FR2940838A1 - Procede et dispositif ameliores de prospection sismique marine - Google Patents

Abstract

Procédé pour la prospection sismique marine, dans lequel: - On dispose une source sismique mobile immergée, créant des ondes se réfléchissant sur le fond ; - On dispose au moins un câble muni d'une pluralité de capteurs aptes à recueillir lesdites ondes réfléchies ; - On déclenche ladite source sismique ; - On capte à l'aide desdits capteurs lesdites ondes réfléchies; caractérisé en que : - On dispose en une station de mesure le ou les câble(s) de manière stationnaire, soit par rapport au milieu aquatique, soit par rapport au fond ; - On créé ladite perturbation et on capte les ondes réfléchies ; - On déplace jusqu'à une autre station de mesure, le câble et la source sismique, et ainsi de suite Ledit câble est maintenu en tension et à une profondeur sensiblement constante, pendant la mesure.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF AMELIORES DE PROSPECTION SISMIQUE MARINE

La présente invention concerne un procédé, et un dispositif pour sa mise en oeuvre, destiné à la prospection sismique marine qui consiste dans son principe, de façon connue, à mettre en place une série de câbles sismiques (ou lignes ou streamer en anglais) parallèles immergés, maintenus latéralement par des paravanes, sur chacun desquels sont io placés espacés des capteurs du type hydrophone et/ou géophone, les câbles étant tractés par un ou plusieurs bateaux.

Un (ou plusieurs) autre bateau dit source , muni de moyens aptes à créer une onde dans le milieu marin, sous la forme généralement d'un 15 canon à air, se déplace à distance des câbles de capteurs. Les ondes ainsi formées se propagent jusqu'au fond marin, puis sur les différentes couches géologiques pour être réfléchies par ces dernières, et sont enfin recueillies et mesurées par lesdits capteurs immergés.

20 Le bateau source peut être le bateau tractant les câbles sismiques.

L'ensemble des informations est ensuite traité pour réaliser une image en trois dimensions (3D) de la géologie du fond sous marin, généralement utilisée pour déterminer la présence éventuelle de réservoirs pétrolifères. Cette technique est utilisée depuis de très nombreuses années et est soumise à des exigences de mise en oeuvre très contraignantes.

Tout d'abord, le bruit dynamique dû au remorquage des câbles perturbe la 3o mesure des ondes que l'on cherche à recueillir.

En outre, la traînée hydrodynamique résultant de la traînée des câbles est très élevée, et se compte en dizaines de tonnes, par exemple de l'ordre de 70 tonnes, ce qui conduit à employer des bateaux de traction très puissants.

En outre, le poids et la traînée hydrodynamique induite fait que le câble de traction des paravanes subit un effet de déformation dynamique du type corde de piano lors du remorquage. Ceci conduit à une fatigue du câble et peut entraîner sa rupture. Il peut en résulter des coûts io extrêmement élevés de remplacement, compte tenu de l'immobilisation de l'ensemble du dispositif.

De plus, les câbles sont faiblement immergés, entre 5 et 10 m, ce qui entraîne un risque d'accident compte tenu de la circulation de navires en 15 surface ayant un fort tirant d'eau (pétroliers ou porte-conteneurs).

Par ailleurs, les dispositifs de prospection sismique connus laissent des zones d'ombre lors de la mesure. En effet, les câbles ont généralement une longueur d'environ 8 km et sont espacés d'environ 100 m, ce qui 20 conduit, pour une dizaine de câbles parallèles, à une zone de mesure de 1 x 8 km.

Or, l'idéal en terme de mesure est d'utiliser un système isotrope, c'est-à-dire une surface carrée, par exemple 8 x 8 km. Cependant, ces 25 dimensions sont incompatibles avec les moyens de remorquage qui seraient nécessaires eu égard au poids, à la traînée et à la logistique nécessaire pour obtenir une telle surface de mesure.

On a donc tenté de remédier à cette situation de deux manières, de façon 30 connue.

