FR2983975A1

FR2983975A1 - Systemes et procedes de reduction de bruit pour un cable de recherche geophysique

Info

Publication number: FR2983975A1
Application number: FR1261718A
Authority: FR
Inventors: Andras Robert Juhasz; Gustav Goran Mattias Sudow; Carl Joel Gustav Skogman; Panagiotis Verras; Ulf Peter Lindqvist
Original assignee: PGS Geophysical AS
Current assignee: PGS Geophysical AS
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-06-14
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: GB2497431B; GB2497431A; US8587316B2; NO20121380A1; FR2983975B1; US20130148468A1

Abstract

Un câble de recherche géophysique (16) comprend un amplificateur de signal (20) branché entre deux électrodes (18) espacées sur la longueur du câble de recherche géophysique (16) (les électrodes (18) étant reliées à l'amplificateur de signal (20) par une première paire de conducteurs (17)), et un amplificateur de bruit (30) relié à une deuxième paire de conducteurs (27) disposée de manière sensiblement parallèle à la première paire de conducteur. Le câble de recherche géophysique (16) comprend en outre un circuit de combinaison qui combine un signal de bruit fourni par l'amplificateur de bruit (30) avec un signal de capteur fourni par l'amplificateur de signal (20) afin de procurer un signal de capteur avec une composant de bruit réduite.

Description

ARRIERE PLAN Des recherches géophysiques sont utilisées dans des projets d'exploration qui exigent de l'information géologique. Ces recherches procurent des données qui peuvent fournir des informations au sujet de la structure et de la distribution des types de roche et de leur contenu. Cette information facilite considérablement des recherches d'eau, de réservoirs géothermiques, et de dépôts minéraux tels que des hydrocarbures et des minerais. La plupart des compagnies pétrolières s'appuient sur des recherches géophysiques pour choisir les sites où forer les puits de pétrole exploratoires.

Une forme de recherche géophysique, la recherche électromagnétique, génère des signaux électromagnétiques à basse fréquence qui interagissent avec les strates d'intérêt. Ces signaux peuvent être transmis à partir d'un câble d'émetteur remorqué derrière un bateau ou tout autre bâtiment de surface ou sous la surface se déplaçant à travers une étendue d'eau telle qu'un lac ou un océan. Les signaux électromagnétiques générés se propagent à travers l'eau et les strates sous l'étendue d'eau. Du fait que les signaux électromagnétiques interagissent avec l'eau et les strates, la résistivité combinée de l'eau et des strates (et dans une moindre mesure l'air au-dessus de l'eau) amène les signaux électromagnétiques à s'affaiblir lorsqu'ils se propagent à l'écart de l'émetteur. Le champ électrique qui en résulte présent dans l'eau est régi par une combinaison des propriétés résistives de l'eau, des strates sous le fond et de l'air. Des différences dans la résistivité des strates le long de la ligne de recherche se traduisent par des petites différences dans ce champ électrique. Des capteurs dans un câble de recherche géophysique (qui peut également être remorqué par le bateau) détectent et mesurent ces petites différences de champs électriques dans l'eau produits par les signaux électromagnétiques, et ces mesures de champ électromagnétiques peuvent être utilisées pour identifier des contrastes de résistivité qui peuvent être indicatives de corps d'intérêt dans les strates (par exemple des réservoirs de pétrole et de gaz). Du fait de la faible amplitude des champs électromagnétiques mesurés, d'autres sources de signaux électromagnétiques peuvent interférer avec leur détection et leur mesure. Ces sources d'interférence comprennent le champ magnétique terrestre, ainsi que des champs électromagnétiques produits par des courants électriques dans des structures sous-marines telles que des pipelines et des câbles sous-marins. Le mouvement du câble de recherche géophysique remorqué à travers ces champs magnétiques peut induire du bruit électrique dans les conducteurs de câble, tout comme le peuvent des champs électromagnétiques variables dans le temps provenant des structures sous-marines mentionnées ci-dessus. Ce bruit électrique superposé peut être d'une grandeur comparable à celle du courant électrique détecté, le rendant difficile à distinguer du bruit. Certaines techniques existantes calculent et soustraient une partie de ce bruit sur la base de la mesure du mouvement du câble de recherche dans les champs magnétiques terrestres (voir, par exemple, le brevet U.S. N° 7 671 598 au nom de Ronaess et autres). Ces solutions exigent cependant un grand nombre de capteurs supplémentaires sur la longueur du câble (par exemple des magnétomètres et des accéléromètres). De plus, ces solutions ne prennent également pas en compte des sources électromagnétiques sous-marines artificielles. RESUME DE L'INVENTION Selon un premier aspect, la présente invention prévoit un câble de recherche géophysique comportant deux électrodes espacées sur le câble de recherche géophysique, une première paire de conducteurs reliée aux deux électrodes, un amplificateur de signal relié à la première paire de conducteurs et configuré pour produire un signal de capteur, une deuxième paire de conducteurs positionnée de manière sensiblement parallèle à la première paire de conducteurs, et un amplificateur de bruit relié à la deuxième paire de conducteurs, l'amplificateur de bruit étant configuré pour produire un signal de bruit représentant une composante de bruit du signal de capteur. Le câble de recherche géophysique peut comprendre en outre un circuit de combinaison qui combine le signal de bruit avec le signal de capteur afin de réduire le bruit dans le signal de capteur. Le circuit de combinaison peut être disposé à proximité des deux électrodes. Le câble de recherche géophysique peut être configuré sous la forme d'un câble de recherche géophysique marine pouvant être remorqué. Le circuit de combinaison peut alors être disposé à proximité d'un navire de remorquage. Un conducteur de la première paire de conducteurs peut être relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de signal, et l'autre conducteur de la première paire de conducteurs peut être relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de signal, et le câble peut comprendre en outre une résistance qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de signal l'un à l'autre. Un conducteur de la deuxième paire de conducteurs peut être relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de bruit, et l'autre conducteur de la deuxième paire de conducteurs peut être relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de bruit, et le câble peut comprendre en outre une deuxième résistance qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de bruit l'un à l'autre.

