BRPI0809647B1

BRPI0809647B1 - sistema e método para levantamento sísmico marinho

Info

Publication number: BRPI0809647B1
Application number: BRPI0809647A
Authority: BR
Inventors: Nicolai Borresen Claes; Rune Lennart Tenghamn Stig
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2018-10-09
Also published as: BRPI0809647A2; GB2461154A; CA2673474A1; GB2461154B; GB0909933D0; NO20092206L; CN101680959A; MX2009010947A; US20080253226A1; EA016513B1; CA2673474C; EA200970934A1; NO342638B1; AU2008239686B2; WO2008127612A1; MY151576A; AU2008239686A1

Description

(54) Título: SISTEMA E MÉTODO PARA LEVANTAMENTO SÍSMICO MARINHO (51) lnt.CI.: G01V 1/20 (30) Prioridade Unionista: 11/04/2007 US 11/786,115 (73) Titular(es): PGS GEOPHYSICAL AS (72) Inventor(es): STIG RUNE LENNARTTENGHAMN; CLAES NICOLAI BORRESEN (85) Data do Início da Fase Nacional: 08/10/2009

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA E MÉTODO PARA LEVANTAMENTO SÍSMICO MARINHO.

Antecedentes da Invenção

1. Campo da Invenção

Esta invenção refere-se de maneira geral, ao campo de prospecção geofísica e, em particular, ao campo de levantamento sísmico marinho.

2. Descrição da Técnica Afim

Na indústria de óleo e gás, a prospecção geofísica é comumente usada para ajudar na pesquisa e na avaliação de formações subterrâneas. Técnicas de prospecção geofísica permitem o conhecimento da estrutura subsuperficial da terra, que é útil para descobrir e extrair recursos minerais valiosos, particularmente depósitos de hidrocarboneto, tais como petróleo e gás natural. Uma técnica bem conhecida de prospecção geofísica é um levantamento sísmico. Em um levantamento sísmico com base na terra, um sinal sísmico é gerado na, ou perto da superfície da terra e, depois, percorre descendentemente para a subsuperfície da terra. Em um levantamento sísmico marinho, o sinal sísmico pode também percorrer descendentemente através de um corpo de água sobrejacente à subsuperfície da terra. Fontes de energia sísmica são usadas para gerar o sinal sísmico que, depois da propagação para a terra, é pelo menos parcialmente refletido pelos refletores sísmicos de subsuperfície. Tais refletores sísmicos tipicamente são interfaces entre formações subterrâneas apresentando diferentes propriedades elásticas, especificamente velocidade de onda e densidade de rocha, que levam a diferenças na impedância elástica nas interfaces. As reflexões são detectadas por sensores sísmicos na ou perto da superfície da terra, em um corpo de água sobrejacente, ou em profundidades conhecidas em furos de poço. Os dados sísmicos resultantes são registrados e processados para produzirem informação referente à estrutura e às propriedades geológicas das formações subterrâneas e de seu conteúdo de hidrocarboneto potencial.

Fontes de energia apropriadas podem incluir explosivos ou vibradores na terra e pistolas de ar comprimido ou vibradores marinhos na água. Tipos apropriados de sensores sísmicos podem incluir sensores de velocidade de partícula em levantamentos terrestres e sensores de pressão de água em levantamentos marinhos. Sensores de velocidade de partícula são comumente conhecidos na técnica como geofones e sensores de pressão de água são comumente conhecidos na técnica como hidrofones. Tanto fontes sísmicas como sensores sísmicos podem ser dispostos por si próprios, ou, mais comumente, em agrupamentos.

