BRPI0714065A2 - método de pesquisa sìsmica, aparelhagem de computação, e conjunto de rebocador largo - Google Patents

Abstract

MéTODO DE LEVANTAMENTO SìSMICO, APARELHO DE COMPUTADOR, E REDE AMPLA DE REBOQUE Uma técnica para uso em levantamentos sísmicos marinhos com rede rebocada inclui um método e um aparelho. O método inclui o acesso a um grupo de dados sísmicos de componentes múltiplos coletados em um levantamento sísmico marinho com reboque amplo; e interpolação de um grupo de dados sismicos, a partir dos dados sísmicos coletados na direção transversal, de forma que os dados sísmicos coletados e interpolados combinados satisfaçam os requisitos da teoria da amostragem espacial discreta para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refraçâo. Em alguns aspectos, a técnica inclui mídias armazenadoras programadas e/ou computadores programados para uso na execução desse método. O aparelho é uma rede ampla de reboque, incluindo uma pluralidade de cabos flutuadores espaçados entre si por uma separação de cabo excedendo espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinado pela teoria da amostragem espacial discreta.

Description

MÉTODO DE LEVANTAMENTO SÍSMICO, APARELHO DE COMPUTADOR, E REDE AMPLA DE REBOQUE

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção A presente invenção diz respeito a levantamento

sísmico marinho e, de modo particular, a levantamentos com rede rebocada.

Descrição da Técnica Correlata

Exploração sísmica envolve o levantamento das formações geológicas subterrâneas quanto a depósitos de hidrocarbonetos. Um levantamento envolve tipicamente a distribuição de fonte(s) acústica(s) e sensores acústicos em locais predeterminados. As fontes transmitem ondas acústicas para dentro das formações geológicas. As ondas acústicas são, algumas vezes, chamadas de "ondas de pressão", devido à maneira como elas se propagam. Características da formação geológica refletem as ondas de pressão para os sensores. Os sensores recebem as ondas refletidas, que são detectadas, condicionadas, e processadas para gerar dados sísmicos. A análise dos dados sísmicos pode, então, indicar locais prováveis dos depósitos de hidrocarbonetos.

Alguns levantamentos são conhecidos como levantamentos "marinhos", porque eles são conduzidos em ambiente marinhos. Observe que levantamentos marinhos podem ser conduzidos, não apenas em ambientes de água salgada, mas também em águas doces e salobras. Um tipo de levantamento marinho pode ser chamado de levantamento com "rede rebocada". Em um levantamento com rede rebocada, uma embarcação de levantamento reboca uma rede de cabo sísmicos estendendo-se de modo linear a partir da popa da embarcação de levantamento. Cada cabo sismico, ou "cabo flutuador", inclui uma variedade de instrumentos que fornecem um número de funções. Alguns desses instrumentos, de modo característicos receptores acústicos chamados de "hidrofones", recebem as ondas refletidas e geram dados, como acima descrito.

Em levantamentos convencionais com rede rebocada, os cabos sísmicos são normalmente rebocados a cerca de 50 - 100 metros afastados entre si. Essa especificação de projeto surge da teoria da amostragem espacial discreta, que indica o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração. A separação máxima de cabo, por sua vez, impõe um limite sobre a cobertura global transversal da rede de receptores, visto que o número total de cabos sísmicos é limitado pela capacidade de reboque de qualquer determinada embarcação sísmica.

Essa limitação na separação de cabo possui um número de importantes conseqüências. Por exemplo, ela limita a distribuição máxima da rede, o que aumenta o número de passagens que a embarcação de levantamento e a rede rebocada precisam efetuar para cobrir a área de levantamento. Isso aumenta o custo do levantamento. Ele também impõe limitações tecnológicas sobre o levantamento.

Por exemplo, ele limita o ângulo de incidência para ondas acústicas, tanto nos refletores na formação geológica subterrânea, como nos receptores dos cabos flutuadores.

A presente invenção é dirigida para resolver, ou pelo menos reduzir, um ou todos os problemas acima citados.

Sumário da Invenção

A invenção inclui, em seus muitos aspectos e modalidades, um método e aparelho para uso em levantamentos sísmicos marinhos com rede arrastada. De modo particular, o método compreende: acesso a um grupo de dados sísmicos de componentes múltiplos coletados em um levantamento sísmico marinho com reboque amplo; e interpolação de um grupo de dados sísmicos, a partir dos dados sísmicos coletados na direção transversal, de forma que os dados sísmicos coletados e interpolados combinados satisfaçam os requisitos da teoria da amostragem espacial discreta para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração. Em alguns aspectos, a invenção inclui mídia armazenadora programada e/ou computadores programados para uso na execução desse método. 0 aparelho é uma rede ampla de reboque, compreendendo uma pluralidade de cabos flutuadores espaçados entre si por uma separação de cabo excedendo o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinado pela teoria da amostragem espacial discreta.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção pode ser compreendida, fazendo referência à descrição a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos, onde algarismos de referência semelhantes identificam elementos semelhantes, e onde:

as figs. IA e IB ilustram um levantamento sísmico marinho, praticado de acordo com um aspecto da presente invenção;

a fig. 2 ilustra, de maneira conceituai, uma arranjo de sensores para o levantamento sísmico marinho das figs. IA e 1B;

a fig. 3 mostra porções selecionadas da arquitetura de hardware e software de um aparelho de computador, conforme pode ser empregado em alguns aspectos da presente 2 0 invenção;

a fig. 4 ilustra um sistema de computação, no qual alguns aspectos da presente invenção podem ser praticados em algumas modalidades;

a fig. 5 ilustra um sistema de coordenadas Cartesianas empregado na descrição da modalidade ilustrada;

a fig. 6 ilustra uma modalidade específica de um método praticado de acordo com o aspecto da presente invenção;

a fig. 7 ilustra, de maneira gráfica, uma interpolação para uma única posição de receptor, que pode ser interagida para atender os requisitos técnicos da teoria da amostragem espacial discreta;

a fig. 8 ilustra, de maneira gráfica, uma interpolação para uma única posição de receptor, alternativa àquela mostrada na fig. 7; e a fig. 9 ilustra uma modalidade especifica de um

método praticado de acordo com outro aspecto da presente invenção.

Embora a invenção seja suscetível a várias modificações e formatos alternativos, os desenhos ilustram modalidades específicas aqui descritas em detalhes para fins de exemplo. Porém, deve ficar claro que a presente descrição das modalidades específicas não pretende limitar a invenção aos formatos particulares divulgados, mas pelo contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentes, e alternativas que incidam no espírito e escopo da invenção, conforme definida pelas reivindicações apensas.

Descrição Detalhada da Invenção Modalidades ilustrativas da invenção são abaixo descritas. Para fins de clareza, nem todas as características de uma implementação efetiva são descritas nesse relatório. Deverá ser obviamente apreciado que,no desenvolvimento de qualquer uma dessas modalidades correntes, numerosas decisões de implementação especifica devem ser tomadas para atingir as metas especificas dos projetistas, tal como concordância com as limitações relativas aos negócios e ao sistema, que deverão variar de uma implementação para outra. Além disso, deverá ser apreciado que tal esforço de desenvolvimento, apesar de complexo e demorado, será uma rotina assumida pelas pessoas versadas na técnica tendo o beneficio dessa divulgação.

