuando em ou perto da superfície do corpo de água, e a embarcação dianteira acoplada ao cordão de sensores por um cabo de reboque; e uma fonte sísmica na água atrás da embarcação dianteira, a fonte sísmica acoplada à embarcação dianteira por um cabo fonte que se estende a partir da embarcação dianteira para a fonte sísmica.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[0001] Esse pedido reivindica os benefícios do pedido provisório U.S. No. 62/265.803, depositado em 10 de dezembro de 2015. O pedido provisório é incorporado por referência aqui como se reproduzido em sua totalidade abaixo.

Antecedentes

[0002] A pesquisa geofísica (por exemplo, sísmica, eletromagnética) é uma técnica na qual "imagens" bi ou tridimensionais do estado de uma formação subterrânea são obtidas. A pesquisa geofísica ocorre não apenas em terra, mas também em ambientes marinhos (por exemplo, oceanos, grandes lagos). Os sistemas de pesquisa geofísica marinha utilizam com frequência uma pluralidade de streamers que contêm sensores para a detecção da energia refletida a partir de formações subterrâneas abaixo do fundo da água. Os streamers sísmicos incluem sensores para a detecção de sinais sísmicos refletidos a partir das formações subterrâneas abaixo do fundo da água, incluindo as formações que contêm depósitos de hidrocarbonetos.

[0003] Em termos de área coberta por uma pesquisa geofísica marinha, uma melhor eficiência econômica é alcançada com espalhadores de streamer mais amplos que incluem vários streamers de sensores. No entanto, em águas rasas (por exemplo, inferiores a 300 metros), a eficiência econômica é desviada até determinado ponto por dados incompletos para refletores rasos nas bordas do espalhamento de streamers.

Breve Descrição dos Desenhos

[0004] Para uma descrição detalhada das modalidades ilustrativas, referência será feita aos desenhos em anexo nos quais:

[0005] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema e pesquisa geofísica;

[0006] A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0007] A figura 3 ilustra uma vista em elevação lateral de um sistema de pesquisa geofísica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0008] A figura 4 ilustra uma vista em elevação lateral (parcialmente recortada) de uma embarcação dianteira e fonte sísmica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0009] A figura 5 ilustra uma vista em elevação lateral (parcialmente recortada) de uma embarcação dianteira e fonte sísmica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0010] A figura 6 ilustra uma ilustração de temporização de ativação de fontes sísmicas, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0011] A figura 7 ilustra uma ilustração de temporização de ativação de fontes sísmicas, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0012] A figura 8 ilustra uma ilustração de temporização de ativação de fontes sísmicas, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0013] A figura 9 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0014] A figura 10 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica, de acordo com pelo menos algumas modalidades;

[0015] A figura 11 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica, de acordo com pelo menos algumas modalidades; e

[0016] A figura 12 ilustra um método, de acordo com pelo menos algumas modalidades.

[0017] As várias vistas dos desenhos não estão necessariamente em escala.

Definições

[0018] Determinados termos são utilizados por toda a descrição a seguir e reivindicações para fazer referência a componentes de sistema em particular. Como os versados na técnica apreciarão, diferentes companhias podem fazer referência a um componente por nomes diferentes. Esse documento não pretende distinguir entre os componentes que diferem em nome, mas não em função.

[0019] Na discussão a seguir e nas reivindicações, os termos "incluindo" e "compreendendo" são utilizados com significado aberto e, dessa forma, devem ser interpretados como significando "incluindo, mas não limitado a". Além disso, o termo "acoplar" ou "acoplado" deve significar uma conexão indireta ou direta. Dessa forma, se um primeiro dispositivo for acoplado a um segundo dispositivo, essa conexão pode ser através de uma conexão direta ou através de uma conexão indireta através de outros dispositivos e conexões.

[0020] "Cabo" deve significar um elemento de transporte de carga axial flexível que também compreende condutores elétricos e/ou condutores óticos para transportar a energia elétrica e/ou sinais entre os componentes.

[0021] "Corda" deve significar um elemento de transporte de carga axial, flexível, que não inclui condutores elétricos e/ou óticos. Tal corda pode ser feita de fibra, aço ou outro material de alta resistência, corrente ou combinações de tais materiais.

[0022] "Linha" deve significar uma corda ou um cabo.

[0023] "Extremidade proximal" com referência a um streamer de sensores deve significar uma extremidade mais próxima do rebocador.

Descrição Detalhada

[0024] A discussão a seguir é direcionada a várias modalidades da invenção. Apesar de uma ou mais dessas modalidades poderem ser preferidas, as modalidades descritas não devem ser interpretadas, ou de outra forma utilizadas, como limitadoras do escopo da descrição, incluindo as reivindicações. Adicionalmente, os versados na técnica compreenderão que a descrição a seguir tem ampla aplicação, e a discussão de qualquer modalidade de ser apenas ilustrativa dessa modalidade, e não deve indicar que o escopo da descrição, incluindo as reivindicações está limitado a essa modalidade.

[0025] Várias modalidades são direcionadas aos sistemas de pesquisa geofísica marinha utilizando fontes sísmicas distribuídas para reduzir os problemas de desvio de fonte e receptor próximos. Mais particularmente, em alguns sistemas ilustrativos, as fontes sísmicas são puxadas por embarcações dianteiras acopladas à extremidade proximal de alguns ou todos os streamers de sensores. Isso é, em algumas modalidades ilustrativas, o cabo de entrada que acopla a um streamer de sensores e fornece uma força de reboque para o streamer de sensores também fornece uma força de reboque que puxa a embarcação dianteira e a fonte sísmica acoplada à embarcação dianteira. Ter uma fonte sísmica na extremidade proximal de alguns ou todos os streamers de sensores reduz o desvio entre a fonte e o receptor. Por exemplo, o desvio em linha (isso é, o desvio de vetor projetado na linha de navegação) e/ou o desvio de linha cruzada (isso é, o desvio de vetor projetado em uma direção ortogonal à linha de navegação) são reduzidos com fontes sísmicas nas extremidades proximais de alguns ou todos os streamers de sensores. Em outros sistemas ilustrativos, as embarcações dianteiras e as fontes sísmicas relacionadas são acopladas na extremidade distal dos streamers de sensores. Os métodos relacionados são direcionados ao disparo de sequências das fontes distribuídas, tal como o disparo simultâneo de fontes sísmicas, o disparo sequencial de fontes sísmicas, ou o disparo aleatório ou quase aleatório das fontes sísmicas. A especificação primeiro se volta para um sistema ilustrativo para destacar os problemas de desvio entre a fonte e o receptor próximos.

[0026] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica ilustrativo 100. Em particular, o sistema de pesquisa geofísica da figura 1 possui um rebocador 102 rebocando um grupo de streamers 104. O grupo de streamers ilustrativo 104 compreende uma pluralidade de streamers de sensores 106, onde cada streamer de sensor possui uma pluralidade de receptores ou sensores (não ilustrados especificamente) espaçados ao longo do streamer de sensores. Os streamers de sensores 106 são, cada um, acoplados, nas extremidades mais próximas do rebocador 102, a terminações de cabo de entrada respectivas 108. As terminações de cabo de entrada 108 são acopladas a ou são associadas com as linhas do espalhador (não especificamente numeradas) de modo a controlar as posições laterais dos streamers de sensor 106 com relação um ao outro e com relação ao rebocador 102. A força de reboque para os streamers de sensor 106, além das conexões comunicativas entre os componentes no sistema de gravação no rebocador e sensores, é fornecida pelo rebocador 102 por meio de cabos de entrada 110. Cada rebocador de sensor também possui uma boia dianteira associada 112 acoplada à extremidade proximal do streamer de sensores respectivo por meio de linhas 114. As boias dianteiras 112 não apenas marcam a extremidade proximal dos streamers de sensores, mas, em alguns casos, também fornecem o controle de profundidade para a extremidade proximal dos streamers de sensores 106. Na maior parte dos casos, as boias dianteiras 112 são relativamente pequenas (por exemplo, cinco a seis metros) devido à quantidade relativamente pequena de flutuabilidade necessária para suportar as extremidades proximais dos streamers de sensores 106.