Selon un deuxième aspect, la présente invention prévoit un système de recherche géophysique comportant un câble de recherche selon le premier aspect et un calculateur configuré pour obtenir le signal de bruit provenant de l'amplificateur de bruit et le signal de capteur provenant de l'amplificateur de signal, le calculateur étant en outre être configuré pour combiner le signal de bruit avec le signal de capteur afin de réduire le bruit dans le signal de capteur. Le calculateur peut être disposé dans le câble de recherche. Le système de recherche géophysique peut comprendre en outre un navire de remorquage, le calculateur pouvant être disposé sur le navire de remorquage.

Au moins une partie des conducteurs de la première paire de conducteurs peut être disposée longitudinalement sur un axe commun, et au moins une partie des conducteurs de la deuxième paire de conducteurs peut être disposée longitudinalement sur un deuxième axe parallèle à l'axe commun. Le câble de recherche peut être configuré sous la forme d'un câble marin pouvant être remorqué. Un conducteur de la première paire de conducteurs peut être relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de signal, et l'autre conducteur de la première paire de conducteurs peut être relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de signal, et le câble peut comprendre en outre une résistance qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de signal l'un à l'autre. Le système de recherche géophysique peut comprendre en outre un câble de transmission configuré pour transmettre un signal électromagnétique qui interagit avec des strates souterraines afin de produire des variations dans le signal de capteur.

Le calculateur peut être configuré pour obtenir une relation entre le signal de bruit et le signal de capteur en tant que partie de combinaison du signal de bruit avec le signal de capteur, et pour utiliser la relation afin d'obtenir une composante de bruit du signal de capteur. Le calculateur peut en outre être configuré pour soustraire la composante de bruit du signal de capteur.