Em um levantamento sísmico marinho típico, uma embarcação de levantamento sísmico percorre a superfície da água, tipicamente em cerca de 5 nós, e contém equipamento de aquisição sísmica, tal como equipamento de controle de navegação, de controle de fonte sísmica e de controle de sensor sísmico, e equipamento de registro. O equipamento de controle de fonte sísmica faz com que uma fonte sísmica rebocada no corpo de água pela embarcação sísmica seja acionada em tempos selecionados. Serpentinas sísmicas, também chamadas de cabos sísmicos, são estruturas alongadas na forma de cabo que são rebocadas pela embarcação de levantamento sísmico que reboca a fonte sísmica ou por outro navio de levantamento sísmico. Tipicamente, uma pluralidade de serpentinas sísmicas é rebocada atrás de uma embarcação sísmica. As serpentinas sísmicas contêm sensores para detectar os campos de onda refletidos iniciados pela fonte sísmica e refletidos das interfaces de reflexão. Convencionalmente, as serpentinas sísmicas contêm sensores de pressão, tais como hidrofones, mas foram propostas serpentinas sísmicas que contêm sensores de movimento de partículas de água, tais como geofones, além de hidrofones. Os sensores de pressão e os sensores de velocidade de partícula podem ser dispostos nas proximidades, colocados em pares ou pares de agrupamentos de elementos ao longo de um cabo sísmico.

Os sensores de pressão e de movimento de partículas detectam ondas que percorrem ascendentemente na água depois da reflexão das interfaces entre as formações subterrâneas. Essas ondas, conhecidas como ondas primárias, contêm a busca depois da informação acerca da estrutura das formações subterrâneas. Os sensores também detectam ondas que percorrem descendentemente na água depois da reflexão da interface de arágua na superfície da água. Estas ondas são conhecidas geralmente como ondas secundárias ou fantasmas.

As ondas, tanto de pressão quanto de movimento de partículas, experimentam uma inversão na polaridade de ar-água. Desse modo, sensores de pressão, que são onidirecionais e, consequentemente, não distinguem direções, detectam a inversão da polaridade de fase nas ondas fantasmas. Contudo, sensores de movimento de partículas vertical, que são direcionais, não detectam uma inversão de fase, uma vez que o campo de onda oscilante também apresenta uma polaridade oposta devido a uma mudança na direção, e isto cancela a mudança de polaridade devido à reflexão na interface de água-ar. Esta diferença de polaridade na detecção de sensor de fantasmas, entre os sensores de pressão e de movimento de partículas, pode ser empregada para substancialmente anular os fantasmas. Por isso, a combinação adequada dos sinais de sensor de pressão e de movimento de partículas pode ser utilizada para desfazer a formação de fantasma nos dados sísmicos marinhos.

Entretanto, sensores de movimento de partículas, tais como geofones e acelerômetros, são muito mais sensíveis à captação de ruído indesejado originário de vibrações mecânicas nas serpentinas rebocadas do que os sensores de pressão, tais como hidrofones. Desse modo, a simples combinação de sinais de sensor de movimento de partículas e de pressão resulta em uma relação de sinal-ruído inferior por causa do ruído extra no sensor de movimento de partículas. Este ruído mecânico de serpentina é tipicamente mais evidente nas frequências mais baixas, abaixo de 50 Hz.

Várias soluções para o problema de ruído foram propostas. Por exemplo, Albert Berni, em sua Patente U.S. N° 4.437.175, Marine Seismic System, emitida em 13 de março de 1984, descreve um sistema que compreende um hidrofone e um acelerômetro integrado em uma serpentina sís4 mica marinha. Esta patente propõe a filtragem do sinal de velocidade de partículas do acelerômetro integrado para atenuar as frequências mais baixas antes da combinação com o sinal de pressão de um hidrofone para processamento adicional. Contudo, não houve qualquer implementação comercial de um cabo serpentina que utilize tanto sensor de movimento de partículas quanto sensor de pressão.

Portanto, existe a necessidade de um sistema para levantamento sísmico marinho que inclua um sensor de movimento de partículas, tal como um geofone, que seja menos sensível a um ruído de baixa frequência. Tal sensor seria útil para o emprego em conjunção com sensores de pressão, tais como hidrofones, em serpentinas sísmicas marinhas para atenuar o ruído mecânico da serpentina para aperfeiçoar a relação de sinal-ruído.