La première tentative (dite en anglais Wide Azimuth ) consiste à suppléer à l'anisotropie, par l'utilisation d'un bateau tractant un ensemble de câbles formant une zone de mesure de 1 x 8 km, et en utilisant 4 à 8 bateaux source. Ce dispositif présente deux inconvénients majeurs. Tout d'abord, le coût prohibitif résultant de l'investissement en matériels, en maintenance et utilisation (4 à 8 bateaux source, plus un bateau de remorquage, plus l'ensemble des câbles). L'autre inconvénient réside dans le fait que les bateaux source tirent chacun leur tour, et donc quatre ou huit fois moins souvent, ce qui conduit à une densité de tir très io faible.

La deuxième tentative proposée de manière connue est montrée par la demande de brevet GB n° 2 435 931, au nom de Western Geco, qui décrit un procédé et dispositif consistant schématiquement en un réseau de 15 capteurs (géophones) fixés à une structure à deux dimensions (sous la forme d'un maillage ou filet) ou à trois dimensions. La structure présente une périphérie (périmètre ou enveloppe) maintenue en forme par des moyens dynamiques tels que des drones ou des petits bateaux, de façon à maintenir en forme le maillage constituant la structure. Cette dernière 20 est tractée en continu et une ou plusieurs sources sismiques sont prévues.

Malgré l'attrait apparent, sur le plan théorique, du dispositif et procédé ainsi proposés, il n'en reste pas moins que ce dispositif est impossible à 25 mettre en oeuvre de façon réaliste. En effet, la structure ainsi constituée présenterait un poids et une traînée gigantesques et obligerait à utiliser des moyens pour la maintenir en forme, démesurés et hors normes à la fois sur le plan technique, et sur le plan financier ou budgétaire. De plus, elle n'offre par construction qu'une seule géométrie possible pour le 30 réseau de capteurs.

Selon un autre aspect, de façon générale, la prospection sismique marine vise à capter ou récupérer le maximum de signaux pour réaliser une cartographie géologique la plus exacte et fiable possible des zones sous jacentes du fond sous marin. Or, les signaux à basse fréquence fournissent des informations sur des réservoirs très profonds et sont donc précieux à cet égard. Cependant, les signaux basse fréquence sont fortement atténués par le phénomène de réflexion de surface, appelé fantôme et dû notamment au fait que le câble, selon l'art antérieur, est immergé à quelques mètres de la surface. On cherche ainsi à éliminer ces io fantômes pour obtenir ce que l'on appelle un spectre plat .

On a tenté de remédier à cette situation en utilisant une technique connue sous la dénomination over-under qui consiste à disposer deux câbles porteurs de capteurs, l'un sous l'autre verticalement, à des profondeurs 15 par exemple respectives de 20 m et 26 m. La combinaison traitée des deux signaux reçus par les deux câbles respectifs permettent d'atténuer voire éliminer les conséquences des fantômes . Cependant, ce procédé connu, outre le traitement additionnel qu'il nécessite, présente l'inconvénient majeur de diminuer très fortement la productivité et 20 d'augmenter les coûts, du fait du doublement des câbles et capteurs.

Une autre technique connue cherchant à éliminer les fantômes , proposée par la société PGS, consiste à utiliser des lignes ou câbles portant, outre les hydrophones (mesurant la pression), des géophones ou 25 des accéléromètres aptes à mesurer la vitesse ou l'accélération de l'onde. Les coefficients de réflexion pour les mesures respectives de pression (hydrophones) et de vitesse (géophones) étant inverses (-1 et +1), on peut ainsi en théorie annuler les fantômes .

30 Cette technique connue présente les inconvénients de nécessiter un investissement élevé en capteurs et engendre un bruit gênant au niveau des géophones ou accéléromètres résultant de la vitesse de traction (d'environ 5 noeuds) génératrice de vibrations parasites.

Dans ce contexte, l'invention propose un procédé et un dispositif pour la prospection sismique marine, à même de résoudre les problèmes de l'art antérieur exposés ci-dessus, et qui présentent les avantages notamment de réaliser des ensembles de câbles selon des géométries variées adaptées aux besoins, d'obtenir des signaux à spectre plat , tout en évitant tout risque ou danger résultant de la navigation en surface, faisant io appel à des moyens de déplacement limités en puissance d'une part et à des moyens bateaux sources réduits d'autre part, donc plus économiques en investissement, de maintenance et de fonctionnement.

