FR2648562A1 - Method and system for determining the azimuthal anisotropy in a domain of a physical medium - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative à un procédé et à un système de détermination de l'anisotropie azimutale dans un domaine d'un milieu matériel. The invention relates to a method and a system for determining azimuth anisotropy in a domain of a material medium.
L'étude de l'isotropie des milieux matériels présente actuellement un intérêt croissant. The study of isotropy of material environments is currently of increasing interest.
Dans le domaine technique de la prospection géophysique ou minière, il est particulièrement intéressant de pouvoir déterminer les paramètres d'anisotropie de milieux tels que les couches géologiques sousjacentes à la surface de l'écorce terrestre. In the technical field of geophysical prospecting or mining, it is particularly interesting to be able to determine the parameters of anisotropy of environments such as the underlying geological layers on the surface of the Earth's crust.
Des travaux récents ont été effectués, en France notamment, afin d'établir une méthodologie permettant la détermination des caractéristiques d'anisotropie des milieux matériels à partir d'ondes de cisaillement transversales, ondes S ou "shearwaves" en langage anglo-saxon. Recent work has been carried out, in France in particular, to establish a methodology for determining the anisotropy characteristics of material media from transverse shear waves, S waves or "shearwaves" in Anglo-Saxon language.
Les méthodologies proposées permettent pour un milieu matériel donné de déterminer les matrices de transfert du milieu aux ondes de cisaillement précitées.The proposed methodologies allow for a given material medium to determine the transfer matrices of the medium to the aforementioned shear waves.
Pour une description plus détaillée de la méthodologie proposée, on pourra se reporter à la demande de brevet français n" 2 599 508 publiée le 04.12.1987 au nom de la demanderesse. La méthodologie précédemment citée donne toute satisfaction. Cependant, elle nécessite la mise en oeuvre de sources génératrices d'ondes de cisaillement et de récepteurs de ces ondes en fonction de leur direction de polarisation, par exemple des géophones omnidirectionnels tri axes. Enfin, la méthodologie précitée est avant tout avantageuse en sismique de puits pour la détermination de la fonction de transfert d'une zone déterminée de terrain. For a more detailed description of the proposed methodology, reference may be made to French patent application No. 2,599,508 published on behalf of the applicant on December 4, 1987. The above-mentioned methodology is entirely satisfactory. of sources generating shear waves and receivers of these waves as a function of their direction of polarization, for example tri-axis omnidirectional geophones Finally, the aforementioned methodology is above all advantageous in well seismic for the determination of the transfer function of a given area of land.
La présente invention a pour but la mise en oeuvre d'un procédé et d'un système de détermination de l'anisotropie azimutale d'un milieu matériel à. partir d'ondes de pression, donc longitudinales. The present invention aims to implement a method and a system for determining the azimuth anisotropy of a material medium to. from pressure waves, so longitudinal.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un procédé et d'un système de détermination de l'anisotropie azimutale d'un milieu matériel pouvant être mis en oeuvre en sismique terrestre de surface à partir de matériel de relevé de profils d'acquisition en sismique tridimentionnelle par exemple. Another object of the present invention is the implementation of a method and a system for determining the azimuth anisotropy of a material medium that can be implemented in surface earth seismic from survey equipment. acquisition profiles in three-dimensional seismic for example.
Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en oeuvre d'un procédé et d'un système de détermination de l'anisotropie azimutale d'un milieu matériel susceptible de permettre l'établissement d'une carte tridimensionnelle d'anisotropie par un processus de type tomographie. Another object of the present invention is finally the implementation of a method and a system for determining the azimuth anisotropy of a material medium capable of allowing the establishment of a three-dimensional map of anisotropy by a tomography process.
Le procédé de détermination de l'anisotropie azimutale dans un domaine d'un milieu matériel présentant au moins une surface de séparation sensiblement plane, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il consiste, pour une acquisition pour un domaine élémentaire, à disposer sur la surface de séparation une pluralité de couples d'émetteur-récepteur d'une onde de pression dirigée vers le milieu matériel à étudier. Chaque couple d'émetteur-récepteur est disposé selon une direction déterminée par rapport à une direction de référence autour d'un centre commun et un émetteur est décalé d'un récepteur correspondant d'une distance de décalage. Une onde de pression est engendrée à partir d'un émetteur et les échos ou ondes de pression réfléchies sont enregistrés au niveau du récepteur qui lui est associé dans une fenêtre de temps de propagation définissant le domaine élémentaire. L'étape précédente d'émission et d'enregistrement est répétée pour chacun des couples d'émetteur-récepteur pour le domaine élémentaire considéré. La loi de variation de propagation des ondes de pression réfléchies ou échos en fonction de l'azimut correspondant est établie à partir des fluctuations d'amplitude et de temps de propagation pour chaque écho reçu. The method for determining the azimuth anisotropy in a domain of a material medium having at least one substantially planar separation surface, object of the present invention, is remarkable in that it consists, for an acquisition for an elementary domain, disposing on the separation surface a plurality of transmitter-receiver pairs of a pressure wave directed towards the material medium to be studied. Each transceiver pair is arranged in a determined direction with respect to a reference direction around a common center and a transmitter is shifted by a corresponding receiver by an offset distance. A pressure wave is generated from a transmitter and the reflected echoes or pressure waves are recorded at the receiver associated therewith in a propagation time window defining the elementary domain. The previous step of transmitting and recording is repeated for each of the transceiver pairs for the considered elementary domain. The law of variation of propagation of the reflected pressure waves or echoes as a function of the corresponding azimuth is established from the fluctuations of amplitude and propagation time for each received echo.
Le système de détermination de l'anisotropie azimutale dans un domaine constitué de domaines élémentaires d'un milieu matériel présentant au moins une surface de séparation sensiblement plane, conforme à l'objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comprend un réseau de couples d'émetteur-récepteur disposés selon une pluralité d'azimuts et des moyens de commande des couples d'émetteur récepteur interconnectés aux couples d'émetteur-récepteur pour assurer la commande en émission des émetteurs et en réception des récepteurs définissant le domaine élémentaire. Des moyens de calcul sont prévus pour effectuer un calcul des fluctuations d'amplitude et de temps de propagation des échos reçus en fonction de l'azimut. The system for determining the azimuth anisotropy in a domain consisting of elementary domains of a material medium having at least one substantially planar separation surface, in accordance with the subject of the present invention, is remarkable in that it comprises a network of transceiver pairs arranged in a plurality of azimuths and means for controlling the transceiver pairs interconnected to the transceiver pairs to provide transmit control of transmitters and receive receivers defining the domain elementary. Calculation means are provided for performing a calculation of amplitude and delay fluctuations of the received echoes as a function of the azimuth.
Le procédé et le système, objets de l'invention, trouvent application à la détermination de l'anisotropie azimutale des milieux matériels de toute nature, en particulier les milieux matériels stratifiés. The method and the system, objects of the invention, are applicable to the determination of the azimuth anisotropy of material media of any kind, in particular the stratified material media.
Une application particulièrement avantageuse du procédé et du système objets de l'invention concerne la sismique tridimensionnelle terrestre en tectonique .calme.A particularly advantageous application of the method and system of the invention relates to three-dimensional earth seismic in tectonic .calme.
Une description plus détaillée du procédé et du système, objets de l'invention, sera donnée de façon plus détaillée à la lecture de la description et à l'observation des dessins dans lesquels
la figure I représente un diagramme illustratif de la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention,
la figure 2 représente la loi de variation du temps de propagation entre un émetteur Ei et un récepteur Ri en fonction de l'orientation de ces derniers par rapport à une direction de référence,
la figure 3 représente la loi de variation de l'amplitude des échos reçus par un récepteur Ri en fonction de l'angle d'orientation par rapport à une direction de référence,
la figure 4 représente un diagramme tridimensionnel des signaux d'échos reçus par un récepteur Ri déterminé en fonction de l'axe vertical gradué en temps de propagation, I'axe horizontal gradué en distance de décalage entre émetteur Ei et récepteur Ri, une graduation supplémentaire en angle d'orientation de û à 3600 par rapport à une direction de référence étant en outre portée sur l'axe horizontal pour différentes valeurs discrètes de distances de décalage.A more detailed description of the method and system, objects of the invention, will be given in more detail on reading the description and on the observation of the drawings in which
FIG. 1 represents an illustrative diagram of the implementation of the method which is the subject of the invention,
FIG. 2 represents the law of variation of the propagation time between a transmitter Ei and a receiver Ri as a function of the orientation of these latter with respect to a reference direction,
FIG. 3 represents the law of variation of the amplitude of the echoes received by a receiver Ri as a function of the angle of orientation relative to a reference direction,
FIG. 4 represents a three-dimensional diagram of the echo signals received by a receiver Ri determined according to the vertical axis graduated in propagation time, the horizontal axis graduated in offset distance between transmitter Ei and receiver Ri, an additional graduation in an orientation angle of 3600 with respect to a reference direction further being carried on the horizontal axis for different discrete values of offset distances.
la figure 5 représente un diagramme illustratif de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour différentes profondeurs
d'analyse, c'est-à-dire pour différents domaines élémentaires successifs de
susceptibles de constituer un domaine total D,
.la figure 6 représente un mode de réalisation avantageux non
limitatif d'un système permettant la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention,
. Ia figure 7 représente l'organigramme d'un programme
intégré à un calculateur de commande et de traitement permettant la mise
en oeuvre du procédé objet de l'invention pour un ensemble de domaines
élémentaires de constituant un domaine D.FIG. 5 represents an illustrative diagram of the implementation of the method according to the invention for different depths
of analysis, that is to say for different successive elementary domains of
likely to constitute a total area D,
FIG. 6 represents an advantageous embodiment not
limiting a system allowing the implementation of the method which is the subject of the invention,
. Figure 7 shows the flowchart of a program
integrated into a control and processing computer allowing the
of the method which is the subject of the invention for a set of domains
elementary constituting a domain D.
