DE2802936A1

DE2802936A1 - Verfahren zur seismischen prospektion zur bestimmung der seitlichen neigung unterirdischer schichten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2802936A1
Application number: DE19782802936
Authority: DE
Inventors: Du Boullay Benoit Thillaye
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1978-01-24
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE2802936C2; NL7800962A; FR2379075A1; IT7819712A0; CA1108741A; IE780189L; GB1583703A; IT1091987B; US4346462A; JPS6250791B2; NO147083C; IE46500B1; BE863182A; NO147083B; JPS53102201A; NO780296L; FR2379075B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur seismischen Prospektion des Untergrundes, durch die es möglich wird, die Neigung unterirdischer Schichten zu bestimmen und hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Bestimmung der seitlichen Neigung von Schichten, welche akustische Wellen bezüglich der Ebene eines seismischen Profils reflektieren.

Nach den bekannten Verfahren der seismischen Prospektion sind ein Sender für seismische Wellen sowie ein Empfänger mit einer Vielzahl von Messwertgebern im wesentlichen in der Ebene des zu untersuchenden seismischen Profils in Ausrichtung angeordnet. Seismische Erschütterungen werden im Erdboden erzeugt, pflanzen sich fort und reflektieren an den reflektierenden Schichten, welche gemeinhin als Reflektoren oder Spiegel bezeichnet werden und werden vom Empfänger empfangen. Jede durch den Emissionsort bestimmte Fortpflanzungsebene, die Orte des Empfangs und der Ort der Reflexion, ist senkrecht zum Reflektor und schneidet diesen längs einer Geraden.

809831/073S

Die üblichen seismischen Verfahren ermöglichen es durch Analyse der Aufzeichnungen der empfangenen seismischen Wellen die Längsneigung der Reflektoren, das ist den Winkel zu bestimmen, der durch die Schnittgerade mit der Horizontalen gebildet ist. Dagegen kann keinerlei Lehre bezüglich des seitlichen Neigungswinkels der Reflektoren ausgehend von diesen Aufzeichnungen, d.h. des durch jede Fortpflanzungsebene und die Vertikalebene gebildeten Winkels, erhalten werden.

Kürzlich entwickelte Verfahren zum seismischen Aufschließen ermöglichen es, eine dreidimensionale Darstellung des Untergrundes zu erhalten. Diese Verfahren bestehen im wesentlichen darin, seismische Erschütterungen nacheinander an einer Vielzahl von Stellen zu erzeugen, die zu beiden Seiten einer Ausrichtung von Gebern angebracht sind, an den Gebern die Echos der nacheinander auf die verschiedenen Reflektoren ausgesandten Erschütterungen zu empfangen und die durch die Geber als Antwort auf diese Echos empfangenen Signale aufzuzeichnen. Jedem Paar von Emissionsorten/Empfangsorten entspricht eine Reihe von Reflexionspunkten· Eine Aufzeichnungsspur ist jeder Reihe von Punkten zugeordnet.

Indem man die relative Lage der Emissionsorte bezüglich der Empfangsorte modifiziert, kann man eine sehr große Anzahl von Aufzeichnungen, die für ein Bodenvolumen repräsentativ sind, erhalten. An diesen aufgezeichneten Spuren werden die üblichen Behandlungen vorgenommen: Korrekturen und Korrelationen zur Verbesserung des Verhältnisses von Signal zu Geräusch. Der Vergleich der Aufzeichnungen nach der Behandlung ermöglicht eine Darstellung der Konfiguration jeder reflektierenden Schicht und damit die Bestimmung ihrer Neigung.

809831/0730

Der Nachteil der bekannten Behandlungsverfahren ist darin zu sehen, daß sie nur unter Verwendung von Rechnern mit sehr umfangreichen Logikmitteln verwirklicht werden können. Die Auswertung der Ergebnisse erfordert eine erhebliche Versuchsarbeit und bedeutet einen erheblichen Durchführungsauf wand.