A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la prospection sismique 15 marine, du type dans lequel: - On dispose une source sismique mobile immergée, apte à créer une perturbation transmise par le milieu marin sous forme d'ondes aptes à se réfléchir sur le fond et sur les différentes couches géologiques profondes sous-jacentes ; 20 - On dispose au moins un câble, et de préférence plusieurs, muni d'une pluralité de capteurs aptes à recueillir lesdites ondes réfléchies ; - On déclenche ladite source sismique ; - On capte à l'aide desdits capteurs lesdites ondes réfléchies; 25 est caractérisé en que : - L'on dispose en une station de mesure ledit au moins un câble de capteurs de manière stationnaire ou pseudo stationnaire , soit par rapport au milieu marin , soit par rapport au fond;sous marin On créé ladite perturbation et on capte les ondes réfléchies ; 30 - L'on déplace jusqu'à une autre station de mesure, d'une part le câble et d'autre part la source sismique, et ainsi de suite. 15 Dans un mode préféré, ledit câble est maintenu en tension d'une part et à une profondeur sensiblement constante d'autre part, pendant la mesure.

Les capteurs sont constitués soit d'hydrophones seulement, soit (selon une forme préférée) d'une combinaison d'hydrophones et de géophones.(ou accéléromètres).

Les câbles sont déplacés entre deux stations de mesure parallèlement à 10 eux-mêmes, selon un pas compris entre 100 et 600 m, de préférence entre 200 et 400 m.

A titre d'exemple, il peut être prévu plusieurs câbles, par exemple 5, 10 ou 20, disposés parallèlement les uns aux autres. La profondeur d'immersion des câbles parallèles est supérieure à 5 m, et de préférence entre 20 et 200 m, et de manière encore plus préférée entre 50 et 100 m.

20 Les câbles présentent une longueur comprise entre 4 et 12 km, de préférence entre 6 et 10 km, de préférence 8 km, tandis que l'écartement entre câble est compris entre 100 et 600 m, les capteurs étant disposés tous les 25 m environ sur le câble, ce qui conduit à un nombre de modules capteurs de l'ordre de 320 par câble.( chaque module comportant un 25 hydrophone et un géophone (ou accéléromètre) tri-axial, soit 4 capteurs, le nombre total de capteurs est de l'ordre de 1280.

Avantageusement, il est prévu des moyens, tels que des drones, ou équivalents, permettant de : 30 - maintenir en tension chaque câble - maintenir stationnaire chaque câble ; et 5 - déplacer lesdits câbles.

Les moyens aptes à maintenir les câbles à une profondeur constante incluent des ballasts ou des propulseurs à hélices. Les câbles parallèles sont disposés de manière à représenter en vue de dessus par leur périmètre, un rectangle, un cercle, un ovale, un losange ou un carré.

io On utilise de préférence un seul bateau source, déplacé pendant la mesure sensiblement soit perpendiculairement, soit parallèlement à la direction longitudinale des câbles parallèles.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du 15 procédé, pour la prospection sismique marine, du type comprenant : • Au moins une source sismique mobile immergée, apte à créer une perturbation transmise par le milieu aquatique sous forme d'ondes aptes à se réfléchir sur le fond et sur les différentes couches géologiques sous-jacentes ; 20 • Au moins un câble, et de préférence plusieurs, muni d'une pluralité de capteurs, du type de préférence hydrophone et géophones (ou accéléromètres), aptes à recueillir lesdites ondes réfléchies ; • Des moyens de détection et de mesure desdites ondes 25 caractérisé en qu'il comporte en outre : - Des moyens permettant de disposer, en une station de mesure, ledit au moins un câble de capteurs de manière stationnaire ou pseudo stationnaire , soit par rapport au milieu aquatique, soit par rapport au fond ; 30 - Des moyens de déclenchement de ladite source 7 - Des moyens de déplacement, jusqu'à une autre station de mesure, d'une part du câble et d'autre part de la source sismique.

En mode stationnaire par rapport au milieu marin, l'ensemble des câbles est dit dérivant. En mode appelé pseudo-stationnaire, le câble se déplace dans l'eau face au courant moyen pour compenser son effet longitudinal dans un repère absolu. Le courant résiduel variable n'a comme effet que de translater légèrement le câble perpendiculairement à sa direction dans un repère absolu. io Dans un mode préféré, le dispositif comporte des moyens pour maintenir ledit câble en tension d'une part et à une profondeur sensiblement constante d'autre part, pendant la mesure.