Le procédé, objet de l'invention, sera tout d'abord décrit en
liaison avec le diagramme illustratif de la figure I.The method, object of the invention, will first be described in
connection with the illustrative diagram of figure I.
Selon la figure précitée, et ainsi que représenté sur celle-ci, le
procédé, objet de l'invention, consiste, afin de déterminer l'anisotropie
azimutale d'un milieu matériel présentant au moins une surface de
séparation sensiblement plane, notée S sur cette figure, à disposer sur cette
surface de séparation une pluralité de couples d'émetteur-récepteur El, E2,
Ei, respectivement RI, R2, Ri d'une onde de pression dirigée vers le milieu
matériel à étudier. Afin d'effectuer une acquisition sur un domaine
élémentaire de sur la figure I, chaque couple d'émetteur-récepteur Ei, Ri
est disposé selon une direction a i déterminée par rapport à une direction
de référence N. Les couples d'émetteur-récepteur Ei, Ri sont disposés
autour d'un centre commun CK.According to the above figure, and as shown therein, the
process, object of the invention, consists, in order to determine the anisotropy
azimuth of a material medium having at least one surface of
substantially plane separation, noted S in this figure, to have on this
separation area a plurality of transceiver pairs El, E2,
Ei, respectively R1, R2, Ri of a pressure wave directed towards the middle
material to study. To perform an acquisition on a domain
elementary of FIG. 1, each pair of transceiver Ei, Ri
is arranged in a direction ai determined with respect to a direction
reference N. The transceiver pairs Ei, Ri are arranged
around a common CK center.
A titre d'exemple non limitatif, la direction de référence N
peut être quelconque mais elle peut, dans le cas où le procédé, objet de
l'invention, est utilisé pour l'étude des couches géologiques sousjacentes à
la surface terrestre, être constituée par la direction du nord. Dans tous les
cas, et quelle que soit la direction de référence utilisée, I'anisotropie mise
en évidence pour le milieu matériel étudié sera définie par l'anisotropie
azimutale, I'angle a i étant alors considéré comme l'azimut de chaque
couple d'émetteur-récepteur Ei, Ri par rapport à la direction de référence
N, que celle-ci soit constituée par la direction du nord géographique ou non.By way of non-limiting example, the reference direction N
may be arbitrary, but it may, in the case where the process is subject to
the invention is used for the study of the underlying geological layers at
the terrestrial surface, be constituted by the direction of the north. In all the
case, and regardless of the reference direction used, the anisotropy
in evidence for the studied material medium will be defined by anisotropy
azimuth angle, the angle ai being then considered as the azimuth of each
transceiver pair Ei, Ri relative to the reference direction
N, whether it is constituted by the direction of the geographical north or not.
o'
Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 1, un émetteur Ei est séparé d'un récepteur correspondant Ri d'une distance de décalage Oi. On notera que les distances de décalage des différents couples d'émetteurrécepteur peuvent a priori être quelconques. Cependant, pour la commodité de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, une valeur prédéterminée de décalage sera utilisée, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.o '
As shown in FIG. 1, a transmitter Ei is separated from a corresponding receiver Ri by an offset distance Oi. It will be noted that the offset distances of the different transmitter-receiver pairs can in principle be arbitrary. However, for the convenience of implementing the method, object of the invention, a predetermined offset value will be used, as will be described later in the description.
Conformément à la figure I précitée, le procédé, objet de l'invention, consiste alors à engendrer à partir d'un émetteur Ei une onde de pression Pi et à enregistrer au niveau du récepteur Ri qui lui est associé les échos ou ondes de pression réfléchies dans une fenêtre de temps de propagation définissant un domaine élémentaire de dans le domaine D à étudier. According to the above-mentioned FIG. 1, the method which is the subject of the invention then consists in generating, from a transmitter Ei, a pressure wave Pi and recording at the receiver Ri associated therewith the echoes or pressure waves. reflected in a propagation time window defining an elementary domain in the domain D to be studied.
On comprendra,. bien sûr, que l'enregistrement par le récepteur
Ri assdcié à l'émetteur Ei correspondant des échos ou ondes de pression réfléchies sur une couche sousjacente à la surface de séparation S, cette réflexion étant, bien entendu, partielle, et l'enregistrement précité, étant effectué pendant une fenêtre de temps de largeur 6 t décalée par rapport à l'instant d'émission de l'onde de pression Pi par l'émetteur Ei d'un temps t, permet d'obtenir en fait l'information d'amplitude et de phase ou de retard de propagation de l'onde réfléchie sur une tranche d'épaisseur o Z correspondant à la largeur de la fenêtre temporelle d'enregistrement 6 t.We will understand ,. of course, that the recording by the receiver
Ri is assigned to the corresponding emitter Ei echoes or pressure waves reflected on a layer underlying the separation surface S, this reflection being, of course, partial, and the aforementioned recording being performed during a width window of time 6 t offset from the instant of emission of the pressure wave Pi by the transmitter Ei by a time t, makes it possible to obtain in fact the amplitude and phase or propagation delay information. of the wave reflected on a slice of thickness o Z corresponding to the width of the recording time window 6 t.
La tranche d'épaisseur 6 Z sur une surface de réflexion élé.mentaire a déterminée permet de constituer le volume élementaire ou domaine élémentaire , un ensemble de ces domaines élémentaires de constituant le domaine d'étude D précité. On comprendra, bien sûr, qu'en fonction de la largeur de la fenêtre temporelle 6 t, il est possible de rendre l'épaisseur de la tranche de domaine élémentaire de fl Z aussi petite que possible de façon à obtenir un domaine élémentaire de de taille appropriée.The 6 Z thickness wafer on an elementary reflection surface determined makes it possible to constitute the elementary volume or elementary domain, a set of these elementary domains constituting the above-mentioned field of study D. It will be understood, of course, that depending on the width of the time window 6 t, it is possible to make the thickness of the elementary domain slice of fl Z as small as possible so as to obtain an elementary domain of appropriate size.
En ce qui concerne la surface élémentaire de réflexion a celle-ci est déterminée par des conditions d'incidence de l'onde de pression
Pi, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. With regard to the elementary surface of reflection to it is determined by the conditions of incidence of the pressure wave
Pi, as will be described later in the description.
Selon une autre caractéristique du procédé, objet de l'invention, I'étape précédente, consistant à engendrer à partir d'un émetteur Ei une onde de pression Pi et à enregistrer au niveau du récepteur Ri associé les échos ou ondes de pression réfléchies, est répétée pour chacun des couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri pour le domaine élémentaire de considéré. According to another characteristic of the method, which is the subject of the invention, the preceding step consists in generating from a transmitter Ei a pressure wave Pi and in recording at the associated receiver Ri the reflected echoes or pressure waves. is repeated for each of the transceiver pairs Ei, Ri for the elementary domain of considered.
Les étapes précédentes ayant été répétées pour chaque couple d'émetteur-récepteur précité, le procédé, objet de l'invention, consiste alors à déterminer pour chaque écho reçu les fluctuations d'amplitude et de temps de propagation pour établir une loi de variation de propagation des ondes de pression réfléchies ou échos en fonction de l'azimut ou angle d'orientation correspondant par rapport à la direction de référence. Since the preceding steps have been repeated for each pair of transceivers mentioned above, the method which is the subject of the invention then consists in determining for each received echo the amplitude and propagation time fluctuations in order to establish a variation law of propagation of reflected pressure waves or echoes as a function of the azimuth or orientation angle corresponding to the reference direction.
Dans le cas où la surface élémentaire a est située au-dessus de terrains ou de couches matérielles présentant l'anisotropie autour de l'axe vertical passant par le centre commun CK, I'anisotropie précitée se traduit par une déformation en temps des réflexions correspondant à des trajets traversant les terrains anisotropes suivant une sinusolde de période 1800 et par une variation de l'amplitude de ces réflexions suivant une sinusotde également de période 1800. In the case where the elementary surface a is located above terrains or material layers presenting the anisotropy around the vertical axis passing through the common center CK, the aforementioned anisotropy results in a time deformation of the corresponding reflections. to paths crossing the anisotropic lands following a sinusoid of period 1800 and by a variation of the amplitude of these reflections according to a sinusoid of also period 1800.
