BR112019025783B1 - Método para adquirir um conjunto de dados sísmicos em uma região de interesse - Google Patents

Abstract

Trata-se do método que compreende fornecer pelo menos uma fonte sísmica (30) em uma área de fonte sísmica (31) e fornecer uma pluralidade de receptores sísmicos (32) na dita área de fonte sísmica (10), sendo que o dito método compreende medir um primeiro tipo de vibrações terrestres induzidas em uma subsuperfície da área de interesse (10) pela pelo menos uma fonte sísmica (30) com a pluralidade de receptores sísmicos (32). O método compreende adicionalmente medir com a pluralidade de receptores sísmicos (32) pelo menos um segundo tipo de vibrações terrestres induzido por uma fonte mecânica diferente da ou de cada fonte sísmica (30) e analisar o segundo tipo de vibrações terrestres para determinar pelo menos uma informação dentre: um parâmetro físico da subsuperfície (20) e/ou uma presença de humano (46) e/ou um animal e/ou um veículo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção diz respeito a um método para adquirir um conjunto de dados sísmicos em uma região de interesse que compreende fornecer pelo menos uma fonte sísmica em uma área de fonte sísmica da região de interesse e fornecer uma pluralidade de receptores sísmicos na dita área de fonte sísmica, sendo que o dito método compreende adicionalmente medir um primeiro tipo de vibrações terrestres induzidas em uma subsuperfície da área de interesse pela pelo menos uma fonte sísmica com a pluralidade de receptores sísmicos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A região de interesse é notavelmente uma região com um difícil acesso. A região em particular compreende uma alta densidade de vegetação, tal como uma floresta, tal como uma floresta tropical. Além disso, a região pode compreender terreno acidentado tal como morros (por exemplo, encostas), penhascos e/ou montanhas. Além disso, a região pode compreender áreas de acesso perigoso, tais como áreas com ordenações não exploradas (UXOs).

[003] O método também pode ser aplicado a qualquer região de interesse.

[004] A aquisição de levantamento sísmico é um dos principais métodos geofísicos realizados para exploração na indústria de óleo e gás. As medições geofísicas obtidas durante tal levantamento são cruciais em formar uma imagem de subsuperfície representativa da geologia da região de interesse, em particular, para determinar a localização de reservatórios potenciais de óleo e gás.

[005] Tal levantamento sísmico é, por exemplo, conduzido posicionando-se fontes sísmicas e receptores sísmicos, tais como geofones, no solo da região de interesse. Os receptores sísmicos têm capacidade de registrar principalmente as reflexões das ondas sísmicas produzidas pelas fontes sísmicas nas diferentes camadas da terra de modo a formar uma imagem da subsuperfície.

[006] O levantamento sísmico exige geralmente fontes e uma grande quantidade de receptores no solo em várias localizações, ao longo de geralmente vários perfis para criar arranjos densos de fontes sísmicas e receptores sísmicos.

[007] A qualidade da imagem de subsuperfície obtida após o processamento do levantamento sísmico dados é geralmente uma função da densidade de superfície de fontes sísmicas e/ou de receptores sísmicos. Em particular, um número significativo de receptores sísmicos tem de serem colocados no lugar no solo para obter uma imagem de boa qualidade. Esse é, em particular, o caso quando uma imagem tridimensional é necessária.

[008] Colocar fontes sísmicas e receptores sísmicos em uma região de interesse remota pode ser um processo tedioso, perigoso e caro. Em particular, quando a região é dificilmente acessível, tal como em uma floresta tropical e/ou em uma região com terreno irregular e/ou em uma região com UXOs, as fontes e os receptores têm de serem transportadas pelo menos parcialmente a pé por equipes de operadores. Em muitos casos, clareiras têm de ser abertas na floresta para colocar no solo os equipamentos relevantes e operadores. Trilhas precisam ser então abertas na floresta para colocar no lugar os receptores.

[009] Essas tarefas criam um forte impacto ambiental na região de interesse e pode induzir riscos de saúde e de segurança significativos para os operadores, especialmente durante a definição dos receptores e das fontes sísmicas.

[010] A definição dos receptores sísmicos e/ou das fontes sísmicas no solo é um processo extensivo que precisa perfurar o solo, e no caso dos receptores, garantir que o acoplamento entre o receptor e o solo seja adequado.

[011] Por exemplo, fora das áreas de fonte sísmica, os receptores sísmicos são transportados por um veículo de voo, tal como um veículo aéreo não-tripulado. O veículo de voo voa acima da localização na qual o receptor deve ser implantado em uma área de queda. Então, os receptores sísmicos são sucessivamente lançados do veículo de voo e caem no solo.

[012] Esse método de definir os receptores sísmicos permite reduzir o impacto no ambiente limitando-se a abertura de novas trilhas na floresta e reduzindo os riscos associados de lesões para os operadores. No entanto, esse método aumenta sensivelmente outro tipo de riscos para pessoas ou animais. De fato, lançar os receptores sísmicos pode causar severos perigos aos humanos e/ou animais que circulam na região de interesse. Se o receptor sísmico cair em um humano e/ou um animal, o mesmo pode causar, na melhor das hipóteses, uma lesão severa e na pior das hipóteses, uma lesão letal.