15 Les capteurs sont constitués d'hydrophones, ou bien d'une combinaison d'hydrophones et de géophones.

Avantageusement, il est prévu des moyens, tels que des drones, ou équivalents, permettant de : 20 - maintenir en tension chaque câble - maintenir stationnaire chaque câble ; et - déplacer lesdits câbles.

Les moyens aptes à maintenir les câbles à une profondeur constante 25 incluent des ballasts ou des propulseurs à hélices.

L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, nullement limitative, d'exemples de mise en oeuvre, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 30 io La figure 1 montre une vue de dessus schématique de la disposition d'une ligne de câbles sismiques parallèles disposés selon l'invention.

La figure 2 est une vue schématique, dans un plan longitudinal vertical, 5 d'un câble et de ses moyens de positionnement associés.

La figure 3 est une vue de dessus schématique de l'ensemble du dispositif de l'invention, comprenant les câbles sismiques parallèles, le bateau d'enregistrement des mesures et le bateau source. La figure 4 est une variante de la figure 2.

Les figures 5A et 5B sont des vues de détail en coupe selon un plan longitudinal radial d'un premier moyen de maintien à profondeur constante 15 d'un ballast, montré en deux états respectivement rempli d'eau et vide.

La figure 6 montre une vue en coupe transversale schématique d'un second moyen de maintien d'un câble à profondeur constante.

20 La figure 7 montre une autre variante des figures 2 et 4.

Les figures 8A à 8E sont des représentations schématiques de différentes variantes de fixation et de liaison des capteurs sur un câble.

25 La figure 9 montre une vue de dessus d'une variante de disposition des câbles sismiques, en étoile, réalisable en mode stationnaire par rapport au milieu marin.

On décrit ci-après le dispositif de l'invention, et le procédé pour sa mise en 30 oeuvre, dans une application de prospection sismique marine, étant entendu que l'invention s'applique également à la prospection dans tout 25 i0 type d'étendue d'eau, y compris avec quelques adaptations sous les glaces polaires

En référence à la figure 1, le dispositif de l'invention, et son procédé de mise en oeuvre, incluent plusieurs câbles sismiques immergés, appelés également lignes ou encore streamer en langue anglaise, référencés 1 à 10, disposés parallèlement les uns aux autres. Les câbles sont de type connus en soi, si ce n'est leur flottabilité qui est nulle. Chaque câble est porteur de plusieurs capteurs sismiques, tels que des hydrophones ou io bien des hydrophones et accéléromètres.

À chacune des deux extrémités de chaque câble est fixé un dispositif de positionnement et de mise en tension du câble, du type flottant, submersible ou semi-submersible, et plus particulièrement à titre 15 d'exemple, soit un petit bateau, soit un engin du type drone. Ainsi, sur chacune des deux extrémités du câble 1 est fixé un drone respectivement 11 et 12, les couples de drones associés aux extrémités des autres câbles n'étant pas référencés pour des raisons de clarté.

20 Les câbles 1 à 10 sont disposés parallèlement les uns aux autres suivant une direction longitudinale schématisée par la flèche F sur la figure 1.

Les câbles sont indépendants les uns des autres, sans liaison mécanique entre eux. Les drones sont pourvus de moyens de propulsion autonomes.

Exprimé de façon schématique, on maintient la configuration des câbles telle quelle et stationnaire, puis on effectue des mesures, à l'aide d'un seul 30 bateau source, et ensuite on déplace la configuration de câbles et la source jusqu'à une autre station de mesure. À titre d'exemple, le nombre de câbles susceptibles d'être ainsi disposés est compris entre 5 et 30, de préférence entre 20 et 25, tandis que la longueur des câbles est comprise entre 6 et 12 km, et est de préférence de l'ordre de 8 km.

La figure 2 montre une vue de détail, de côté selon un plan longitudinal vertical, c'est-à-dire perpendiculairement à la surface de l'étendue d'eau, de l'un des câbles sismiques (en l'occurrence le câble 1) et ses drones 11 et 12 associés.