[0027] O sistema ilustrativo da figura 1 também compreende uma fonte sísmica 116. A fonte sísmica 116 é rebocada pelo cabo de reboque dedicado 118 acoplado entre a fonte sísmica 116 e o rebocador 102. O cabo de reboque 118 que puxa a fonte sísmica 116 pode incluir um umbilical com tubulação para fornecer ar comprimido para a fonte sísmica (por exemplo, ar a uma calibragem de 2000 libras por polegada quadrada (psig)) em adição à energia elétrica e percursos de comunicação. O cabo de reboque para a fonte sísmica 116 é algumas vezes referido como um "cabo umbilical de pistola". Devido aos vários componentes, o cabo de reboque 118 para a fonte sísmica 116 pode ter um diâmetro significativamente maior do que, por exemplo, os cabos de entrada 110 e, dessa forma, a força de reboque para o cabo de reboque 116 é maior do que para um comprimento equivalente do cabo de entrada 110.

[0028] O grupo de streamers 104 pode incluir muitos streamers de sensores 106, e no sistema ilustrativo apresentado, o streamer de sensores 104 inclui 20 streamers de sensores 106 (e cabos de entrada relacionados 110 e boias dianteiras 112). Em muitos casos, o espaçamento S entre os streamers de sensores adjacentes 106 pode ser de entre 25 e 200 metros, normalmente cerca de 100 metros (medidos de forma perpendicular à linha de navegação do rebocador) e, dessa forma, para o grupo de streamers ilustrativo 104 possuindo 20 streamers de sensor, a largura total W (novamente medida de forma perpendicular à linha de navegação) pode ser de cerca de dois quilômetros.

[0029] Enquanto a figura 1 ilustra a fonte sísmica 116 como uma entidade singular, em muitos casos a fonte sísmica 116 é composta de dois ou mais conjuntos de fonte rebocados separadamente. Dessa forma, o conjunto fonte pode ter seu próprio cabo de reboque acoplado diretamente ao rebocador, e cada conjunto de fonte pode possuir a capacidade de direcionamento para separar os conjuntos de fonte um do outro. Para conjuntos de fonte rebocados diretamente pelo rebocador 102, a separação entre os conjuntos de fonte pode ser de cerca de 50 metros. Não obstante, a separação entre os conjuntos de fonte é relativamente pequena em comparação com a separação S entre os streamers de sensores 106 e a largura geral W do grupo de streamers 104. Devido à escala de separação entre os conjuntos de fonte comparada com a escala de separação S entre os streamers de sensores, para muitos casos nos quais a fonte sísmica 116 é rebocada atrás do rebocador 102, a fonte sísmica 116 reside entre os streamers de sensores mais internos, mas o posicionamento da fonte sísmica 116 não é muito para trás, de forma que se enrede com as boias dianteiras 112 e as linhas 114 para os streamers de sensores mais internos 106.

[0030] A posição de uma fonte sísmica 116 rebocada diretamente pelo rebocador 102 em combinação com os grupos de streamers possuindo uma largura W grande cria problemas nas pesquisas geofísicas em águas rasas e para refletores subterrâneos relativamente rasos. Em particular e ainda com referência à figura 1, o desvio de fonte e receptor entre a fonte sísmica 116 e os receptores (não ilustrados especificamente) nos streamers de sensores mais internos 106 é relativamente curto (por exemplo, 100 a 300 metros); no entanto, o desvio entre a fonte e o receptor entre a fonte sísmica 116 e os receptores nos streamers de sensores mais externos é significativo. Para o sistema ilustrativo da figura 1, com a separação S de 100 metros entre os streamers de sensores 106, o desvio entre a fonte e o receptor para os streamers de sensores mais externos pode ser da ordem de cerca de 1 quilômetro. No entanto, para refletores subterrâneos rasos em águas rasas, o maior desvio utilizável entre a fonte e o receptor próximos pode ser de cerca de 500 metros e, dessa forma, os streamers de sensores externos podem ser inutilizáveis. Segue-se que os dados gravados podem conter sequências de dados inutilizáveis ou faltando entre as linhas de navegação para águas rasas e refletores subterrâneos rasos.

[0031] Os problemas notados acima são endereçados, em grande parte, por um novo sistema de pesquisa geofísica (e métodos relacionados) que distribui fontes sísmicas para serem associadas com alguns ou todos os streamers de sensores. A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de pesquisa geofísica 200 de acordo com as modalidades ilustrativas. Em particular, a figura 2 ilustra um rebocador 202 possuindo equipamento a bordo 204, tal como equipamento de navegação, controle de fonte de energia e gravação de dados. O rebocador 202 é configurado para rebocar uma pluralidade de streamers de sensores 206 através da água, com o percurso do rebocador 202 referido como uma linha de navegação 203. Enquanto a figura 2 mostra de forma ilustrativa 20 streamers de sensores 206, um número maior ou menor de streamers de sensores pode ser utilizado.

[0032] Os streamers de sensores 206 são acoplados ao equipamento de reboque que mantém os streamers de sensores 206 em posições laterais selecionadas com relação um ao outro e com relação ao rebocador 202. O equipamento de reboque pode compreender duas linhas de reboque tipo paravane 208A e 208B, cada uma acoplada ao rebocador 202 por meio de guinchos (não ilustrados especificamente). Os guinchos podem permitir a alteração do comprimento desdobrado de cada linha de reboque tipo paravane 208A e 208B. A segunda extremidade da linha de reboque tipo paravane 208A é acoplada a um paravane 210A, e a segunda extremidade da linha de reboque tipo paravane 208B é acoplada ao paravane 210B (as os, algumas vezes, referidos como "portas"). Em cada caso, as linhas de reboque tipo paravane 208A e 208B acoplam seus respectivos paravanes através de conjuntos respectivos de linhas chamados de "rédeas" (ilustrados, mas não especificamente numerados). Os paravanes 210A e 210B são, cada um, configurados para fornecer um componente de força lateral para os vários elementos do sistema de pesquisa quando os paravanes são rebocados através da água. As forças laterais combinadas dos paravanes 210A e 210B separam os paravanes um do outro até que os paravanes acoplem uma ou mais linhas do espalhador 212 entre os paravanes 210A e 210B, sob tensão.

[0033] Os streamers de sensores 206 são acoplados, cada um, nas extremidades mais próximas do rebocador 202 a uma terminação de cabo de entrada respectiva 214. As terminações de cabo de entrada 214 são acopladas a ou são associadas com as linhas do espalhador 212 de modo a controlar as posições laterais dos streamers de sensores 206 com relação um ao outro e com relação ao rebocador 202. As conexões elétricas e/ou óticas entre os componentes adequados no equipamento a bordo 204 e sensores (não ilustrados especificamente) nos streamers de sensores 206 podem ser feitas utilizando-se cabos de entrada internos 216. Ademais, cada cabo de entrada 216 fornece força de reboque para seu streamer de sensor respectivo 206 à medida que o rebocador 202 reboca o grupo de streamers 218 durante uma pesquisa geofísica. De forma muito similar às linhas de reboque 208A e 208B associadas aos paravanes 210A e 210B, cada um dos cabos de entrada 216 pode ser desdobrado por um guincho respectivo ou dispositivo de enrolamento similar (não ilustrado especificamente) de modo que o comprimento desdobrado de cada cabo de entrada 216 possa ser alterado, tal como durante as voltas do rebocador 202.

[0034] O comprimento de cada streamer de sensor 206 é fixo para uma pesquisa geofísica em particular, mas o comprimento do streamer de sensor pode variar de poucos milhares de metros, a comprimentos de 10.000 metros ou mais, em outros casos. Em muitos casos, o espaçamento S entre os streamers de sensores adjacentes 206 pode ser entre e incluindo 25 a 200 metros, em muitos casos, cerca de 100 metros (medidos de forma perpendicular à linha de navegação da embarcação), e, dessa forma, para o grupo de streamers ilustrativo 218 possuindo 20 streamers de sensores 206, a largura geral W (novamente medida de forma perpendicular à linha de navegação) pode ser de cerca de dois quilômetros.