[013] O mesmo problema surge durante a realização do solo levantamento quando fontes são usadas para gerar um estímulo sísmico. As fontes frequentemente compreendem explosivos. Humanos e/ou animais devem ser impedidos de entrar na área de lançamento ao redor das fontes.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[014] Um objetivo da invenção é obter um método que permite reduzir os riscos relativos à saúde e segurança dos operadores, limitando o impacto no ambiente e aprimorando a qualidade global dos resultados do levantamento sísmico.

[015] Para esse objetivo, a presente invenção é um método do tipo mencionado acima, que compreende adicionalmente medir com a pluralidade de receptores sísmicos pelo menos um segundo tipo de vibrações terrestres induzido por uma fonte mecânica diferente da ou de cada fonte sísmica e analisar o segundo tipo de vibrações terrestres para determinar pelo menos uma informação dentre: um parâmetro físico da subsuperfície e/ou, uma presença de humano e/ou um animal e/ou um veículo.

[016] O método, de acordo com a invenção, pode compreender, adicionalmente, um ou mais dentre os recursos a seguir, tomados exclusivamente ou de acordo com qualquer combinação técnica potencial: - o segundo tipo de vibrações terrestres é induzido por uma ferramenta de perfuração durante uma definição da pelo menos uma fonte sísmica na área de fonte sísmica, - o parâmetro físico da subsuperfície é uma densidade e/ou uma velocidade de onda da subsuperfície, - o método compreende adicionalmente posicionar receptores sísmicos fora da área de fonte sísmica, a densidade dos receptores sísmicos na área de fonte sísmica que é maior do que a densidade dos receptores sísmicos fora da área de fonte sísmica, - o método compreende adicionalmente monitorar a presença e/ou a localização do dito humano e/ou animal e/ou veículo em tempo real na região de interesse, com base na análise do segundo tipo de vibrações medidas com a pluralidade de receptores sísmicos, - o monitoramento da presença e/ou a localização do dito humano e/ou animal e/ou veículo em tempo real inclui registrar pelo menos um evento de vibração terrestre resultante de um movimento no solo na região de interesse, na pluralidade de receptores sísmicos e analisar o atraso de tempo no registro do evento entre a pluralidade de receptores sísmicos, - o método compreende adicionalmente disparar um alarme quando a presença do humano e/ou o animal e/ou o veículo é detectado na região de interesse, - o método compreende adicionalmente interromper o posicionamento da pluralidade de receptores sísmicos posicionado fora da área de fonte sísmica quando a presença do humano e/ou o animal e/ou o veículo é detectada na região de interesse, - o método compreende adicionalmente induzir um sinal sísmico com a pelo menos uma fonte sísmica e monitorar a pelo menos uma assinatura de fonte sísmica com uso da pluralidade de receptores sísmicos durante a aquisição do conjunto de dados sísmicos, - o método compreende adicionalmente posicionar pelo menos dois fontes sísmicas na área de fonte sísmica e posicionar a pluralidade de receptores sísmicos de acordo com um padrão geométrico contido na área de fonte sísmica, - a área de fonte sísmica tem um formato quadrado ou um formato retangular que tem quatro arestas e o dito método compreende adicionalmente posicionar uma fonte sísmica em cada aresta da área de fonte sísmica e posicionar duas pluralidades de receptores sísmicos ao longo de pelo menos dois eixos geométricos contidos na área de fonte sísmica, - o método compreende adicionalmente medir pelo menos um parâmetro físico adicional do solo com uma pluralidade de sensores adicionais instalados na área de fonte sísmica, - a pluralidade de sensores adicionais são sensores magneto- telúricos e o método compreende adicionalmente calcular um modelo de condutividade elétrica em larga escala com base nas medições magneto- telúricas fornecidas pelos ditos sensores magneto-telúricos, - o método compreende adicionalmente transmitir em tempo real, as medições de primeiro tipo de vibrações terrestres e/ou as medições de segundo tipo de vibrações terrestres e/ou as medições de parâmetro físico adicional a um campo de base localizado na região de interesse, com uso de pelo menos uma antena de comunicação instalada na área de fonte sísmica, - a fonte sísmica é configurada para gerar energia sísmica, - a fonte sísmica compreende um explosivo e/ou um martelo e/ou um vibrador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017] A invenção será mais bem entendida, com base na descrição a seguir, dada somente como um exemplo, e realizada em referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é uma vista geográfica esquemática de uma região de interesse na qual um conjunto de dados sísmicos é adquirido pelo método de acordo com a invenção; - A Figura 2 é uma vista tridimensional esquemática de uma parte da região de interesse da Figura 1; - A Figura 3 e a Figura 4 são representações de duas realizações de uma área de fonte sísmica; - A Figura 5 é um esboço que mostra uma etapa de detecção humana do método de acordo com a invenção; e - A Figura 6 são registros de uma vibração terrestre induzido por uma pegada humana medida com receptores sísmicos localizados em uma área de fonte sísmica.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[018] As Figuras 1 e 2 mostram respectivamente um mapa geográfico esquemático de coordenadas projetadas de uma região de interesse 10 em que uma aquisição de levantamento sísmico é realizada e uma vista tridimensional de uma parte da região de interesse 10.