Breve Sumário da Invenção

Em uma concretização, a invenção é um sistema para levantamento sísmico marinho que compreende pelo menos uma serpentina sísmica marinha, pelo menos um sensor de pressão montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha, pelo menos um sensor de movimento de partículas montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha e colocado com pelo menos um sensor de pressão, em que pelo menos um sensor de movimento de partículas apresenta uma frequência de ressonância acima de 20 Hz, e um meio de computador para combinar dados de pressão de pelo menos um sensor de pressão e dados de movimento de partículas de pelo menos um sensor de movimento de partículas para processamento adicional.

Em outra concretização, a invenção é um método para levantamento sísmico marinho compreendendo o reboque de pelo menos uma serpentina sísmica marinha, a aquisição de dados de pressão de pelo menos um sensor de pressão montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha, a aquisição de dados de movimento de partículas de pelo menos um sensor de movimento de partículas montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha e colocado com pelo menos um sensor de pressão, em que pelo menos um sensor de movimento de partículas apresenta uma frequência de ressonância acima de 20 Hz, e a combinação dos dados de pressão e dos dados de movimento de partículas para processamento adicional.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente entendidas através da referência à seguinte descrição detalhada e aos desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 é um gráfico de resposta de frequência de um geofone de acordo com a presente invenção;

a figura 2 é um gráfico de reposta de frequência de um geofonepadrão;

a figura 3 é um gráfico de resposta de frequência para um acelerômetro e três geofones de acordo com a presente invenção;

a figura 4 é um fluxograma que ilustra as etapas de uma concretização do método da invenção para levantamento sísmico marinho; e a figura 5 é uma vista de um sistema adequado para realizar a presente invenção.

Enquanto a invenção será descrita em conexão com suas concretizações preferidas, será entendido que a invenção não é limitada às mesmas. Pelo contrário, a invenção se destina a cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes que possam ser incluídos dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Descrição Detalhada da Invenção

Em uma concretização conforme ilustrada na figura 5, a invenção é um sistema para levantamento sísmico marinho. O sistema de acordo com a invenção compreende serpentinas sísmicas marinhas rebocadas 51 com sensores de pressão 52 e sensores de movimento de partículas 53 montados colocados dentro da serpentina 51. Os sensores de pressão 52 são preferivelmente hidrofones e os sensores de movimento de partículas 53 são preferivelmente geofones. Os sensores de movimento de partículas 53 são projetados para ter uma freqüência de ressonância acima 20 Hz.

O sistema da invenção pode ser empregado para registrar dados de pressão e dados de movimento de partículas com os sensores de pressão e de movimento de partículas, respectivamente. Depois, os dados de pressão e os dados de movimento de partículas podem ser combinados, por meio de computador 54 convencional, como é bem conhecido na técnica de processamento de dados sísmicos. Tal meio de computador 54 incluiría, mas não seria limitado a qualquer combinação apropriada ou rede de elementos de processamento de computador, incluindo, mas não limitados a hardware (processadores de qualquer tipo, memória temporária e permanente, e qualquer outro equipamento de processamento de computador apropriado), a software (sistemas de operação, programas de aplicativos, bibliotecas de programa de matemática, e qualquer outro software apropriado), a conexões (elétrica, ótica, sem-fio ou qualquer outra), e a periféricos (dispositivos de entrada e saída, tais como teclados, dispositivos de apontar, e scanners, dispositivos de representação visual, tais como monitores e impressoras, meios de armazenamento, tais como discos e discos rígidos, e qualquer outro equipamento apropriado).