De um modo geral e em um primeiro aspecto, a invenção inclui um método e aparelho, pelo qual dados sismicos são coletados, usando-se uma rede "ampla de reboque". Uma rede "ampla de reboque" é aquela que excede o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinada pela teoria da amostragem espacial discreta. De um modo geral, isso significa uma rede, onde o espaçamento transversal dos cabos excede a cerca de 100 m. Dados adicionais são interpolados/ extrapolados daqueles que são coletados para atender os requisitos térmicos da teoria da amostragem espacial discreta. Os dados coletados e interpolados/ extrapolados em conjunto, então, se aproximam razoavelmente dos dados resultantes de um levantamento convencional com rede rebocada. Porém, os dados combinados podem ser coletados de maneira muito mais econômica, e fornecem vantagens técnicas com relação aos dados coletados de maneira convencional com rede rebocada.

Na modalidade ilustrada, o método é dependente da coleta de dados sísmicos de componentes múltiplos, devido á técnica de interpolação/ extrapolação empregada, que é abaixo discutida. As figs. IA e IB ilustram um sistema de levantamento com rede rebocada 100, em um levantamento com rede rebocada 101, ambos sendo modalidades exemplificantes de seus respectivos aspectos da presente invenção. Nessa modalidade particular, o sistema de levantamento 100 inclui geralmente uma rede 103 rebocada por uma embarcação de levantamento 106, a bordo de qual existe um aparelho de computador 109. A rede rebocada 103 compreende oito cabos flutuadores marinhos 112 (apenas um indicado), que podem ser, por exemplo, cada qual de 6 km de comprimento. Observe que o número de cabos flutuadores 112 na rede rebocada 103 não é material para a prática da invenção. Assim, modalidades alternativas podem empregar diferentes números de cabos flutuadores 112. Em algumas modalidades, os cabos flutuadores mais externos 112 na rede 103 podem ficar, por exemplo, de 770 m a 1.120 m afastados entre si, em oposição às distâncias convencionais de, por exemplo, 700 m.

Observe que essas distâncias aqui discutidas são "aproximadas". Conforme aqui usado, o termo "aproximado" identifica o que é normalmente conhecido na técnica, a saber, que é difícil manter, de modo consistente, a posição dos cabos flutuadores 112 ao longo de todo o levantamento sísmico 101. Condições ambientais, tais como marés e ventos, empurram com frequencia todos ou alguns cabos flutuadores 112 para fora de suas posições desejadas durante o levantamento sísmico 101. Por conseguinte, conforme abaixo discutido, os cabos flutuadores 112 incluem dispositivos posicionadores para ajudar a neutralizar esses tipos de fatores. Todavia, desvios das posições desejadas ocorrem, e eles podem afetar a separação do cabo transversal. O termo "aproximadamente" é uma reflexão dessa realidade, e indica aqueles desvios da distância modificada, que estão dentro de um ângulo normalmente aceito pelas pessoas atuantes nesse setor. A rede rebocada 103 é uma rede "ampla", porque os

cabos flutuadores 112 são afastados entre si por uma "ampla" separação do cabo transversal. Conforme será apreciado pelas pessoas versadas na técnica, a separação máxima de cabo é em função da frequencia do(s) sinal(is) sísmico(s), com que o levantamento 101 é conduzido. Assim, a separação de cabo transversal convencional exemplificante de 100 m acima mencionada é determinada a partir das frequencias de sinais tipicamente usadas na prática convencional, p. ex. , 6 Hz - 120 Hz. Da mesma forma, a distribuição transversal exemplificante de 770 m - 910 m é em função dessas mesmas frequencias. Se frequencias significativamente distintas forem usadas para o sinal de levantamento sísmico, a distância efetiva da separação máxima transversal irá variar de acordo. Assim, a condição de uma separação transversal ser "ampla", de acordo com a presente invenção, não é tanto em função da distância, mas antes em função da distância relativa à distância alcançada na prática convencional sem a prática da invenção.

Uma fonte sísmica 115 é também mostrada sendo rebocada por uma embarcação de levantamento 106. Observe que, em modalidades alternativas, a fonte sísmica 115 pode não ser rebocada pela embarcação de levantamento 106. Ao invés disso, a fonte sísmica 115 pode ser rebocada por uma segunda embarcação (não mostrada) , suspensa em uma boia (também não mostrada), ou distribuída em outra configuração conhecida na técnica. As fontes sísmicas conhecidas incluem fontes de impulsos, tais como explosivos e pistolas pneumáticas, e fontes vibratórias, que emitem ondas com um espectro de frequencia e amplitude mais controlável. A fonte sísmica 115 pode ser implementada, usando-se qualquer uma dessas fontes conhecidas na técnica. Na modalidade ilustrada, a fonte sísmica 115 compreende uma pistola pneumática ou um conjunto de pistolas pneumáticas.

Na frente de cada cabo flutuador 112 existe um defletor 118 (apenas um indicado) e na traseira de cada cabo flutuador 112 existe uma boia de ré 120 (somente uma indicada). 0 defletor 118 posiciona lateralmente, ou na direção transversal, a extremidade dianteira 113 do cabo flutuador 112 mais próximo da embarcação de levantamento 106. A boia de ré cria um arrasto na extremidade traseira 114 do cabo flutuador 112 mais afastado da embarcação de levantamento 106. A tensão criada no cabo flutuador 112 pelo defletor 118 e a boia de ré 120 resulta no formato aproximadamente linear do cabo flutuador 112 mostrado na fig. 1.

Localizada entre o defletor 118 e a boia de ré 120 existe uma pluralidade de dispositivos posicionadores de cabos sísmicos conhecidos como "controladores de profundidade" 122. Os controladores de profundidade 122 podem ser localizados a intervalos regulares ao longo do cabo sísmico, tal como a cada 200 a 400 metros. Nessa modalidade particular, os controladores de profundidade 122 são usados para controlar a profundidade, na qual os cabos flutuadores 112 são rebocados, de modo característico por pouco metros. Em uma modalidade particular, os controladores de profundidade direcionáveis 118 são implementados com controladores de profundidade direcionáveis Q-fin™, conforme empregados pela Western Geco, a agente do presente Pedido, nos seus levantamentos sísmicos.

Os princípios de projeto, operação, e uso desses controladores de profundidade direcionáveis são encontrados no Pedido Internacional PCT WO 00/20895, intitulado "Sistema de Controle para Posicionamento dos Cabos Flutuadores Sísmicos Marinhos", depositado de acordo com o Tratado de Cooperação de Patentes a 28 de setembro de 1999, em nome da Services Petroliers Schlumberger, como agente dos inventores 0yvind Hillesund e outros ("o Pedido Λ895"). Porém, qualquer tipo de dispositivo direcionável pode ser empregado. Por exemplo, uma segunda modalidade é divulgada no Pedido Internacional PCT N0 WO 98/28636, intitulado "Dispositivos de Controle para Controlar a Posição de um Cabo Flutuador Sísmico Marinho", depositado em 19 dezembro de 1997, em nome da Geco AS, como agente do inventor Simon Bittleston ("o Pedido λ636"). Em algumas modalidades, os controladores de profundidade 118 podem ser até omitidos.