Das Verfahren nach der Erfindung soll es nun ermöglichen, zusätzlich zur Neigung in Längsrichtung, die seitliche Neigung der unterirdischen die akustischen Wellen reflektierenden Schichten zu bestimmen und gibt dabei ein ganz erhebliches Volumen an Aufzeichnungsbehandlungen frei, das sonst nach dem bekannten Verfahren notwendig war.

Die Erfindung geht davon aus, daß von einer Vorrichtung akustische Wellen ausgesandt werden, die nacheinander längs mehrerer unterschiedlicher Richtcharakteristikfiguren in dem zu explorierenden Medium ausgesandt werden, daß durch

die reflektierenden Schichten reflektierte Wellen an einer Vielzahl von Empfangspunkten empfangen werden, die längs einer im wesentlichen zur Profilebene parallelen Ausrichtung angeordnet sind und daß die Echos an den reflektierenden Schichten der übertragenen akustischen Wellen entsprechend jedem der Richtcharakteristikdiagramme aufgezeichnet werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Behandlung der aufgezeichneten Signale eine erste Kombination entsprechend eines bestimmten Gesetzes der übertragenen akustischen Intensitäten, die für jede Emissionsrichtung in jedem der Richtcharakteristikdiagramme der Emissionsvorrichtung genommen wurden und unter Beachtung eines gleichen Gesetzes eine zweite Kombination der jeweiligen Werte wenigstens eines Parameters, welcher repräsentativ für die Stärke der reflektierten akustischen Wellen ist, welche in den Aufzeichnungen entsprechend

809831/073S

den verschiedenen Richtcharakteristikdiagrammen eingeschrieben ist, und umfasst schließlich einen Vergleich der Ergebnisse der beiden Kombinationen.

Bei dem repräsentativen Parameter kann es sich um den absoluten Mittelwert oder den quadratischen Mitteli\^rert der Amplitude der Signale handeln, die in einem Zeitintervall aufgezeichnet sind, welches im wesentlichen gleich der Emissionsdauer ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 ein Schema für ein Sendesystem bei einem allgemeinen Fall zeigt;

Fig. 2A zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Emissionsvorrichtung mit einer gleichen Anzahl 2m unterschiedlicher Quellen;

Fig. 2B zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Emissionsvorrichtung mit einer ungleichen Anzahl 2m + 1 unterschiedlicher Quellen;

Fig. 3 zeigt zwei unterschiedliche Richtcharakteristikdiagramme der Sende- oder Emissionsvorrichtung;

Fig. 4 zeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 2A;

Fig. 5 zeigt die Richtcharakteristikdiagramme der Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 6 erläutert eine Funktion, die repräsentativ für den Unterschied zwischen den beiden in Fig. 5 dargestellten Richtcharakteristikdiagrammen ist und

Fig. 7 zeigt eine allgemeine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

809831/073S

Nach der Ausführungsform der Fig. 1 umfasst die Empfangsvorrichtung eine Empfängergruppe R, die aus einer großen Anzahl im wesentlichen ausgerichtet angeordneter (Messwert !-Geber gebildet ist. Für den Fall, daß die Vorrichtung nach der Erfindung zur seismischen Prospektion im Meer Verwendung findet, sind die Geber in einer seismischen Hülle oder Flöte angeordnet, die hinter einem Schiff hergezogen wird. Die Ausrichtung der Geber verkörpert die Spur einer vertikalen Bezugsebene X¹X, die im x<;esentl ichen parallel zum zu untersuchenden seismischen Profil verläuft.

Die Emissionsvorrichtung E ist vorzugsweise quer bezüglich der Ebene des Profils angeordnet. Direktiv sendet sie akustische Wellen in das^explorierende Medium aus. Ihrem Richtcharakteristikdiagramm kann man in einer Ebene senkrecht zur Ebene des Profils mehrere Konfigurationen oder unterschiedliche Orientierungen verleihen.

So kann sie beispielsweise aus einer Vielzahl von Quellen gebildet sein, die unter untei*schiedlichen Entfernungen zur Ebene des Profils angeordnet sind. Vorzugsweise verwendet man Quellen, die akustische Wellen in Form akustischer Impulse sehr kurzer Dauer aussenden,beispielsweise Quellen für akustische Implosionsimpulse oder auch Funkengeber, Luftkanonen oder Explosivstoffe.