[0035] Em várias modalidades discutidas aqui, cada streamer de sensor 206 pode compreender sensores na forma de uma pluralidade de pares de sensores de hidrofone e velocidade espaçados ao longo do streamer de sensores. Isso é, cada sensor dentre um streamer de sensores 206 pode compreender um hidrofone e sensor de velocidade no mesmo local. Um hidrofone é um dispositivo que cria um sinal de saída (por exemplo, elétrico, ótico) proporcional à pressão percebida pelo hidrofone, e, mais particularmente, a mudanças na pressão perto do hidrofone à medida que os sinais acústicos que percorrem a água passam pelo hidrofone. Um sensor de velocidade ainda significa um dispositivo que percebe o movimento de partículas, e produz um sinal de saída (por exemplo, elétrico, ótico) em resposta a pequenos movimentos, velocidade e/ou aceleração à medida que os sinais acústicos que percorrem a água passam pelo sensor. Dessa forma, o sensor de velocidade pode, da mesma forma, ser um acelerômetro, e pode ser implementado em qualquer forma adequada, tal como acelerômetros piezelétricos, micro acelerômetros de sistema eletromecânico (MEMS), e assim por diante. Em muitos casos, o hidrofone e o sensor de velocidade de um par estão a poucos centímetros um do outro (por exemplo, 10 centímetros), mas um espaçamento menor e um espaçamento mais longo também são contemplados. Em muitos casos, o sensor de velocidade responde apenas aos movimentos/aceleração na direção vertical (por exemplo, um sensor de componente z); no entanto, em outros casos, o sensor pode ser sensível a todas as direções. Em outros casos adicionais, os sensores de velocidade podem ser omitidos e apenas os hidrofones podem ser utilizados. Em alguns casos, uma pluralidade de hidrofones pode ser conectada por fios em grupos de modo que o grupo de hidrofones represente um canal no sistema de gravação.

[0036] Os sensores do streamer de sensores detectam a energia sísmica refletida a partir dos refletores subterrâneos (tal como interfaces entre as formações rochosas possuindo diferentes propriedades acústicas). Diferentemente da situação da figura 1, na qual a fonte sísmica 116 é rebocada diretamente pelo rebocador 102 entre os dois streamers de sensores mais internos 106, de acordo com sistemas ilustrativos as fontes sísmicas são distribuídas através do grupo de streamers 218. No sistema ilustrativo da figura 2, cada streamer de sensores possui uma fonte sísmica associada 220 puxada por uma embarcação dianteira 222 (outras disposições são discutidas abaixo). Em particular, cada streamer de sensores 206 possui associada com o mesmo, uma embarcação dianteira 222 flutuando em ou perto da superfície do corpo de água. No sistema ilustrativo da figura 2, a embarcação dianteira 222 é acoplada à extremidade proximal de seu streamer de sensores associado 206 por meio de um cabo de reboque 224 que se estende entre a extremidade proximal do streamer de sensores 206 (em alguns casos, a terminação de cabo de entrada 214) e a embarcação dianteira 222. A fonte sísmica 220 está na água atrás da embarcação dianteira 222, com a fonte sísmica 220 acoplada à embarcação dianteira por um cabo fonte 226 que se estende a partir da embarcação dianteira 222 para a fonte sísmica 220.

[0037] Diferentemente dos sistemas da figura 1, onde a fonte sísmica 116 é rebocada diretamente atrás do rebocador 102 por um cabo de reboque 118 na forma de um cabo umbilical de pistola, no sistema ilustrativo da figura 2, cada fonte sísmica 220 é puxada por uma embarcação dianteira 222. A embarcação dianteira 222 é puxada pelo cabo de reboque 224 e o cabo de entrada respectivo 216. De forma oposta, o rebocador 202 fornece uma força de reboque ao longo do cabo de entrada 216 que puxa não apenas o streamer de sensores 206, mas também puxa o cabo de reboque 224, que puxa a embarcação dianteira 222, que puxa o cabo fonte 226, que puxa a fonte sísmica 220. Segue-se que enquanto a embarcação de reboque 202 reboca todas as fontes, a força de reboque é propagada ao longo de um hospedeiro de outros componentes no grupo de streamers como um todo 218.

[0038] A distribuição de fontes sísmicas 220 a serem associadas com alguns ou todos os streamers de sensores endereça o problema de desvio de fonte e receptor próximo. Para o caso ilustrativo da figura 2, com cada streamer de sensores 206 possuindo uma fonte sísmica associada 220, o desvio de fonte e receptor próximo para cada streamer de sensores 206 é significativamente mais curto que situações nas quais a fonte sísmica é situada entre os streamers de sensores mais internos do grupo de streamers (e mais perto do rebocador 202). Considere-se, por exemplo, o streamer de sensores 206 no lado esquerdo distante na vista da figura 2. Visto que o streamer de sensores 206 possui uma fonte sísmica associada 220 puxada pela embarcação dianteira 222, o desvio entre a fonte e o receptor ilustrativo só pode ter poucas centenas de metros ou menos, dependendo da localização do primeiro sensor no streamer de sensores 206. No sistema ilustrativo da figura 2, um desvio entre a fonte e o receptor próximos para todos os streamers de sensores 206 é quase igual, e relativamente curto. Por comparação, o desvio entre a fonte e o receptor próximos no sistema da figura 1 para os streamers de sensores mais externos pode ser da ordem de um quilômetro. O desvio entre a fonte e o receptor próximos, implementado no sistema ilustrativo da figura 2, significa que mesmo para pesquisas em águas rasas possuindo refletores subterrâneos relativamente rasos, os dados coletados podem abranger substancialmente toda a largura W do grupo de streamers.

[0039] A figura 3 ilustra uma vista em elevação lateral do sistema de pesquisa geofísica 200 da figura 2. Em particular, visível na figura 3, são o rebocador 202, um streamer de sensores 206, uma embarcação dianteira 222 associada com o streamer de sensores 206, e uma fonte sísmica 220 associada com o streamer de sensores 206 e a embarcação dianteira 222. Enquanto apenas um streamer de sensores 206 e embarcação dianteira associada e fonte são visíveis na figura 3 (por exemplo, o streamer de sensores mais externo 206 no lado direito na figura 2), a descrição que segue é igualmente aplicável a todos os streamers de sensores 206 e equipamento associado. Como ilustrado na figura 3, o rebocador 202 acopla o streamer de sensores 206 e outros equipamentos pelo cabo de entrada 216. A embarcação dianteira 222 acopla ao cabo de entrada 216 por meio do cabo de reboque 224. A fonte sísmica 220 acopla à embarcação dianteira 202 por meio do cabo de fonte 226. No sistema ilustrativo da figura 3, a extremidade distal 300 do streamer de sensores 206 acopla a uma boia traseira 302 que não apenas marca o final do streamer de sensores 206 para fins de navegação, mas a boia traseira também pode ter um equipamento de localização de posição GPS de modo que o equipamento a bordo 204 (figura 2) no rebocador 202 possa gravar com certeza a localização da extremidade distal de cada streamer de sensores 206.

[0040] O rebocador 202 fornece a força de reboque para todo o equipamento ilustrado, e o rebocador reboca o equipamento ao longo de uma direção de reboque 304. Isso é, no sistema ilustrativo, o rebocador 202 reboca tudo ilustrado por meio do cabo de entrada 216. Mais particularmente, o streamer de sensores 206 é puxado pelo cabo de entrada 216. A embarcação dianteira 222 é puxada pelo cabo de reboque 224 e o cabo de reboque 224 é puxado pelo cabo de entrada 216. A fonte sísmica 220 é puxada pelo cabo fonte 226 acoplado à embarcação dianteira 222, e novamente a embarcação dianteira 222 é puxada pelo cabo de reboque 224 e o cabo de reboque 224 é puxado pelo cabo de entrada 216. Poucos pontos antes de se prosseguir. Primeiro, como discutido com relação à figura 2, as linhas do espalhador 212 (figura 2) e paravanes 210 (figura 2) fornecem um componente de força lateral para o espaçamento de extremidades proximais dos vários streamers de sensores 206. Enquanto a maior parte da força de reboque para o streamer de sensores 206, a embarcação dianteira 222, e a fonte sísmica 220 é fornecida através do cabo de entrada 216 no sistema ilustrativo, dependendo dos ângulos e do estado do sistema (por exemplo, manobra do rebocador 202), uma parte pequena da força de reboque aplicada ao streamer de sensores 206 e ao cabo de reboque 224 pode ser fornecida por linhas espaçadoras 212 e paravanes 210 (figura 2). A pequena parte da força de reboque fornecida pelos componentes de espaçamento lateral não deve eliminar que vários componentes sejam puxados pelo cabo de entrada 216. Em segundo lugar, independentemente de se toda a força de reboque ocorre ao longo do cabo de entrada 216, ou é compartilhada entre o cabo de entrada 216 e os componentes de espaçamento lateral, a força de reboque, não obstante, origina com a embarcação de reboque 202.