Os cabos flutuadores 112 ainda incluem uma

pluralidade de sondas instrumentadas 124 (somente uma indicada), distribuídas ao longo de seu comprimento. As sondas instrumentadas 124 alojam, na modalidade ilustrada, um sensor acústico 200 (p. ex. , um hidrofone) , tal como é conhecido na técnica, e um sensor de movimento de partículas 203, ambos conceitualmente mostrados na fig. 2. Os sensores de movimento de partículas 203 medem, não apenas a amplitude das frentes de onda de passagem, mas também sua direção. Os elementos de detecção dos sensores de movimento de partículas podem ser, por exemplo, um medidor de velocidade ou um acelerômetro. Sensores de movimento de partículas apropriados são divulgados no:

Pedido norte americano U.S. N0 de Série 10/792.511, intitulado "Sensor de Movimento de Partículas para Cabos Flutuadores com Sensores Sísmicos Marinhos", depositado em 3 de março de 2004, em nome dos inventores Stig Rune Lennart Tenghamn e Andre Stenzel (publicado em 8 de setembro de 2005, como Publicação N0 2005/0194201);

Pedido norte americano U.S. N0 de Série 10/233.266, intitulado "Aparelho e Métodos para Coleta de Dados Geofísicos Marinhos com Componentes Múltiplos", depositado em 30 de agosto de 2002, em nome dos inventores Stig Rune Lennart Tenghamn e outros (publicado em 4 de março de 2004, como Publicação N0 2004/0042341); e

Patente norte americana U.S. 3.283.293, intitulada "Detector de Velocidade de Partículas e Meios para Cancelar os Efeitos das Perturbações de Movimento nele Aplicados", em nome de G. M. Pavey e outros na qualidade de inventores, e publicada em 1 de novembro de 1966.

Qualquer sensor de movimento de partículas apropriado conhecido na técnica pode ser usado para implementar o sensor de movimento de partículas 203. Assim, será possível distinguir dados representando frentes de onda propagando-se para cima, tais como as reflexões 135, das frentes de onda propagando-se para baixo, tal como a reflexão múltipla 150.

Em geral, é desejável que as medições de ruído dos sensores de movimento de partículas 203 sejam coletadas o mais próximo possível do ponto, onde os dados sísmicos são coletados pelos sensores acústicos 200. Uma maior distância entre a coleta dos dados de ruído e a coleta dos dados sísmicos irá significar menor precisão na medição de ruído no ponto da coleta de dados sísmicos. Porém, não é necessário que o sensor de movimento de partículas 203 seja posicionado junto com o sensor acústico 200 dentro da sonda de sensores 124. 0 sensor de movimento de partículas 203 só precisa ser localizado de maneira próxima o suficiente ao sensor acústico 200, para que os dados de ruído por ele coletados representem, de modo razoável, o componente de ruídos dos dados sísmicos coletados.

Os sensores das sondas instrumentadas 124, a seguir, transmitem dados representativos da quantidade detectada através dos fios elétricos do cabo flutuador 112. Os dados dos sensores acústicos 200 e dos sensores de movimento de partículas 203 podem ser transmitidos através de linhas separadas. Porém, isso não é necessário para a prática da invenção. Porém, limitações de tamanho, peso e energia irão tornar isso tipicamente desejável. Os dados gerados pelo sensor de movimento de partículas 203 terão, portanto, necessidade de ser intercalados com os dados sísmicos. Técnicas para informações de intercalamento com esses são conhecidas na arte. Por exemplo, os dois tipos de dados podem ser multiplexados. Quaisquer técnicas adequadas para intercalação de dados, conhecidas na arte, podem ser empregadas.

Assim, os dados gerados pelos sensores das sondas instrumentadas 124 são transmitidos através do cabo sísmico ao aparelho de computador 109. Conforme será apreciado pelas pessoas versadas na técnica, uma variedade de sinais é transmitida para cima e para baixo do cabo flutuador 112 durante o levantamento sísmico. Por exemplo, energia é transmitida aos componentes eletrônicos (p. ex. , o sensor acústico 200 e o sensor de movimento de partículas 203), sinais de controle são enviados aos elementos de posicionamento (não mostrados), e dados são transmitidos de volta para a embarcação 110. Para este fim, o cabo flutuador 112 fornece um número de linhas (isto é, um fio de energia 206, uma linha de comando e de controle 209, e uma linha de dados 212), através de quais esses sinais podem ser transmitidos. As pessoas versadas na técnica deverão ainda apreciar que existe um número de técnicas, que podem ser empregadas, que podem variar o número de linhas usadas para esse fim. Além disso, o cabo flutuador 112 irá ainda incluir tipicamente outras estruturas, tais como membros de reforço (não mostrados) , que são omitidos para fins de clareza.

Retornando às figs. IA e 1B, o aparelho de computador 109 recebe os dados sísmicos (hidrofone, bem como os dados do sensor de movimento de partículas), e grava os mesmos. Os dados do sensor de movimento de partículas são gravados, por exemplo, em um armazenamento de dados em qualquer estrutura de dados adequada conhecida na arte. Os dados do sensor de movimento de partículas podem ser, então, processados em conjunto com os dados e hidrofone para, por exemplo, suprimir múltiplos indesejados. 0 aparelho de computador 109 faz interface com o sistema de navegação (não mostrado) da embarcação de levantamento 106. Através do sistema de navegação, o aparelho de computador 109 obtém estimativas dos parâmetros amplos do sistema, tais como a direção de reboque, velocidade de reboque, e direção da corrente e velocidade da corrente medida.

Na modalidade ilustrada, o aparelho de computador 109 monitora as posições reais de cada um dos controladores de profundidade 122 e é programado com as posições desejadas dos cabos flutuadores 112, ou as separações mínimas desejadas entre os mesmos. As posições horizontais dos controladores de profundidade 122 podem ser derivadas, usando-se várias técnicas bastante conhecidas na arte. As posições verticais, ou profundidades, dos controladores de profundidade 122 são tipicamente monitoradas, usando-se sensores de pressão (não mostrados) fixados nos controladores de profundidade 122. Embora o arrasto por parte da boia de ré 120

tenda a manter os cabos flutuadores 112 retos, e embora os controladores de profundidade 122 possam ajudar a controlar a posição dos cabos flutuadores 112, fatores ambientais, tais como vento e correntes, podem alterar seu formato. Isso, por sua vez, afeta a posição das sondas instrumentadas 124 e, portanto, dos sensores 200, 203 (mostrados na fig. 2). O formato do cabo flutuador 112 pode ser determinado, usando-se qualquer uma de uma variedade de técnicas conhecidas na arte. Por exemplo, equipamento do sistema de posicionamento global via satélite pode ser usado para determinar as posições do equipamento. O Sistema de Posicionamento Global ("GPS"), ou GPS diferencial, é usado com receptores de GPS (não mostrados) na parte dianteira e traseira do cabo flutuador. Em adição ao posicionamento via GPS, é conhecido o monitoramento das posições relativas dos cabos flutuadores e das seções dos cabos flutuadores através de um sistema de posicionamento acústico composto de uma rede de transceptores sônicos 123 (somente um indicado), que transmitem e recebem sinais acústicos ou de sonar. Ainda com referência às f igs. IA, 1B, a

embarcação de levantamento 106 reboca a rede 103 ao longo da área de levantamento em um padrão predeterminado. O padrão predeterminado é basicamente composto de uma pluralidade de "linhas de vela", ao longo das quais a embarcação de levantamento 106 irá rebocar a rede 103. Assim, a qualquer dado momento durante o levantamento, a embarcação de levantamento 106 estará rebocando a rede 103 ao longo de uma linha de vela predeterminada 153. A fonte sismica 115 gera uma pluralidade de sinais de levantamento sísmico 125, de acordo com a prática convencional, conforme a embarcação de levantamento 106 reboca a rede 103. Os sinais de armazenamento sísmico 125 se propagam e são refletidos pela formação geológica subterrânea 130. A formação geológica 130 representa um refletor sísmico 145. Conforme as pessoas versadas na técnica tendo o benefício dessa divulgação irão apreciar, formações geológicas sob levantamento podem ser muito mais complexas. Por exemplo, refletores múltiplos representando eventos múltiplos de mergulho podem estar presentes. As figs. IA e IB omitem esses níveis adicionais de complexidade para fins de clareza, e para não obscurecer a presente invenção. Os sensores 200, 203 detectam os sinais refletidos 135 a partir da formação geológica 130 de uma maneira convencional.