Die Emissionsvorrichtung umfasä: im allgemeinen Fall eine Anzahl m von Quellenpaaren (E₁, Ε'.), (E₂, E'₂) ... (E , ^¹ ), wobei die Quellen jedes Paares symmetrisch bezüglich eines Bezugspunktes T (Fig. 2A) angeordnet sind, der sich in der Ebene des Profils X¹X befinden kann. Die Quellen sind ausgerichtet bzw. fluchtend angeordnet, vorzugsweise längs einer Richtung, die im wesentlichen orthogonal zur Ausrichtung der Geber ist; diese Anordnung ist jedoch nicht als begrenzend anzusehen. Die Quellen E , E~ ... E und ihre Symmetrischen sind jeweils unter Entfernungen d₁, d₉ ... d vom Bezugs-

I h ill

punkt T angeordnet.

809831/0739

Die die Emissionsvorrichtung bildenden Quellen werden in der Folge ausgelöst.

Mit mittlerer Emissionszeit eines Quellenpaares wird die halbe Summe der Emissionszeiten bezeichnet, die bezüglich eines beliebigen Zeitursprungs gezählt werden. Die Quellenpaare xverden derart ausgelöst, daß man ihnen die gleiche mittlere Emissionszeit zuordnen kann.

Nach einer Variante der vorhergehenden Ausführungsform ordnet man am Ort des Bezugspunktes eine zusätzliche Quelle E _{+ 1} (Fig. 2B) an. Es ist dann zweckmäßig, den Auslösezeitpunkt der Quelle E ₊ ι» die am Punkt T angeordnet ist oder sein kann, als Ursprung für die Takte oder Zeit zu wählen.

Wenn also die Auslösezeitpunkte der Quellen E₁ , E„ ... E jeweils um Zeitintervalle ( -,4t.) , ( -/It₂) ···( -At ) bezüglich des Anfangsaugenblicks der Auslösung der im Punkte T angeordneten Quelle gewählt werden, so \verden die bezüglich dieses Punktes symmetrischen Quellen nacheinander mit Zeitverschiebungen jeweils +At.., +At„ ... + At bezüglich dieses Ausgangsaugenblickes ausgelöst.

Das Auslösen der Quellen entsprechend einer ersten Folge von Zeitintervallen /d t , At , ... /it macht das Emissions-

I Li JH

diagramm der Vorrichtung direktiv und gibt ihm eine erste Konfiguration oder Orientierung. Das Auslösen der Quellen nach einer anderen Folge unterschiedlicher Zeitintervalle modifiziert die Konfiguration oder Orientierung des Richtcharakteristikdiagramms der Emissionsvorrichtung. Aufgrund dessen kann man über eine Emissionsvorrichtung mit ρ Richtcharakteristikdiagrammen verfügen, was einer gleichen Anzahl ρ von Folgen unterschiedlicher Auslösezeitintervalle J^ t.., A t ... A t entspricht.

'2'·' ~ in

809831/0739

Im Folgenden wird mit "Schuß" die zeitlich verschobene Auslösung der die Emissionsvorrichtung bildenden Gruppe von Quellen entsprechend einer beliebigen Folge von Zeitintervallen Λ t^, J χ. ... A t und mit Schußpunkt der Ort T bezeichnet, in dem sich der Schnitt der Ausrichtung von Quellen und der Ausrichtung von Gebern im Anfangsaugenblick befindet, bei dem es sich, wie oben erwähnt, um den Auslösezeitpunkt derjenigen Quelle handelt, die im Punkte T angeordnet ist oder angeordnet sein kann.

Für den Fall der seismischen Prospektion auf dem Land sin d die Quellen und die Empfangsvorrichtung R an einer festen Stelle zu den Augenblicken angeordnet, zu denen die seismischen Schüsse abgegeben werden. Beim Schußpunkt handelt es sich in diesem. Fall um die Stelle des Erdbodens senkrecht über dem Schnittpunkt zwischen der Ausrichtung der Geber und der Ausrichtung der Quellen.