[0041] A figura 4 ilustra uma vista em elevação lateral, parcialmente recortada, da embarcação dianteira 222 e componentes relacionados de acordo com as modalidades ilustrativas. Em particular, a figura 4 ilustra em maiores detalhes a embarcação dianteira 222 e uma fonte sísmica ilustrativa 220. A embarcação dianteira ilustrativa 222 assume a forma de um pequeno barco de apoio. Enquanto a embarcação dianteira 222 pode ter um sistema de propulsão (por exemplo, motor de combustão interna acoplado a um propulsor disposto na água), durante uma pesquisa geofísica, de acordo com as modalidades ilustrativas, o sistema de propulsão não é utilizado, e, em vez disso, a força para se mover a embarcação dianteira 222 e a fonte sísmica 220 é fornecida a partir do rebocador 202 (figura 2) por meio do cabo de reboque 224. Durante o desdobramento e a recuperação do grupo de streamers 218, o sistema de propulsão pode ser utilizado. Não obstante, cada embarcação dianteira pode compreender um leme 400 e equipamento de posicionamento de leme relacionado 402 para fornecer o controle e deslocamento lateral da embarcação dianteira 222 (e, dessa forma, a fonte sísmica associada 220) durante pesquisas geofísicas. O controle da posição lateral pode ser realizado pelo equipamento a bordo 204 do rebocador 202 (figura 2) comunicando os comandos de posicionamento de leme ao longo de canais de comunicação dentro do cabo de entrada 216 (figura 2) e cabo de reboque 224. Em outros casos, os comandos de posicionamento de leme podem ser comunicados entre o equipamento a bordo 204 do rebocador 202 e a embarcação dianteira 222 por meio de comunicação sem fio, tal como ilustrado pela antena 404. Em outros casos, o equipamento a bordo 204 no rebocador 202 pode fornecer um curso para um sistema de controle de posição 408 dentro da embarcação dianteira 222, e o sistema de controle de posição 408 pode comunicar com um sistema GPS para determinar a posição (tal como pela determinação da posição utilizando a antena GPS 406); e implementar o controle de posição de leme com base em um curso previamente designado. A quantidade de controle de posição lateral que pode ser implementada pela embarcação dianteira 222 é limitada até determinado ponto pelo comprimento do cabo de reboque 224, e na maior parte dos casos, é contemplado que se o controle de posição for implementado pela embarcação dianteira 222, o controle de posição terá chances de garantir que o percurso da embarcação dianteira 222 e da fonte sísmica 220 seja diretamente sobre o streamer de sensores subjacentes (não ilustrados na figura 4). Em outros casos adicionais, o reboque da embarcação dianteira pode ser passivo no sentido de o leme da embarcação dianteira não ser controlado durante o reboque.

[0042] Nos sistemas ilustrativos, cada embarcação dianteira 222 possui um casco de deslocamento não plano, na maior parte dos casos, um caso tipo fundo em V, mas outros tipos de cascos para a embarcação dianteira são possíveis (por exemplo, fundo redondo, fundo chato, catamarã). O tipo de casco não precisa ser consistente por todas as embarcações dianteiras em um grupo de streamers geral. Em sistemas ilustrativos, cada embarcação dianteira 222 possui um comprimento L de entre e incluindo 10 e 20 metros (em contraste, as boias dianteiras 112 no sistema da figura 1 podem ter menos de 10 metros de comprimento, e na maior parte dos casos, de cinco a seis metros de comprimento). O comprimento da embarcação dianteira 222 permite, dessa forma, a colocação de determinado equipamento dentro da embarcação dianteira 222, o que permite, adicionalmente, a distribuição de fontes sísmicas, como discutido imediatamente abaixo.

[0043] Ainda com referência à figura 4, a embarcação dianteira ilustrativa 222 compreende uma fonte de energia 410 acoplada de forma operacional à fonte sísmica 220 por meio do cabo fonte 226. Em um caso ilustrativo, e como ilustrado na figura 4, a fonte de energia 410 é um compressor de ar 412 disposto dentro da embarcação dianteira 222. Em alguns casos, o compressor de ar 412 é girado por um motor de combustão interna 413 também disposto dentro da embarcação dianteira. O ar comprimido a partir do compressor de ar 412 é acoplado de forma operacional à fonte sísmica 220 por meio do cabo fonte 226. Segue-se que no sistema ilustrativo, a fonte sísmica 220 é uma fonte que utiliza o ar comprimido para criar a energia sísmica. No exemplo ilustrado na figura 4, a fonte sísmica 220 é um conjunto fonte 414. Mais particularmente, o conjunto fonte 414 compreende uma boia 416 acoplada a um elemento de quadro superior 418, tal como por amarras 420. Suspenso abaixo do elemento de quadro superior 418 encontra-se um elemento de quadro inferior 422, e suspensa abaixo do elemento de quadro inferior 422 encontra-se uma pluralidade de pistolas de ar 424. Enquanto apenas quatro pistolas de ar são ilustradas, em alguns casos, o conjunto fonte 414 pode possuir entre e incluindo de duas a dez pistolas de ar. Segue-se a partir das conexões físicas que a pluralidade de pistolas de ar 424 sejam suspensas sob a superfície 426 do corpo de água. A profundidade do elemento de quadro inferior 422 (e, dessa forma, das pistolas de ar 424) pode ser controlada por cabos que acoplam os elementos de quadro superior e inferior. O ar comprimido e os sinais de controle para a pluralidade de pistolas de ar 424 podem ser fornecidos ao longo do cabo fonte 226, e então através do umbilical 430. Dessa forma, a energia sísmica é seletivamente criada com base na distribuição de ar comprimido (e sinais de controle) para as pistolas de ar 424. Enquanto a figura 4 ilustra um único conjunto fonte 414, e outros casos, múltiplos conjuntos fonte podem ser puxados atrás de cada embarcação dianteira, com o número de conjuntos fonte selecionado para alcançar a saída de energia desejada.

[0044] Como mencionado anteriormente os cabos umbilicais que incluem mangueiras para transferência de ar comprimido possuem diâmetros maiores do que os streamers de sensor. Tendo-se um compressor de ar 412 em cada embarcação dianteira respectiva 222, e de acordo com a força de reboque baixa utilizada para as embarcações dianteiras 222 e cabos fonte relativamente curtos 226, as fontes sísmicas 220 podem ser localizadas a distâncias significativamente maiores a partir do rebocador 202, em comparação com, por exemplo, a tentativa de se suprir ar comprimido do rebocador 202 para os streamers de sensores mais distantes (um quilômetro ou mais no sistema ilustrativo da figura 2).

[0045] A figura 5 ilustra uma vista em elevação lateral, parcialmente recortada de uma embarcação dianteira 222 e componentes relacionados de acordo com outras modalidades ilustrativas. Em particular, a figura 5 ilustra uma embarcação dianteira ilustrativa 222 e uma fonte sísmica ilustrativa 220. Como com o sistema da figura 4, a embarcação dianteira ilustrativa 222 da figura 4 assume a forma de um pequeno barco de apoio. A descrição da figura 4 referente à embarcação dianteira 222, seu sistema de propulsão, o tipo de barco, comprimento do barco e controle da posição lateral é igualmente aplicável ao sistema da figura 5, e não será repetida de modo a não alongar indevidamente a especificação.

[0046] A embarcação dianteira ilustrativa 222 da figura 5 também compreende uma fonte de energia 410 operacionalmente acoplada à fonte sísmica 220 por meio do cabo de fonte 226. No entanto, no caso da figura 5, a fonte de energia 410 é um gerador elétrico 500 disposto dentro da embarcação dianteira 222. Em alguns casos, o gerador elétrico é girado por um motor de combustão interna 502 também disposto dentro da embarcação dianteira. A energia elétrica do gerador elétrico 500 é acoplada de forma operacional à fonte sísmica 220 por meio de cabo fonte 226. Segue-se que no sistema ilustrativo, a fonte sísmica 220 é uma fonte que utiliza energia elétrica para criar a energia sísmica. No exemplo ilustrado na figura 5, a fonte sísmica 220 é um vibrador marinho 504. Mais particularmente, o vibrador marinho 504 é suspenso sob uma boia 506 acoplada a um elemento de quadro superior 508, tal como por amarras 510. A profundidade do vibrador marinho 504 pode ser controlada por cabos que acoplam o vibrador marinho 504 ao elemento de quadro superior 508. A energia elétrica para o vibrador marinho é fornecida ao longo do cabo fonte 226. Dessa forma, a energia sísmica é seletivamente criada com base na distribuição de energia elétrica para o vibrador marinho 504.