Compte tenu de l'observation précitée, le procédé, objet de l'invention, dans son étape de détermination de la loi de variation de. Given the aforementioned observation, the method, object of the invention, in its step of determining the law of variation of.
propagation des ondes de pression réfléchies ou échos en fonction de l'azimut ou angle d'orientation ai par rapport à la direction de référence N consiste alors à mémoriser les valeurs.de temps de propagation Ti pour chaque valeur d'azimut o i, puis à comparer pour une valeur d'azimut a i donnée la valeur du temps de propagation Ti correspondant à la valeur moyenne des temps de propagation T au point considéré.propagation of the reflected pressure waves or echoes as a function of the azimuth or angle of orientation ai with respect to the reference direction N then consists in memorizing the values of propagation time Ti for each azimuth value oi, then at comparing for an azimuth value ai the value of the propagation time Ti corresponding to the average value of the propagation times T at the considered point.
Selon une autre caractéristique du procédé, objet de l'invention, I'étape de détermination de la loi de variation de propagation des ondes de pression réfléchies ou échos en fonction de l'azimut correspondant peut égalemént consister à mémoriser les valeurs d'ampli tude Ai des ondes de pression réfléchies ou échos pour chaque valeur d'azimut a i ou angle d'orientation par rapport à la direction N, puis à comparer pour une valeur d'azimut donnée la valeur de l'amplitude Ai correspondante à la valeur moyenne des amplitudes A au point considéré. According to another characteristic of the method, which is the subject of the invention, the step of determining the propagation variation law of the reflected pressure waves or echoes as a function of the corresponding azimuth may also consist in memorizing the amplitude values. Ai reflected pressure waves or echoes for each azimuth value ai or orientation angle relative to the direction N, then to compare for a given azimuth value the value of the amplitude Ai corresponding to the average value of amplitudes A at the point considered.
Selon une caractéristique avantageuse non limitative du procédé, objet de l'invention, et afin de faciliter l'analyse mathématique des phénomènes précédemment décrits, I'émission et la réception des ondes de pression réfléchies ou échos sont effectuées pour une plage d'azimuts ou d'angles d'orientation a i comprise entre 0 et 1800 à incidence constante. According to an advantageous nonlimiting characteristic of the method, object of the invention, and in order to facilitate the mathematical analysis of the previously described phenomena, the emission and reception of the reflected pressure waves or echoes are carried out for a range of azimuths or angles of orientation ai between 0 and 1800 constant incidence.
Dans ce cas, ainsi que représenté notamment en figure 1, les couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri présentent une même distance de décalage Oi et sont disposés en un motif formant une même circonférence par rapport au centre commun CK. A titre d'exemple non limitatif, les paramètres d'émission, tels que le décalage Oi entre chaque émetteur Ei et chaque récepteur Ri correspondant et, en définitive, I'angle d'incidence des ondes de pression émise Pi sur les surfaces réfléchissantes élémentaires a peuvent être choisies égales de façon que
Oi = 2 x Z où
Z désigne la profondeur de la surface réfléchissante élémentaire 'a par rapport à la surface de séparation S.In this case, as shown in particular in FIG. 1, the transceiver pairs E 1, R 1 have the same offset distance O 1 and are arranged in a pattern forming the same circumference with respect to the common center CK. By way of nonlimiting example, the emission parameters, such as the offset Oi between each emitter Ei and each corresponding receiver Ri, and, finally, the angle of incidence of the pressure waves emitted Pi on the elementary reflecting surfaces. can be chosen equal so that
Oi = 2 x Z where
Z denotes the depth of the elementary reflecting surface with respect to the separation surface S.
Sur la figure 2, on a représenté la loi de variation du temps de propagation des ondes de pression réfléchies Pi pour différents angles d'azimut ou d'orientation a i pour une plage de valeurs de cet angle d'orientation comprise entre 00, correspondant sensiblement à la direction de référence N, par rapport au centre commun CK, et 1800 correspondant à la direction opposée par rapport à ce même centre commun CK. A titre d'exemple non limitatif, les incréments d'angles d'orientation a i ont été pris égaux à 150. Sur la figure 2, I'axe vertical est gradué à une valeur de temps de propagation par rapport à un temps de propagation moyen, et on constate que les valeurs de temps de propagation, en fonction de l'angle d'orientation ou d'azimut a i, suivent sensiblement une loi sinusoldale. FIG. 2 shows the law of variation of the propagation time of the reflected pressure waves Pi for different angles of azimuth or orientation ai for a range of values of this angle of orientation between 00, substantially corresponding to in the reference direction N, with respect to the common center CK, and 1800 corresponding to the opposite direction with respect to this same common center CK. By way of nonlimiting example, the increments of orientation angles α1 have been taken to be 150. In FIG. 2, the vertical axis is graduated to a value of propagation time with respect to an average propagation time. , and it is found that the propagation time values, as a function of the orientation angle or azimuth ai, substantially follow a sinusoldale law.
Ainsi, la détermination du temps de propagation le plus faible per.met de déterminer, d'une part, la direction de l'axe d'anisotropie dit "axe rapide", cette direction étant notée a r sur la figure 2, et, d'autre part, pour le temps de propagation maximum la direction de l'axe d'anisotropie dit "axe lent" correspondant à la direction a I sur ia figure 2. Les directions rapide et lente précitées constituent les directions principales d'anisotropie du milieu matériel considéré au centre commun CK précité.Thus, the determination of the weakest propagation time makes it possible to determine, on the one hand, the direction of the axis of anisotropy called "fast axis", this direction being denoted ar in FIG. 2, and, d On the other hand, for the maximum propagation time, the direction of the axis of anisotropy called the "slow axis" corresponding to the direction I on FIG. 2. The aforementioned fast and slow directions constitute the principal directions of anisotropy of the medium. material considered at the aforementioned CK Joint Center.
De la même manière, ainsi qu'on l'a représenté en figure 3, la loi de variation de l'amplitude Ai des ondes de pression Pi en fonction de l'angle d'orientation ou azimut a i des couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri a été représentée en figure 3. In the same way, as shown in FIG. 3, the law of variation of the amplitude Ai of the pressure waves Pi as a function of the angle of orientation or azimuth ai of the transceiver pairs Ei, Ri has been represented in FIG.
Sur la figure 3, I'axe vertical représente des valeurs d'amplitude par rapport à l'amplitude moyenne et l'axe horizontal des valeurs d'angle d'orientation par rapport à la direction de référence N. In FIG. 3, the vertical axis represents amplitude values with respect to the average amplitude and the horizontal axis of the orientation angle values with respect to the reference direction N.
La loi de variation d'amplitude des échos en fonction de l'angle d'orientation a i ou d'azimuts précités suit également une variation sinusoldale. La. loi,de variation d'amplitude, telle que représentée en figure 3, a été obtenue pour des incréments d'orientation a i égaux à 15"'Comme dans le cas de la détermination de la loi de variation de temps de propagation. La loi de variation d'amplitude, telle que représentée en figure 3, permet de déterminer l'atténuation différentielle d'amplitude selon les axes lent et rapide précités pour les valeurs,a r, al précédemment déterminées, c'est-à-dire pour les directions rapide et lente constituant les directions principales d'anisotropie ou coordonnées naturelles du milieu matériel considéré. The law of amplitude variation of the echoes as a function of the angle of orientation a i or of the abovementioned azimuths also follows a sinusoidal variation. The amplitude variation law, as represented in FIG. 3, was obtained for increments of orientation α equal to 15. As in the case of the determination of the law of variation of propagation time. amplitude variation law, as represented in FIG. 3, makes it possible to determine the differential attenuation of amplitude according to the aforementioned slow and fast axes for the values, ar, al previously determined, that is to say for the fast and slow directions constituting the principal directions of anisotropy or natural coordinates of the material medium considered.
Bien entendu, en ce qui concerne les figures 2 et 3, les axes de valeurs de temps et d'amplitude peuvent être gradués en valeur relative par rapport à la valeur de temps de propagation. moyenne, respectivement la valeur d'amplitude moyenne. Of course, with regard to FIGS. 2 and 3, the axes of time and amplitude values can be graduated in relative value with respect to the value of propagation time. average, respectively the average amplitude value.
En ce qui concerne la conduite du procédé, objet de l'invention, en particulier, afin d'obtenir des valeurs d'amplitude stables des échos ou ondes de pression réfléchies au cours des essais, il est souhaitable de travailler à incidence constante, I'amplitude des échos réfléchis dépendant, bien entendu, de incidence de l'onde de pression Pi engendrée par chaque émetteur Ei. Ainsi qu'on a pu le constater au cours d'essais, de faibles incidences, c'est-à-dire de faibles valeurs de distance de décalage entre émetteurs Ei et récepteurs associés Ri, ont pour effet de provoquer de très faibles écarts de temps de propagation. En conséquence, la valeur d'incidence précédemment indiquée, correspondant à un angle d'incidence des ondes de pression Pi par rapport à la verticale sensiblement égale à 450, a été retenue. With regard to the conduct of the method, object of the invention, in particular, in order to obtain stable amplitude values of the echoes or pressure waves reflected during the tests, it is desirable to work at constant incidence, The amplitude of the reflected echoes depends, of course, incidence of the pressure wave Pi generated by each transmitter Ei. As has been seen in the course of tests, low incidences, ie small values of offset distance between emitters Ei and associated receivers Ri, have the effect of causing very small differences in propagation time. Consequently, the previously indicated incidence value, corresponding to an angle of incidence of the pressure waves Pi with respect to the vertical substantially equal to 450, has been retained.