Geofones são tipicamente dispositivos eletromagnéticos compreendendo pelo menos dois elementos de interação, uma bobina e um ímã. A bobina e o ímã são incluídos dentro de um invólucro de geofone, que é, por sua vez, conectado ao meio através do qual percorrem os sinais sísmicos. Um dos dois elementos, seja a bobina ou o ímã, é rigidamente afixado ao invólucro, enquanto o outro elemento é flexivelmente suspenso a partir do invólucro. O elemento fixo se move então com o invólucro de geofone, enquanto que o elemento suspenso atua como uma massa inercial. Desse modo, na medida em que o meio se move em resposta ao sinal sísmico transmitido através dele, o elemento fixo se move integralmente com o invólucro de geofone e o meio. O elemento suspenso tende a permanecer estacionário enquanto o invólucro se move para cima e para baixo em resposta à passagem de ondas sísmicas.

Este movimento axial relativo entre a bobina e o ímã induz uma corrente elétrica na bobina, visto que os enrolamentos da bobina cortam as linhas de fluxo magnético do ímã. A corrente elétrica gerada na bobina elé7 trica é proporcional à taxa de mudança de fluxo através da bobina e forma o sinal de saída de geofone, com a tensão sendo proporcional à velocidade de movimento do elemento fixo. Tipicamente, o ímã se move com o invólucro de geofone, enquanto a bobina atua como a massa inercial. A bobina é tipicamente uma bobina de solenoide, um enrolamento anular de fio elétrico, e o ímã é tipicamente um ímã permanente. A bobina é suspensa a partir do invólucro do geofone por um sistema de molas.

A combinação do elemento suspenso e do sistema de molas apresenta uma frequência de ressonância, ou natural, que depende da massa inercial e da força restauradora da suspensão de mola. Em um geofone eletromagnético padrão, a frequência de ressonância f_rdepende da massa m do elemento inercial suspenso, seja a bobina ou o ímã, e do coeficiente de rigidez k da mola, como segue:

(1)

A constante de mola k é a constante de proporcionalidade entre a força que atua sobre a mola e o alongamento da mola atributável a essa força. A combinação do elemento suspenso do sistema de molas pode ser projetada de modo que a constante de mola k e a massa inercial m confiram uma frequência de ressonância predeterminada f_r. Convencionalmente, foram utilizados geofones com uma frequência de ressonância f_r em torno de 10 Hz. Desse modo, a constante de mola k e a massa inercial suspensa m do geofone da invenção são selecionadas de modo que a combinação produza uma frequência de ressonância f_r acima de 20 Hz.

Adicionalmente, o amortecimento do elemento suspenso é geralmente introduzido para equalizar a resposta do geofone através das frequências acima da frequência de ressonância. O amortecimento pode ser obtido com a inclusão do mesmo como parte do sistema de suspensão, por exemplo, com o emprego de um resistor de amortecimento que atua como uma derivação através da bobina elétrica ou com a imersão do elemento suspenso em um líquido viscoso. O amortecimento é geralmente expresso como um coeficiente de amortecimento, representando uma fração do amor8 tecimento critico R_c fornecida por:

R_c «₍₂₎ que representa a quantidade máxima de amortecimento que irá apenas eliminar a resposta oscilatória do geofone. Um coeficiente de amortecimento na faixa de aproximadamente 0,5 a 0,7 é tipicamente empregado. Em todos os exemplos seguintes, um coeficiente de amortecimento de 0,6 é utilizado.

Quando a frequência do movimento de acionamento do sinal sísmico estiver acima da frequência de ressonância do geofone, o deslocamento do invólucro, com relação à massa inercial, será igual a uma medida direta do movimento de acionamento, isto é, o sinal sísmico, e poderá ser utilizado como a mesma. Abaixo da frequência de ressonância, a sensibilidade do geofone cai em uma taxa de cerca de -12 dB por oitava. Desse modo, no sistema da invenção, os geofones empregados apresentam uma resposta inferior ao sinal e ao ruído em frequências abaixo da frequência ressonante, e especialmente na faixa de 1-10 Hz, do que em frequências mais altas. As frequências mais baixas estão exatamente onde está a vibração mecânica de serpentina. Desse modo, os geofones, conforme empregados na invenção, irão detectar e registrar menos deste ruído mecânico do que os geofones convencionais usados em exploração sísmica.