[019] A região de interesse 10 é, por exemplo, uma região que tem um terreno irregular 12. O terreno irregular 12, em particular, compreende morros, montanhas, penhascos ou qualquer tipo de terreno acidentado. A região de interesse 10 é, por exemplo, localizado nas encostas que são difíceis de acessar.

[020] A região de interesse 10 compreende adicionalmente vegetação 14. A vegetação 14 é, por exemplo, uma floresta, em particular, uma floresta tropical. O mesmo compreende uma alta densidade de vegetação 14, por exemplo, árvores 16 que formam uma canópia 18 que cobre uma maior parte da superfície do solo na região de interesse 10.

[021] A subsuperfície 20 localizada abaixo do solo compreende camadas de formação geológica 22 e potencialmente reservatórios de óleo e gás 24.

[022] Na região de interesse 10, a vegetação 14 define uma pluralidade de natural e/ou clareiras artificiais 26. A vegetação 14 na região de interesse 10 também define buracos do céu 28 na canópia 18.

[023] As clareiras 26 são espalhadas na região de interesse 10, em uma distância geralmente compreendida entre 100 m e 500 m, preferencialmente 300 m, tomada ao longo da linha de visão entre duas clareiras adjacentes.

[024] As clareiras 26 têm geralmente uma área de superfície maior do que 25 m2 no nível do solo e geralmente maior do que 900 m2 no topo da canópia 18. As fontes sísmicas 30 podem ser colocadas no lugar nas clareiras 26.

[025] Uma clareira 26 é, por exemplo, definida em um padrão OGP “OGP-Helicopter Guideline for Land Seismic and Helirig operations - Relatório 420 versão 1.1 junho de 2013.

[026] Buracos do céu 28 são geralmente naturais. Os mesmos formam de modo vantajoso um “tubo de luz” vertical entre a canópia 18 e o solo.

[027] Por exemplo, os buracos do céu 28 têm uma área de superfície mínima maior do que 1 m2, preferencialmente, maior do que 3 m2 e compreendida, por exemplo, entre 3 m2 e 20 m2.

[028] Pelo menos um buraco do céu 28 tem uma área de superfície que é menor do que a área de superfície das clareiras 26.

[029] O levantamento sísmico é um levantamento geofísico que compreende coletar medições geofísicas para determinar propriedades físicas da subsuperfície 20 localizada na região de interesse 10 e/ou para formar uma imagem da subsuperfície 20, preferencialmente uma imagem tridimensional da subsuperfície 20 com base no processamento das medições coletadas.

[030] As propriedades físicas são tipicamente a densidade e/ou as velocidades de onda das camadas de formação geológica 22.

[031] O método de acordo com a invenção compreende posicionar pelo menos uma fonte sísmica 30 em uma área de fonte sísmica 31 da região de interesse 10 e posicionar uma pluralidade de receptores sísmicos 32 na dita área de fonte sísmica 31.

[032] O método de acordo com a invenção compreende medir as vibrações induzidas em uma subsuperfície 20 da área de interesse 10 pela pelo menos uma fonte sísmica 30 com a pluralidade de receptores sísmicos 32.

[033] Em uma realização vantajosa, pelo menos uma parte da área de fonte sísmica 31 é localizada em uma clareira 26. Tipicamente, a área de fonte sísmica 31 tem um tamanho de 25 m x 25 m, centralizado de modo vantajoso em uma clareira 26.

[034] A área de fonte sísmica pode compreender fontes sísmicas 30 localizadas na parte centralizada correspondente à clareira 26 e/ou fontes sísmicas 30 localizadas nos arredores da clareira 26.

[035] A densidade das áreas de fonte sísmica 31 situadas na região de interesse é geralmente compreendida entre 10 áreas de fonte sísmica por km2 e 100 áreas de fonte sísmica por km2.

[036] Cada fonte sísmica 30 tem capacidade de gerar ondas que se propagam na subsuperfície 20 e refletir nas interfaces das camadas de formação geológica 22.

[037] A fonte sísmica 30 por exemplo, compreende um explosivo, em particular, dinamite, com capacidade de gerar ondas no solo.

[038] A fonte sísmica 30 é tipicamente inserida em um furo perfurado no solo, por exemplo, em uma profundidade compreendida entre 0 metro e 100 metros, preferencialmente, entre 5 metros e 80 metros.

[039] Por exemplo, o furo é perfurado com uso de um veículo terrestre não-tripulado, tal como uma plataforma de perfuração semiautomática.

[040] Em uma realização, a fonte sísmica 30 compreende um dispositivo mecânico, tal como um martelo, um vibrador...

[041] Cada fonte sísmica 30 é preferencialmente transportada em suas localizações sem um veículo terrestre de um campo de base 34.

[042] Por exemplo, pelo menos uma parte da fonte sísmica 30 é transportada em sua localização com uso de um veículo aéreo 36, tal como uma aeronave ou um helicóptero ou um veículo terrestre não-tripulado (UGV).