Selon un troisième aspect, la présente invention prévoit un procédé pour un système de recherche géophysique, le procédé comportant le fait l'obtention d'un signal de capteur en utilisant une première paire de conducteurs dans un câble de recherche géophysique, l'obtention d'un signal de bruit en utilisant une deuxième paire de conducteurs à proximité de la première paire de conducteurs, et la combinaison du signal de bruit avec le signal de capteur afin de fournir un signal de capteur ayant une composante de bruit réduite. La combinaison peut comprendre le fait d'obtenir une relation entre le signal de capteur et le signal de bruit, et d'utiliser la relation afin d'estimer la composante de bruit du signal de capteur. Le signal de bruit peut être indicatif du bruit induit par des changements dans un champ électromagnétique et par le mouvement du câble de recherche géophysique par rapport au champ électromagnétique. Enfin, le procédé peut inclure le système de recherche géophysique selon le deuxième aspect et le câble de recherche selon le premier aspect ainsi qu'un navire de remorquage, avec un calculateur qui peut être disposé dans le câble de recherche ou sur le navire de remorquage.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Une meilleure compréhension des différentes formes de réalisation divulguées peut être obtenue quand la description détaillée qui suit est considérée en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 montre un système de recherche géophysique marine à titre d'illustration. La figure 2 montre une vue détaillée d'une section d'un câble de recherche géophysique à titre d'illustration. La figure 3 montre un ensemble de signaux enregistrés à titre d'illustration.