Sur la figure 4, on a représenté un diagramme tridimentionnel des signaux d'échos reçus par un récepteur Ri déterminé en fonction de l'axe vertical gradué en temps de propagation T, cet axe étant gradué en milliseconde. L'axe horizontal est gradué en distance de décalage entre émetteurs Ei et récepteurs Ri pour des distances de décalage exprimées en pied (un pied = 0,3048 mètre), une graduation supplémentaire en angle d'orientation ou d'azimut de 0 à 3600 par rapport à une direction, de référence étant en outre portée sur ce même axe horizontal pour différentes valeurs discrètes de distance de décalage. FIG. 4 shows a three-dimensional diagram of the echo signals received by a receiver Ri determined as a function of the vertical axis graduated in propagation time T, this axis being graduated in millisecond. The horizontal axis is graduated in offset distance between emitters Ei and receivers Ri for offset distances expressed in feet (one foot = 0.3048 meters), an additional graduation in angle of orientation or azimuth of 0 to 3600 relative to a direction, reference being furthermore focused on this same horizontal axis for different discrete values of offset distance.
Sur le diagramme de la figure 4 précité, on peut constater, d'une part, la périodicité selon une loi sinusoîdale des fluctuations du temps de propagation T en fonction de l'azimut pour chaque valeur de décalage correspondante, ainsi qu'une variation périodique de période 1800 des valeurs d'amplitude des échos ou ondes de pression réfléchies, ces valeurs périodiques d'amplitude apparaissant du fait de l'intensité de coloration en noir pour un temps de propagation moyen donné. In the above diagram of FIG. 4, it is possible to observe, on the one hand, the periodicity according to a sinusoidal law of the fluctuations of the propagation time T as a function of the azimuth for each corresponding offset value, as well as a periodic variation. period 1800 amplitude values of reflected echoes or pressure waves, these periodic amplitude values appearing due to the black color intensity for a given average propagation time.
Sur la figure 4, on a également porté les courbes d'isoincidence des ondes de pression Pi, ces courbes ayant été calculées pour les valeurs d'incidence 200, 300 et 45 , pour l'ensemble des valeurs de décalage entre chaque émetteur Ei et chaque récepteur associé Ri pour des valeurs de profondeur et finalement de temps de propagation T correspondantes. FIG. 4 also shows the isoincidence curves of the pressure waves Pi, these curves having been calculated for the incidence values 200, 300 and 45, for the set of offset values between each transmitter Ei and each associated receiver Ri for depth values and finally corresponding T propagation time.
On constate finalement que l'angle d'incidence le plus favorable pour la conduite des essais est compris entre 300 et 45". Le diagramme de la figure 4 justifie pour l'étude du phénomène d'anisotropie, conformément au procédé objet de l'invention, l'étude des fluctuations des temps -de propagation et des amplitudes des échos en fonction de l'angle d'orienta- tion ou d'azimut par rapport à la direction de référence sur une valeur d'orientation ou d'azimut comprise entre 0 et 1800 pour déterminer les directions principales et les atténuations différentielles selon ces directions. Une telle constatation est justifiée par le fait que l'anisotropie de propagation est identique par rotation de 1800 d'un couple d'émetteur Ei récepteur Ri considéré autour d'un centre commun CK, la distance de décalage Oi correspondante étant conservée.Finally, it is found that the most favorable angle of incidence for the conduct of the tests is between 300 and 45 ° C. The diagram of FIG. 4 justifies for the study of the phenomenon of anisotropy, in accordance with the process object of the invention, the study of the fluctuations of propagation times and amplitudes of echoes as a function of the orientation angle or azimuth relative to the reference direction on an orientation or azimuth value included between 0 and 1800 to determine the main directions and the differential attenuations along these directions, such a finding is justified by the fact that the propagation anisotropy is identical by rotation of 1800 of a pair of emitter Ei receiver Ri considered around a common center CK, the corresponding offset distance Oi being retained.
Une variante de réalisation ou de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, sera décrite en liaison avec la figure 5. La variante de réalisation ou de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, décrite en liaison avec la figure 5 permet d'effectuer une mesure ou une acquisition dans une succession de domaines élémentaires de de profondeur successive incrémentée. Dans ce but, ainsi que représenté de façon schématique en figure 5, le procédé, selon l'invention, consiste à effectuer une pluralité d'acquisitions, le motif formant une même circonférence par rapport au centre commun CK étant transformé par une suite d'homothéties de centre CK et de rapport Kr. Ainsi, le motif initial peut être transformé de façon que la distance de décalage Oir prenne des valeurs successives
Oir Kr x Oir
Les valeurs du coefficient ou rapport d'homothétie Kr peuvent être choisies de façon que Oir et Oi r-I représentent par exemple les distances de décalage des couples émetteur-récepteu,r Ei,Ri pour un .incrément de profondeur Pf à incidence constante, ainsi que représenté sur la figure 5 et correspondant à un pas de décalage en profondeur du domaine élémentaire de considéré.An alternative embodiment or implementation of the method, object of the invention, will be described in connection with Figure 5. The variant embodiment or implementation of the method, object of the invention, described in connection with the FIG. 5 makes it possible to carry out a measurement or an acquisition in a succession of elementary domains of incremented successive depth. For this purpose, as shown diagrammatically in FIG. 5, the method according to the invention consists in making a plurality of acquisitions, the pattern forming the same circumference with respect to the common center CK being transformed by a sequence of homotheties of center CK and ratio Kr. Thus, the initial pattern can be transformed so that the offset distance Oir takes successive values.
Oir Kr x Oir
The values of the coefficient or ratio of homothety Kr can be chosen so that Oir and Oi rI represent, for example, the offset distances of the emitter-receiver pairs, r Ei, Ri for a constant depth increment Pf, as well as represented in FIG. 5 and corresponding to a pitch shift in depth of the elementary domain of considered.
Sur la figure 5, on a représenté à titre d'exemple non limitatif par rapport à un centre commun CK un motif constitué par une pluralité de couples émetteur-récepteur Ei,R 1, Rital issue d'un motif initial non représenté et suivi successivement d'un motif constitué par des couples émetteur-récepteur Eir, Rir puis Ei +1 > Ri r+l Les domaines élementaires successifs sont notés alors de 1. der, der+ 1 Ils correspondent, bien entendu, à différents domaines élémentaires de surface élémentaire a décalés d'un incrément de profondeur Pf, ainsi que représenté sur la figure 5. FIG. 5 shows by way of nonlimiting example with respect to a common center CK a pattern consisting of a plurality of transmitter-receiver pairs E 1, R 1, Rital resulting from an initial pattern not represented and successively followed. a pattern consisting of transceiver pairs Eir, Rir and Ei +1> Ri r + 1 The successive elementary domains are then denoted by 1. der, der + 1 They correspond, of course, to different elementary surface elementary domains has shifted by an increment of depth Pf, as shown in FIG.
Bien entendu, en fonction de l'incidence des ondes de pression
Pi sur chaque surface élémentaire a et de la largeur de la feriêtre tempor.elle 6 t, il est ainsi possible d'assurer un recouvrement successif des domaines élémentaires successifs de , der, de 1 pour constituer tout ou partie d'un domaine d'analyse D, ainsi qu'il sera décrit ci-après dans la description.Of course, depending on the incidence of pressure waves
Pi on each elementary surface a and the width of the temporal iron space 6 t, it is thus possible to ensure successive overlapping of the successive elementary domains of, der, of 1 to constitute all or part of a domain of D analysis, as will be described below in the description.
Ainsi qu'on l'a en outre schématisé en figure 5, en vue d'effectuer une acquisition en une succession de domaines élémentaires de décalés en position selon une première x ou deuxième y direction parallèle à la surface de séparation s; le motif, formant une même circonférence par rapport au centre commun CK, ainsi que ce dernier, sont alors décalés en translation sur la surface S d'un ou plusieurs incréments px, py respectivement. Ainsi, et à titre purement illustratif, on a représenté sur la figure 5 les directions x et y précitées, celles-ci étant a priori purement arbitraires sur la surface S. Le centre commun CK peut ainsi être amené en une position ultérieure CK+l à la figure 5, le centre commun ayant ainsi été déplacé d'un pas py selon la direction y puis d'un pas px selon la direction x par exemple. Il est ainsi possible, conformément au procédé, objet de l'invention, d'effectuer en nouvelle position du centre commun CK+I une nouvelle acquisition, telle que précédemment décrite pour la position précédente CK. As furthermore schematized in FIG. 5, in order to perform an acquisition in a succession of elementary domains of shifted in position according to a first x or second y direction parallel to the separation surface s; the pattern, forming a same circumference relative to the common center CK, and the latter, are then shifted in translation on the surface S of one or more increments px, py respectively. Thus, and purely for illustrative purposes, the above-mentioned x and y directions are shown in FIG. 5, these being a priori purely arbitrary on the surface S. The common center CK can thus be brought to a later position CK + 1 in Figure 5, the common center has been moved a step py in the direction y and a step px in the direction x for example. It is thus possible, according to the method, object of the invention, to perform in a new position of the common center CK + I a new acquisition, as previously described for the previous position CK.