[043] Em uma realização ou adicionalmente, pelo menos uma parte da fonte sísmica 30 é transportada em sua localização a pé por uma equipe de operadores.

[044] Um campo de base 34 compreende, por exemplo, instalações adaptadas para alojar operadores durante o levantamento sísmico e equipamento para o levantamento sísmico. O campo de base 34 compreende um heliponto e é tipicamente usado para gerenciamento da decolagem e da aterrissagem.

[045] O campo de base 34 pode ser usado para primeiros socorros (por exemplo, medevac).

[046] Em uma realização vantajosa, a área de interesse 10 compreende uma pluralidade de campos de base 34 espalhados na superfície inteira da área de interesse 10.

[047] Cada campo de base 34 compreende tipicamente uma coleção e/ou unidade de análise 40 e uma unidade de telecomunicação 42 com capacidade de transferir dados medidos pelos receptores sísmicos 32 à coleção e/ou unidade de análise 40 e a partir da coleção e/ou unidade de análise 40 a uma estação externa (não mostrada).

[048] Por exemplo, a unidade de telecomunicação 42 compreende pelo menos uma antena 41 instalada em cada área de fonte sísmica 31 e pelo menos uma antena 43 instalada em cada campo de base 34.

[049] A estação externa pode ser localizada em um campo principal (não mostrado). O campo principal compreende de modo vantajoso instalações para coletar dados, assim como uma unidade de computação principal, e/ou um centro de controle.

[050] Tipicamente, os receptores sísmicos 32, 33 são divididos em dois grupos: os receptores sísmicos 32 posicionados nas áreas de fonte sísmica 31 e os receptores sísmicos 33 posicionados fora das áreas de fonte sísmica 31.

[051] Cada receptor sísmico 32, 33 tem capacidade de registrar as ondas geradas por cada fonte sísmica 30 e as ondas refletidas nas interfaces das camadas de formação geológica 22.

[052] O receptor sísmico 32, 33 é, por exemplo, um geofone com capacidade de medir a velocidade das ondas diretas e refletidas.

[053] Em uma realização vantajosa, o receptor sísmico 32, 33 compreende pelo menos um geofone, em particular, três geofones e/ou um acelerômetro.

[054] Em uma realização, o receptor sísmico 32 compreende uma captação acústica distribuída (DAS) ou uma captação de vibração distribuída (DVS) com uso de cabos de fibra óptica.

[055] Cada receptor sísmico 32, 33 é parcialmente introduzido no solo de modo a garantir um acoplamento funcional com o solo.

[056] Os receptores sísmicos 32 posicionados nas áreas de fonte sísmica 31 são, por exemplo, transportados por uma equipe de operadores de um campo de base 34 e instalado manualmente na área de fonte sísmica 31.

[057] No exemplo das Figuras 1 e 2, os receptores sísmicos 33 posicionados fora das áreas de fonte sísmica 31 são transportados em suas localizações e lançados no solo a partir de plataformas aéreas 38.

[058] As plataformas aéreas 38 tipicamente decolam de um campo de base 34.

[059] Por exemplo, a plataforma aérea 38 é um UAV (para Veículo Aéreo Não-Tripulado).

[060] Cada receptor 33 tem, por exemplo, o formato de um dardo adaptado para ser introduzido no solo. Em uma realização, os receptores sísmicos 32 tem o formato de uma esfera ou/e um formato de tubo paralelo.

[061] As fontes sísmicas 30 e os receptores sísmicos 32, 33 são, por exemplo, transportados aos campos de base 34 com uso de um veículo tal como um veículo terrestre, por exemplo, um caminhão, um veículo terrestre não- tripulado (UGV) ou um veículo aéreo, por exemplo, um helicóptero.

[062] Tipicamente, a densidade de receptores sísmicos 32 na área de fonte sísmica 31 é maior do que a densidade de receptores sísmicos 33 fora da área de fonte sísmica 31.

[063] Tipicamente, a densidade de receptores sísmicos 33 é, por exemplo, entre 10 receptores sísmicos 33 por km2 e 1.000 receptores sísmicos 33 por km2, em particular, entre 300 receptores sísmicos 33 por km2 e 500 receptores sísmicos, 33 por km2, notavelmente 400 receptores sísmicos 33 por km2.

[064] Tipicamente, o método compreende posicionar uma pluralidade de fontes sísmicas 30 em cada área de fonte sísmica 31.

[065] Tipicamente, as fontes sísmicas 30 podem ser posicionados tanto antes dos receptores sísmicos 32, 33 como após os receptores sísmicos 32, 33.

[066] Em uma realização vantajosa, as fontes sísmicas 30 são posicionadas simetricamente uma à outra de acordo com pelo menos um eixo geométrico formado por uma pluralidade de receptores sísmicos.

[067] Tipicamente, o método também compreende posicionar dois conjuntos de receptores 32 respectivamente ao longo de dois perfis, perpendiculares de modo vantajoso, na área de fonte sísmica 31.