La figure 4 montre un procédé destiné à réaliser au moins une partie d'une recherche géophysique marine, à tire d'illustration. Il faut comprendre que les dessins et la description détaillée correspondante ne limitent pas la divulgation, mais au contraire fournissent la base pour comprendre l'ensemble des modifications, équivalents, et variantes qui tombent dans la portée de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE Par conséquent, différents systèmes de réduction du bruit de recherche géophysique et des procédés pour l'utilisation avec un câble de recherche géophysique sont divulgués ici. Dans au moins quelques formes de réalisation donnés à titre d'illustration, un amplificateur de signal est couplé entre deux électrodes qui sont espacées sur la longueur du câble de recherche géophysique. Une première paire de conducteurs relie les électrodes à l'amplificateur de signal. Une deuxième paire de conducteurs est positionnée en parallèle avec la première paire de conducteurs et n'est pas reliée à de quelconques électrodes externes, mais sert plutôt seulement à capter le bruit électromagnétique. Un amplificateur de bruit est relié à la deuxième paire de conducteurs afin de fournir un signal de bruit. Un circuit de combinaison soustrait un signal de bruit fourni par l'amplificateur de bruit d'un signal de capteur fourni par l'amplificateur de signal. La sortie de signal du circuit de combinaison qui en résulte comprend une composante de bruit réduit comparée à celle présente dans le signal de capteur. Les paragraphes qui suivent décrivent plus en détail ces systèmes et procédés à titre d'illustration. Un aperçu d'un contexte d'utilisation est tout d'abord présenté à titre d'illustration afin de montrer les composants de base d'un système de recherche géophysique et leur fonctionnement. Une description plus détaillée de certains des composants de la forme de réalisation donnée à titre d'illustration suit, avec des exemples de données représentées et décrites afin d'illustrer les systèmes de réduction du bruit divulgués. Un procédé de réduction du bruit d'illustration est également décrit. Enfin, des exemples d'utilisations du signal de bruit réduit résultant sont décrits dans le contexte des recherches géophysiques. La figure 1 montre un aperçu d'un système de recherche géophysique d'illustration fonctionnant dans un environnement marin. Un navire 10 se déplace à travers une étendue d'eau 11 et porte un système d'enregistrement géophysique 12. Un ou plusieurs câbles de source géophysique 14 et un ou plusieurs câbles de recherche géophysique 16 sont remorqués à travers l'étendue d'eau 11. (Bien que le navire 10 soit représenté remorquant des câbles de source et de recherche, d'autres systèmes peuvent utiliser de multiples navires avec l'un qui remorque les câbles de recherche géophysique et les autres qui remorquent les sources géophysiques). Le câble de source géophysique 14 comprend des électrodes de transmission 15A et 15B, qui coopèrent afin de produire un signal électromagnétique à basse fréquence 8 qui se propage à travers une étendue d'eau 11 et au delà du fond 13 dans des strates 22 et un corps 23. Lorsque le signal électromagnétique 8 se propage, les résistivités variables de l'eau 11, des strates 22 et du corps 23 produisent chacune des variations dans l'intensité de champ du signal électromagnétique 8, comme cela est illustré dans l'exemple de la figure 1. L'intensité du signal électromagnétique 8 à proximité du câble de recherche géophysique 16 reflète ainsi la résistivité cumulée de l'eau 11, des strates 22 et du corps 23. Des variations de l'intensité de champ du signal électromagnétique 8 différentes de celles attendues provoquées par les strates 22 sont ainsi produites par le corps 23, ce qui peut permettre au corps 23 d'être détecté, caractérisé et cartographié. Une ou plusieurs paires d'électrodes 18 sont espacées le long du câble de recherche géophysique 16 afin de détecter et mesurer le potentiel de champ électrique du signal électromagnétique 8 à proximité de chaque paire d'électrodes 18. Un module de capteur 20 est relié entre les électrodes de chaque paire 18 afin de convertir le potentiel de champ électrique en un signal de détection. Les modules de capteur 20 peuvent amplifier et transmettre les signaux détectés au système d'enregistrement 12, par exemple par l'intermédiaire d'un circuit principal de communication dans le câble de recherche géophysique. Dans certaines formes de réalisation, les modules de capteur 20 peuvent numériser les signaux détectés avant de les communiquer au système d'enregistrement 12. Le système d'enregistrement 12 peut enregistrer les données pour un traitement ultérieur, bien que certaines formes de réalisation assurent un traitement en temps réel des données lorsqu'elles sont captées. Ce traitement en temps réel peut permettre à l'équipage d'ajuster des paramètres de recherche lorsque cela est nécessaire pour assurer la qualité des données de recherche captées. La figure 1 montre également des exemples de plusieurs objets sous- marins sur le fond 13, y compris un câble sous-marin 25 et un pipeline sous-marin 26. Les courants électriques circulant à travers le câble sous-marin 25 peuvent comprendre des courants alternatifs. D'une manière similaire, le pipeline sous-marin 26 peut transporter des courants électriques de systèmes de chauffage interne ou anticorrosion ou bien, dans certains cas, des courants électriques induits par des sources d'énergie externes. Les courants alternatifs génèrent des champs électromagnétiques qui varient dans le temps, et les conducteurs dans le câble de recherche géophysique 16 peuvent agir en tant qu'antennes pour ces champs électromagnétiques ou bien, par mouvement à travers les champs magnétiques créés par ces courants ou même le champ magnétique terrestre, induire du bruit additionnel qui interfère avec les signaux de détection. Les conducteurs dans le câble de recherche géophysique 16 peuvent également agir en tant qu'antennes qui peuvent capter du bruit additionnel provoqué par des signaux électriques produits par le système de recherche géophysique lui-même (par exemple par l'alimentation et les signaux de communication présents dans le câble de recherche géophysique 16), ainsi que par les dispositifs électriques et l'équipement à bord du navire 10 (par exemple, les moteurs de navire, les générateurs, les radios et/ou tout autre équipement électrique/électronique). La figure 2 montre à titre d'illustration une vue plus détaillée d'une section du câble de recherche géophysique 16. Bien que le câble de recherche géophysique comprenne de manière typique beaucoup de conducteurs, deux paires de conducteurs (17 et 27) sont représentées ici. Un amplificateur de signal 20 est relié à une paire d'électrodes 18 par une première paire de conducteurs 17. Un amplificateur de bruit 30 est branché entre une deuxième paire de conducteurs 27 qui s'étend parallèlement à la première paire de conducteurs 17, sans être relié à de quelconques électrodes externes. Chaque conducteur dans les paires de conducteurs peut s'étendre d'une manière globalement parallèle à l'axe du câble de recherche 16 ; les deux conducteurs dans une paire donnée étant décalés longitudinalement le long de l'axe l'un par rapport à l'autre. Les entrées de l'amplificateur de signal 20 peuvent être pontées par une résistance 19 qui convertit une circulation de courant quelconque le long des conducteurs en un signal de tension. Une résistance similaire 29 peut ponter les entrées de l'amplificateur de bruit 30. Dans au moins certaines formes de réalisation d'illustration, la valeur pour les résistances 19 et 29 peut être entre 1 ki et 1 M .