Da die Quellen in Ausrichtung angeordnet sind und der Punkt T in der Ebene des Profils gewählt ist, führt man einen ersten Schuß durch, indem eine erste Gruppe von Werten /\ t.. , ^t-, ·'·£*■ gewählt wird und wacht dabei darüber, daß die mittleren Zeiten der Emission sowie sämtliche Quellenpaare gleich sind. Dann werden die Echos der ausgesandten akustischen Wellen aufgezeichnet. Man führt dann nacheinander (p-1) andere Schüsse durch, indem man jeweils- jie p_olge von Zeitintervallen J, t₁₅ /\t₉ ... dt derart ändert, daß jedes Mal

I L> ill

ein anderes Richtcharakteristikdiagramm erhalten wird und man führt die entsprechenden Aufzeichnungen durch.

Die Gruppe von Quellen wird dann verschoben und man ordnet sie in einer Ausrichtung oder Flucht an, die nacheinander durch andere in der Profilebene gewählte Punkte T geht.

809831/0739

An jedem Punkt werden p aufeinanderfolgende Schüsse ausgeführt, indem die gleichen Auslösezeitintervallfolgen wie diejenigen angewendet werden, die während der an der vorhergehenden Schußstelle durchgeführten Schüsse angewendet wurden. Hieraus folgt, daß das Emissionsdiagramm der Quellen für sämtliche Schüsse gleich ist, deren Ordnungszahl sich von einem Vielfachen von ρ unterscheidet.

Für den Fall der seismischen Prospektion im Meer wird die Empfängervorrichtung R und die Emissionsvorrichtung E hinter einem Schiff hergezogen, das kontinuierlich längs eines Weges parallel zu dem zu untersuchenden Profil fährt. Der Punkt T verschiebt sich kontinuierlich und unter regelmäßigen Zeitintervallen längs des Profils; nacheinander werden Schüsse durchgeführt, indem jeweils die Folge von Zeitintervallen ^ t , /\ t„ ...^t derart geändert wird, daß je-

I Ci III

dem Ort des Punktes T ein unterschiedliches Richtcharakteristikdiagramm zugeordnet wird.

Wie vorher ist die Folgeperiode von Schüssen des gleichen Richtcharakteristikdiagramms gleich ρ und sämtliche Schüsse deren Ordnungszahlen unterschiedlich zu einem Vielfachen von ρ sind, haben ein und das gleiche Richtcharakteristikdiagramm.

Vorzugsweise werden die Aufzeichnungen in Vielfachabdeckung (couverture multiple) von der Ordnung η entsprechend einem an sichbekannten Verfahren durchgeführt. Dies bedeutet im wesentlichen, daß die aufgezeichneten Spuren nach Gruppen von η Spuren derart klassifiziert werden können, daß sämtliche Spuren ein und der gleichen Gruppe Aufzeichnungen akustischer Wellen entsprechen, die im wesentlichen vom gleichen Punkt M einer reflektierenden Oberfläche reflektiert werden. Der Punkt M wird im wesentlichen als Spiegelpunkt bezeichnet.

809831/0739

Man sieht, daß dadurch, daß man die η Spuren jeder Gruppe durch ihre Summe ersetzt, man durch V' η das Niveau des Zufallgeräusches an den Aufzeichnungsspuren dividiert. Dieses Verfahren ist breiter in der US-Patentschrift 2 732 906 beschrieben.

Der Vorgang der Mehrfachüberdeckung umfasst nach dem Verfahren der Erfindung die Wahl unter den aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren, die ausgeführt werden, indem man zyklisch bei jedem Schuß das Richtcharakteristikdiagramm der Emissionsvorrichtung verändert, wobei unter denjenigen gewählt wird, die der gleichen Konfiguration oder Orientierung dieses Diagramms entsprechen. Wenn ρ die Anzahl von Konfigurationen oder Orientierungen ist, so wählt man ρ Gruppen von Spuren und führt an den Spuren jeder Gruppe eine Vielfachüberdeckung in der Größenordnung von n/p durch.