[068] As Figuras 3 e 4 retratam dois exemplos para posicionar as fontes sísmicas 30 e os receptores sísmicos 32 de acordo com um padrão geométrico na área de fonte sísmica 31.

[069] Em ambos exemplos, a área de fonte sísmica 31 tem substancialmente um formato quadrado.

[070] Por exemplo, conforme apresentado na Figura 3, quatro fontes sísmicas 30 são dispostas nas quatro arestas da área de fonte sísmica 31 e nove receptores sísmicos 32 são dispostos de acordo com um padrão geométrico que forma um sinal de mais ou “+”.

[071] No exemplo da Figura 4, quatro fontes sísmicas 30 são dispostas no centro de cada lado da área de fonte sísmica 31 e os receptores sísmicos 32 são dispostos ao longo das diagonais da área de fonte sísmica 31 de acordo com um padrão geométrico que forma um sinal de cruzamento ou “x”.

[072] Em uma realização, não representada, os receptores sísmicos 32 são dispostos na área de fonte sísmica 31 de acordo com outro padrão geométrico, tal como um círculo, um diamante.

[073] Em uma realização, os receptores sísmicos 32 são aleatoriamente espalhados na área de fonte sísmica 31. Suas posições geográficas são então determinadas.

[074] Em outra realização, não representada, os receptores sísmicos 32 são dispostos na área de fonte sísmica 31 ao longo de pelo menos dois perfis paralelos.

[075] Em uma realização vantajosa, o método também compreende medir com a pluralidade de receptores sísmicos 32 pelo menos um segundo tipo de vibrações terrestres induzido por uma fonte mecânica diferente da ou de cada fonte sísmica 30.

[076] Tipicamente, o método de acordo com a invenção compreende transmitir em tempo real as medições de segundo tipo de vibrações terrestres a um campo de base 34, com uso da antena de comunicação 41 instalada na área de fonte sísmica 31.

[077] Por exemplo, a fonte mecânica é uma ferramenta de perfuração usada durante a definição de uma das fontes sísmicas 30 na área de fonte sísmica 31, antes do começo do levantamento sísmico.

[078] Em uma realização ou adicionalmente, as segundas vibrações terrestres podem ser induzidas por uma ferramenta de perfuração usada durante a definição das fontes sísmicas 30 em pelo menos uma segunda área de fonte sísmica 31.

[079] Tipicamente, o método compreende adicionalmente analisar as vibrações terrestres induzidas pela ferramenta de perfuração para determinar um parâmetro físico da subsuperfície 20.

[080] A análise é, por exemplo, uma técnica de imageamento sísmico passivo ambiente conhecido da técnica anterior.

[081] Por exemplo, o parâmetro físico da subsuperfície 20 determinado é as variações de velocidade de onda S com profundidade e/ou as variações de velocidade de onda P com profundidade.

[082] Em uma realização, o parâmetro físico determinado da subsuperfície 20 é a densidade.

[083] Em um exemplo vantajoso, o método também compreende a determinação das interfaces geológicas das camadas de formações geológicas 22 embaixo da área de fonte sísmica 31.

[084] O parâmetro físico determinado é tipicamente usado durante o processamento dos dados de levantamento sísmico global como informações a priori. Essas informações aprimoram a qualidade da imagem da subsuperfície 20 obtida após o processamento dos dados sísmicos.

[085] Por exemplo, o parâmetro físico determinado é usado para formar um modelo de velocidade que é usado para o processamento dos dados sísmicos (ex.: migração) como um modelo inicial de primeira ordem de larga escala.

[086] Tipicamente, o modelo de velocidade obtido pode ser usado no processamento em tempo real dos dados sísmicos e/ou no pré- processamento dos dados sísmicos.

[087] - O método compreende de modo vantajoso medir pelo menos um parâmetro físico adicional do solo com uma pluralidade de sensores adicionais 44 instalados na área de fonte sísmica 31.

[088] Por exemplo, a pluralidade de sensores adicionais 44 são sensores magneto-telúricos e o método compreende adicionalmente calcular um modelo de condutividade elétrica em larga escala com base nas medições magneto-telúricas fornecidas pelos ditos sensores magneto-telúricos.

[089] Sensores magneto-telúricos medem a variação de campo geomagnético geoelétrico natural na superfície do solo.

[090] A profundidade de investigação das faixas de método magneto-telúrico de várias centenas de metros abaixo do solo, por exemplo, 300 m a vários quilômetros, por exemplo, 5 km, dependendo das frequências dos sinais medidos e dos períodos de medição correspondentes.

[091] O modelo de condutividade elétrica em larga escala é tipicamente usado durante o processamento dos dados de levantamento sísmico global como informações a priori.

[092] Adicionalmente, o modelo de condutividade elétrica em larga escala pode ser usado juntamente com a imagem sísmica de modo a interpretar os resultados em termos de estruturas de reservatório de óleo e gás.

[093] Em uma realização vantajosa, o método também compreende transmitir em tempo real os dados de sensores adicionais a um campo de base 34, com uso da antena de comunicação 41 instalada na área de fonte sísmica 31.

[094] O método também compreende de modo vantajoso monitorar a assinatura de fonte sísmica 30 com uso da pluralidade de receptores sísmicos 32 durante a aquisição do levantamento sísmico.