Si l'on continue à se référer à l'exemple illustratif de la figure 2, le champ électrique du signal électromagnétique 8 au voisinage des électrodes 18 produit un potentiel électrique à travers les électrodes 18 qui amène un courant électrique à circuler à travers la première paire de conducteurs 17 et amène un signal d'entrée de potentiel U à se développer à travers la résistance 19. La résistance 19 agit en tant que résistance de shunt avec une impédance connue, ce qui permet la détermination de l'intensité du champ électrique à partir de la tension de signal d'entrée aux bornes de la résistance. Le signal d'entrée est amplifié par l'amplificateur de signal 20, qui délivre un signal de capteur. Comme cela a été précédemment mentionné, le signal de capteur peut être sujet à une interférence. A titre illustratif, une source d'interférence est provoquée par les mouvements transversaux du câble dans un champ magnétique. Ce mouvement peut résulter de la réponse du câble à de la turbulence et des courants d'eau et au déplacement du navire 10. Dans la forme de réalisation d'illustration de la figure 2, le câble de recherche géophysique 16 est représenté ayant un mouvement transversal dans un champ magnétique statique B (représenté avec des lignes de champ qui sont perpendiculaires à la fois à la direction de remorquage et au mouvement transversal du câble). Le mouvement du câble est représenté par des vecteurs de vitesse locale vx, avec les vecteurs de potentiel électrique local correspondant ux représentés le long de chaque partie des conducteurs. Pour un vecteur de champ magnétique local donné Bx et un vecteur de vitesse locale donné vx, le potentiel local ux le long d'un segment de conducteur dl est donné par l'équation : ux = vx x Bx - dl (1). Le potentiel global le long du conducteur induit par le mouvement du conducteur à travers le champ magnétique est déterminé en intégrant les produits croisés locaux sur la longueur de la paire de conducteur, qui est représenté sous la forme : UN = f vx X Bx - dl (2). Le mouvement transversal du câble 16 à travers le champ magnétique B produit ainsi un signal de bruit d'entrée à la fois sur la paire de conducteurs 17 et la paire de conducteurs 27. Puisque les deux paires de conducteurs sont à proximité l'une de l'autre et passent à travers le même champ magnétique B, les vitesses locales et les potentiels locaux sont similaires. Il en résulte que le potentiel de bruit global sur chaque paire de conducteurs est également similaire.