Sobald einmal die fakultative Behandlung in Vielfachüberdeckung durchgeführt ist, erhält man eine Zahl ρ von Spurengruppen, von denen eine jede einem unterschiedlichen Richtcharakteristikdiagramm zugeordnet ist. Man geht dann zu einem Behandlungsvorgang über, der es ermöglicht, die seitliche Neigung reflektierender Schichten zu bestimmen.

Es wird angenommen, daß die Emissionsvorrichtung eine Zahl ρ unterschiedlicher Richtcharakteristikdiagramme in der Ebene OYZ senkrecht zur Ebene des Profils umfasst und daß zwei beliebige unter diesen Ai und Aj in Fig. 3 dargestellt sind. Da die Richtcharakteristikdiagramme Ai und Aj unterschiedlich zueinander sind, ist die in einer beliebigen Richtung OM ausgesandte Energie, wenn das Richtcharakteristikdiagramm der Vorrichtung der Konfiguration Ai entspricht, unterstiiedlich zu derjenigen, die ausgesandt wird, wenn das Diagramm der Konfiguration Aj entspricht, abgesehen von einer gewissen

809831/0739

Zahl von Richtungen beispielsweise ON, wo die Diagramme einander schneidend sein können. Kennt man die Form des Richtcharakteristikdiagramms Ai und Aj der Emissionsvorrichtung, so kann man jeder Richtung der Halbebene unterhalb der Achse Y^r Y ein Wertepaar ai, aj zuordnen, welches repräsentativ für die in diesen beiden Diagrammen ausgesandte Energie ist.

Die entsprechend der Richtung OM reflektierte Energie, welche akustischen Wellen entspricht, die entsprechend den beiden Richtcharakteristikdiagrammen ai und aj ausgesandt wurden, wird proportional jeweils zu den Werten ai und aj, die dieser Richtung zugeordnet sind. Vergleicht man die Energien der reflektierten Wellen auf den Aufzeichnungen entsprechend den beiden Richtcharakteristikdiagrammen, so bestimmt man Energiewertepaare, die man mit den Wertepaaren (ai, aj) vergleicht, welche jeder Emissions-Empfangsrichtung zugeordnet sind. Findet man eine Korrespondenz mit einem besonderen Wertepaar (ai, aj), so kann man hieraus ableiten, daß die empfangene Energie von einem Spiegel reflektiert wurde, dessen seitliche Neigung i.\, diesem bestimmten Wertepaar entspricht.

Ebenfalls wird klar, daß der gleiche Spiegel oder der gleiche Teil des Spiegels die Wellen reflektiert, deren Energien verglichen werden und man kann so den Reflexionskoeffizienten der Schicht abstrahieren. Nach einem besonderen Ausführungsbeispiel wird das Verfahren des seismischen Aufschließens nach der Erfindung verwirklicht, indem man eine Emissionsvorrichtung mit zwei akustischen Impulsquellen E₁, E„ und eine seismische Flöte verwendet, die hinter einem nicht dargestellten Schiff hergezogen wird (Fig. 4). Die beiden Quellen werden im wesentlichen symmetrisch bezüglich eines Punktes T der Profilebene und unter einer Entfernung d von dieser, die beispielsweise zwischen 10 und 20 Meter liegen kann, gehalten.

809831/0739

An einer Schußstelle T„ des Profils wird die Quelle E„

2n 1

ausgelöst. Nach einem Zeitintervall mit dem Wert löst man die Quelle E aus. Das Richtcharakteristikdiagramm der Emissionsvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Ebene des Profils entspricht für diesen Schuß dem Diagramm A₁ (Fig. 5) .

Nachdem das Schiff weitergefahren ist, erfolgt der neue Schuß an einer Stelle T_{? +} -j» die unter Entfernung von der Schußstelle T„ um einen Abstand D vorgesehen ist, wobei dieser in der Größenordnung von etlichen zehn Metern entsprechend der Entwicklungsgeschwindigkeit und/oder dem zwischen aufeinanderfolgenden Schüssen gewählten Zeitintervall sein kann.