A figura 1 mostra a resposta de frequência de um geofone que poderia ser empregado no sistema da invenção. A figura 1 mostra a resposta de frequência 11 de um geofone de acordo com a presente invenção como um gráfico de sensibilidade em dB versus frequência em Hz. Este geofone específico, no exemplo, apresenta uma frequência de ressonância de 40 Hz, que está acima de 20 Hz, conforme especificado na invenção. Contudo, geofones com outras frequências de ressonância, tal como será discutido abaixo em referência à figura 3, poderiam ser também empregados no sistema da invenção.

Para comparação, é considerada a resposta de um geofone sísmico padrão apresentando uma frequência de ressonância de 10 Hz. A figura 2 mostra a resposta de frequência 21 deste geofone-padrão como um gráfico de sensibilidade em dB versus frequência em Hz. Para este geofone9 padrão, podería haver, por exemplo, ruído na resposta de frequência (indicada no numeral 21) em 10 Hz (indicado no numeral 22) que é 60 dB mais resistente do que o sinal medido de 50-100 Hz (indicado no numeral 23). Distorção harmônica pode também ser antecipada em múltiplas frequências de ruído. Devido a esta distorção harmônica, a faixa dinâmica do sinal de saída digitalizado e a qualidade do sinal de interesse serão limitadas.

A resposta de frequência 11 do geofone de acordo com a invenção mostrada na figura 1 é reduzida na faixa de 1-10 Hz (indicada no numeral 12) por 20-68 dB, o que terá um efeito benéfico na faixa dinâmica disponível e na distorção harmônica, conforme comparado a um geofone padrão. O gradiente da resposta de frequência 11 na extremidade de baixa frequência (indicada no numeral 12) é normalmente de cerca de -12 dB por oitava para um geofone, como na invenção.

Conforme discutido acima, o geofone da invenção é projetado através de seleção apropriada da constante de mola k e da massa inercial suspensa m, de modo que a combinação produza uma frequência de ressonância f_r acima de 20 Hz. Em concretizações particulares, a frequência de ressonância é selecionada na faixa de 30 a 50 Hz. A figura 3 mostra as respostas de frequência de três geofones de acordo com a presente invenção com frequências de ressonância representativas de 30, 40 e 50 Hz. Os gráficos de resposta de frequência, indicados pelos numerais 32, 33 e 34, correspondem às frequências de ressonância de 30, 40 e 50 Hz, respectivamente. O geofone com uma frequência de ressonância de 40 Hz (indicada pelo numeral 33) é igual, conforme mostrado na figura 1.

Em um geofone apresentando uma frequência de ressonância de 10 Hz, o ruído de baixa frequência detectado terá uma amplitude que é muito mais alta do que a amplitude do sinal sísmico detectado. Se a faixa dinâmica total do sinal detectado mais ruído de um geofone de 10 Hz for digitalizada, o conversor do analógico ao digital (tipicamente com resolução de 24 bits) será dominado pelo ruído de baixa frequência, com o efetivo sinal sísmico apresentando então uma resolução inferior (e menos precisão) do que seria o caso, se o ruído não estivesse presente no sinal sísmico. Uma vantagem adicional é a de que um geofone com uma frequência ressonante de 20 Hz ou mais alta terá uma saída mais linear, porque não está criando harmônica de ruído de baixa frequência. Por exemplo, ruído de 10 Hz irá criar 2^a., 3^a. e 4^a. harmônicas grandes em 20 Hz, 30 Hz e 40 Hz. Por estas razões, é altamente vantajoso utilizar um geofone com uma frequência de ressonância mais alta, que atua como um filtro análogo para atenuar o ruído forte nas baixas de frequência antes de o sinal sísmico ser digitalizado.