Un recouvrement de l'ensemble des domaines élémentaires de I à de 1 et des domaines élémentaires connexes obtenus à partir du centre commun CK+1 I pour obtenir une acquisition dans un domaine D constitué par l'ensemble des domaines élémentaires précités. A recovery of all the elementary domains from I to 1 and the related elementary domains obtained from the common center CK + 1 I to obtain an acquisition in a domain D constituted by all the aforementioned elementary domains.
Le procédé, objet de l'invention, est ainsi analogue et particulièrement remarquable en ce qu'il s'analyse en un procédé comparable à un procédé de tomographie permettant une analyse fine de la matière en domaines élémentaires. The method which is the subject of the invention is thus analogous and particularly remarkable in that it is analyzed in a process comparable to a tomography method allowing a fine analysis of the material in elementary domains.
Bien entendu, le recouvrement des domaines élémentaires successifs, tant dans la direction de profondeur Z que dans les directions de translation latérale, selon les directions x ou y, peut être effectué et déterminé par produits d'intercorrélation d'images de deux domaines successifs, afin de déterminer les limites moyennes en direction Z, X ou Y correspondantes selon les techniques de corrélation d'images utilisées habituellement. Of course, the overlapping of the successive elementary domains, both in the direction of depth Z and in the directions of lateral translation, along the x or y directions, can be carried out and determined by image intercorrelation products of two successive domains, in order to determine the corresponding average Z, X or Y limits according to the usual picture correlation techniques.
Des indications complémentaires seront données relativement à la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, en ce qui concerne la mise en oeuvre de l'émission de chaque onde de pression Pi considérée. Additional indications will be given with regard to the implementation of the method, object of the invention, with regard to the implementation of the emission of each pressure wave Pi considered.
Selon un premier aspect particulièrement avantageux du procédé, objet de l'invention, la répétition pour chaque couple d'émetteurrécepteur Ei,Ri peut être effectuée par une émission-enregistrement séquentielle des ondes de pression réfléchies pour les directions d'azimut ou d'orientation a i considérées. Ainsi, Si l'on se reporte à nouveau à la figure
I, le procédé, objet de l'invention, peut ainsi consister à effectuer tout d'abord l'émission par l'émetteur El de l'onde de pression P1 et.According to a first particularly advantageous aspect of the method, object of the invention, the repetition for each transceiver pair Ei, Ri can be carried out by a sequential emission-recording of the reflected pressure waves for the directions of azimuth or orientation have considered. So, if we go back to the figure again
I, the method, object of the invention, can thus consist in performing first emission by the transmitter El of the pressure wave P1 and.
conjointement la réception de l'onde de pression réfléchie par la surface élémentaire a du domaine de et la mesure du temps de propagation TI et des valeurs d'amplitude Al de.l'onde de pression réfléchie ou écho, puis successivement pour l'émetteur-récepteur E2, R2, puis l'émetteur-récepte,ur
Ei,Ri et ainsi de suite jusqu'à épuisement des couples d'émetteur-récepteur. together the reception of the pressure wave reflected by the elementary surface a of the domain of and the measurement of the propagation time TI and the amplitude values Al of the reflected pressure or echo wave, then successively for the transmitter -receiver E2, R2, then the transmitter-receiver, ur
Ei, Ri and so on until exhaustion of the transceiver pairs.
Le traitement des valeurs enregistrées peut alors être effectué de façon à déterminer les directions principales ou azimuts d'axes lent et rapide, ainsi que mentionné précédemment.The processing of the recorded values can then be carried out so as to determine the main directions or azimuths of slow and fast axes, as mentioned above.
Au contraire, dans le cas où le procédé, objet de l'invention, doit être mis en oeuvre par exemple dans le cadre d'une acquisition en sismique tridimentionnelle terrestre, le nombre des couples d'émetteurrécepteur, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, peut être très important bien que le procédé, objet de l'invention, puisse être mis en oeuvre à partir d'un nombre de couples d'émetteur-récepteur supérieur ou égal à 3. Dans le cas précité toutefois, la répétition pour chaque couple d'émetteur-récepteur Ei,Ri peut, de manière plus avantageuse, être effectuée par une émission-enregistrement simultanée des ondes de pression réfléchies. Dans ce cas, l'émission de l'onde de pression
Pi par chacun des émetteur Ei consiste en une onde de pression périodique codée, chaque émetteur Ei émettant une onde de pression Pi codée selon un code qui lui est propre. A titre d'exemple non limitatif, le codage de l'émission de l'onde de pression Pi par chaque émetteur Ei peut consister en un codage de phase. Le codage de phase peut alors être avantageusement représentatif de l'azimut a i ou angle d'orientation correspondant du couple Ei,Ri d'émetteur-récepteur correspondant. A titre d'exemple non limitatif, le codage de phase peut être réalisé selon un code binaire du numéro d'ordre i précité. Le principe de codage de phase à l'émission de sources, de vibrations ne sera pas décrit plus en détail car il correspond à des principes de codage parfaitement connus de l'homme de métier.On the other hand, in the case where the method, object of the invention, is to be implemented for example in the context of a terrestrial three-dimensional seismic acquisition, the number of transmitter-receiver pairs, as will be described later. in the description, can be very important although the method, object of the invention, can be implemented from a number of transceiver pairs greater than or equal to 3. In the case cited above, however, the repetition for each pair of transceiver Ei, Ri may more advantageously be effected by simultaneous emission-recording of the reflected pressure waves. In this case, the emission of the pressure wave
Pi by each transmitter Ei consists of a coded periodic pressure wave, each transmitter Ei emitting a pressure wave Pi coded according to a code of its own. By way of non-limiting example, the coding of the emission of the pressure wave Pi by each transmitter Ei may consist of a phase coding. The phase coding can then be advantageously representative of the azimuth ai or corresponding orientation angle of the pair Ei, Ri corresponding transceiver. By way of nonlimiting example, the phase coding may be performed according to a binary code of the aforementioned order number i. The principle of phase coding at the emission of sources, vibrations will not be described in more detail because it corresponds to coding principles perfectly known to those skilled in the art.
Une description plus détaillée d'un système de détermination de l'anisotropie azimutale dans un domaine D constitué de domaines élémentaires de d'un milieu matériel, conformément à l'objet de l'invention, ce milieu matériel présentant au moins une surface de séparation sensiblement plane sera maintenant donné en liaison avec les figures 6 et 7. A more detailed description of a system for determining the azimuthal anisotropy in a domain D consisting of elementary domains of a material medium, according to the subject of the invention, this material medium having at least one separation surface substantially planar will now be given in connection with Figures 6 and 7.
Conformément à la figure 6 notamment, le système, objet de l'invention, comporte un réseau de couples d'émetteur-récepteur El, RI, Ei,
Ri à E6, R6 sur cette figure.According to FIG. 6 in particular, the system which is the subject of the invention comprises a network of transceiver pairs El, RI, Ei,
Ri to E6, R6 in this figure.
Bien entendu, ainsi que déjà décrit en liaison avec les figures 1 et 3, illustratives de la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, les couples d'émetteur-récepteur précités sont disposés selon une pluralité de directions d'orientation a i par rapport à la direction de référence N autour du centre commun CK. Sur cette même figure 6, le réseau de couples d'émetteur-récepteur est noté R. Ce réseau R est matérialisé par le cercle en trait mixte sur la figure 6. Of course, as already described in connection with FIGS. 1 and 3, illustrative of the implementation of the method, object of the invention, the above-mentioned transceiver pairs are arranged in a plurality of orientation directions. relative to the reference direction N around the common center CK. In this same FIG. 6, the network of transceiver pairs is denoted R. This network R is represented by the dashed circle in FIG. 6.
A titre d'exemple non limitatif, les émetteurs Ei peuvent être constitués par des sources de vibrations sismique et les récepteurs Ri par des géophones omnidirectionnels. By way of nonlimiting example, the emitters Ei can be constituted by sources of seismic vibrations and the receivers Ri by omnidirectional geophones.
En outre, ainsi qu'on l'a représenté sur cette figure des moyens de commande sont prévus pour effectuer la commande des couples d'émetteur-récepteur Ei,ri interconnectés aux couples d'émetteur-récepteur. In addition, as shown in this figure, control means are provided for controlling the transceiver pairs Ei, ri interconnected with the transceiver pairs.