Os sensores 200, 203 (mostrados na fig. 2) nas sondas instrumentadas 124 geram, então, dados representativos das reflexões 135, e os dados sísmicos são incorporados a sinais eletromagnéticos. Observe que os dados gerados são dados sísmicos de componentes múltiplos, e que, nessa modalidade particular, ela inclui dados de pressão e dados de movimento de partículas. Os sinais gerados pelos sensores 200, 203 são comunicados ao aparelho de computador 109. O aparelho de computador 109 coleta os dados sísmicos para processamento. O aparelho de computador 109 é localizado na parte central da embarcação de levantamento 110. Porém, conforme será apreciado pelas pessoas versadas na técnica, várias porções do aparelho de computador 109 podem ser distribuídas inteira ou parcialmente, p. ex., ao longo da rede de registro sísmico 105, em modalidades alternativas.

O aparelho de computador 109 pode processar os dados sísmicos propriamente ditos, armazenar os dados sísmicos para processamento em uma ocasião futura, transmitir os dados sísmicos para um local remoto para processamento, ou uma combinação dessas situações. De modo característico, o processamento ocorre a bordo da embarcação de levantamento 106, ou em uma ocasião futura, ao invés de ocorrer na embarcação de levantamento 106, devido ao desejo de manter a produção. Assim, os dados podem ser armazenados em uma mídia armazenadora magnética portátil (não mostrada) , ou transmitidos sem fio da embarcação de levantamento 106 a um centro de processamento 140 para processamento, de acordo com a presente invenção. De modo característico, em um armazenamento marinho, isso irá ocorrer através de links via satélite 142 e um satélite 143. Observe que algumas modalidades alternativas podem empregar sistemas de coleta múltipla de dados 120.

Em um aspecto, a presente invenção é um método implementado por software. A fig. 3 mostra porções selecionadas da arquitetura de hardware e software de um aparelho de computador 300, tal como pode ser empregada em alguns aspectos da presente invenção. O aparelho de computador 300 inclui um processador 305 comunicando-se com o armazenamento 310 através de um sistema de barramento 315. O armazenamento 310 pode incluir um disco rigido e/ou memória de acesso aleatório ("RAM") e/ou armazenamento removível, tal como um disquete 317 e um disco ótico 320. O armazenamento 310 é codificado com dados

sísmicos coletados 325 e dados sísmicos interpolados 326. Os dados sísmicos coletados 325 são coletados, como acima discutido com relação à fig. 2. Os dados sísmicos coletados 325 são dados de componentes múltiplos e, nessa modalidade particular, incluem dados de ambos os sensores 200, 203. Os dados sísmicos interpolados 326 são também mostrados de modo codificado no armazenamento, embora, como será abaixo discutido, isso não seja necessário para a prática da invenção.

0 armazenamento 310 é também codificado com um

sistema operacional 330, software para interface de usuário 335, e um aplicativo 365. 0 software para interface de usuário 335, em conjunto com um mostrador 340, implementa uma interface de usuário 345. A interface de usuário 345 pode incluir dispositivos periféricos de 1/0, tais como um teclado numérico ou teclado 350, um mouse 355, ou um joystick 360. 0 processador 305 roda sob controle do sistema operacional 330, que pode ser praticamente qualquer sistema operacional conhecido na técnica. 0 aplicativo 365 é evocado pelo sistema operacional 330 após a ligação, restauração, ou ambos, dependendo da implementação do sistema operacional 330. O aplicativo 365, quando evocado, executa o método da presente invenção. O usuário pode evocar o aplicativo de maneira convencional, através da interface de usuário 345. Observe que não existe necessidade, para que os

dados sismicos coletados 325 residam no mesmo aparelho de computador 300, que o aplicativo 365, pelo qual eles são processados. Algumas modalidades da presente invenção podem ser, portanto, implementadas em um sistema de computador, p. ex., o sistema de computador 400 da fig. 4, compreendendo mais do que um aparelho de computador. Por exemplo, os dados sismicos coletados 325 podem residir em uma estrutura de dados residente em um servidor 403 e no aplicativo 365' , pelo qual eles são processados em uma estação de trabalho 406, onde o sistema de computador 400 emprega uma arquitetura de cliente/ servidor em rede. Além disso, embora o conjunto da linha de base 326 seja conhecido como residente no servidor 403, não há nenhuma exigência para que os dados sismicos coletados 325 e os dados sismicos interpolados 326 residam juntos.

Porém, não existe nenhuma exigência para que o sistema de computador 400 seja ligado em rede. Modalidades alternativas podem empregar, por exemplo, uma arquitetura ponto a ponto ou um híbrido de uma arquitetura ponto a ponto e de cliente/ servidor. O escopo geográfico e o tamanho do sistema de computador 400 não são essenciais para a prática da invenção. O tamanho e escopo podem variar de umas poucas máquinas de uma Rede Local ("LAN") localizada no mesmo ambiente a muitas centenas ou milhares de máquinas globalmente distribuídas em um sistema de computação da empresa.

Retornando à fig. 3, os dados sísmicos coletados 325 contêm os dados sísmicos de componentes múltiplos coletados como acima descrito. Observe que não é necessário para a prática da invenção que os dados sísmicos coletados 325 sejam renovadamente coletados. Os dados sísmicos coletados 325 podem ser dados sísmicos "herdados", que foram arquivados durante certo tempo, desde que eles sejam dados sísmicos de componentes múltiplos.

Conforme foi previamente observado, a separação de cabo dos cabos flutuadores 112 na rede rebocada 103 excede o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinada pela teoria da amostragem espacial discreta, quando processada de maneira convencional. Isto é, os dados sísmicos coletados 325 amostram de modo insuficiente a frente de onda de passagem na direção transversal. Assim, a presente invenção interpola dados adicionais, isto é, os dados sísmicos interpolados 326, para neutralizar essa deficiência.

Assim, em um aspecto, a invenção inclui a rede

ampla de reboque, compreendendo uma pluralidade de cabos flutuadores espaçados entre si por uma separação de cabo excedendo o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinada pela teoria da amostragem espacial discreta. Na rede ampla de reboque da modalidade ilustrada, os cabos flutuadores compreendem um cabo; sensores acústicos dispostos ao longo do cabo; sensores de movimento de partículas localizados em conjunto com os receptores acústicos; dispositivos posicionadores; e dispositivos determinadores de posição. Ainda na modalidade ilustrada, a rede ampla de reboque pode incluir uma fonte acústica, que emite sinais de levantamento sísmico na faixa de 0 Hz a 200 Hz. Por conseguinte, o espaçamento máximo de cabo, através do qual os cabos flutuadores são afastados entre si, excede cerca de 100 m, e pode se situar na faixa de cerca de 110 m a 130 m.

Em outro aspecto, a invenção inclui um método 600, ilustrado na fig. 6, compreendendo a distribuição (em 603) de uma rede ampla de reboque; reboque (em 60 6) da rede ampla de reboque ao longo de uma área de armazenamento em um padrão predeterminado; e coleta (em 609) dos dados sísmicos de componentes múltiplos com a rede ampla de reboque, conforme ela é rebocada. Na modalidade ilustrada, a distribuição da rede ampla de reboque inclui a distribuição de uma rede de cabos flutuadores com um espaçamento máximo de cabo de cerda de 110 m a cera de 130 m. A coleta dos dados sísmicos de componentes múltiplos na figura ilustrada inclui a coleta dos dados de pressão e dos dados de movimento de partículas.