Qualquer sinal detectado por um geofone em uma serpentina sísmica marinha na faixa de frequência abaixo de cerca de 20 Hz pode ser esperado como sendo principalmente ruído, e, por essa razão, o sinal de geofone é tipicamente filtrado para eliminar frequências abaixo de cerca de 20 Hz antes de o sinal de geofone ser combinado com o sinal de hidrofone, conforme adicionalmente descrito aqui. A fase de geofone e a resposta de frequência serão tipicamente associadas àquelas do sinal de hidrofone antes da combinação com o sinal de hidrofone para desfazer a formação de fantasma.

Em uma concretização, o sensor de movimento de partículas da presente invenção é utilizado em um método para combinar sinais de um sensor de pressão e de um sensor de movimento de partículas registrados em uma serpentina sísmica marinha, conforme descrito na Publicação de Pedido de Patente U.S. N° US 2005/0195686 A1, de Svein Vaage e outros, System for Combining Signals of Pressure Sensors and Particle Motion Sensors in Marine Seismic Streamers, publicada em 8 de setembro de 2005, com os coinventores da presente invenção, cedida a uma companhia afiliada do cessionário da presente invenção, e aqui incorporada para referência. Nesta concretização, o sinal de sensor de pressão registrado apresenta uma largura de banda compreendendo uma faixa de frequência mais baixa e uma faixa de frequência mais alta, com o sinal registrado do sensor de movimento de partículas da invenção apresentando uma largura de banda compreendendo pelo menos a faixa de frequência mais alta. Um sinal de sensor de movimento de partículas é calculado na faixa de frequência mais baixa do sinal de sensor de pressão registrado gerando, assim, um sinal de sensor de movimento de partículas simulado na faixa de frequência mais baixa. O sinal de sensor de movimento de partículas simulado é fundido na faixa de frequência mais baixa com o sinal de sensor de movimento de partículas registrado na faixa de frequência mais alta para gerar um sinal de sensor de movimento de partículas fundido apresentando substancialmente a mesma largura de banda que a largura de banda do sinal de sensor de pressão registrado. O sinal de sensor de pressão registrado e o sinal de sensor de movimento de partículas fundido são combinados para processamento adicional.

Um acelerômetro pode ser também usado na invenção como o sensor de movimento de partículas em vez de um geofone. A figura 3 mostra a resposta de frequência 31 de um acelerômetro de acordo com a presente invenção como um gráfico de sensibilidade em dB versus frequência em Hz. Se a mesma sensibilidade como com os geofones for desejada em 50 Hz, a atenuação nas baixas frequências será como apresentado na figura 3. O gradiente da resposta de frequência 31 para o acelerômetro, quando traçado na velocidade, mostra uma atenuação de 6 dB por oitava em baixas frequências. Isto significa que uma atenuação de 15-34 dB é obtida para frequências na faixa de 1-10 Hz. Desse modo, o emprego de um acelerômetro poderia também ser uma solução possível para o problema de ruído atenuante no sensor de movimento de partículas em baixas frequências, mas o acelerômetro não irá atenuar o ruído assim como os geofones.

Em uma concretização adicional, o sensor de movimento de partículas da presente invenção é montado em uma serpentina sísmica marinha na maneira descrita na Publicação de Pedido de Patente U.S. N° 2005/0194201 A1, de Rune Tenghamn e Andre Stenzel, Particle Motion Sensor for Marine Seismic Sensor Streamers, publicada em 8 de setembro de 2005, e cedida a uma companhia afiliada do cessionário da presente invenção, e incorporada aqui para referência. Nesta concretização, um sistema de sensor sísmico marinho inclui uma jaqueta de sensor adaptada para ser rebocada por uma embarcação sísmica através de um corpo de água. Uma pluralidade de sensores de movimento de partículas de acordo com a presente invenção é suspensa dentro da jaqueta de sensor em localizações espaçadas entre si ao longo da jaqueta. Cada um dos sensores de movimento de partículas é suspenso na jaqueta por pelo menos um dispositivo de pressionamento. A massa de cada sensor de movimento de partículas e uma taxa de força de cada dispositivo de pressionamento são selecionadas de tal modo que uma frequência ressonante da suspensão de cada sensor dentro da jaqueta de sensor esteja dentro de uma faixa de frequência selecionada. A redução no ruído mecânico da serpentina originário do emprego do meio de montagem de suspensão para o sensor de movimento de partículas nesta referência consagra e aumenta a redução no ruído originário do emprego do sensor de movimento de partículas da presente invenção.