Sur le câble 1, sont fixés des modules de capteurs dont seuls les trois premiers 13, 14 et 15 sont référencés, pour raisons de clarté. Les modules capteurs sont au nombre par exemple de 320 et espacés de 25 m.

Le câble 1 comprend en outre des éléments formant ballast et référencés 16 à 20, et destinés à maintenir immergé le câble. Ainsi, la câble comporte une partie centrale principale 21 sensiblement rectiligne, porteuse des modules capteurs et des éléments de ballast, et deux parties courbes d'extrémité 22 et 23 reliant la partie centrale à chaque drone 11, 12.

Les drones sont du type connu en soi, par exemple flottant, ou semi submersible à propulsion Diesel ou du type électrique alimenté par un câble relié à une source d'énergie sur le bateau principal.

Les drones comportent des moyens de propulsion (hélice) de manière à maintenir en tension le câble, et plus précisément de façon que la partie centrale 21, porteuse des hydrophones, soit : - sensiblement horizontale (voir figure 2), et - disposée à une profondeur constante (à l'aide de moyens précisés ultérieurement) entre 20 et 200 m, de préférence entre 50 et 100 m.

L'ensemble formé par un câble et ses capteurs est conçu pour avoir une flottabilité nulle ou légèrement positive.

Selon l'invention, les câbles 1 à 10 sont maintenus : • chacun en tension ; • selon une configuration donnée ; dans l'exemple de la figure 1, les câbles sont parallèles les uns aux autres ; • de manière stationnaire, soit par rapport au fond marin, soit par rapport au milieu marin, ou de manière dite " pseudo stationnaire , pour tenir compte des courants marins ; et • à une profondeur constante donnée.

Les drones comportent des moyens de positionnement absolu, du type GPS. En utilisant des moyens de triangulation connus (du type acoustique), il est possible de connaître la position relative de chaque capteur, et donc par le GPS des drones, la position absolue de chaque capteur.

On a représenté sur la figure 3, de façon schématique, en vue de dessus, le dispositif de l'invention et son fonctionnement est décrit ci-après.

L'ensemble des câbles 1 à 10 tel que décrit précédemment est mis en place selon une configuration de câbles parallèles formant un carré, pour une station de mesures. Les câbles sont donc parallèles les uns aux autres, à distance constante et égale de quelques centaines de mètres, et sont stationnaires, soit par rapport au fond marin, soit par rapport au milieu marin (auquel cas ils ne sont soumis qu'aux courants).

L'ensemble comporte en outre un bateau principal 24, comportant des moyens d'enregistrement des signaux provenant des capteurs (hydrophones) disposés sur les câbles. Le bateau principal 24 est situé de manière décalée par rapport à l'ensemble des câbles, dans la direction longitudinale de ces derniers (flèche F), et de préférence sensiblement au milieu de la figure géométrique, ici un carré, formée par l'ensemble des câbles. Cette position préférée à proximité d'un drone nommé pilote permet en outre d'optimiser les transmissions radio des données sismiques. Le bateau principal 24 est apte à se déplacer suivant une ligne parallèle aux câbles.

Il est prévu également un bateau 25, portant une source sismique, du type connu en soi et par exemple un canon à air. Le bateau source 25 est placé, selon la forme de réalisation présentée sur la figure 3, décalé par rapport à l'ensemble des câbles, dans une direction transversale à celle des câbles, et de préférence sensiblement au milieu de la figure géométrique (carré) formée par l'ensemble des câbles.

Le bateau principal 24 comporte des moyens de réception des mesures et informations provenant des capteurs en vue du traitement desdites mesures.

Les informations provenant des capteurs sont transmises de deux manières possibles au bateau principal 24 : - - soit par liaisons électriques, d'une part d'un câble à l'autre par une liaison, telle que celle référencée 26 entre les câbles 1 et 2, et d'autre part entre les câbles 1 à 10 et le bateau principal 24 (liaison 27) ; - - soit par liaison sans fil, tels que liaison radio ou autre, symbolisée par les flèches 28 et 29 ; dans cette solution, il n'y a pas de liaisons filaires 26 (entre câbles sismiques) et 27 (entre les câbles et le bateau de mesure 24).