[095] Tipicamente, os dados monitorados compreendem as formas de onda completas do sinal sísmico.

[096] O método compreende tipicamente analisar o conteúdo espectral da assinatura de fonte sísmica 30.

[097] Tipicamente, os dados monitorados podem ser usados no processamento global do conjunto de dados sísmicos de modo a aprimorar a qualidade da imagem da subsuperfície 20.

[098] O método também pode compreender transmitir em tempo real os dados monitorados a um campo de base 34, com uso da antena de comunicação 41 instalada na área de fonte sísmica 31.

[099] Em uma realização vantajosa, a fonte mecânica é um humano 46 e/ou um animal e/ou um veículo em contato com o solo e o método compreende medir com a mesma pluralidade de receptores sísmicos 32 localizados nas áreas de fonte sísmica 31 as vibrações terrestres induzidas pelas pegadas do humano 46 ou do animal que caminha na área de interesse 10 e/ou por um veículo em contato com o solo na região de interesse 10.

[0100] Tipicamente, as vibrações terrestres são ondas de superfície e/ou ondas S.

[0101] O método então compreende, por exemplo, determinar a presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo na região de interesse 10, por exemplo, com uso de um método de triangulação.

[0102] Tipicamente, a etapa de determinação compreende analisar um mesmo evento de vibração, por exemplo, uma vibração terrestre induzida por uma pegada, com pelo menos dois conjuntos de receptores sísmicos 32 localizados em várias áreas de fonte sísmica 31 correspondentes (Figura 5).

[0103] No exemplo da Figura 5, a área de fonte sísmica 31 é configurada de acordo com o padrão geométrico apresentado na Figura 4 em que os receptores sísmicos 32 são dispostos ao longo de um primeiro e um segundo perfis perpendiculares 48, 50, correspondentes aos diagonais da área de fonte sísmica 31.

[0104] A localização do humano 46 e/ou o animal é tipicamente determinado com base no atraso de tempo no registro do evento de fonte (ex.: pegada humana) por cada receptor sísmico 32 ao longo do primeiro perfil 48 ou o segundo perfil 50 e com base em uma velocidade V de propagação de onda média das ondas na subsuperfície 20 da área de fonte sísmica 31 considerada.

[0105] Tipicamente, para cada primeiro e segundo perfil 48, 50, os atrasos de tempo são determinados com uso de relações cruzadas entre os sinais medidos pelos vários receptores sísmicos 32 do perfil considerado 48, 50.

[0106] Por exemplo, a velocidade de propagação local média da área de fonte sísmica 31 é medida independentemente durante a definição dos receptores sísmicos 32 na área de fonte sísmica 31.

[0107] A velocidade de propagação é obtida, por exemplo, ativando-se uma fonte de peso leve, tal como um martelo e registrando-se o sinal obtido por pelo menos um receptor sísmico 32.

[0108] A Figura 6 apresenta um exemplo de sinais sísmicos 52 induzidos por uma pegada de um humano 46 que caminha na área de interesse 10 medida respectivamente pelos receptores sísmicos 32 r1, r2, r3, r4, r5 ao longo do primeiro perfil 48 e pelos receptores sísmicos 32 r6, r7, r3, r8, r9 do segundo perfil 50.

[0109] Para cada primeiro e segundo perfil 48, 50, a máxima de amplitude do sinal sísmico 52 é alinhada ao longo de uma linha para que o declive é respectivamente igual a Va/cosΦi e Vb/senΦi. Va e Vb são respectivamente a velocidade de propagação de onda média ao longo do primeiro perfil 48 e o segundo perfil 50, e Φ1 é o ângulo entre a direção do primeiro perfil 48 e a direção de um eixo geométrico 54 que atravessa a interseção do primeiro e do segundo perfil 48, 50 e a localização do humano 46 na área de interesse 10.

[0110] O método permite determinar a direção (também denominada como o azimute) do humano detectado 46.

[0111] As etapas descritas acima são repetidas para várias áreas de fonte sísmica 31, pelo menos dois áreas de fonte sísmica 31, preferencialmente pelo menos três áreas de fonte sísmica 31, para obter uma informação incerta (por exemplo, um triângulo incerto) e a localização do humano 46 é determinada.

[0112] Em uma realização, se os receptores sísmicos 32 forem aleatoriamente espalhados na área de fonte sísmica 31 e métodos de formação de feixe são usados para determinar a localização do humano 46 e, em particular, a direção de movimento do humano 46 com uma resolução aprimorada.

[0113] Tipicamente, a determinação da presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo na região de interesse 10 é baseada, por exemplo, na intensidade das vibrações terrestres, do conteúdo espectral das vibrações terrestres, da frequência das vibrações terrestres.

[0114] Em uma realização vantajosa, o método para determinar a presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo na região de interesse 10 permite determinar se o humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo estão em movimento e a direção de movimento baseada em particular na periodicidade do sinal sísmico. Em outra realização vantajosa, a determinação da presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo na região de interesse 10, é implantada em tempo real, preferencialmente durante o lançamento dos receptores sísmicos 33 pelos veículos aéreos 38 na área de interesse 10.