[0047] Ainda com referência à figura 5, em outros casos adicionais, e dependendo da quantidade de energia elétrica utilizada pelo vibrador marinho 504, a energia elétrica pode ser suprida a partir do rebocador 202 (figura 2) ao longo do cabo de entrada 216, então ao longo do cabo de reboque 224, então ao longo do cabo fonte 226 para o vibrador marinho 504. Dessa forma, em tais modalidades, o gerador elétrico 500 pode ser omitido, porém a embarcação dianteira 222 ainda é utilizada como ilustrado na figura 5. Em alguns sistemas, cada embarcação dianteira e fonte sísmica será do mesmo tipo. No entanto, em outros casos, a fonte sísmica associada com cada embarcação dianteira não precisa ser a mesma, e, dessa forma, o grupo de streamers geral pode conter fontes sísmicas na forma de pistolas de ar e vibradores marinhos.

[0048] A especificação agora se volta para os aspectos operacionais dos sistemas ilustrativos. Em particular, e como discutido acima, nos sistemas ilustrativos, o rebocador 202 fornece a força de reboque para o grupo de streamers 218, além de embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas associadas 220. Dessa forma, o rebocador 202 reboca o grupo de streamers 218 e equipamento relacionado ao longo da linha de navegação enquanto as fontes sísmicas 220 são ativadas. A ativação da pluralidade de fontes sísmicas 220 pode assumir várias formas. Em um método operacional ilustrativo, as fontes sísmicas 220 são ativadas simultaneamente. A figura 6 ilustra uma vista superior apresentando a localização de cada fonte sísmica no momento da ativação do sistema possuindo dez fontes sísmicas ilustrativas, e com essas fontes sísmicas sendo ativadas simultaneamente. Em particular, considere-se que um rebocador (não ilustrado) esteja percorrendo da esquerda para a direita no plano da página da figura 6 rebocando um grupo de streamers com as fontes sísmicas espalhadas em torno do grupo de streamers. Uma primeira coluna de pontos 600 apresenta uma localização das fontes sísmicas para uma primeira ativação simultânea de todas as fontes. Isso é, cada ponto na coluna de pontos representa uma localização de uma fonte sísmica singular quando a fonte sísmica é ativada. Dessa forma, todas as fontes são ativadas simultaneamente. Em algum momento posterior (por exemplo, de 10 segundos a alguns minutos dependendo da profundidade dos refletores subterrâneos de interesse) as fontes são simultaneamente ativadas novamente, e devido ao movimento do rebocador, a localização das fontes sísmicas é alterada a partir da primeira ativação. Dessa forma, a figura 6 ilustra uma segunda coluna de pontos 602 que apresenta a localização de fontes sísmicas para uma segunda ativação simultânea de fontes. As colunas de pontos 604 e 606, da mesma forma, apresentam localizações de fontes sísmicas em uma terceira e quarta ativações simultâneas e respectivas das fontes sísmicas. Ativação "simultânea" com referência à figura 6 (e casos abaixo onde duas ou mais fontes são ativadas "simultaneamente") também deve incluir a ativação hesitante. Isso é, a ativação "simultânea" também deve incluir situações nas quais uma pluralidade de conjuntos fonte é ativada dentro de uma janela de tempo, com a quantidade de retardo entre as ativações dentro da janela de tempo sendo controlada precisamente, porém, as ativações ainda são consideradas "simultâneas".

[0049] A ativação simultânea de fontes sísmicas pode ser útil em determinadas situações: no entanto, para um número grande de fontes sísmicas, os diferentes comprimentos de percurso para cada refletor subterrâneo podem criar dificuldades durante o processamento dos dados sísmicos. Dessa forma, em outros métodos operacionais ilustrativos adicionais, as fontes sísmicas podem ser ativadas sequencialmente. A figura 7 ilustra uma vista superior apresentando a localização de fontes sísmicas no momento da ativação do sistema possuindo dez fontes sísmicas ilustrativas sendo ativadas sequencialmente. Em particular, considera-se que um rebocador (não ilustrado) esteja percorrendo da esquerda para a direita no plano de página da figura 7 rebocando um grupo de streamers com as fontes sísmicas espalhadas em torno do grupo de streamers. Uma primeira fonte sísmica é ativada (como ilustrado pelo ponto 700) à medida que o grupo de streamers continua a percorrer a água, e depois de um período de tempo predeterminado (por exemplo, alguns segundos até alguns minutos) uma fonte sísmica adjacente é ativada (como ilustrado pelo ponto 702), e assim por diante ao longo de todas as fontes sísmicas. O disparo sequencial resulta em uma série diagonal de pontos 704 apresentando a localização de cada fonte sísmica durante a ativação para a ativação sequencial. Nos métodos ilustrativos, tão logo a última fonte sísmica seja ativada (como ilustrado pelo ponto 706), a ativação sequencial recomeça, como ilustrado pela segunda série diagonal de pontos 708, e a terceira série diagonal de pontos 710.

[0050] A ativação sequencial de fontes sísmicas pode ser útil em determinadas situações; no entanto, para um grande número de fontes sísmicas, e dependendo da profundidade dos refletores subterrâneos de interesse, o tempo entre as ativações de uma fonte sísmica em particular pode ser muito longo para se alcançar a cobertura de dados adequada nas proximidades da fonte sísmica. Considere-se, como um exemplo, uma ativação de fonte sísmica representada pelo ponto 700 e a ativação da mesma fonte sísmica depois da ativação de todas as outras fontes sísmicas como representado pelo ponto 712. Se muito tempo passar entre essas ativações da fonte sísmica, os reflexos da energia sísmica, a partir dos refletores subterrâneos sob o percurso da fonte sísmica, podem ser muito esparsos para representarem adequadamente os refletores subterrâneos. O exemplo da figura 7 possui apenas dez fontes sísmicas. Os problemas referentes ao período de tempo entre ativações de fontes particulares (e fontes próximas às fontes particulares) é exacerbada quando as fontes sísmicas adicionais estão presentes e/ou com o aumento da profundidade dos refletores subterrâneos de interesse.

[0051] A figura 8 ilustra uma vista superior apresentando as localizações de fontes sísmicas nos momentos de suas ativações em um sistema possuindo um exemplo de dez fontes sísmicas sendo ativadas em uma forma aleatória ou uma forma quase aleatória. "Aleatória", nesse contexto, se refere a uma sequência na qual cada valor é independente de valores anteriores - isso é, os valores na sequência são estatisticamente não correlacionados, até onde os computadores podem produzir tais sequências. "Quase aleatória" nesse contexto se refere a uma sequência possuindo a aparência de aleatoriedade (isso é, os valores não exibem qualquer padrão discernível), mas possuindo, possivelmente, alguma distribuição estatística imposta de modo que os valores na sequência possam ser distribuídos de maneira mais uniforme do que os valores "aleatórios" não correlacionados, de modo a reduzir as ocorrências de aglomerados de valores similares. Considere-se que um rebocador (não ilustrado) esteja percorrendo da esquerda para a direita no plano da página 8 rebocando um grupo de streamers com as fontes sísmicas espalhadas em torno do grupo de streamers. No disparo aleatório ou quase aleatório, um sistema de computador pode gerar um número aleatório ou quase aleatório selecionado a partir de um conjunto consistindo do número de fontes sísmicas no grupo de streamers, e ativa a fonte sísmica selecionada. No exemplo ilustrado na figura 8, se a fonte no topo da figura for a fonte sísmica um, e a fonte no fundo da figura for a fonte sísmica dez, a primeira ativação no exemplo ilustrado é da fonte sísmica nove, como ilustrado pelo ponto 800. A segunda ativação no exemplo é da fonte sísmica três, como ilustrado pelo ponto 802. A terceira ativação no exemplo é a fonte sísmica quatro, como ilustrado pelo ponto 804, e assim por diante. A ativação aleatória ou quase aleatória possui determinadas vantagens no processamento de dados posterior, tal como o processamento de dados utilizando o método conhecido como percepção compressiva (ou comprimida).