Les étapes du procédé de l'invention sont les suivantes : • la configuration montrée sur la figure 3 constitue une station de mesures, où les éléments (câbles sismiques, bateau source 25 et bateau de mesure 24) sont situés à distance donnée les uns des autres et selon une configuration donnée. ^ L'ensemble des câbles sismiques et le bateau principal 24 étant maintenus stationnaires, le bateau source 25 commence une série de tirs par déclenchements périodiques de la source sismique, tout en se déplaçant suivant une ligne 29, perpendiculaire à la direction longitudinale (flèche F) des câbles sismiques. La distance parcourue ainsi par le bateau source 25, en s'éloignant de l'ensemble stationnaire des câbles sismiques, est de l'ordre de 16. km, pour une densité de tirs de l'ordre de 6 par minute, pendant une durée d'environ 2 heures. • Les ondes recueillies par les câbles sont captées par ces derniers, puis les signaux correspondants sont envoyés vers le bateau principal 24 pour y être traités. • Ensuite, l'ensemble se déplace vers une autre station de mesures de la manière suivante : A) l'ensemble des câbles sismiques 1 à 10 se déplace parallèlement à lui-même, par l'intermédiaire des drones et de leurs moyens de propulsion, selon une distance par exemple entre 25 à 500 m, qui correspond à un pas de déplacement entre deux stations de mesures; B) pendant ce temps, le bateau principal 24 se déplace suivant la direction longitudinale (flèche F) d'une même distance ou du même pas. C) pendant ce temps également, le bateau source 25 revient vers l'ensemble des câbles pour se placer sensiblement au milieu de l'ensemble des câbles sismiques, suivant une ligne transversale 30 décalée, distante de la ligne 29 précédente dudit pas.

Une variante (non représentée) de mise en oeuvre du procédé de l'invention consiste à déplacer le bateau source 25 selon une ligne parallèle aux câbles (flèche F). Cette variante est moins préférée que celle où le bateau source se déplace perpendiculairement aux câbles, qui fournit des mesures isotropes et une taille de pixel sismique (appelé aussi bin ) réduit, de 12,5 m x 12,5 m, rendant les mesures plus précises.

La figure 4 montre une variante de réalisation, par rapport à la figure 2, d'un câble sismique et de ses deux drones associés, sous la forme de drones semi submersibles.

Le câble est maintenu à profondeur constante par des moyens décrits ci-après.

Selon un premier exemple, on utilise des ballasts 16 à 20, dont un exemple est montré sur les figures 5A et 5B selon deux vues schématiques en coupe d'un ballast, comprenant un vérin 37, un caisson 38 à l'intérieur duquel est disposé un soufflet 39. Selon l'état replié ou déployé du soufflet, l'eau remplit le caisson ou est évacuée de celui-ci.

Selon un second exemple, montré sur la figure 6, les moyens de maintien constant à une profondeur donnée du câble incluent des propulseurs de type connu. Chaque propulseur comporte trois tubes disposés à 120° radialement autour du câble. Dans chaque tube est disposée une hélice associée à un moteur (non représenté). Pour suppléer aux effets de rotation du câble sur lui-même, il est prévu des inclinomètres (non représentés) qui permettent de procurer une référence en poussée aux propulseurs à la verticale. Ces propulseurs peuvent en outre servir à maintenir constant l'écartement entre les câbles (suppléant ou assistant les drones à cet égard).

La figure 7 montre encore une variante de réalisation, avec des drones identiques à ceux de la figure 4, le câble sismique étant associé à : -- des lests, dont deux seulement, référencés 31 et 32, sont indiqués sur la figure; -- des bouées, dont deux seulement référencées 33 et 34 sont montrées sur la figure, disposées tous les 200 à 400 mètres dans la direction longitudinale du câble sismique; chaque bouée est reliée au câble par une liaison filaire respectivement 35 et 36. - Cette forme de réalisation (figure 7) est adaptée à la variante du procédé où l'ensemble des câbles est maintenu stationnaire par rapport au milieu marin, c'est-à-dire dérive selon le courant local. Elle convient aussi au cas où le câble est maintenu pseudostationnaire par rapport au fond. Par exemple, pour un courant de 1 noeud, les câbles s'auto-alignent dans la direction du courant. L'un des drones amont (direction du courant) constitue un point fixe et réalise ce qu'on appelle un positionnement pseudo dynamique de l'ensemble des câbles par rapport à une position absolue donnée. Les drones amont des autres câbles se positionnent suivant la double consigne : - ligne de drones amont perpendiculaire aux câbles (dans le cas d'une configuration carrée ou rectangle) ; - écartement constant donné des drones amont.