Como acima citado, dados adicionais sobre os dados coletados são interpolados/ extrapolados para atender os requisitos técnicos da teoria da amostragem espacial discreta. Uma técnica de interpolação aqui abaixo descrita permite o uso de um espaçamento máximo de cabo excedendo o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinado pela teoria da amostragem espacial discreta. A técnica tem há tempos sentido a necessidade de interpolar ou extrapolar registros de traços dentro de áreas sem receptores. Normalmente, o campo de ondas e/ou suas derivadas só são conhecidos em um número de locais discretos. Porém, na prática, muitas vezes é desejável estender o conhecimento do campo de ondas a outros pontos, usando-se interpolação, extrapolação, ou uma combinação de extrapolação e interpolação, algumas vezes conhecida como intrapolação. Conforme aqui usados, os termos "interpolar" e "interpolação" irão se referir geralmente a qualquer um entre os termos interpolação, extrapolação, e intrapolação, a não ser que de outro modo observado para significar especialmente interpolação, com a exclusão de extrapolação e intrapolação.

Uma técnica de interpolação adequada é divulgada no Pedido de Patente do Reino Unido GB 2 414 299 A, intitulado "Interpolação e/ou Extrapolação dos Registros do Cabo Flutuador Sísmico de Componentes Múltiplos", depositado em 21 de junho de 2004, em nome de Johan Olof Anders Robertsson, e publicado 23 de novembro de 2005 ("o Pedido λ299"). Esse Pedido é aqui incorporado para fins de referência, como se ele fosse integralmente aqui descrito, com vistas a seus ensinamentos sobre interpolação/ intrapolação.

Para promover a compreensão da presente invenção, porções selecionadas do Pedido Λ299 são aqui destacadas. Nessa técnica particular, os dados medidos por parte de um cabo flutuador de componentes múltiplos são usados para produzir um filtro, que interpola ou extrapola dados de pressão a distância do local do cabo flutuador. 0 filtro pode ser parcialmente baseado numa série de expansão dos dados de pressão. Uma série de expansão é geralmente definida como uma representação da função ou conjunto de dados, por meio de uma soma das derivadas cada vez maiores da função ou conjunto de dados em um ponto ou no espaço envolvendo um ponto.

Uma das séries de expansão mais usadas é a série de Taylor. Embora a série de Taylor não seja geralmente adequada para extrapolar funções oscilantes ao longo de grandes distâncias, essa técnica é baseada na concepção de que, em aplicações sísmicas, as ondas alcançam os receptores com incidência quase que vertical. Para certas aplicações, de modo particular para intrapolação entre pontos conhecidos do grupo de dados, uma variante preferida da presente invenção utiliza uma série de Taylor com pesagem modificada, de modo preferido pesagem conhecida como ponderação baricêntrica ou triangular.

Apesar das séries de expansão terem sido propostas na teoria sísmica, elas foram severamente restritas na aplicação real, porque tais expansões acarretam em termos cruzados, que são de difícil avaliação. A falta da velocidade exata das partículas causava outros problemas: sem esses dados, os erros gerados pela intrapolação e a extrapolação não tornam os resultados confiáveis. Foi agora verificado que cabos flutuadores de componentes múltiplos são capazes de proporcionar dados suficientemente exatos sobre a velocidade das partículas, de forma direta ou indireta. Em uma modalidade, derivadas dos dados transversais de primeira ordem no filtro ou série de expansão são substituídas por medições longitudinais somente das quantidades do campo de ondas. Em outra modalidade, derivadas de dados transversais de segunda ordem no filtro ou série de expansão são ainda substituídas por derivadas longitudinais e medições das quantidades do campo de ondas. A série de expansão é exata para um termo de expansão de primeira ordem, de preferência de segunda ordem. É desejável estender a série para a ordem mais elevada permitida pelas medições disponíveis das quantidades do campo de ondas. Porém, os termos envolvem derivadas cada vez mais complexas dos dados medidos. Assim, uma extensão dessas é de preferência limitada ao termo, que pode ser substituído ou expresso em termos dos dados medidos com precisão.

De maneira mais técnica, durante o levantamento 100, a fonte 115 é ativada a intervalos e os sensores 200, 203, mostrados na fig. 2A, "escutam", dentro de uma janela de freqüências e de tempos, sinais acústicos, tais como sinais refletidos e/ou retratados que são causados por características sísmicas no trajeto do campo de ondas 2 0 emitido. Como resultado de um levantamento desses, um grupo de dados de pressão P(x,y,t) e, fazendo uso de uma capacidade de componentes múltiplos do cabo flutuador, um grupo de dados relativos à velocidade:

V(x,y,t)=( Vx(x,y,t), Vy(x,y,t), Vz(x,y,t)) (1)

são obtidos nos locais x, y e nos tempos t. Observe que os dados registrados são geralmente apenas disponíveis ao longo das curvas ID em espaço 3D seguindo os cabos flutuadores. De modo característico, os cabos flutuadores são aproximadamente localizados em um plano xy a uma profundidade ζ aproximadamente constante. A velocidade é um vetor com, por exemplo, componentes nas direções χ, y e ζ. As coordenadas são coordenadas Cartesianas, conforme ilustrado na fig. 5, com χ como direção longitudinal, que é uma direção paralela ao eixo principal do cabo flutuador 112, e y como direção transversal perpendicular ao eixo do cabo flutuador 112 e paralelo ao plano ou superfície (ideal) do mar, no qual os cabos flutuadores paralelos são rebocados. A direção ζ é considerada como sendo vertical e ortogonal a χ e y.

Aplicando o teorema de Taylor bastante conhecido, um campo de ondas analítico pode ser extrapolado de um local, onde o campo de ondas e suas derivadas são conhecidos.

P(x + Ax, y +Ay = P(x,y) + [AxõxP(x,y) + AyÕyP(x,y)] + (2)

|[(Δχ)2 SxxPix, y) + IAxAyd xyP(x, y) + (Ay)2 õ „Ρ(χ, y)] +

^[(Ax)3 õxxxP(x,y) + 3(Ax)2AyõxxyP(x,y) + 3 Ax(Ay)2 õxyy P (x,y) + (Ayf d mP(x,)} + O(Aa)

onde 0(Δ") indica a ordem de termos desprezada na expansão de Taylor {n=4 na Eq. (2)), e o operador õx significa uma derivada parcial espacial; nesse caso, com relação à direção χ. A série de Taylor é infinita e é valida para extrapolação de qualquer distância afastada do local, onde o campo de ondas e suas derivadas são conhecidos. A faixa da extrapolação é limitada pelo truncamento da série de Taylor. Nos exemplos a sequir, os dados de pressão são extrapolados.

Uma aplicação da equação qeral do movimento resulta

em

õxP(x,y) = pVx(x,y), (3)

e

ÕyP(x,y) = pVy(x,y), (4)

onde Vx, Vy indicam derivadas de tempo e Vx e Vy, respectivamente, e ρ é a densidade da áqua. Usando a Eq. (4) para substituir a derivada transversal da pressão, todos os termos necessários para a expansão de Taylor exata de primeira ordem da pressão a distância do cabo flutuador de componentes múltiplos estão disponíveis: P(x + Ax, y +Ay) = P(x, y) + [AxõxP(x, y) + AypVy (x, y)] + 0(A2). (5)

Na Eq. (5), existe a opção de expressar derivadas

lonqitudinais com relação à pressão em termos das derivadas longitudinais do componente da velocidade de partículas através da Eq. (3). Porém, nos exemplos, as derivadas longitudinais da pressão são usadas em toda a parte. Uma variante da Eq. (5) pode ser aplicada às expansões na direção z.