Si l'on continue à se référer à la figure 2, le signal de bruit d'entrée induit sur la paire de conducteurs 17 est superposé au signal de capteur d'entrée. Il en résulte que le signal de capteur qui apparaît sur le noeud de sortie de l'amplificateur de signal 20 a à la fois une composante de signal d'entrée et une composante de bruit d'entrée. Puisque la deuxième paire de conducteurs 27 est configurée d'une manière similaire, mais sans être reliée aux électrodes, la sortie de l'amplificateur de bruit 30 a seulement la composante de bruit. Cette composante de bruit peut être mesurée à partir de la sortie de l'amplificateur de bruit 30 et être soustraite de la sortie de l'amplificateur de signal 20 pour obtenir un signal de capteur avec un contenu de bruit réduit. Dans certaines formes de réalisation, la réduction du bruit est effectuée avant la numérisation et le stockage du signal de capteur. Par exemple, un circuit de combinaison (par exemple un amplificateur différentiel) peut recevoir le signal de capteur provenant de l'amplificateur de signal 20 sur un noeud d'entrée et le signal de bruit de l'amplificateur de bruit 30 sur l'autre noeud d'entrée, la sortie qui en résulte étant un signal de capteur avec une composante de bruit réduite. Dans d'autres formes de réalisation, les deux signaux sont numérisés et stockés pour un traitement ultérieur, ce qui permet à un calculateur de réaliser un traitement plus sophistiqué en combinant le signal de bruit avec le signal de capteur pour obtenir un signal de capteur avec un contenu de bruit réduit. Ce traitement peut être mis en oeuvre par un logiciel fonctionnant sur le calculateur, et il peut permettre au système de compenser des variations des caractéristiques des amplificateurs et des conducteurs en soustrayant le signal de bruit du signal de capteur. Le mouvement des paires de conducteurs 17, 27 à travers un champ magnétique produit juste une composante de bruit. D'autres composantes de bruit peuvent également résulter d'autres champs électromagnétiques variant dans le temps indépendants du mouvement des conducteurs. Ces champs peuvent être produits, par exemple, par des courants électriques circulant à travers des câbles électriques sous-marins (par exemple le câble 25 de la figure 1), des courants électriques circulant à travers des appareils de chauffage utilisés pour chauffer les pipelines sous-marins ou dans les systèmes de protection active contre la corrosion pour de tels pipelines (par exemple le pipeline 26 de la figure 1), ou d'autres champs électromagnétiques externes. Ce bruit électrique est parfois appelé « bruit culturel ». Le « bruit culturel » peut également comprendre le bruit électrique généré par le système de recherche géophysique lui-même (par exemple par l'alimentation et les signaux de communication présents dans le câble de recherche géophysique 16), ainsi que le bruit électrique produit à bord du navire 10 (par exemple par les moteurs, les générateurs, les radios et/ou tout autre équipement électrique). Quand le câble de recherche géophysique 16 est exposé à ces champs électromagnétiques qui varient avec le temps, les conducteurs peuvent agir en tant qu'antennes, en captant des signaux qui ne feraient autrement pas partie des mesures par les électrodes 18. Puisque les conducteurs 17, 27 sont relativement proches et configurés d'une manière similaire, ils produisent chacun des signaux de chaque bruit culturels similaires. Comme précédemment, le signal de bruit provenant de l'amplificateur de bruit 30 peut être utilisé pour réduire la teneur en bruit du signal de capteur de l'amplificateur de signal 20. La figure 3 montre à titre d'illustration des signaux recueillis lors d'une campagne de recherche expérimentale. La courbe 42 montre à titre d'illustration un signal de bruit en fonction du temps, alors que la courbe 44 montre un signal de capteur saisi en fonction du temps. La campagne de recherche expérimentale a utilisé des paires de conducteurs de 200 m de long, avec des résistances 19 et 29 ayant des valeurs de 1 kr. . Les signaux n'ont pas été étalonnés, mais en dehors d'un facteur d'échelle, le signal de bruit 42 suit de près beaucoup de petites caractéristiques évidentes du signal de capteur 44. Le signal de bruit peut ainsi être utilisé comme base pour la réduction de la composante de bruit du signal de capteur saisi comme cela été décrit précédemment. La figure 4 est un organigramme d'un procédé 400 donné à titre d'illustration et destiné à réduire le bruit dans un câble de recherche géophysique.