Le dispositif est pourvu de moyens permettant de conserver la configuration des câbles selon les variations du courant (direction, sens, intensité). En cas de renversement du courant, les drones amont et aval échangent leurs fonctions (les drones sont donc identiques) Les figures 8A à 8E montrent de manière schématique différentes possibilités de liaison entre le câble 1 et chaque module capteurs, afin de permettre de désolidariser mécaniquement les modules de capteurs.

La figure 8A montre le boîtier 40 comprenant les capteurs, et relié au câble par des connecteurs 41 et 42 droit et gauche ; le boîtier 40 peut aussi être relié au câble de manière fixe (non représentée).

Les figures 8B et 8C montrent une variante commune dans laquelle le io boîtier de capteurs n'est pas fixé directement sur le câble, afin de réduire le bruit et éviter les possibles artéfacts de mesure engendrés par la présence du câble. Le boîtier de capteurs est relié au câble par une dérivation (dite en anglais take-out ) de quelques mètres par un connecteur 43 situé sur le câble (figure 8B) ou par un connecteur 44 situé 15 sur le boîtier de capteurs (figure 8C).

La figure 8D représente la variante de la figure 8C, montrant en outre le système de fixation des bouées, selon l'option montrée sur la figure 7.

20 La figure 8E montre une variante préférée par rapport à celle de la figure 8D, où deux boîtiers capteurs 45 et 46, incluant des hydrophones uniquement, sont rattachés au câble par des liens souples de 3 m de long environ, de part et d'autre du câble, suivant la direction verticale.

25 Enfin, la figure 9 est un schéma d'un autre exemple de configuration des câbles, ici en étoile, réalisable uniquement dans le mode stationnaire par rapport au milieu marin D'autres configurations sont possibles : en losange, trapèze, rectangle, etc