Esta resposta benéfica dos sensores de movimento de partículas da invenção apresenta uma relação de sinal-ruído mais alta nos dados de movimento de partículas registrados e, consequentemente, nos dados de pressão e movimento de partículas combinados. Esta resolução de sinal aperfeiçoada será vantajosa em qualquer processamento adicional de dados em que os dados de pressão e de movimento de partículas são utilizados. Por exemplo, os dados de pressão e os dados de movimento de partículas podem ser combinados para gerar componentes de campo de onda ascendentes e descendentes separados, que podem ser adicionalmente processados, como é bem conhecido na técnica de processamento de dados sísmicos. Por exemplo, o componente de campo de onda ascendente pode ser utilizado para prover dados sísmicos sem a formação de fantasma e para atenuar outros múltiplos campos de onda indesejados nos dados sísmicos registrados.

Em outra concretização, a invenção é um método para levantamento sísmico marinho. A figura 4 mostra um fluxograma que ilustra as etapas de uma concretização do método da invenção para levantamento sísmico marinho.

Na etapa 41, pelo menos uma serpentina sísmica marinha é rebocada em um ambiente marinho. Tipicamente, muitas serpentinas sísmicas marinhas seriam rebocadas durante um levantamento sísmico marinho.

Na etapa 42, os dados de pressão são adquiridos de pelo menos um sensor de pressão montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha rebocada na etapa 41. Tipicamente, muitos sensores de pressão seriam montados dentro das muitas serpentinas sísmicas marinhas durante um levantamento sísmico marinho. Os sensores de pressão podem ser montados individualmente ou em grupos. Os sensores de pressão tipicamente compreenderíam hidrofones.

Na etapa 43, os dados de movimento de partículas são adquiridos de pelo menos um sensor de movimento de partículas montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha rebocada na etapa 41 e colocados com pelo menos um sensor de pressão na etapa 42. O sensor de movimento de partículas é projetado de acordo com a presente invenção, de modo que ele tenha uma frequência de ressonância acima de 20 Hz. Tipicamente, muitos sensores de movimento de partículas seriam montados dentro das muitas serpentinas sísmicas marinhas e colocados com muitos sensores de pressão durante um levantamento sísmico marinho. Os sensores de movimento de partículas podem ser montados individualmente ou em grupos. Os sensores de movimento de partículas tipicamente compreenderíam geofones. Em particular, uma constante de mola e uma massa inercial suspensa do geofone são selecionadas, de modo que a combinação produza a frequência de ressonância acima de 20 Hz. Em uma concretização alternativa, os sensores de movimento de partículas poderíam compreender acelerômetros.

Na etapa 44, os dados de pressão adquiridos na etapa 42 e os dados de movimento de partículas adquiridos na etapa 43 são combinados para processamento adicional, como é bem conhecido na técnica de processamento de dados sísmicos. Por exemplo, os dados de pressão de movimento de partículas podem ser combinados para gerar dados sísmicos marinhos sem formação de fantasma. Técnicas para combinar dados de pressão e dados de movimento de partículas para gerar dados sísmicos marinhos sem formação de fantasma são bem conhecidas na técnica de processamento de dados sísmicos marinhos.