Les moyens précités permettent d'assurer la commande en émission des émetteurs Ei et en réception des récepteurs. Ri dans une fenêtre de temps
Gt de propagation définissant le domaine élémentaire de, ainsi que décrit précédemment. Sur la figure tridimensionnelle. Ces sources peuvent également être éventuellement constituées par des sources explosives. Dans ce dernier cas, I'émission des ondes de pression Pi peut être réalisée séquentiellement, ainsi que décrit précédemment en liaison avec le procédé, objet de l'invention. Les lignes de commande et de transmission. précitées sont alors reliées à partir de chaque couple Ei,Ri aux moyens de commande 1 par un système dinterfaçage connu en lui-même, par exemple aux moyens calculateurs 100 de façon classique.The aforementioned means make it possible to control the transmitters Ei and receive the receivers. Ri in a window of time
Propagation Gt defining the elementary domain of, as previously described. In the three-dimensional figure. These sources may also possibly be constituted by explosive sources. In the latter case, the emission of the pressure waves Pi can be carried out sequentially, as described above in connection with the method, object of the invention. The command and transmission lines. aforementioned are then connected from each pair Ei, Ri to the control means 1 by an interfacing system known in itself, for example the calculating means 100 in a conventional manner.
Le système, objet de l'invention, peut en outre, ainsi que représenté en figure 6, être mis en oeuvre de manière particulièrement avantageuse dans le cas de l'existence d'une grille G d'acquisition de données sismiques en sismique tridimensionnelle terrestre, ainsi qu'il sera décrit ci-après. The system, object of the invention, can furthermore, as shown in FIG. 6, be implemented in a particularly advantageous manner in the case of the existence of a grid G for acquiring seismic data in three-dimensional earth seismic as will be described below.
Un tel cas apparaît particulièrement avantageux dans la mesure où la grille G, ainsi que représenté en figure 6, étant déjà implantée, le système, objet de l'invention, peut alors être mis en oeuvre par configuration d'un réseau R sur la grille G, ainsi qu'il sera décrit ci-après. Such a case appears particularly advantageous insofar as the gate G, as shown in FIG. 6, has already been implemented, the system which is the subject of the invention can then be implemented by configuring a network R on the gate G, as will be described below.
Dans le cas précité, le réseau R de couples d'émetteurrécepteur Ei,Ri peut alors être avantageusement formé sur une grille G de lignes d'émetteurs El-lk et de récepteurs Rlk, espacés d'un pas Px par exemple. Deux lignes successives sont alors formées par un alignement d'émetteurs respectivement de récepteurs, ces deux lignes étant espacées d'un même pas Py, égal par exemple au pas Px de façon à constituer dans une direction perpendiculaire aux lignes, c'est-à-dire la direction x, un arrangement en colonnes similaire d'émetteurs El Ik-récepteurs Rlk alternés. Chaque couple d'émetteur-récepteur Ei,Ri est alors choisi par adressage de couples d'émetteur-récepteur Ei,lk, Rlk pour constituer un réseau R selon un motif formant sensiblement une circonférence. Bien entendu, dans le'cas précité, le réseau R est également représenté sur la figure 6 par le cercle en trait mixte,.les couples d'émetteur-récepteur El,
RI à E6, R6 étant constitués par des émetteurs-récepteurs El.lk, Rlk de la grille G. In the aforementioned case, the network R of transceiver pairs Ei, Ri can then advantageously be formed on a grid G of lines of emitters El-lk and receivers Rlk, spaced apart by a pitch Px for example. Two successive lines are then formed by an alignment of emitters respectively of receivers, these two lines being spaced apart by the same pitch Py, equal for example to pitch Px so as to constitute in a direction perpendicular to the lines, that is to say say the x direction, a similar column arrangement of alternating El Ik-receiver Rlk transmitters. Each transceiver pair Ei, Ri is then selected by addressing transceiver pairs Ei, lk, Rlk to form a network R in a substantially circumferential pattern. Of course, in the aforementioned case, the network R is also represented in FIG. 6 by the dot-and-dash circle, the transceiver pairs El,
R1 to E6, R6 being constituted by transceivers El.lk, Rlk of the gate G.
Dans ce dernier cas et ainsi qu'on l'a également représenté en figure 6, les moyens de commande I des couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri interconnectés aux couples d'émetteur-récepteur précités et les moyens de calcul peuvent être constitués respectivement par un circuit d'interface 200 assurant l'interconnexion des lignes d'émetteurs et de-récepteurs. Le circuit d'interface permet d'assurer le déclenchement de l'émission des ondes.de pression Pi par adressage des émetteurs Ei considérés, c'est-à-dire par adressage dans la grille C des émetteurs El I k et des récepteurs Rlk d'adresses choisies en conséquence. Le circuit d'interface 200 permet d'assurer également la réception et l'enregistrement par adressage des récepteurs Ri considérés des ondes de pression réfléchies ou échos dans la fenêtre temporelle 8 t définissant le domaine élémentaire de considéré. In the latter case and as also shown in FIG. 6, the control means I of the transceiver pairs Ei, Ri interconnected to the aforementioned transceiver pairs and the calculation means can be constituted respectively by an interface circuit 200 interconnecting the lines of transmitters and receivers. The interface circuit makes it possible to trigger the emission of the pressure waves Pi by addressing the transmitters Ei considered, that is to say by addressing in the gate C of the transmitters El I k and the receivers Rlk addresses chosen accordingly. The interface circuit 200 also ensures reception and registration by addressing the receivers Ri considered reflected pressure waves or echoes in the time window 8 t defining the elementary domain of considered.
Bien entendu, l'adréssage des récepteurs Ri est effectué à partir des adresses Rlk des lignes de. récepteurs considérés.Of course, the allocation of the receivers Ri is carried out from the addresses Rlk of the lines of. considered receivers.
Enfin, le circuit d'interface 200 permet d'effectuer la conversion analogique numérique des signaux d'échos des ondes de pression
Pi et la mémorisation des signaux d'échos numérisés obtenus.Finally, the interface circuit 200 makes it possible to perform the analog-to-digital conversion of the echo signals of the pressure waves.
Pi and the storage of the digitized echo signals obtained.
En outre, un calculateur 100 de conduite d'acquisition et de traitement est interconnecté au circuit d'interface 200 précité afin de permettre la commande par ce dernier des émetteurs Ei et des récepteurs
Ri. Le calculateur 100 de conduite d'acquisition et de traitement permet également d'effectuer le traitement des échos enregistrés et numérisés pour déterminer, pour un centre CK considéré, la direction des axes lent et rapide par rapport à la direction de référence N ainsi que l'atténuation différentielle d'amplitude selon les axes lent et rapide précités.In addition, an acquisition and processing line computer 100 is interconnected with the aforementioned interface circuit 200 in order to enable the latter to control the transmitters Ei and the receivers.
Ri. The acquisition and processing line computer 100 also makes it possible to process the recorded and digitized echoes to determine, for a center CK considered, the direction of the slow and fast axes with respect to the reference direction N as well as the differential attenuation of amplitude along the aforementioned slow and fast axes.
Le calculateur de conduite d'acquisition et de traitement peut être constitué de manière classique lorsque le système, objet de l'invention, correspond à un système d'acquisition de données sismiques tridimentionnelles par exemple par un calculateur VAX SYSTEM par exemple muni de ses ressources périphériques. The acquisition and processing conduct computer can be constituted in a conventional manner when the system, which is the subject of the invention, corresponds to a system for acquiring three-dimensional seismic data, for example by a VAX SYSTEM computer, for example, equipped with its resources. peripheral devices.
Afin d'effectuer le traitement des échos enregistrés, le calculateur 100 de conduite d'acquisition et de traitement peut comprendre un sous programme de tri des valeurs des temps de propagation Ti permettant de déterminer les azimuts ou angles d'orientation a 1 et a r correspondant, d'une part, au temps de propagation maximum et, d'autre part, au temps de propagation minimum pour le centre commun CK considéré. Ces directions correspondent et définissent respectivement les directions des axes lent et rapide, ainsi que décrit précédemment. In order to effect the processing of the recorded echoes, the acquisition and processing line computer 100 may comprise a sub-program for sorting the propagation time values Ti making it possible to determine the azimuths or angles of orientation a 1 and ar corresponding to on the one hand, the maximum propagation time and, on the other hand, the minimum propagation time for the common center CK considered. These directions correspond and respectively define the directions of the slow and fast axes, as described above.
En outre, le calculateur de conduite d'acquisition et de traitement comprend également un sous programme de tri des valeurs des amplitudes et de calcul de l'amplitude crête à crête de la variation d'amplitude des échos reçus en fonction de l'azimut ou angle d'orientation a i. Le sous programme précité permet de calculer également l'atténuation différentielle selon les axes lent et rapide des amplitudes des échos réfléchis. In addition, the acquisition and processing driving computer also comprises a sub-program for sorting the amplitude values and calculating the peak-to-peak amplitude of the amplitude variation of the echoes received as a function of the azimuth or angle of orientation a i. The aforementioned subroutine also makes it possible to calculate the differential attenuation along the slow and fast axes of the amplitudes of the reflected echoes.