30 Le procédé et le dispositif de l'invention présentent les avantages suivants : - - le fait d'utiliser des hydrophones et des géophones permet, par combinaison des signaux provenant des deux types de capteurs, d'obtenir un spectre plat , d'éliminer les fantômes et recueillir des informations relatives aux très basses fréquences ; -- le câble sismique est soumis à une faible tension par rapport à la tension de l'art antérieur où le câble est tracté à une vitesse de plusieurs noeuds; - - dans la variante où le câble est stationnaire par rapport au fond marin, il se déplace à une vitesse inverse de celle du courant, de l'ordre de 1 noeud io en moyenne, qui reste très faible par rapport aux vitesses de déplacement des procédés conventionnels De plus, le câble est immergé à grande profondeur, supérieure à 50 m. Cette disposition permet de diminuer largement les niveaux de bruit, de l'ordre de moitié ou du quart, par rapport aux procédés de l'art antérieur, où le câble est tracté à une vitesse 15 de cinq noeuds, et à faible profondeur (de l'ordre de 6 m). Le procédé de l'invention fait que le signal est quasiment insensible au bruit des vagues et à l'état de la mer. - - le rapport signal/bruit étant nettement amélioré, le dispositif de l'invention peut requérir une source deux à quatre fois moins puissante, 20 avec l'économie en résultant ; - - le dispositif de l'invention permet une grande variété de configurations géométriques des câbles, comme indiqué précédemment. Il est ainsi possible d'adapter la configuration au type de prospection effectuée, et plus précisément aux structures géologiques investiguées, telles que par 25 exemple des dômes de sel, des failles, des chevauchements et couches basaltiques ; - - cette même souplesse de configurations permet au dispositif de l'invention de contourner des obstacles, tels que des îlots, plates-formes pétrolières, tout en continuant la mesure. En effet, dans l'hypothèse d'une 30 configuration carrée , il est envisageable de séparer en deux l'ensemble des câbles, une partie passant à gauche de l'obstacle, tandis que l'autre partie passe à droite ; - - l'invention permet des mesures précises grâce à une taille réduite et à l'isotropie du bin ou pixel sismique, de l'ordre de 12,5 m x 12,5 m, ce qui permet d'améliorer l'efficacité du traitement sismique (par exemple anti-multiples, anti-bruits, imagerie, ) ; - - le procédé de l'invention ne requiert qu'un bateau de mesure de puissance réduite par rapport à l'art antérieur, puisque celui-ci ne remorque pas l'ensemble des câbles ; lo -- le dispositif de l'invention ne fait appel qu'à un seul bateau source ; cependant, il est possible de faire appel à des techniques connues sous le nom de tirs simultanés utilisables avec des canons à air, ou avec des sources marines vibratoires, et ainsi en utilisant plusieurs bateaux sources, la productivité étant améliorée d'autant. 15 -- on peut estimer que le coût d'utilisation du dispositif de l'invention est réduit de l'ordre de 35 % par rapport à l'art antérieur. Sur la base d'un bateau de remorquage et de quatre bateaux source, le coût journalier est de l'ordre de 360 K{ : l'économie réalisée est donc très appréciable.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1) Procédé pour la prospection sismique marine, du type dans lequel: - On dispose une source sismique mobile immergée, apte à créer une perturbation transmise par le milieu aquatique sous forme d'ondes aptes à se réfléchir sur le fond et sur les différentes couches géologiques profondes de ce dernier ; - On dispose au moins un câble, et de préférence plusieurs, muni d'une pluralité de capteurs aptes à recueillir lesdites ondes io réfléchies ; - On déclenche ladite source sismique ; - On capte à l'aide desdits capteurs lesdites ondes réfléchies; caractérisé en que : - L'on dispose en une station de mesure ledit au moins un câble de 15 capteurs de manière stationnaire ou pseudo stationnaire , soit par rapport au milieu aquatique, soit par rapport au fond ; - On créé ladite perturbation et on capte les ondes réfléchies ; - L'on déplace jusqu'à une autre station de mesure, d'une part le câble et d'autre part la source sismique, et ainsi de suite 20
2. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit câble est maintenu en tension aux deux extrémités d'une part et à une profondeur sensiblement constante d'autre part, pendant la mesure.
3. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce 25 que les capteurs sont constitués d'hydrophones, ou bien d'une combinaison d'hydrophones et de géophones (accéléromètres).
4. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les câbles sont déplacés entre deux stations de mesure, selon une distance ou pas comprise entre 100 et 600 m, de 30 préférence entre 200 et 400 m. 20 25
5. 5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les câbles présentent une longueur comprise entre 4 et 12 km, de préférence entre 6 et 10 km, de préférence 8 km, tandis que l'écartement entre câble est compris entre 100 250 et 600 400 m, les modules capteurs étant disposés tous les 25 m environ sur le câble, ce qui conduit à un nombre de modules capteurs de l'ordre de 320 par câble.
6. 6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les câbles sont disposés de manière à représenter en vue de dessus par leur périmètre, un rectangle, un parallélogramme, un cercle, un ovale, un losange ou un carré.
7. 7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise un seul bateau source, déplacé pendant la mesure sensiblement soit perpendiculairement, soit parallèlement à la direction longitudinale des câbles parallèles.
8. 8) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, pour la prospection sismique aquatique, du type comprenant • Au moins une source sismique mobile immergée, apte à créer une perturbation transmise par le milieu aquatique sous forme d'ondes aptes à se réfléchir sur le fond et sur les différentes couches géologiques profondes de ce dernier ; • Au moins un câble, et de préférence plusieurs, muni d'une pluralité de capteurs aptes à recueillir lesdites ondes réfléchies ; • Des moyens de détection et de mesure desdites ondes caractérisé en qu'il comporte en outre : - Des moyens permettant de disposer, en une station de mesure, ledit au moins un câble de capteurs de manière stationnaire ou 30 pseudo stationnaire , soit par rapport au milieu aquatique, soit par rapport au fond ;- Des moyens de déclenchement de ladite source - Des moyens de déplacement, jusqu'à une autre station de mesure, d'une part du câble et d'autre part de la source sismique.
9. 9) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les capteurs sont constitués d'une combinaison d'hydrophones et de géophones.
10. 10) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens, tels que des drones, pour maintenir ledit câble en tension d'une part et à une profondeur io sensiblement constante d'autre part, pendant la mesure.