A derivada transversal de segunda ordem da pressão, de um cabo flutuador de componentes múltiplos rebocado nas proximidades da superfície marinha (p. ex., a 6 m de profundidade), pode ser expressa como:

dyyP(x,y)= (6)

kco^kh) Pix,y)-!BLrtíx,y)

\ + -k2h2

h h

15

õxxP(x,y) + 0(h)

A Eq. (6) é expressa no domínio da freqüência espacial, h significa a profundidade instantânea de cada elemento de registro em função do tempo e do espaço, e k-co/c é o número de ondas, onde ω é a freqüência angular e c é a velocidade na água. A fim de ser aplicável a um mar agitado com variante de tempo, é usada uma implementação de tempo espacial usando filtros compactos da Eq. (6). Isso pode ser feito com sucesso, quer por aproximação dos termos em função de k através das expansões de Taylor truncadas (equivalentes às derivadas de tempo do domínio de tempo), ou pela sobreposição de janelas triangulares, onde a altura da onda é considerada constante dentro de cada janela.

Combinando-se as Eq. (2), Eq. (4), e Eq. (6), a expansão de Taylor da pressão a distância do cabo flutuador de componentes múltiplos pode ser escrita como sendo exata até a segunda ordem: Ρ(χ + Δχ,γ + Δγ) =

(7)

Ρ(χ, y) + [AxdxP (χ, y) + AypVy (χ, y)] + ^[(Ax)2 DxxP(Xiy) + 2 AxAypdxVy (x,y)]

(Ay)2 3

k cot(kh) h

P(x,y)-l^-Vz(x,y) -õJCXP(x,

* 1 +—k2h . 15

+ 0(Δ3)

h

Tendo expressões derivadas da expansão de Taylor das primeira e segunda ordens em termos dos dados mensuráveis, essas expressões podem ser aplicadas como filtro a vários problemas de interesse para a exploração e a análise de dados sísmicos. Um filtro prático pode aproximar as expressões analíticas, tais como derivadas, por suas aproximações de diferença finita correspondentes.

invenção, incluem geralmente as etapas da obtenção dos dados de componentes múltiplos, usando-se um cabo flutuador de componentes múltiplos, usando uma equação de expansão com termos transversais, substituídos como acima descrito, e usando dispositivos de computação adequados para determinar os dados interpolados ou extrapolados. 0 primeiro desses problemas se refere à

interpolação e intrapolação dos dados de pressão na direção ao longo de um cabo flutuador, a fim de gerar valores do grupo de dados nos pontos entre o local dos receptores. 0 problema de interpolar um campo de ondas entre dois pontos, onde o valor do campo de ondas e algumas de suas derivadas

Assim, as aplicações para filtros, de acordo com a são conhecidos, é bastante conhecido em uma dimensão, e é solucionado pela aplicação de polinômios de Hermite aos dados.

0 cabo flutuador de componentes múltiplos terá certa redundância nas medições longitudinais, se P e Vx forem registrados. Essa redundância pode ser explorada para atenuar o ruido em um cabo flutuador de componentes múltiplos. Para o caso de existirem registros de P e Vx, e a fim de suprimir o ruido no P por meio de filtragem, o espaçamento máximo demandado entre sensores pode ser relaxado, se uma grade de valores de dados densa o suficiente puder ser gerada por meio de interpolação. Como o ruido nos componentes de geofone será espacialmente ambíguo, esse método pode necessitar de um modelo para prever o ruído nos componentes de geofone, após ele ser conhecido nos componentes de pressão.

Polinômios de Hermite permitem que interpolemos dados de P a partir dos registros de P e Vx vizinhos entre χ = X0 e χ = xlr muito embora o modo do ruído de propagação mais lento possa ser espacialmente ambíguo nos registros de P propriamente ditos:

P(x,yQ) = Ρ(χ0,γ0)(2^ - 3s2 + l) + P(Xl,y0)(-2s3 +3s2) + (8)

pvx{*0,y o Xi3 -2Í2 +j) +P^Cx1, >>0 )(Í3 -S1)

onde os polinômios de Hermite são escritos em função de:

„= (X-X0) (9)

(x, — X0) Uma segunda aplicação é a extrapolação a distância de um cabo flutuador.

Para extrapolar dados de pressão a distância de um cabo flutuador de componentes múltiplos, mas não na direção de outro cabo flutuador de componentes múltiplos, uma interpolação unidirecional de Hermite pode ser aplicada ao longo do cabo flutuador, até o ponto ao longo do cabo flutuador, que possua a menor distância até o ponto, no qual os dados devam ser extrapolados. A interpolação ao longo do cabo flutuador pode ser realizada com um nível de exatidão arbitrária por derivadas de computação na direção do cabo flutuador dos diferentes termos necessários para a extrapolação de Taylor (Eq. (5) ou Eq. (7)) com exatidão espectral, desde que os termos necessários não sejam espacialmente ambíguos. Porém, a interpolação de Hermite não pode ser arbitrariamente estendida, já quem pela inclusão de derivadas de ordens cada vez maiores, mais ruído será amplificado.

0 terceiro problema se refere à interpolação e intrapolação dos dados de pressão entre dois cabos flutuadores de componentes múltiplos. É possível que uma interpolação de Hermite não possa ser usada de modo transversal entre os cabos flutuadores, já que os termos para uma extrapolação de Taylor subsequente são provavelmente ambíguos. Ao invés disso, existe a necessidade de gerar uma forma modificada das fórmulas de intrapolação de Taylor para limitar o campo de ondas extrapolado entre os cabos flutuadores vizinhos para esse caso especial.

Se o campo de ondas e suas derivadas forem conhecidos nos vértices de um triângulo, e existir a vontade de interpolar o campo de ondas em um ponto no interior do triângulo, um primeiro método possível é usar uma expansão 2D de Taylor para cada um dos três pontos (Eq. (1)) e, a seguir, interpolar linearmente ou ponderar os três valores, de acordo com suas ponderadas baricêntricas. Porém, foi mostrado que isso irá resultar em um campo de ondas intrapolado com um nível de precisão inferior ao que pode ser alcançado, se os coeficientes da expansão de Taylor forem modificados ligeiramente, de modo que as interpolações sejam forçadas a se adequar aos dados em todos os vértices do triângulo, e não somente um de cada vez. Um exemplo da expansão de Taylor modificada pode ser encontrado, por exemplo, em uma recente tese de D. Kraaijpoel, "Campos de Raios Sísmicos e Mapas de Campos de Raios: Teoria e Algoritmos", Universidade de Utrecht (2003).

Assim, para intrapolar o campo de ondas entre dois cabos flutuadores de componentes múltiplos, o domínio dos locais dos receptores é triangulado, de forma que cada ponto entre os dois cabos flutuadores incida dentro de um triângulo com um local de receptor em cada canto. 0 campo de ondas é, então, extrapolado a partir de cada um dos três locais de registro para o ponto interno, usando-se a expansão de Taylor modificada. Os dados são então mediados, usando-se ponderação baricêntrica (triangular) . As expansões de Taylor modificadas de primeira e segunda ordens da pressão são (ver, por exemplo, Kraaijpoel, 2003):

P(x + Ax, y +Ay) = P(x, y) + ± [AxõxP(x, y) + AypVy (x, y)] + 0(A2) (1

para a expansão de primeira ordem, e para a expansão de segunda ordem:

P(x + Δχ,>> + Ay) =

P(x, j/) + f [AxõxP(x, y) + AypVy (x, y)]

(H)

+ ^[(Δχ)2 SxxPix,y) + 2AxAypõxVy(x,y)]

+

(Ay)2

6

+ 0(A3).

l + ~k2h2 15

kC0t(kh) lt0Pirr χ

-:-P(x, y) —f- Vz (x, y)

h h

Existem diferentes coeficientes na frente dos

termos nas Eq .(10) e Eq. (11), em comparação com as expansões de Taylor tradicionais (Eq. (5) e Eq.(7)). As Eq. (10) e Eq. (11) são mais bem usadas para a interpolação de dados em 2D, e não para extrapolação. A triangulação pode ser também usada na intrapolação entre cabos flutuadores em triângulos altamente degenerados. Um lado desses triângulos é formado pelo espaçamento dos receptores, enquanto que os outros dois são determinados pela distância muito maior entre os cabos flutuadores. Assim, as equações acima podem ser aplicadas no limite de Δχ->0.