Les deux sous programmes de tri précités peuvent être constitués par des modules de tri de type classique, tels que des modules de tri à bulle permettant par. exemple de déterminer la plus grande valeur d'une série de valeurs de temps de propagation mémorisées, ainsi que la plus petite valeur de temps de propagation mémorisée et les valeurs correspondantes d'angle d'orientation ou d'azimut a i. Il en va de même pour les valeurs d'amplitude mémorisées, les valeurs d'amplitude pour les valeurs d'orientation des axes lent et rapide oL 1 a r étant déterminées par simple lecture des amplitudes correspondantes. Enfin, le calcul de l'atténuation différentielle, selon les axes lent et rapide, peut être effectué par simple calcul du rapport des valeurs des amplitudes aux valeurs a 1 et a r précitées par rapport à la valeur d'amplitude moyenne. The two aforementioned sorting programs can be constituted by sorting modules of conventional type, such as bubble sorting modules allowing by. for example, determining the largest value of a set of stored delay values, as well as the smallest stored delay value and the corresponding orientation angle or azimuth values a i. The same is true for the stored amplitude values, the amplitude values for the orientation values of the slow and fast axes o 1 being determined by simple reading of the corresponding amplitudes. Finally, the calculation of the differential attenuation, along the slow and fast axes, can be carried out simply by calculating the ratio of the values of the amplitudes to the aforementioned values a 1 and a r relative to the average amplitude value.
Ces programmes correspondent à des programmes dont les algorithmes sont parfaitement connus de l'homme de métier.These programs correspond to programs whose algorithms are perfectly known to those skilled in the art.
Une description plus détaillée de l'afgorithme d'un programme permettant une conduite automatique du procédé, objet de l'invention, au moyen du système décrit en figure 6 sera donnée en liaison avec la figure 7. A more detailed description of the algorithm of a program allowing automatic control of the method, object of the invention, by means of the system described in FIG. 6 will be given in conjunction with FIG.
Conformément à la figure précitée, en vue d'effectuer une acquisition sur un domaine D constitué par un ensemble de domaines élémentaires de, le calculateur 100 de conduite d'acquisition et de traitement peut comporter un programme de conduite d'acquisition. Ce programme de conduite d'acquisition peut comprendre, ainsi que représenté sur la figure 7 précitée, un module d'initialisation 1000 permettant la définition sur la grille G d'émetteur-récepteur El lk Rlk du centre commun
CK du réseau R de couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri. Le module d'initialisation 1000 précité permet par exemple l'introduction des coordonnées Ik du centre CK commun précité ou la lecture de celles-ci dans un mode de réalisation qui sera décrit ultérieurement. il permet également l'introduction de la distance de décalage Oi de chaque couple émetteur-récepteur Ei,Ri, ce décalage constituant le diamètre du motif circulaire ou réseau R de centre CK. Le module d'initialisation 1000 permet également l'introduction de la profondeur initiale Z et de l'incidence de l'onde de pression Pi engendrée par chaque émetteur Ei. Le programme de conduite d'acquisition, représenté en figure 7, comporte également un module de calcul 1001 des adresses k, I sur la grille G des émetteurs El Ik-récepteurs Rlk de cette grille G permettant de constituer les couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri du réseau R.According to the aforementioned figure, in order to perform an acquisition on a domain D constituted by a set of elementary domains of, the acquisition and processing line computer 100 may comprise an acquisition control program. This acquisition driving program can comprise, as represented in FIG. 7, an initialization module 1000 allowing the definition on the transceiver gate G El lk Rlk of the common center.
CK of the network R of transceiver pairs Ei, Ri. The aforementioned initialization module 1000 makes it possible, for example, to introduce the coordinates Ik of the aforementioned common center CK or to read them in an embodiment which will be described later. it also allows the introduction of the offset distance Oi of each transceiver pair Ei, Ri, this offset constituting the diameter of the circular pattern or network R of center CK. The initialization module 1000 also allows the introduction of the initial depth Z and the incidence of the pressure wave Pi generated by each transmitter Ei. The acquisition driving program, represented in FIG. 7, also comprises a calculation module 1001 of the addresses k, I on the gate G of the transmitters El Ik-receivers Rlk of this gate G making it possible to constitute the pairs of transceivers Ei, Ri of the network R.
On comprendra, bien entendu, que le module d'initialisation 1000 et le module 1001 de calcul des adresses permettent de définir sur la grille G un motif initial correspondant au réseau R. A titre d'exemple non limitatif, le module de calcul des adresses ki sur la grille G, module 1001, permet, à partir de la lecture des valeurs initiales entrées ou, respectivement lues en ce qui concerne le centre commun CK par le module 1000, de calculer les adresses correspondantes kl sur la grille G constituant grille d'acquisition en sismique tridimensionnelle. A titre d'exemple non limitatif, les coordonnées du centre commun CK ayant été entrées, ainsi que la distance de décalage Oi, le module de calcul d'adresses peut comporter un sous module de calcul du rayon du motif correspondant au réseau R, ce rayon étant égal à Q , suivi d'un module de calcul de
2 la distance.au centre commun CK de tous les' émetteurs El Ik et les récepteurs Rlk compris dans un domaine délimité par un carré Cl circonscrit au réseau R à un pas de distance Px ou Py correspondant, ce carré étant noté Cl sur la figure 6 et entre un domaine en croix C2 inscrit dans le réseau R, ainsi que représenté sur la figure 6.It will be understood, of course, that the initialization module 1000 and the address calculation module 1001 make it possible to define on the grid G an initial pattern corresponding to the network R. By way of non-limiting example, the module for calculating the addresses ki on the gate G, module 1001, allows, from the reading of the initial values entered or respectively read with regard to the common center CK by the module 1000, to calculate the corresponding addresses k1 on the gate G constituting the gate acquisition in three-dimensional seismic. By way of nonlimiting example, the coordinates of the common center CK having been entered, as well as the offset distance Oi, the address calculation module may comprise a sub-module for calculating the radius of the pattern corresponding to the network R, this radius being equal to Q, followed by a calculation module of
2 the distance to the common center CK of all the transmitters El Ik and the receivers Rlk included in a domain delimited by a square C1 circumscribing the network R at a pitch Px or Py corresponding distance, this square being noted Cl in the figure 6 and between a cross domain C2 inscribed in the network R, as shown in FIG. 6.
On comprendra, bien entendu, que le domaine, ainsi délimité par les courbes Cl et CZ, peut très facilement être défini à partir des adresses en lignes I et en colonnes K des émetteurs et des récepteurs El I k
Rlk de la grille G. Un calcul de la distance au centre commun CK de chaque émetteur correspondant situé entre les courbes Cl et C2 permet alors de choisir les émetteurs-récepteurs El Ikw Rlk dont la différence de la distance au centre commun CK au rayon du motif R est minimum.It will be understood, of course, that the domain, thus delimited by the curves C1 and CZ, can very easily be defined from the addresses in lines I and in columns K of emitters and receivers El I k
Rlk of the grid G. A calculation of the distance to the common center CK of each corresponding transmitter located between the curves C1 and C2 then makes it possible to choose the transceivers El Ikw Rlk whose difference in the distance to the common center CK to the radius of the R pattern is minimum.
L'ensemble de ces émeneurs-récepteurs constitue ainsi le réseau R constitué en motif circulaire. Afin de faciliter les calculs, de façon avantageuse mais non limitative, il sera possible de 'choisir le centre CK comme centre de symétrie d'une maille constituée par deux récepteurs d'une première ligne et deux émetteurs d'une ligne successive. Dans ce cas, il est alors avantageux de choisir un décalage ou distance de décalage entre couples d'émetteur-récepteur Ei,Ri égal à un multiple impair de pas
Px ou Py de façon à obtenir un maximum d'émetteur-récepteur formant couples au voisinage du motif constitué par la circonférence.All of these emitter-receivers thus constitute the network R constituted in circular pattern. In order to facilitate the calculations, advantageously but not limitatively, it will be possible to choose the center CK as the center of symmetry of a mesh constituted by two receivers of a first line and two emitters of a successive line. In this case, it is advantageous to choose an offset or offset distance between transceiver pairs Ei, Ri equal to an odd multiple of steps
Px or Py so as to obtain a maximum of transceiver forming pairs in the vicinity of the pattern constituted by the circumference.
Sur la figure 6, ces émetteurs-récepteurs ont été notés respectivement El, R2, E4, ES, A6 et R1, E2, E3, R4, R5, E6. On comprendra, en effet, que dans ces conditions, du point de vue de la seule symétrie, les émetteurs-récepteurs El,E2, R1,R2, E4,ES, et RS,R4 jouent sensiblement le même rôle par rapport au centre commun CK. In FIG. 6, these transceivers have been denoted El, R2, E4, ES, A6 and R1, E2, E3, R4, R5 and E6, respectively. It will be understood, in fact, that under these conditions, from the point of view of the single symmetry, the transceivers El, E2, R1, R2, E4, ES, and RS, R4 play essentially the same role with respect to the common center CK.