Aber für diesen Schuß wird zunächst die Quelle E„, dann die Quelle E₁ nach einem Zeitintervall gleich 2At betätigt. Das Richtcharakteristikdiagramm A der Emissionsvorrichtung hat in einer Ebene senkrecht zur Ebene des Profils im wesentlichen die gleiche Konfiguration wie das Diagramm A₁, ist jedoch symmetrisch bezüglich der Vertikalen OZ orientiert.

Während aufeinanderfolgender Schüsse an den Stellen T_ „, T etc. des Profils kehrt man jedesmal die Schußreihenfolge der beiden Quellen E₁ und E„ um. Da die Anzahl von Konfigurationen ρ gleich 2 ist, wird das gleiche Richtcharakteristikdiagramm der Emissionsvorrichtung nach je zwei Schüssen erhalten. Ist η die Ordnung der Vielfachüberdeckung bei der Aufzeichnung, so trennt man die nacheinander erhaltenen Aufzeichnungen in zwei Gruppen, jeweils entsprechend den Richtcharakteristikdiagrammen A₁ und A„. Zur Erhöhung des Verhältnisses von Signal zu Störung oder Geräusch, nimmt man vorzugsweise eine Vielfachüberdeckung in der Größenordnung n/2 an den Aufzeichnungen der beiden Gruppen vor.

809831/073«

280293S

- 1/f -

Dann erfolgt der Vergleich der Aufzeichnungen.

Dieser Vergleich wird erleichtert, wenn vorher eine Funktion D hergestellt wird, die repräsentativ für die Differenzen zwischen den entsprechend den Emissionsrichtungen ausgesandten in den beiden Richtcharakteristikdiagrammen A₁ und A₂ enthaltenen Energien ist.

Bei Kenntnis der Form der beiden Diagramme misst man die Werte a₁ und a , welche charakteristisch für die ausgesandten Energien sind, entsprechend jeder Richtung OT (Fig. 5), welche diese beiden Diagramme schneidet und berechnet die relative Amplitudendifferenz D, deren Wert beispeilsweise durch den Ausdruck

^a1 ^{+ a}2

gegeben ist, wobei o^ die Neigung von OT bezüglich der Vertikalen ist und die seitliche Neigung des Reflektors H darstellt,

die gewählte Funktion D hat den Vorteil, daß sie ohne Dimensionen und antisymmetrisch bezüglich der Variablen oC ist. Jedoch kann auch jede andere Funktion D, die repräsentativ für die Differenzen zwischen den Energien ist, im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

Ein praktisches Beispiel für die Funktion D, als Funktion von O^_/repräsentative Kurve ist in Fig. 6 dargestellt. Da die beiden Richtcharakteristikdiagramme im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Vertikalen sind, ist die für die Funktion D repräsentative Kurve symmetrisch bezüglich dem Ursprung 0 und nimmt monoton zu, wenn der Winkel oO zwischen den Werten - A. ,. und + cL _x. variiert. Für die Werte vom

809831/0739

2802938

- VS -Λ%

Winkel Q^ , die kleiner als - O^ _M oder größer als oC _M sind, nimmt die Funktion D ab. Durch eine sorgfältige Wahl der Anzahl der Quellen und der Verschiebungszeitintervalle zwischen ihren Auslöseaugenblicken kann man erreichen, daß der Maximaluert oL *. oberhalb 60° zurückgewiesen wird.

In Praxis ist die seitliche Neigung der unterirdischen reflektierenden Schichten immer niedriger als 60 und darum ist es möglich, jedem Wert der Funktion D einen Wert und nur einen einzigen des die seitliche Neigung definierenden Winkels qL entsprechen zu lassen.

Nachdem die Vorgänge der Mehrfachüberdeckung in der Größenordnung n/2 durchgeführt sind, misst man an den beiden resultierenden Aufzeichnungsgruppen die jeweiligen Werte für charakteristische Parameter der von jedem Reflektor rückgestrahlten Energie. Man vergleicht dann diese Werte, indem man den Wert der Funktion D, beispielsweise in Übereinstimmung mit der Beziehung (1) bestimmt und den Wert des Winkels oC für die seitliche Neigung jedes Reflektors hieraus ableitet.