Comme cela est noté plus en détail ci-dessous, les formes de réalisation précédemment décrites à titre d'illustration sont des exemples des systèmes qui mettent en oeuvre le procédé 400. Dans le bloc 410, le système acquiert un signal de capteur en utilisant une paire de conducteurs branchés entre des électrodes de capteur. Dans le bloc 420, le système acquiert un signal de bruit avec une deuxième paire de conducteurs relativement proche de la première paire de conducteurs. La deuxième paire de conducteurs est sans terminaison, de sorte qu'elle capte un signal de bruit sur la base du mouvement du câble à travers un champ magnétique et sur la base de sa sensibilité à des champs électromagnétiques variables dans le temps. Dans le bloc 430, le système dérive une relation entre le signal de bruit et le signal de capteur, par exemple en utilisant un filtre adaptatif qui traite le signal de bruit pour fournir une prédiction du signal de capteur. En variante, un facteur d'étalonnage peut être déterminé de manière empirique quand le câble de recherche est fabriqué et utilisé, pour mesurer et soustraire le signal de bruit du signal de capteur. D'autres techniques d'analyse statistique en temps réel ou en post-traitement sont connues et peuvent être utilisées. La relation obtenue peut alors être utilisée dans le bloc 440 pour combiner le signal de bruit avec le signal de capteur d'une manière qui réduit le contenu de bruit dans le signal de capteur. L'amplificateur différentiel et les mises en oeuvre logicielles précédemment décrites sont des exemples illustratifs des formes de réalisation qui réalisent la combinaison décrite. Les divulgations précédentes peuvent être appliquées à chaque paire d'électrodes dans la rangée de câbles de recherche géophysique afin d'obtenir des signaux de recherche avec des rapports signal/bruit améliorés. Les signaux de recherche améliorés peuvent être utilisés de la manière habituelle pour produire des images de la sous-surface qui décrivent les caractéristiques géophysiques des strates au-dessous de la surface d'une étendue d'eau. Les signaux de recherche représentent les champs de potentiel électrique induits par le signal électromagnétique transmis 8 de la figure 1. Les caractéristiques et variations du signal de capteur (par exemple amplitude, phase, délai de propagation, distorsion, etc.) reflètent les propriétés et les localisations physiques des corps dans les strates, ainsi que les types de sol et de roche présents dans et en dehors d'un corps détecté. Par exemple, en analysant les variations dans le champ généré, la résistivité et l'emplacement des corps qui contrastent, et ainsi la composition desdites formations, peuvent être déterminés. De cette manière, des cartes géophysiques 2D et 3D des strates sous-marines peuvent être générées sur la base des données de signal de capteur produites par les formes de réalisation décrites à titre d'illustration. Pour une description plus détaillée de la manière selon laquelle des données de recherche géophysique sont utilisées pour produire des images de recherche, on peut se référer, par exemple, au document de Constable et autres, « An Introduction to Marine Controlled-Source Electromagnetic Methods for Hydrocarbon Exploration » (Géophysics, Vol. 72, N° 2, Pages WA3 à WA12, Mars-avril 2007). Plusieurs autres modifications, équivalents, et variantes, seront évidentes pour les hommes de l'art une fois que la divulgation ci-dessus est pleinement appréciée. Par exemple, les formes de réalisation de système décrites à titre d'illustration collectent des mesures de recherche électromagnétique, mais la technique divulguée peut être appliquée pour réduire le bruit dans n'importe quel conducteur de signal dans un câble de recherche géophysique, indépendamment du type de capteur. De même, bien que les formes de réalisation décrites soient représentées comme étant remorquées par un navire de surface, l'utilisation des systèmes et des procédés décrits n'est pas limitée aux câbles de recherche remorqués, ou même aux environnements marins. En fait, les procédés décrits peuvent également être appliqués aux câbles de recherche en surface ou au fond de l'océan pour réduire le contenu de bruit dans les signaux mesurés.5