[0052] Qualquer um dos esquemas de ativação ilustrados nas figuras de 6 a 8 pode ser denso e esparso. A ativação esparsa deve significar situações nas quais a distância de inclinação (isso é, a distância pela qual a embarcação de pesquisa se move ao longo da linha de navegação 203) entre a ativação das fontes sísmicas da pesquisa é mais de cerca de 20 metros. Isso é, a distância que o rebocador percorre ao longo da navegação entre uma primeira ativação das fontes sísmicas e uma ativação imediatamente subsequente de fontes sísmicas é superior a 20 metros. Em contraste, uma ativação densa deve significar situações nas quais a distância em linha (isso é, a distância que a embarcação de pesquisa move ao longo da linha de navegação 203) entre a ativação de fontes sísmicas da pesquisa é inferior a 20 metros, e, em alguns casos, entre 10 e 15 metros. Isso é, a distância que o rebocador percorre ao longo da navegação entre uma primeira ativação e uma ativação imediatamente subsequente de fontes sísmicas é entre e incluindo 10 e 15 metros. Logo, como exemplo, e com referência à figura 8, se a embarcação de pesquisa percorrer 20 metros ou mais (na direção X da figura 8) entre a ativação da fonte sísmica ilustrada pelo ponto 802 e a ativação ilustrada pelo ponto 804, e as ativações restantes possuindo espaçamento similar, deve ser considerada ativação esparsa. Em contraste, se a embarcação de pesquisa percorre 12,5 metros (na direção X da figura 8) entre a ativação da fonte sísmica ilustrada pelo ponto 802 e a ativação ilustrada pelo ponto 804, e as ativações restantes possuem espaçamento similar, isso seria considerado ativação densa.

[0053] Como ilustrado na figura 8, a ativação aleatória ou quase aleatória é uma ativação esparsa, que, nesse caso, significa que apenas uma fonte sísmica é ativada em cada período de ativação. Em outros casos adicionais, a ativação aleatória ou quase aleatória pode ser densa, significando que dentro de cada período de ativação múltiplas fontes sísmicas (por exemplo, três, quatro) possam ser ativadas.

[0054] As descrições dos métodos de ativação com relação às figuras 7 e 8 assumem que apenas uma fonte sísmica singular seja disparada de cada vez; no entanto, em outras modalidades adicionais, múltiplas fontes sísmicas (mas menos do que todas as fontes sísmicas) podem ser ativadas nos padrões ilustrativos das figuras 7 e 8. Por exemplo, a fonte 700 pode representar duas ou três fontes sísmicas adjacentes disparadas simultaneamente, e ainda assim o padrão "sequencial" de disparo pode ser aplicado através de grupos de fontes sísmicas adjacentes. Da mesma forma, a ativação aleatória ou quase aleatória ilustrada pela figura 8 pode ser implementada pela ativação simultânea de um número predeterminado dentre a pluralidade de fontes, onde as fontes sísmicas constituindo o número predeterminado de fontes são selecionadas de forma aleatória ou quase aleatória. Por exemplo, em uma primeira localização, três fontes sísmicas podem ser ativadas simultaneamente, e três fontes sísmicas são selecionadas de forma aleatória ou quase aleatória a partir do grupo que consiste de todas as fontes sísmicas. Em um local subsequente, outras três fontes sísmicas podem ser ativadas simultaneamente, e, novamente, as três fontes sísmicas são selecionadas de forma aleatória ou quase aleatória a partir do grupo que consiste de todas as fontes sísmicas.

[0055] A especificação agora volta para sistemas ilustrativos adicionais de acordo com várias modalidades. Em particular, a figura 9 ilustra um sistema de pesquisa geofísica 900 de acordo com as modalidades ilustrativas. Em particular, a figura 9 ilustra o rebocador 202 tal como descrito com relação à figura 2. O rebocador 202 é configurado para rebocar uma pluralidade de streamers de sensores 206 através da água. Muito como o sistema da figura 2, os streamers de sensores 206 são acoplados ao equipamento de reboque que mantém os streamers de sensores 206 em posições laterais selecionadas com relação um ao outro e com relação ao rebocador 202. Ademais, os streamers de sensores 206 são, cada um, acoplados nas extremidades mais próximas do rebocador 202 (isso é, as "extremidades proximais") a uma terminação de cabo de entrada respectivo 214. As terminações de cabo de entrada 214 são acopladas a ou são associadas com as linhas de espalhador (não numerada especificamente) de modo a controlar as posições laterais dos streamers de sensores 206 com relação um ao outro e com relação ao rebocador 202. Conexões elétricas e/ou óticas entre os componentes adequados no equipamento a bordo e sensores (não ilustrados especificamente) nos streamers de sensores 206 podem ser criadas utilizando-se os cabos de entrada internos 216. Ademais, cada cabo de entrada 216 fornece uma força de reboque para seu streamer de sensores respectivo 206 à medida que o rebocador 202 reboca o grupo de streamers 902 durante uma pesquisa geofísica.

[0056] No sistema ilustrativo apresentado, alguns, mas não todos os streamers de sensores 206 possuem, associada com o mesmo, uma embarcação dianteira 222 flutuando em ou perto da superfície do corpo de água. Onde as embarcações dianteiras são utilizadas, a embarcação dianteira 222 é acoplada à extremidade proximal de seu streamer de sensores associado 206 por meio de um cabo de reboque 224 que se estende entre a extremidade proximal do streamer de sensores 206 (em alguns casos a terminação de cabo de entrada 214) e a embarcação dianteira 222. Uma fonte sísmica 220 está na água atrás de sua embarcação dianteira respectiva 222, com a fonte sísmica 220 acoplada à embarcação dianteira por um cabo fonte 226 que se estende a partir da embarcação dianteira 222 para a fonte sísmica 220. As embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas podem ser como discutidas acima na forma e função, e, dessa forma, as descrições completas das embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas não serão repetidas novamente aqui de modo a não alongar indevidamente a especificação. Os streamers de sensores restantes 206 que não possuem uma embarcação dianteira associada 222 e fonte sísmica podem ser associados com uma boia dianteira 904.

[0057] No sistema ilustrativo apresentado, o número de embarcações dianteiras 222 (e, dessa forma, o número de fontes sísmicas 220) é inferior ao número total de streamers de sensores 206. O sistema ilustrativo da figura 9 ilustra vinte streamers de sensores 206 e seis embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas respectivas 220, porém, mais ou menos embarcações dianteiras e fontes sísmicas, e, mais ou menos streamers de sensores 206, podem ser utilizados de forma equivalente (por exemplo, uma embarcação dianteira e fonte associada com streamers de sensores alternadamente). Ademais, a figura 9 ilustra uma fonte sísmica 220 associada com cada um dos streamers de sensores externos 206; no entanto, as fontes sísmicas 220 podem ser associadas com streamers de sensores mais próximos do centro do grupo de streamers 902, e ainda assim solucionar os problemas associados com os desvios de fonte e receptor grandes sofridos pelos sistemas onde as fontes sísmicas estão situadas entre os streamers de sensores mais internos.

[0058] A figura 10 ilustra um sistema de pesquisa geofísica 1000 de acordo com outras modalidades adicionais. Em particular, a figura 10 ilustra os streamers de sensores 206 rebocados atrás do rebocador 202 da forma descrita acima. A figura 10 também ilustra embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas 220 associadas com os streamers de sensores; no entanto, em vez de serem acopladas na extremidade proximal dos streamers de sensores, as embarcações dianteiras ilustrativas 222 e fontes sísmicas 220 são acopladas em extremidades distais de seus streamers de sensores associados 206. Mais particularmente, cada embarcação dianteira 222 no sistema da figura 10 possui um cabo de reboque 224 que acopla entre a embarcação dianteira 222 e a extremidade distal do streamer de sensores associado 206. Não obstante, a força de reboque do sistema ilustrado na figura 10 é fornecida em todo ou em grande parte a partir do rebocador 202. Isso é, a força de reboque para as fontes sísmicas 220 é fornecida para os cabos de entrada 216, ao longo dos streamers de sensores 206, ao longo de cabos de reboque 224 até as embarcações dianteiras 222, e, então, ao longo dos cabos fonte 226 para as fontes sísmicas 220.

[0059] Os aspectos operacionais de ativação de várias fontes 220 da figura 10 são iguais aos discutidos acima com relação às figuras de 6 a 8, e não serão repetidos aqui de modo a não alongar indevidamente a especificação. Ademais, enquanto a figura 10 ilustra uma embarcação dianteira 222 e a fonte sísmica 220 associada a cada streamer de sensores 206 nos sistemas ilustrativos, possuir embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas 220 associadas com menos do que todos os streamers de sensores 206 (similar à figura 9, exceto pela associação na extremidade distal em vez de a extremidade proximal de cada streamer de sensores) também é contemplado.