Le calcul des adresses correspondantes des émetteurs et des récepteurs ayant été effectué, ainsi que décrit précédemment, il est alors possible d'attribuer aux émetteurs d'une demi-circonférence du réseau R, ainsi déterminé, un numéro d'ordre qui correspond au numéro d'ordre i, les récepteurs d'ordre correspondants associés se trouvant automatiquement symétriquement par rapport au centre CK. The calculation of the corresponding addresses of the transmitters and receivers having been carried out, as previously described, it is then possible to assign to the emitters of a half-circumference of the network R, thus determined, a serial number which corresponds to the number of order i, the corresponding corresponding order receivers being automatically symmetrical with respect to the center CK.
Ainsi qu'on le remarquera en outre sur la figure 7, le programme de conduite d'acquisition comporte egalement ensuite un module 1002 de transformation des adresses kl des émetteurs El Ik- récepteurs Rlk, précédemment déterminés pour constituer le réseau R constituant le motif circulaire d'origine, pour choisir une succession de nouveaux motifs obtenus par homothétie du motif initial. Les nouveaux motifs successifs permettent une acquisition variable en profondeur d'un. As will also be noted in FIG. 7, the acquisition control program also comprises a module 1002 for transforming the addresses k1 of the transmitters El Ik-receivers Rlk, previously determined to form the network R constituting the circular pattern. of origin, to choose a succession of new motives obtained by homothety of the initial motive. The new successive patterns allow a variable acquisition in depth of one.
pas Pf détermine.not Pf determines.
Ainsi le module 1002 précité permet-il l'entrée du paramètre de pas de profondeur Pf, lequel permet, en fonction de l'incidence choisie précédemment, de déterminer la nouvelle valeur de décalage 01r+I par rapport à la valeur de décalage ir précédente à partir d'un simple calcul trigonométrique et par appel à nouveau du module de calcul des adresses pour déterminer les nouvelles adresses des émetteurs-récepteurs correspondant aux nouveaux motifs, ainsi que représenté sur la figure 5, les adresses kl nouvelles des nouveaux émetteurs-récepteurs constituant le nouveau motif pouvant être obtenues à partir de courbes C'I et C'2 obtenues par homothétie par rapport aux courbes Cl et C2 précitées. Bien entendu, le module de transformation des adresses 1002 est itératif afin d'obtenir le nombre de domaines élémentaires de , de , de espacés selon l'axe des profondeur Z, ainsi que précédemment décrit sur la figure 5. Thus, the above-mentioned module 1002 allows the input of the depth step parameter Pf, which, as a function of the incidence previously chosen, makes it possible to determine the new offset value 01r + 1 relative to the preceding offset value ir. from a simple trigonometric calculation and by calling the address calculation module again to determine the new addresses of the transceivers corresponding to the new patterns, as shown in FIG. 5, the new k1 addresses of the new transceivers constituting the new pattern can be obtained from curves C'I and C'2 obtained by homothety with respect to curves C1 and C2 above. Of course, the address transformation module 1002 is iterative in order to obtain the number of elementary domains of, of, spaced along the axis of depth Z, as previously described in FIG.
En outre, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 7, les modules d'initialisation 1000 de calcul des adresses 1001 et de transformation des adresses 1002 sont intégrés dans une boucle itérative permettant d'assurer une translation selon les directions x et y de la surface S du milieu matériel. In addition, as shown in FIG. 7, the initialization modules 1000 for calculating the addresses 1001 and for transforming the addresses 1002 are integrated in an iterative loop making it possible to translate along the x and y of the surface S of the material medium.
On a représenté les positions successives CK-I, CK, CK+I de
centres communs successifs, décalées en translation successivement selon la
direction y, puis sur la direction x de deux pas Py, respectivement Px
successivement.Successive positions CK-I, CK, CK + I of
successive common centers, shifted in translation successively according to the
direction y, then on the direction x of two steps Py, respectively Px
successively.
Il va de soi que tout chemin de déplacement du centre
commun CK peut être envisagé pour constituer un balayage approprié de la
surface S par l'intermédiaire des émetteurs Ellk, Rlk de la grille G pour
obtenir une acquisition dans un domaine D de dimension sensiblement
quelconque.It goes without saying that any path of movement of the center
common CK can be considered to constitute an appropriate scan of the
surface S via the transmitters Ellk, Rlk of the grid G for
obtain an acquisition in a domain D of dimension substantially
any.
Ainsi qu'on le remarquera sur la figure 7, la boucle itérative
comprend un module d'initialisation, lequel est noté 1005, permettant
d'entrer notamment les coordonnées sur la grille G d'une'suite d'un nombre
NK de positions décalées en translation d'un pas Px ou Py ou d'un multiple
de ces pas, des centres communs CK de coordonnées Ik. Les positions des
centres communs CK peuvent être entrées par leurs coordonnées Ik
exprimées par rapport à la grille G. Ce module 1005 permet notamment
l'entrée du nombre NK 'de 'positions de centres communs nécessaires à
assurer le balayage de la surface S précitée, ainsi que l'initialisation d'un
paramètre de comptage K à la valeur 1.As will be seen in Figure 7, the iterative loop
includes an initialization module, which is rated 1005, allowing
to enter in particular the coordinates on the grid G of a succession of a number
NK of shifted positions in translation of a pitch Px or Py or a multiple
of these steps, common centers CK of coordinates Ik. The positions of
CK common centers can be entered by their Ik coordinates
expressed in relation to the gate G. This module 1005 makes it possible in particular
the entry of the number NK 'of the positions of common centers necessary to
ensure the scanning of the aforementioned surface S, as well as the initialization of a
count parameter K to value 1.
La bducle itérative précitée comporte également une boucle de comptage à partir d'une variable de comptage K précitée initialisée
précédemment à 1, cette boucle de comptage comportant un test 1003 de la
variable de comptage K comparé à la valeur NK entrée précédemment.The aforementioned iterative loop also includes a counting loop from an initialized count variable K initialized
previously at 1, this counting loop comprising a test 1003 of the
count variable K compared to the previously entered NK value.
Une réponse négative à ce test a pour effet d'incrémenter la
variable de comptage d'une valeur I et de retourner au module d'initialisa
tion d'entrée, lequel permet, par lecture des coprdonnées du centre commun
C de valeurs K correspondantes, d'appeler ensuite le module 1000
d'initialisation, lequel permet à nouveau la conduite du processus, ainsi que
précédemment décrit, grâce aux modules 1000, 1001 et 1002. Un balayage complet des couchés sousjacentes de la surface S est ainsi effectué.A negative response to this test has the effect of incrementing the
count variable of a value I and return to the initialization module
input, which allows, by reading the data of the common center
C corresponding K values, then call the 1000 module
initialization, which again allows the conduct of the process, as well as
previously described, thanks to the modules 1000, 1001 and 1002. A complete scan of the underlying layers of the surface S is thus performed.
Sur réponse positive au test 1003 précité, un module 1006
permet d'appeler les sous programmes de tri et de valeurs de temps de propagation et d'amplitude, tels que précédemment décrits dans la description, afin d'assurer le traitement de ces valeurs et la détermination des fluctuations de temps de propagation et d'amplitude correspondants pour les différents centres communs CK répartis sur la surface S.On positive response to test 1003 above, a module 1006
allows to call up the sorting subprograms and propagation time and amplitude values, as previously described in the description, in order to ensure the processing of these values and the determination of the fluctuations of propagation time and corresponding amplitude for the different common centers CK distributed on the surface S.
On a ainsi décrit un procédé et un système de détermination de l'anisotropie azimutale d'un domaine D d'un milieu matériel particulièrement performants dans la mesure où un tel système et un tel procédé peuvent être utilisés dans des domaines aussi variés que l'étude des matériaux et, de manière très significative, dans le domaine de la sismique tridimensionnelle. There is thus described a method and a system for determining the azimuthal anisotropy of a D domain of a particularly powerful material medium insofar as such a system and such a method can be used in fields as varied as the study of materials and, very significantly, in the field of three-dimensional seismic.
On comprendra, en particulier, que dans ce dernier cas le procédé et le système, objets de l'invention, apparaissent particulièrement avantageux dans la mesure où une grille d'acquisition en sismique tridimensionnelle peut facilement être utilisée, celle-ci étant déjà implantée grâce à un logiciel approprié, lequel a fait l'objet de la présente description. Dans le cas précité, selon la fréquence des signaux reçus, le domaine élémentaire de peut présenter une dimension de quelques mètres à quelques dizaines de mètres, la surface de réflexion élémentaire a peut être constituée par un carré ou un rectangle de quelques dizaines de mètres de côté correspondant à une cellule élémentaire désignée en langage anglo-saxon, par "bin" dans le domaine technique de la sismique tridimensionnelle. It will be understood, in particular, that in the latter case the method and system, objects of the invention, appear particularly advantageous insofar as a three-dimensional seismic acquisition grid can easily be used, it being already implemented thanks to to appropriate software, which was the subject of this description. In the aforementioned case, depending on the frequency of the signals received, the elementary domain of can have a dimension of a few meters to a few tens of meters, the elementary reflection surface may be constituted by a square or a rectangle of a few tens of meters of side corresponding to an elementary cell designated in Anglo-Saxon language, by "bin" in the technical field of three-dimensional seismic.
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