[0115] O método também pode compreender repetir as etapas de determinação da presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo em um dado espaçamento de tempo de modo a monitorar a presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo na região de interesse 10.

[0116] Por exemplo o dado espaçamento de tempo é compreendido entre 1 s e 1 minuto, preferencialmente entre 2 s e 5 s.

[0117] Por exemplo, as etapas de determinação da presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo são realizados de modo localizado na área de fonte sísmica 31 com uso de uma unidade de determinação (não representada).

[0118] Em uma realização, as etapas de determinação da presença e/ou a localização do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo são realizadas remotamente, por exemplo, em um campo de base 34.

[0119] O método então compreende transmitir em tempo real as medições de vibrações induzidas pelo humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo ao campo de base 34 com uso da antena de comunicação 41 instalada na área de fonte sísmica 31.

[0120] O método compreende permitir o lançamento de receptores sísmicos 33 somente quando no humano 46 e/ou animal e/ou veículo é detectado pelos receptores sísmicos 32 na área de fonte sísmica 31 e /ou evitar o lançamento de receptores sísmicos 33 somente quando um humano 46 e/ou um animal e/ou um veículo é detectado pelos receptores sísmicos 32 na área de fonte sísmica 31.

[0121] O método compreende de modo vantajoso disparar um alarme sonoro e/ou luminoso quando a presença do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo é detectada na região de interesse 10. Em uma realização, o alarme sonoro e/ou luminoso é disparado de um veículo aéreo 36 ou de uma plataforma aérea 38.

[0122] Em uma realização vantajosa, o método compreende interromper o posicionamento da pluralidade de receptores sísmicos 33 posicionado fora da área de fonte sísmica 31 quando a presença do humano 46 e/ou o animal e/ou o veículo é detectada na região de interesse 10.

[0123] Em uma realização, o segundo tipo de vibrações terrestres é induzido pelo lançamento dos receptores sísmicos 33.

[0124] O método pode então compreender confirmar que os receptores sísmicos 33 alcançaram o solo e não são bloqueados na vegetação 14.

[0125] O método também pode compreender determinar a localização dos pontos de lançamento dos receptores sísmicos 33.

[0126] O método também pode compreender usar o impacto dos receptores sísmicos 33 como fontes sísmicas e, por exemplo, com uso dos mesmos para caracterização de subsuperfície.

[0127] Em outra realização, o método compreende com uso dos receptores sísmicos 33 lançados para aumentar a densidade dos receptores sísmicos 32 usados para monitorar a presença e/ou a localização do humano 46 e/ou animal e/ou veículo na região de interesse 10.

[0128] O método pode compreender posicionar em uma primeira etapa os receptores sísmicos 33 nos buracos do céu 28 e então adicionar receptores sísmicos 33 adicionar na área de interesse 10 para aumentar a confiabilidade do monitoramento da presença e/ou da localização de humano 46 e/ou animal e/ou veículo na região de interesse 10.

[0129] Em outra realização, o método compreende monitorar a presença e/ou a localização de um humano 46 e/ou animal e/ou veículo próximo a uma área de fonte sísmica 31 antes de ativar cada fonte sísmica 30.

[0130] Em uma realização vantajosa, quando um humano e/ou animal e/ou um veículo são detectados, a ativação de fontes sísmicas é interrompida.

[0131] Em outra realização, o método de acordo com a invenção inclui de modo vantajoso uma distância de segurança global que pode compreender outros detectores terrestres e/ou fixados ao detector de presença aérea, e/ou detector de presença de voo potencialmente usados em combinação.

[0132] O método para adquirir um conjunto de dados sísmicos de acordo com a invenção é particularmente vantajoso devido ao fato de que isso permite usar os receptores sísmicos 32 posicionados nas áreas de fonte sísmica 31 para vários propósitos, tais como coletar medições adicionais para aprimorar a qualidade do processamento do conjunto de dados sísmicos do levantamento, ou monitorar a presença de humanos 46 e/ou animais e/ou veículo na área de interesse 10 para evitar perigos aos humanos, aos animais ou ao veículo na área de interesse 10. Desse modo, com uso dos mesmos receptores sísmicos 32 para a rede de monitoramento, em vez de instalar sensores adicionais em outras localizações da área de interesse 10, o impacto no ambiente é reduzido.

[0133] Conforme indicado acima, cada fonte sísmica 30 é configurada para gerar energia sísmica usada para realizar levantamentos sísmicos, por exemplo, para exploração de óleo e gás. Essa energia sísmica gera o primeiro tipo de vibrações terrestres.

[0134] O primeiro tipo de vibrações terrestres é gerado em um tempo conhecido e de uma localização conhecida. Pelo contrário, o segundo tipo de vibrações terrestres é muito frequentemente gerado nem em um tempo conhecido, nem de uma localização conhecida precisa.