Eine Quelle E_ kann zwischen den beiden Quellen E^ und E„ und unter gleichem Abstand zu diesen angeordnet sein. In diesem Fall wird der Auslöseaugenblick der Quelle E_ als Ursprung für die Zeit gewählt und die Quellen E^ und E₂ werden symmetrisch bezüglich dieses Ursprungs ausgelöst. Die Verwendung einer dritten Quelle ist von praktischem Interesse, da die in den Erdboden bei jedem Schuß übertragene akustische Energie gesteigert wird.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung der Maßnahme nach der Erfindung (Fig. 7) umfasst eine Emissionsanordnung 1, die so ausgelegt ist, daß sie die verwendeten Quellen E^, E„ ... E mit gewählten zeitlichen Verschiebungen

809831/0739

steuert und einen Zeitmaßstab oder eine Zeitbasis für ein mit der Empfangsvorrichtung R verbundenes Aufzeichnungssystem 2 definiert. Die an den durchgeführten Aufzeichnungen abgelesenen Signale xverden in ein Rechner- und Auswertesystem 3 eingeführt, wo die jeweiligen Neigungen der unterirdischen Reflektoren in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der Erfindung sich berechnen lassen.

Die Parameter, die kennzeichnend für die Stärke der von den akustischen ausgesandten Wellen erfahrenen Reflexionen sind, können beispielsweise der quadratische Mittelivert oder der mittlere Absolutwert der Amplitude der während eines Bezugszeitintervalls aufgezeichneten Signale sein.

Für den Fall, daß mehrere in der Folge ausgelöste Signale verwendet werden, wird die Dauer des Bezugszeitintervalls in der gleichen Größenordnung wie die Gesamtdauer der durch diese Quellen ausgesandten Impulse gewählt.

809831/0739

Claims

INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE 4, avenue de Bois-Preau Rueil-Malmaison, Frankreich Verfahren zur seismischen Prospektion zur Bestimmung der seitlichen Neigung unterirdischer Schichten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens PATENTANSPRÜCHE

1. Seismisches Prospektionsverfahren zur Bestimmung der seitlichen Neigung unterirdischer Schichten eines akustische Wellen bezüglich der Ebene eines seismischen Profils reflektierenden Mediums, wobei über eine Emissionseinrichtung nacheinander entsprechend mehrerer unterschiedlicher Richcharakteristikdiagramme in das zu explorierende Medium abgegebene akustische Wellen ausgesandt werden, die durch die reflektierenden Schichten dieses Mediums an einer Vielzahl von im wesentlichen parallel zur Ebene des Profils ausgerichteter Empfangspunkte reflektierten Wellen empfangen \tferden, die Echos an den reflektierenden Schichten der akustischen übertragenen Wellen entsprechend Richtcharakteristikdiagrammen aufgezeichnet werden und die aufgezeichneten Signale behandelt

809831/073·

^AL INSPECTED

2802938

herden, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung der aufgezeichneten Signale eine erste Kombination entsprechend einem bestimmten Gesetz der übertragenen akustischen Intensitäten, die für jede Emissionsrichtung in jedem der Richtcharakteristikdiagramme der Emissionsvorrichtung aufgenommen xmrden, sowie eine zweite unter Beachtung eines gleichen Gesetzes durchgeführte Kombination der jeweiligen Werte wenigstens eines für die Intensität der reflektierten akustischen Welken repräsentativen Parameters umfasst, der in die Aufzeichnung entsprechend den verschiedenen Richtcharakteristikdiagrammen eingeschrieben ist; und daß die Ergebnisse der beiden Kombinationen verglichen werden.

2. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß als der für die Stärke oder Intensität der reflektierten Wellen repräsentative Parameter der mittlere Absolutwert der Amplitude der während eines Zeitintervalls aufgezeichneten Signale gewählt wird, wobei das Zeitintervall im wesentlichen gleich der Dauer der Emission ist.

3. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als für die Intensität der reflektierten Wellen repräsentative Parameter der quadratische Mittelwert der Amplitude,der während eines Zeitintervalls aufgezeichneten Signale gewählt xvird, wobei das Zeitintervall im wesentlichen gleich der Dauer der Emission ist.

809831/0731

2802938

4. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem Ort eine Aufeinanderfolge von in der Ebene des seismischen Profils gewählten Orten mehrere Emissionen durchgeführt werden, imdem jedesmal das Richtcharakteristikdiagramm der Emission verändert xvird.

5. Verfahren zur seismischen Prospektion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine einzige Emission an jedem Ort einer Aufeinanderfolge von Orten durchgeführt \\^rird, die in der Ebene des seismischen Profils gexvählt sind und daß zwei aufeinanderfolgende Emissionen mit unterschiedlichen Richtcharakteristikdiagrammen durchgeführt werden.

6. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Emission nacheinander entsprechend wenigstens zweier Richtcharakteristikdiagramme in der Ebene senkrecht zum seismischen Profil, die symmetrisch bezüglich dieser Ebene sind, durchgeführt wird.

7. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieses bestimmte Gesetz so gewählt wird, daß jedem Wert des Emissionswinkels ein Wert und nur ein Ergebnis dieser ersten Kombination entspricht.

8. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Gesetz so gewählt wird, daß jedem Wert des Emissionswinkels ein Wert und nur ein Ergebnis der ersten Kombination entspricht .

809831/073$

9. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Kombination durchgeführt wird, indem die Werte einer Funktion abhängig vom Verhältnis der Differenz zwischen diesen Parametern und der Summe dieser Parameter bestimmt werden und daß die erste Kombination vorgenommen wird, indem die Werte einer Funktion abhängig vom Verhältnis zwischen der Differenz der Intensitäten, die entsprechend ein und der gleichen Richtung jeweils in den beiden unterschiedlichen Richtcharakteristikdiagrammen und der Summe dieser Intensitäten bestimmt werden, wobei die Intensitäten an den beiden Richtcharakteristikdiagrammen genommen werden.

10. Seismisches Prospektionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Emissionen, entsprechend einer bestimmten Anzahl unterschiedlicher Richtcharakteristikdiagramme durchgeführt werden und daß die Behandlung der aufgezeichneten Signale die Summierung der aufeinanderfolgenden AufZeichnungsspuren,entsprechend ein und dem gleichen Richtcharakteristikdiagramm vor dieser zweiten Kombination der Parameter umfasst, welche repräsentativ für die Intensität der reflektierten akustischen Wellen sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Emissionseinrichtung; eine Empfangseinrichtung mit einer Vielzahl von Empfängern, die längs einer im wesentlichen zur Ebene des Profils parallelen Linie angeordnet sind; Aufzeichnungseinrichtungen für die reflektierten akustischen Wellen; Einrichtungen zum Bestimmen der Werte der Parameter, die repräsentativ für die Stärke der reflektierten akustischen Wellen sind; und Einrichtungen zum Kombinieren der jeweiligen Werte dieser Parameter und zum Vergleich der Ergebnisse dieser Kombination mit den Ergebnissen der ersten Kombination.

809831/073§

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß die Emissionseinrichtung mehrere
Emissionsquellen für akustische Wellen und Einrichtungen
zur Folgeauslösung dieser Quellen umfasst.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Emissionseinrichtung mehrere
Emissionsquellen für akustische Wellen und Einrichtungen
umfasst, welche bestimmte zeitliche Verschiebungen zwischen den Quellen anbringen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionseinrichtung ein Paar
von symmetrisch bezüglich eines Punktes angeordneten Quellen umfasst.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Emissionseinrichtung Quellen umfasst, die symmetrisch bezüglich eines Punktes, wo eine zentrale Quelle vorgesehen ist,angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Punkt auf der Linie der Geber vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen längs einer im wesentlichen zur Linie der Geber senkrechten Richtung ausgerichtet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die eine Summierung der unterschiedlichen Aufzeichnungsspuren entsprechend jedem der Richtcharakteristikdiagramme vornehmen.

809831/0739