Deve ser entendido que o precedente é meramente uma descrição detalhada das concretizações específicas desta invenção e que numerosas mudanças, modificações e alternativas às concretizações descritas podem ser feitas de acordo com a descrição aqui apresentada sem se afas5 tar do escopo da invenção. A descrição precedente, portanto, não deve limitar o escopo da invenção. Em vez disso, o escopo da invenção deve ser determinado apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para levantamento sísmico marinho que compreende:

pelo menos uma serpentina sísmica marinha (51);

pelo menos um sensor de pressão (52) montado em pelo menos

5 uma serpentina sísmica marinha (51);

pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha (51) e colocado com pelo menos um sensor de pressão (52), caracterizado pelo fato de:

pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) apre10 sentando uma frequência de ressonância acima de 20 Hz; e o sistema ainda compreendendo meios de computador (54) para combinar os dados de pressão de pelo menos um sensor de pressão (52) e os dados de movimento de partículas de pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) para processamento adicional.

15
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de pressão (52) compreende um hidrofone.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) com20 preende um geofone.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) compreende um acelerômetro.
5. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo 25 fato de que uma combinação de constante de mola e massa inercial suspensa do geofone é selecionada para produzir a frequência de ressonância acima de 20 Hz.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a frequência de ressonância está na faixa de cerca de 30 Hz

30 a cerca de 50 Hz.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

Petição 870180070304, de 13/08/2018, pág. 5/11 meios de computador (54) para calcular um sinal de sensor de movimento de partículas em uma faixa de frequência mais baixa de um sinal de sensor de pressão registrado, gerando assim um sinal de sensor de movimento de partículas simulado na faixa de frequência mais baixa; e

5 meios de computador (54) para fundir o sinal do sensor de movimento de partículas (53) simulado na faixa de frequência mais baixa com o sinal do sensor de movimento de partículas (53) registrado acima da faixa de frequência mais baixa, para gerar um sinal de sensor de movimento de partículas fundido, tendo substancialmente a mesma largura de banda como a

10 largura de banda do sinal de sensor de pressão registrado.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de computador (54) para combinar os dados de pressão e os dados de movimento de partículas compreende um meio de computador para gerar componentes de campo de onda ascendentes e descen15 dentes.
9. Método para levantamento sísmico marinho que compreende: o reboque de pelo menos uma serpentina sísmica marinha (41); a aquisição de dados de pressão de pelo menos um sensor de pressão montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha (42);

20 a aquisição de dados de movimento de partículas de pelo menos um sensor de movimento de partículas montado em pelo menos uma serpentina sísmica marinha e colocado com pelo menos um sensor de pressão (43), caracterizado pelo fato de que:

pelo menos um sensor de movimento de partículas apresenta 25 uma frequência de ressonância acima de 20 Hz; e o método ainda compreende combinar os dados de pressão e dos dados de movimento de partículas para processamento adicional (44).
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de pressão (52) compreende um

30 hidrofone.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de movimento de partículas (53)

Petição 870180070304, de 13/08/2018, pág. 6/11 compreende um geofone.
12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de movimento de partículas (53) compreende um acelerômetro.

5
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma combinação de constante de mola e massa inercial suspensa do geofone é selecionada para produzir a frequência de ressonância acima de 20 Hz.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado

10 pelo fato de que a frequência de ressonância está na faixa de cerca de 30

Hz a cerca de 50 Hz.
15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

calcular um sinal de sensor de movimento de partículas em uma

15 faixa de frequência mais baixa do sinal de sensor de pressão registrado, gerando assim um sinal de sensor de movimento de partículas simulado na faixa de frequência mais baixa; e fundir o sinal de sensor de movimento de partículas simulado na faixa de frequência mais baixa com o sinal de sensor de movimento de partí20 cuias registrado acima da faixa de frequência mais baixa, para gerar um sinal de sensor de movimento de partículas fundido apresentando substancialmente a mesma largura de banda que a largura de banda do sinal de sensor de pressão registrado.
16. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado

25 pelo fato de que a combinação dos dados de pressão e dos dados de movimento de partículas compreende a geração de componentes de campo de onda ascendentes e descendentes.

Petição 870180070304, de 13/08/2018, pág. 7/11

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SENSIBILIDADE [dB] SENSIBILIDADE [dB]