[0135] O segundo tipo de vibrações terrestres pode ser diferenciado do primeiro tipo de vibrações terrestres, por exemplo, pelo tempo no qual os mesmos são captados e analisados. Por exemplo, cada vez que uma fonte sísmica 30 é disparada, um intervalo de tempo predeterminado é definido no qual o sinal captado pelos receptores 32 é considerado para se resultar do primeiro tipo de vibrações terrestres.

[0136] O sinal captado pelos receptores 32 após o intervalo de tempo predeterminado e antes de outra fonte 30 ser disparada, é captado e analisado como resultante de um segundo tipo de vibrações terrestres induzidas por uma fonte mecânica diferente da ou de cada fonte sísmica 30.

[0137] Alternativa ou adicionalmente, a direção geográfica da qual a vibração é captada pelos receptores 32 pode ser usada para seleção entre o primeiro tipo de vibrações e o segundo tipo de vibrações.

[0138] Por exemplo, se a direção geográfica da qual o sinal é captado pelos receptores 32 corresponde a uma direção geográfica da qual uma fonte 30 foi disparada, o sinal pode ser considerado para corresponder ao primeiro tipo de vibrações.

[0139] Se a direção geográfica da qual o sinal é captado pelos receptores 32 for diferente de uma direção geográfica da qual uma fonte 30 foi disparada, o sinal pode ser considerado para corresponder ao segundo tipo de vibrações.

Claims (13)

1. MÉTODO PARA ADQUIRIR UM CONJUNTO DE DADOS SÍSMICOS EM UMA REGIÃO DE INTERESSE (10), sendo que o método compreende fornecer pelo menos uma fonte sísmica (30) em uma área de fonte sísmica (31) da região de interesse (10) e fornecer uma pluralidade de receptores sísmicos (32) na área de fonte sísmica (31), sendo que o método compreende medir um primeiro tipo de vibrações terrestres induzidas em uma subsuperfície da região de interesse (10) pela pelo menos uma fonte sísmica (30) com a pluralidade de receptores sísmicos (32), sendo que o método é caracterizado por compreender adicionalmente medir com a pluralidade de receptores sísmicos (32) pelo menos um segundo tipo de vibrações terrestres induzido por uma fonte mecânica diferente da ou de cada fonte sísmica (30) e analisar o segundo tipo de vibrações terrestres para determinar pelo menos uma informação relativa a uma presença de humano (46) e/ou um animal e/ou um veículo.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente posicionar receptores sísmicos (33) fora da área de fonte sísmica (31), sendo que a densidade dos receptores sísmicos (32) na área de fonte sísmica (31) é maior do que a densidade dos receptores sísmicos (33) fora da área de fonte sísmica (31).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por compreender adicionalmente monitorar a presença e/ou a localização do dito humano (46) e/ou animal e/ou veículo em tempo real na região de interesse (10).

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo monitoramento da presença e/ou a localização do humano (46) e/ou animal e/ou veículo em tempo real incluir registrar pelo menos um evento de vibração terrestre resultante de um movimento no solo na região de interesse, na pluralidade de receptores sísmicos (32) e analisar o atraso de tempo no registro do evento entre a pluralidade de receptores sísmicos (32).

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender adicionalmente disparar um alarme quando a presença do humano (46) e/ou o animal e/ou o veículo é detectada na região de interesse (10).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por compreender adicionalmente interromper o posicionamento da pluralidade de receptores sísmicos (33) posicionado fora da área de fonte sísmica (31) quando a presença do humano (46) e/ou o animal e/ou o veículo é detectada na região de interesse (10).

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender adicionalmente induzir um sinal sísmico com a pelo menos uma fonte sísmica (30) e monitorar a pelo menos uma assinatura de fonte sísmica que usa a pluralidade de receptores sísmicos (32) durante a aquisição do conjunto de dados sísmicos.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender adicionalmente posicionar pelo menos duas fontes sísmicas (30) na área de fonte sísmica (31) e posicionar a pluralidade de receptores sísmicos (32) de acordo com um padrão geométrico contido na área de fonte sísmica (31).

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela área de fonte sísmica (31) ter um formato quadrado ou um formato retangular que tem quatro arestas e o método compreender adicionalmente posicionar uma fonte sísmica (30) em cada aresta da área de fonte sísmica (31) e posicionar duas pluralidades de receptores sísmicos (32) ao longo de pelo menos dois eixos geométricos (48, 50) contidos na área de fonte sísmica (31).

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender adicionalmente medir pelo menos um parâmetro físico adicional do solo com uma pluralidade de sensores adicionais (44) instalados na área de fonte sísmica (31).

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela pluralidade de sensores adicionais (44) serem sensores magneto-telúricos e o método compreender adicionalmente calcular um modelo de condutividade elétrica em larga escala com base nas medições magneto-telúricas fornecidas pelos sensores magneto-telúricos.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender adicionalmente transmitir em tempo real, as medições de primeiro tipo de vibrações terrestres e/ou as medições de segundo tipo de vibrações terrestres e/ou medições de parâmetro físico adicional a um campo de base (34) localizado na região de interesse (10), com uso de pelo menos uma antena de comunicação (41) instalada na área de fonte sísmica (31).

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela fonte sísmica (30) compreender um explosivo e/ou um martelo e/ou um vibrador.