[0060] A figura 11 ilustra um sistema de pesquisa geofísica 1100 de acordo com outras modalidades adicionais. Em particular, a figura 11 ilustra os streamers de sensores 206 rebocados atrás do rebocador 202 da forma descrita acima. A figura 11 também ilustra as embarcações dianteiras 222 e as fontes sísmicas 220 associadas com os streamers de sensores de forma similar à figura 9, onde o número de fontes sísmicas 220 e embarcações dianteiras 222 é inferior ao número de streamers de sensores 206. As embarcações dianteiras 222 são acopladas à extremidade proximal dos streamers de sensores; no entanto, os cabos de reboque 224 da figura 11 são significativamente mais longos do que os cabos de reboque previamente discutidos, e o acoplamento às extremidades proximais dos streamers de sensores também inclui uma boia dianteira 1102 e o cabo de reboque intermediário 1104. Em particular, de acordo com as modalidades ilustrativas da figura 11, os cabos de reboque intermediários 1104 podem ter um comprimento quase igual à profundidade de reboque planejada para os streamers de sensores 206, e os cabos de reboque 224 podem possuir um comprimento da ordem de metade do comprimento geral dos streamers de sensores 206 de modo que as fontes sísmicas 220 residam quase no meio do streamer de sensores respectivo 206 através do qual cada fonte sísmica 220 está posicionada. Dessa forma, cada cabo de reboque 224 pode ter pelo menos 25% do comprimento de um streamer de sensores associado 206, e, em alguns casos, cada cabo de reboque terá cerca de 50% do comprimento de um streamer de sensor associado 206. Por contraste, nos sistemas ilustrativos das figuras 2 e 9, as fontes sísmicas 220 podem residir perto do primeiro sensor de cada streamer de sensores (por exemplo, através de seções e/ou uma ou mais seções sem quaisquer sensores ativos). Mais particularmente, cada embarcação dianteira 222 no sistema da figura 11 possui um cabo de reboque 224 que acopla entre a embarcação dianteira 222 e a boia dianteira 1102, e a boia dianteira 1102 possui um cabo de reboque intermediário 1104 que acopla entre a boia dianteira 1102 e a extremidade proximal do streamer de sensor 206. Como antes, a força de reboque para o sistema ilustrado na figura 11 é fornecida em todo ou em grande parte a partir do rebocador 202. Isso é, a força de reboque para as fontes sísmicas 220 é fornecida para os cabos de entrada 216, ao longo do cabo de reboque intermediário 1104, ao longo de cabos de reboque 224 para as embarcações dianteiras 222, e então ao longo dos cabos fonte 226 para as fontes sísmicas 220. Com cabos de reboque mais longos 224, as embarcações dianteiras 222 têm mais chances de implementar o direcionamento ativo.

[0061] Os aspectos operacionais de ativação das várias fontes 220 da figura 11 são iguais aos discutidos acima com relação às figuras de 6 a 8, e não serão repetidos novamente aqui de modo a não alongar indevidamente a especificação. Ademais, enquanto a figura 11 ilustra uma embarcação dianteira 222 e a fonte sísmica 220 associada com menos do que todo o streamer de sensor 206, tendo embarcações dianteiras 222 e fontes sísmicas 220 associadas com todos os streamers de sensores 206 (similar à figura 2, exceto pelos cabos de reboque mais longos 224) também é contemplado. Com as fontes sísmicas 220 posicionadas perto do ponto intermediário de cada streamer de sensor é possível se "impulsionar de forma reversa" a pesquisa para esses sensores dos streamers de sensores mais próximos do que as fontes.

[0062] A figura 12 ilustra um método de acordo com pelo menos algumas modalidades. Em particular, o método começa (bloco 1200) e prossegue para rebocar uma pluralidade de streamers de sensores atrás de um rebocador, cada streamer de sensor acoplado ao rebocador por um cabo de entrada respectivo (bloco 1202). O método compreende adicionalmente o reboque, pelo rebocador, de uma pluralidade de embarcações dianteiras com cada embarcação dianteira puxando uma fonte sísmica respectiva, cada embarcação dianteira puxada por um cabo de reboque respectivo e pelo menos um cabo intermediário (bloco 1204). Como discutido acima, em alguns casos o cabo intermediário é o cabo de entrada para o streamer de sensores associado. Em outros casos, o cabo intermediário pode ser não apenas o cabo de entrada, mas também o streamer de sensor propriamente dito quando a embarcação dianteira e a fonte sísmica associada são dispostas na extremidade distal dos streamers de sensores associados. O método pode compreender adicionalmente o acionamento de fontes sísmicas respectivas puxadas pela pluralidade das embarcações dianteiras (bloco 1206), e a coleta de dados sísmicos por cada um dos streamers de sensores (bloco 1208). Depois disso, o método termina (bloco 1210), na maior parte dos casos para continuar quando o rebocador rebocar o grupo de streamers ao longo de uma linha de navegação.

[0063] De acordo com um número de modalidades da presente descrição, um produto de dados geofísicos pode ser produzido. O produto de dados geofísicos pode incluir, por exemplo, dados coletados em situações nas quais as fontes sísmicas são espalhadas através da extremidade proximal ou distal dos streamers de sensores como discutido nessa especificação. Os dados geofísicos, tal como dados previamente coletados pelos sensores, podem ser obtidos (por exemplo, recuperados de uma biblioteca de dados) e podem ser armazenados em um meio legível por computador não transitório, tangível. O produto de dados geofísicos também pode ser produzido pelo processamento dos dados geofísicos coletados fora da costa (isso é, por equipamento a bordo de uma embarcação) ou na costa (isso é, em uma instalação terrestre).

[0064] A discussão acima deve ser ilustrativa dos princípios e várias modalidades da presente invenção. Inúmeras variações e modificações serão aparentes aos versados na técnica uma vez que a descrição acima seja totalmente apreciada. Por exemplo, os vibradores marinhos discutidos aqui podem ser vibradores marinhos elétricos, vibradores marinhos eletromecânicos, vibradores marinhos eletro-hidráulicos e/ou qualquer outra fonte de vibração emitindo energia acústica transiente. Pretende-se que as reivindicações a seguir sejam interpretadas para englobar todas as ditas variações e modificações.

Claims

1. Sistema de pesquisa geofísica (200,1000, 1100) compre-endendo: um rebocador (202) com um sistema de aquisição de dados a bordo (204), o rebocador (202) flutuando na superfície de um corpo de água; um primeiro streamer de sensores (206) que define uma extremidade proximal e uma extremidade distal, o primeiro streamer de sensores (206) se estendendo atrás do rebocador (202), e o primeiro streamer de sensor (206) submerso no corpo de água; um cabo de entrada (216) acoplado em uma primeira extremidade ao rebocador (202), e acoplado em uma segunda extremidade ao primeiro streamer de sensores (206); caracterizado por: uma primeira embarcação dianteira (222) acoplada ao rebocador (202) por meio do cabo de entrada (216), a primeira embarcação dianteira (222) flutuando na ou perto da superfície do corpo de água, a primeira embarcação dianteira (222) sendo distinta do rebocador (202), e a primeira embarcação dianteira (222) sendo acoplada ao primeiro streamer de sensores (206) por um cabo de reboque (224); e uma fonte sísmica (220) na água atrás da primeira embarcação dianteira (222), a fonte sísmica (220) acoplada à primeira embarcação dianteira (222) por um cabo fonte (226) que se estende a partir da primeira embarcação dianteira (222) até a fonte sísmica (220).

2. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o cabo de reboque (224) acoplar em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade, à extremidade proximal do primeiro streamer de sensores (206).

3. Sistema de pesquisa geofísica (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o cabo de reboque (224) acoplar em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade, à extremidade distal do primeiro streamer de sensores (206).

4. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma boia dianteira (1102); um cabo de reboque intermediário (1104), o cabo de reboque intermediário (1104) acoplado em uma primeira extremidade à boia dianteira (1102) e em uma segunda extremidade à extremidade proximal do primeiro streamer de sensores (206); e no qual o cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à boia dianteira (1102), e onde o comprimento do cabo de reboque (224) é mais do que 25% do cumprimento do primeiro streamer de sensores (206).

5. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma fonte de energia (410) disposta dentro da primeira embarcação dianteira (222), e onde a fonte de energia (410) é operacionalmente acoplada à fonte sísmica (220) por meio do cabo fonte (226).

6. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um compressor de ar (412) disposto dentro da primeira embarcação dianteira (222), e onde o ar comprimido do compressor de ar (412) é acoplado operacionalmente à fonte sísmica (220) por meio do cabo fonte (226); e a dita fonte sísmica (220) compreender um conjunto fonte (414) incluindo uma pluralidade de pistolas de ar (424) suspensas sob a superfície do corpo de água.

7. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um gerador elétrico (500) disposto dentro da primeira embarcação dianteira (222), e onde a energia elétrica do gerador elétrico (500) é operacionalmente acoplada à fonte sísmica (220) por meio do cabo fonte (226); e a dita fonte sísmica (220) é um vibrador marinho (504).

8. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender ainda um gerador elétrico (500) disposto dentro do rebocador (202), e onde a energia do gerador elétrico (500) é operacionalmente acoplada à fonte sísmica (220) por meio de um cabo de entrada (214), o cabo de reboque (224) e o cabo fonte (226).

9. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro streamer de sensores (206) e a primeira embarcação dianteira (222) estarem em uma primeira posição mais externa, e um segundo streamer de sensores (206) e uma segunda embarcação dianteira (222) acoplado ao segundo streamer de sensores (206) estarem em uma segunda posição mais externa oposta à primeira posição mais externa.

10. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), compreendendo: um rebocador (202) com um sistema de aquisição de dados a bordo (204), o rebocador flutuando na superfície de um corpo de água; um primeiro streamer de sensores (206) que define uma extremidade proximal e uma extremidade distal, o primeiro streamer de sensores (206) se estendendo atrás do rebocador (202), e o primeiro streamer de sensores (206) submerso no corpo de água; um primeiro cabo de entrada (216) acoplado em uma primeira extremidade ao rebocador (202), e acoplado em uma segunda extremidade ao primeiro streamer de sensores (206); caracterizado por uma primeira embarcação dianteira (222) acoplada ao rebocador (202) por meio do primeiro cabo de entrada (216), a primeira embarcação dianteira (222) flutuando na superfície do corpo de água, e a primeira embarcação dianteira (222) acoplada ao primeiro streamer de sensores (206) por um primeiro cabo de reboque (224); uma primeira fonte sísmica (220) na água atrás da primeira embarcação dianteira (222), a primeira fonte sísmica (220) acoplada à primeira embarcação dianteira (222) por um primeiro cabo fonte que se estende a partir da primeira embarcação dianteira (222) à primeira fonte sísmica (220); um segundo streamer de sensores (206) que define uma extremidade proximal e uma extremidade distal, o segundo streamer de sensores (206) se estende atrás do rebocador (202) paralelo ao primeiro streamer de sensores (206), e o segundo streamer de sensores (206) submerso no corpo de água; um segundo cabo de entrada (216) acoplado em uma primeira extremidade ao rebocador (202), e acoplado em uma segunda extremidade ao segundo streamer de sensores (206); uma segunda embarcação dianteira (222) distinta da primeira embarcação dianteira (222), a segunda embarcação dianteira (222) associada com o segundo streamer de sensores (206), a segunda embarcação dianteira (222) flutuante na superfície do corpo de água, e a segunda embarcação dianteira (222) acoplada ao segundo streamer de sensores (206) por um segundo cabo de reboque (224); e uma segunda fonte sísmica (220) na água atrás da segunda embarcação dianteira (222), a segunda fonte sísmica (220) distinta da primeira fonte sísmica (220), a segunda fonte sísmica (220) acoplada à segunda embarcação dianteira (222) por um segundo cabo fonte (226) que se estende a partir da segunda embarcação dianteira (222) para a segunda fonte sísmica (220).

11. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: o primeiro cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à extremidade proximal do primeiro streamer de sensores (206); e o segundo cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à segunda embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à extremidade proximal do segundo streamer de sensores (206).

12. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: o primeiro cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à extremidade distal do segundo streamer de sensores (206); e o segundo cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à segunda embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à extremidade distal do segundo streamer de sensores (206).

13. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender: uma primeira boia dianteira (1102); um primeiro cabo de reboque intermediário (1104), o primeiro cabo de reboque intermediário (1104) acoplado em uma primeira extremidade à primeira boia dianteira (1102) e em uma segunda extremidade à extremidade proximal do primeiro streamer de sensores (206); em que o primeiro cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à primeira embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à primeira boia dianteira (1102), e em que o comprimento do primeiro cabo de reboque é maior do que 25% do comprimento do primeiro streamer de sensores (206); uma segunda boia dianteira (1102); um segundo cabo de reboque intermediário (1104), o segundo cabo de reboque intermediário (1104) acoplado em uma primeira extremidade à segunda boia dianteira (1102) e em uma segunda extremidade à extremidade proximal do segundo streamer de sensores (206); e em que o segundo cabo de reboque (224) acopla em uma primeira extremidade à segunda embarcação dianteira (222) e em uma segunda extremidade à segunda boia dianteira (1102), e onde o comprimento do primeiro cabo de reboque é maior do que 25% do comprimento do primeiro streamer de sensores (206).

14. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de o primeiro streamer de sensores (206) e a primeira embarcação dianteira (222) estarem em uma primeira posição mais externa, e o segundo streamer de sensores (206) e a segunda embarcação dianteira (222) estarem em uma segunda posição mais externa oposta à primeira posição mais externa.

15. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma pluralidade de streamers de sensores (206) entre o primeiro e o segundo streamers de sensores, cada um dentre a pluralidade de streamers de sensores (206) associado com uma respectiva embarcação dianteira (222), e cada respectiva embarcação dianteira (222) acoplada a uma fonte sísmica (220) por meio de um cabo fonte (226).

16. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma pluralidade de streamers de sensores (206) entre o primeiro e o segundo streamers de sensores, a pluralidade de streamers de sensores (206) sendo paralelos um ao outro e ao primeiro e segundo streamers de sensor (206), e a pluralidade de streamers de sensores (206) submersos no corpo de água; e uma pluralidade de embarcações dianteiras (222) inferior a um número da pluralidade de streamers de sensores (206), cada embarcação dianteira (222) dentre a pluralidade de embarcações dianteiras acoplada a um streamer de sensores (206) respectivo dentre a pluralidade de streamers de sensores (206) de modo que um padrão de embarcações dianteiras (222) através de todos os streamers de sensores (206) seja uma embarcação dianteira (222) acoplada a cada outro streamer de sensores (206).

17. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 16, caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira fonte de energia (410) disposta dentro da primeira embarcação dianteira (222), e onde a primeira fonte de energia (410) é acoplada de forma operacional à primeira fonte sísmica (220) por meio do primeiro cabo fonte (226); e uma segunda fonte de energia (410) disposta dentro da segunda embarcação dianteira (222), e em que a segunda fonte de energia (410) é acoplada de forma operacional à primeira fonte sísmica (220) por meio do segundo cabo fonte (226).

18. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um primeiro compressor de ar (412) disposto dentro da primeira embarcação dianteira (222), e onde o ar comprimido do primeiro compressor de ar (412) é acoplado de forma operacional à primeira fonte sísmica (220) por meio do primeiro cabo fonte (226); a dita primeira fonte sísmica (220) compreende um primeiro conjunto fonte (414) incluindo uma pluralidade de pistolas de ar (424) suspensas sob a superfície do corpo de água; um segundo compressor de ar (412) disposto dentro da segunda embarcação dianteira (222), e em que o ar comprimido do segundo compressor de ar (412) é operacionalmente acoplado à segunda fonte sísmica (220) por meio do segundo cabo fonte (226); e a dita segunda fonte sísmica (220) compreende um segundo conjunto fonte (414) incluindo uma pluralidade de pistolas de ar (424) suspensas sob a superfície do corpo de água.

19. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro gerador elétrico (500) disposto dentro da primeira embarcação dianteira (222), e no qual a energia elétrica proveniente do primeiro gerador elétrico (500) é acoplada de forma operacional à primeira fonte sísmica (220) por meio do primeiro cabo fonte (226); a dita primeira fonte sísmica (220) sendo um vibrador marinho (504); um segundo gerador elétrico (500) disposto dentro da segunda embarcação dianteira (222), e no qual a energia elétrica proveniente do segundo gerador elétrico (500) é acoplada de forma operacional à segunda fonte sísmica (220) por meio do segundo cabo fonte (226); e a dita segunda fonte sísmica (220) sendo um vibrador marinho (504).

20. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma fonte de energia (410) disposta dentro do rebocador (202), e na qual a energia da fonte de energia (410) é acoplada de forma operacional à primeira fonte sísmica (220) por meio do primeiro cabo de entrada (216), do primeiro cabo de reboque (224), e do primeiro cabo fonte (226); e em que a energia da fonte de energia (410) é acoplada de forma operacional à segunda fonte sísmica (220) por meio do segundo cabo de entrada (216), do segundo cabo de reboque (224) e do segundo cabo fonte (226).

21. Sistema de pesquisa geofísica (200, 1000, 1100), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de a fonte de energia (410) ser um gerador elétrico (500) produzindo energia elétrica, e onde a primeira e a segunda fontes sísmicas são, cada uma, um vibrador marinho (504).