Claims

REVENDICATIONS1 Câble de recherche géophysique caractérisé en ce qu'il comporte : deux électrodes (18) espacées sur le câble de recherche géophysique (16) ; une première paire de conducteurs (17) reliée aux deux électrodes (18) ; un amplificateur de signal (20) relié à la première paire de conducteurs (17) et configuré pour produire un signal de capteur ; une deuxième paire de conducteurs (27) positionnée de manière sensiblement parallèle à la première paire de conducteurs (17) ; et un amplificateur de bruit (30) relié à la deuxième paire de conducteurs (27), l'amplificateur de bruit (30) étant configuré pour produire un signal de bruit représentant une composante de bruit du signal de capteur.
2. Câble de recherche géophysique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de combinaison qui combine le signal de bruit avec le signal de capteur afin de réduire le bruit dans le signal de capteur.
3. Câble de recherche géophysique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de combinaison est disposé à proximité des deux électrodes (18).
4. Câble de recherche géophysique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de recherche géophysique (16) est configuré sous la forme d'un câble de recherche géophysique marine pouvant être remorqué.
5. Câble de recherche géophysique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de combinaison qui combine le signal de bruit avec le signal de capteur afin de réduire le bruit dans le signal de capteur, le circuit de combinaison étant disposé à proximité d'un navire de remorquage (10).
6. Câble de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un conducteur de la première paire de conducteurs (17) est relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de signal (20), et l'autre conducteur de la première paire de conducteurs (17) est relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de signal (20) ; et le câble comporte en outre une résistance (19) qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de signal (20) l'un à l'autre.
7. Câble de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un conducteur de la deuxième paire de conducteurs (27) est relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de bruit (30), et l'autre conducteur de la deuxième paire de conducteurs (27) est relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de bruit (30) ; et le câble comporte en outre une deuxième résistance (29) qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de bruit (30) l'un à l'autre.
8. Système de recherche géophysique caractérisé en ce qu'il comporte : un câble de recherche (16) qui comprend : deux électrodes (18) espacées sur le câble de recherche (16) ; une première paire de conducteurs (17) reliée aux deux électrodes (18) ; un amplificateur de signal (20) relié à la première paire de conducteurs (17) et configuré pour produire un signal de capteur ; une deuxième paire de conducteurs (27) disposée de manière sensiblement parallèle à la première paire de conducteurs (17) ; et un amplificateur de bruit (30) relié à la deuxième paire de conducteurs (27), l'amplificateur de bruit (30) étant configuré pour produire un signal de bruit représentant une composante de bruit du signal de capteur ; et un calculateur configuré pour obtenir le signal de bruit provenant de l'amplificateur de bruit (30) et le signal de capteur provenant de l'amplificateur de signal (20), le calculateur étant en outre configuré pour combiner le signal de bruit avec le signal de capteur afin de réduire le bruit dans le signal de capteur.
9. Système de recherche géophysique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le calculateur est disposé dans le câble de recherche (16).
10. Système de recherche géophysique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un navire de remorquage (10), le calculateur étant disposé sur le navire de remorquage (10).
11. Système de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que au moins une partie des conducteurs de la première paire de conducteurs (17) est disposée longitudinalement sur un axe commun ; et au moins une partie des conducteurs de la deuxième paire de conducteurs (27) est disposée longitudinalement sur un deuxième axe parallèle à l'axe commun.
12. Système de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le câble de recherche (16) est configuré sous la forme d'un câble marin pouvant être remorqué.
13. Système de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'un conducteur de la première paire de conducteurs (17) est relié à un premier noeud d'entrée de l'amplificateur de signal (20), et l'autre conducteur de la première paire de conducteurs (17) est relié à un deuxième noeud d'entrée de l'amplificateur de signal (20) ; et le câble comprend en outre une résistance (19) qui relie les premier et deuxième noeuds d'entrée de l'amplificateur de signal (20) l'un à l'autre.
14. Système de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 8 à 13' caractérisé en ce qu'il comporte en outre un câble de transmission configuré pour transmettre un signal électromagnétique qui interagit avec des strates souterraines pour produire des variations dans le signal de capteur.
15. Système de recherche géophysique selon l'une quelconque des revendications 8 à 14' caractérisé en ce que le calculateur est configuré pour obtenir une relation entre le signal de bruit et le signal de capteur en tant que partie decombinaison du signal de bruit avec le signal de capteur, et pour utiliser la relation afin d'obtenir une composante de bruit du signal de capteur.
16. Système de recherche géophysique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le calculateur est en outre configuré pour soustraire la composante de bruit du signal de capteur.
17. Procédé pour un système de recherche géophysique caractérisé en ce qu'il comporte: l'obtention d'un signal de capteur en utilisant une première paire de conducteurs (17) dans un câble de recherche géophysique (16) ; l'obtention d'un signal de bruit en utilisant une deuxième paire de conducteurs (27) à proximité de la première paire de conducteurs (17) ; et la combinaison du signal de bruit avec le signal de capteur afin de fournir un signal de capteur ayant une composante de bruit réduite.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la combinaison comprend l'obtention d'une relation entre le signal de capteur et le signal de bruit ; et l'utilisation de la relation afin d'estimer la composante de bruit du signal de capteur.
19. Procédé selon la revendication 17 ou la revendication 18, caractérisé en ce que le signal de bruit est indicatif du bruit induit par des changements dans un champ électromagnétique et par le mouvement du câble de recherche géophysique (16) par rapport au champ électromagnétique.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le système de recherche géophysique comporte : le câble de recherche géophysique (16) qui comprend : deux électrodes (18) espacées sur le câble de recherche 30 géophysique (16) ; la première paire de conducteurs (17) reliée aux deux électrodes (18) ; un amplificateur de signal (20) relié à la première paire de conducteurs (17) et configuré pour produire le signal de capteur ; 25la deuxième paire de conducteurs (27) ; et un amplificateur de bruit (30) relié à la deuxième paire de conducteurs (27) et configuré pour produire le signal de bruit ; un calculateur configuré pour assurer la combinaison du signal de bruit et du signal de capteur ; et un navire de remorquage (10), le calculateur étant disposé dans le câble de recherche (16) ou sur le navire de remorquage (10).