Um quarto problema, onde os métodos de acordo com a presente invenção podem ser aplicados, é a intrapolação dos dados de pressão em afastamentos próximos à fonte.

Esse é um caso especial particularmente importante para aplicações no campo da supressão múltipla. Em geral, um levantamento obtém dados de cabos flutuadores múltiplos adjacentes, como mostrado na fig. 1. Mas nenhum dado está disponível na região mais próxima à fonte. Porém, no local da fonte, condições de simetria podem ser usadas na interpolação, de modo que os dados de pressão sejam simétricos ao longo do local da fonte. Em outras palavras, uma expansão de Taylor do campo de ondas a distância do local da fonte irá conter somente termos pares, que são simétricos (pressão, segundas derivadas de pressão etc.), mas nenhum termo impar, que não é simétrico. 0 argumento é correto para a onda direta e para o caso de um modelo unidimensional (ID) da Terra, mas se fragmenta com variações do subsolo. Porém, é possível que a simetria seja uma forte limitação adicional para extrapolação em afastamentos próximos. Se a assinatura da fonte em campo próximo for conhecida (p. ex., ao utilizar a tecnologia CMS™ da Western Geco), então tais informações podem ser adicionadas, para limitar a interpolação da chegada direta.

Por último, outro caso especial é aquele de um cabo flutuador de componentes múltiplos rebocado em paralelo a um cabo flutuador convencional registrando apenas dados P (P e todas as derivadas espaciais longitudinais são conhecidas) . Também para esse caso, é possível que uma fo rma modificada das fórmulas de intrapolaçao de Taylor, conforme acima, para limitar a extrapolação, se beneficie do fato de que o campo de ondas da pressão e suas derivadas longitudinais sejam conhecidos ao longo do cabo flutuador convencional.

Assim, um cabo flutuador de componentes múltiplos

contém registros de pressão, bem como registros do movimento de partículas. A equação de movimento nos ensina como calcular o gradiente dos dados de pressão diretamente a partir dos registros do movimento de partículas (ver o Pedido '299). Como também observado no Pedido λ299, o Laplaciano do campo de ondas da pressão pode ser também calculado, quando o cabo flutuador de componentes múltiplos for rebocado nas proximidades do subsolo. Com derivadas de primeira ordem e possivelmente superiores do campo de ondas da pressão disponíveis, podemos contar com as técnicas de interpolação para fornecer dados mais bem espacialmente amostrados (de acordo com o teorema de amostragem de Nyquist), muito embora os cabos flutuadores de componentes múltiplos em si sejam espaçados de modo muito afastado entre si para permitir a interpolação, usando somente dados de pressão. Porém, observe que a técnica de interpolação/ extrapolação inicialmente divulgada no Pedido λ299 é apenas uma dessas técnicas, com que a invenção pode ser implementada. Outras técnicas adequadas são conhecidas na arte, através de seu uso em outros contextos. Qualquer técnica adequada conhecida na arte pode ser usada na interpolação/ extrapolação dos dados sísmicos de componentes múltiplos coletados nos locais das fontes/ receptores.

A fig. 7 ilustra graficamente uma dessas

interpolações para uma única posição de receptor 603 no levantamento sísmico 101 para a posição de receptor correspondente 606 no levantamento da linha de base 601. Observe que a técnica de interpolação/ extrapolação acima divulgada opera em múltiplas dimensões. Na fig. 7, as posições de receptor 606 são interpoladas nas direções longitudinal e transversal para a posição 603, conforme graficamente representado pelas setas em linhas tracejadas. Porém, recorde que a interpolação é um resultado das técnicas de processamento implementadas por software. A modalidade ilustrada na fig. 7 somente interpola nas direções longitudinal e transversal, mas a técnica pode ser aplicada, para interpolar também na vertical, ou eixo z.

A fig. 8 ilustra graficamente uma interpolação alternativa para uma única posição de receptor 803 no levantamento sísmico 101 e a posição de receptor correspondente 806 no levantamento da linha de base 601. Aqui, a separação de cabo excede a distância nominal de 110 m a 130 m, na qual o método de interpolação acima divulgado interpola/ extrapola, de maneira exata e confiável, em uma ou mais das dimensões longitudinal, transversal, e vertical. Porém, a afastamento não excede o dobro do alcance nominal, ou 160 m. Na fig. 8, as posições de receptor 803, 806 são ambas interpoladas/ extrapoladas em ambas as direções longitudinal e transversal para a posição 809 entre as duas, conforme graficamente representado pelas setas em linhas tracejadas. Porém, recorde que a interpolação/ extrapolação é um resultado das técnicas de processamento implementadas por software. A modalidade ilustrada na fig. 8 somente interpola/ extrapola nas direções longitudinal e transversal, mas a técnica pode ser aplicada, para interpolar/ extrapolar também na vertical, ou eixo z.

Assim, em outro aspecto, a invenção inclui um método 900, ilustrado na fig. 9, compreendendo o acesso (em 903) a um grupo de dados sísmicos de componentes múltiplos coletados em um levantamento sísmico marítimo, com reboque amplo; e interpolação (em 906) de um grupo de dados sísmicos, a partir dos dados sísmicos coletados na direção transversal, de forma que os dados sísmicos coletados e interpolados, combinados, satisfaçam os requisitos da teoria da amostragem espacial discreta para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração. Na modalidade ilustrada, o acesso aos dados sísmicos coletados pode incluir o acesso aos dados herdados, e os dados sísmicos coletados podem ser dados de pressão e do movimento de partículas. A interpolação dos dados sísmicos transversais pode incluir a interpolação dos dados transversais para uma posição afastada da posição, na qual os dados coletados são coletados por cerca de 110 m - 160 m. A interpolação dos dados sísmicos transversais pode ainda incluir a interpolação dos dados transversais em um ponto intermediário a duas posições transversais, nas quais dados sísmicos são coletados, a partir dos dados sísmicos coletados naquelas duas posições transversais. Como se torna claro acima, algumas porções das

descrições aqui detalhadas são, assim, apresentadas em termo de um processo implementado por software, envolvendo representações simbólicas de operações em bits de dados dentro de uma memória em um sistema de computador ou um dispositivo de computador. Essas descrições e representações são os meios usados pelas pessoas versadas na técnica para transmitir com mais eficácia a matéria de seu trabalho a outras pessoas versadas na técnica. O processo e operação demandam manipulações físicas ou quantidades físicas. Normalmente, apesar de não necessário, essas quantidades assumem o formato de sinais elétricos, magnéticos, ou óticos capazes se serem armazenados, transferidos, combinados, comparados, e de outro modo manipulados. Algumas vezes, foi comprovado ser conveniente, principalmente por motivos de uso comum, se referir a esses sinais, como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números, ou semelhantes.

Porém, deve ser mantido em mente, que todos esses e termos similares devem ser associados às quantidades físicas apropriadas, e são meramente identificações convenientes aplicadas a essas quantidades. Salvo se especialmente mencionado, ou de outro modo, conforme pode ficar claro ao longo da presente divulgação, essas descrições se referem a ações e processos de um dispositivo eletrônico, que manipula e transforma dados representados como quantidades físicas (eletrônicas, magnéticas, ou óticas) dentro de certo armazenamento do dispositivo eletrônico, em outros dados igualmente representados como quantidades físicas dentro do armazenamento, ou em dispositivos de transmissão ou de exibição. Exemplos dos termos significando tal descrição são, sem limitação, os termos 'processamento' , 'computação', 'cálculo',

'determinação', 'exibição', e semelhantes.

Observe ainda que os aspectos da invenção, implementados por software, são tipicamente codificados em algum formato de mídia armazenadora de programas, ou implementados através de algum tipo de mídia de transmissão. A mídia armazenadora de programas pode ser magnética (p. ex. , disquete ou disco rígido) ou ótica (p. ex., uma memória somente de leitura em disco compacto, ou 'CD-ROM' ) , e pode ser somente de leitura ou de acesso aleatório. Da mesma forma, a mídia de transmissão pode ser com pares de fio trançado, cabo coaxial, fibra ótica, ou outra mídia de transmissão adequada conhecida na arte. A invenção não é limitada por esses aspectos de qualquer implementação específica. A presente invenção, portanto, enfoca alguns dos

novos usos dos dados sísmicos marinhos registrados via cabos flutuadores ou cabos de receptores de componentes múltiplos rebocados, que são 'mais amplos', ou possuem uma maior separação máxima de cabo, do que aqueles usados em redes rebocadas convencionais. De modo particular, ela revela os benefícios na elevada eficiência de levantamento, superior qualidade de imagens e reduzido ruído correlato, ampliado pela coleta e uso desses tipos de medições acústicas.

Por exemplo, na coleta convencional de dados

sísmicos marinhos, cabos sísmicos são normalmente rebocados com um afastamento de cerca de 50 a 100 metros entre si. A especificação de projeto é baseada na teoria da amostragem espacial discreta, que prescreve o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração. A separação máxima entre cabos, por sua vez, impõe um limite na cobertura global da rede transversal de receptores, visto que o número total de cabos sísmicos é limitado pela capacidade de reboque de qualquer determinada embarcação de levantamento. Com medições de componentes múltiplos adicionais ao longo dos cabos, é possível realizar interpolação, para recuperar com exatidão valores de campo de ondas sísmicos entre registros reais de dados.

Assim, visto que tal interpolação é baseada na equação de ondas acústicas, ao invés de na teoria da amostragem espacial discreta, a separação transversal de cabos não é mais vinculada por regras básicas convencionais. Com maior espaçamento entre cabos e maiores redes globais de receptores, o número de passagens da embarcação, necessário para cobrir determinada área de levantamento diminui, com respectivas melhorias no custo operacional e no tempo de coleta global do levantamento. Outros benefícios adicionais podem ser ainda obtidos através do uso de uma rede "ampla" rebocada. Para outro exemplo, um benefício adicional de uma

configuração mais ampla de reboque é que uma rede mais ampla de receptores proporciona maior iluminação 3D e cobertura angular a qualquer determinado refletor acústico. Em geral, isso leva a uma melhor resolução da propriedade sísmica no subsolo, visto que refletores, que possam de outra forma ser obscurecidos por dispersões acústicas estranhas (ρ. ex. sal), podem ser agora observados ao longo de uma amplitude potencialmente mais ampla de ângulos de visão. Uma amplitude mais ampla dos ângulos formadores de imagens do refletor também aumenta o poder de resolução dos métodos de inversão sísmica padrão, tais como AVO ("Amplitude Versus Deslocamento") e DHI ("Indicadores Diretos de Hidrocarbonetos") , visto que a resolução desses atributos depende da obtenção do maior número possível de diferente "visualizações" nos refletores acústicos. Outras vantagens ainda ficarão evidentes para as pessoas versadas na técnica tendo o benefício dessa divulgação.

Isso conclui a descrição detalhada. As modalidades particulares acima divulgadas são apenas ilustrativas, já que a invenção pode ser modificada e praticada de maneira diferente, mas equivalente, de forma clara para as pessoas versadas na técnica tendo o benefício dos presentes ensinamentos. Além disso, nenhuma limitação é pretendida quanto aos detalhes de construção ou de projeto aqui mostrados, além daqueles descritos nas reivindicações abaixo. Assim, fica evidente que as modalidades particulares acima divulgadas podem ser alteradas ou modificadas, e todas essas variações são consideradas como incidentes no escopo e espírito da invenção. Por conseguinte, a proteção aqui buscada é conforme descrita nas reivindicações abaixo.

Claims (15)

1. MÉTODO DE LEVANTAMENTO SÍSMICO, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: acesso a um grupo de dados sísmicos de componentes múltiplos coletados em um levantamento sísmico marinho com reboque amplo; e interpolação de um grupo de dados sísmicos, a partir dos dados sísmicos coletados na direção transversal, de forma que os dados sísmicos coletados e interpolados combinados satisfaçam os requisitos da teoria da amostragem espacial discreta para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, 15 CARACTERIZADO pelo fato do acesso aos dados sísmicos coletados incluir o acesso a um grupo de dados sísmicos de componentes múltiplos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do acesso aos dados sísmicos coletados incluir o acesso a um grupo de dados relacionados à pressão e ao movimento de partículas.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da interpolação dos dados sísmicos transversais incluir a intrapolação ou extrapolação dos dados sísmicos transversais.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da interpolação dos dados sísmicos transversais incluir a interpolação ou extrapolação dos dados sísmicos transversais.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato dos dados sísmicos de componentes múltiplos coletados incluir dados de pressão e dados relacionados ao movimento de partículas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da interpolação dos dados sísmicos transversais incluir a interpolação dos dados transversais para uma posição afastada da posição, na qual os dados coletados são coletados por aproximadamente 110 m - 160 m.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da interpolação dos dados sísmicos transversais incluir a interpolação dos dados transversais para um ponto intermediário a duas posições transversais, onde dados sísmicos são coletados, a partir dos dados sísmicos coletados naquelas duas posições transversais.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender pelo menos um entre: arquivamento dos dados coletados, antes de acessá- los; e coleta dos dados coletados.

10. APARELHO DE COMPUTADOR, CARACTERIZADO pelo fato dele compreender: dispositivo de computação; sistema de barramento; e armazenamento comunicando-se com o dispositivo de computação através do sistema de barramento; e aplicativo de software residente no armazenamento, o qual, quando evocado pelo dispositivo de computação, executa um método de qualquer uma das reivindicações 1-9.

11. MÉTODO DE LEVANTAMENTO SÍSMICO, CARACTERIZADO pelo fato dele compreender: distribuição de uma rede ampla de reboque; reboque da rede ampla de reboque ao longo de uma área de levantamento em um padrão predeterminado; coleta de dados sísmicos de componentes múltiplos com a rede ampla de reboque, conforme ela é rebocada; e processamento dos dados sísmicos de componentes múltiplos com quaisquer métodos, como nas reivindicações 1-9.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender a distribuição de uma fonte sísmica.

13. REDE AMPLA DE REBOQUE, CARACTERIZADA pelo fato de compreender uma pluralidade de cabos flutuadores espaçados por uma separação de cabo excedendo o espaçamento máximo de cabo para detecção via rede do sinal sísmico de refração e a discriminação e supressão de ruído linear de refração, conforme determinado pela teoria da amostragem espacial discreta.

14. Rede ampla de reboque, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de pelo menos um cabo flutuador ainda compreender: cabo; pluralidade de sensores acústicos distribuídos ao longo da extensão do cabo, cada sensor de movimento de partículas sendo localizado em conjunto com um dos respectivos receptores acústicos; pluralidade de dispositivos posicionadores; e pluralidade de dispositivos determinadores de posição.

15. Rede ampla de reboque, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato da separação de cabo ser de aprox. 110 m - aprox. 160 m.