FR2985574A1

FR2985574A1 - Dispositif et procede pour separer des donnees de tirs simultanes

Info

Publication number: FR2985574A1
Application number: FR1350066A
Authority: FR
Inventors: Gordon Poole
Original assignee: CGG Services SAS
Current assignee: Sercel SAS
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-07-12
Also published as: US9494702B2; US20130176819A1; US8675447B2; US20140195162A1; BR102013000418A2; CA2800422A1; SG192348A1; GB201300123D0; MX2013000249A; GB2499304A; GB2499304B

Abstract

Un dispositif, un support et un procédé pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre. Le procédé comprend une étape de réception de données sismiques « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; une étape de formation soit d'une trace de récepteur continue, soit de segments de trace à partir des données sismiques reçues ; une étape de sélection de plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; une étape d'attribution des enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; une étape d'application d'une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et une étape de génération d'une image de la sous-surface sur la base des données séparées.

Description

Dispositif et procédé pour séparer des données de tirs simultanés CONTEXTE DOMAINE TECHNIQUE Les modes de réalisation de l'objet présenté ici concernent généralement des procédés et des systèmes pour générer, acquérir et traiter des données sismiques et, plus particulièrement, des mécanismes et des techniques pour séparer des données sismiques enregistrées simultanément générées par plusieurs sources sismiques. EXAMEN DU CONTEXTE L'acquisition et le traitement de données sismiques peuvent être utilisés pour générer un profil (image) de structures géophysiques sous le sol (sous-surface). Bien que ce profil ne fournisse pas un emplacement précis des gisements de pétrole et de gaz, il suggère, aux hommes du métier, la présence ou l'absence de ces gisements. Ainsi, la fourniture d'une image de haute résolution de la sous-surface est importante, par exemple, pour ceux qui doivent déterminer où les gisements de pétrole et de gaz sont situés.

Dans le passé, une acquisition sismique terrestre classique utilisait généralement de multiples vibreurs (sources sismiques) agissant un à la fois. Dans les opérations terrestres, les vibreurs sont positionnés à un emplacement de source et ensuite actionnés. Une fois activés, les vibreurs génèrent un balayage qui dure généralement entre cinq et vingt secondes et qui s'étend généralement dans une plage prédéterminée de fréquences. Un système d'enregistrement qui est connecté à une pluralité de récepteurs, généralement des géophones, pour une exploration sismique terrestre, est utilisé pour recevoir et enregistrer les données de réponse. Pour une sismologie à réflexion, la durée de l'enregistrement est généralement fixée pour être égale à la durée du balayage plus un temps d'écoute égal au temps de propagation aller-retour, qui est le temps nécessaire pour que l'énergie sismique se propage de la source à travers le sol vers le réflecteur le plus profond présentant un intérêt et de nouveau vers le récepteur. Les vibreurs sont ensuite déplacés vers un nouvel emplacement de source et le processus est répété. Pour une acquisition sismique marine, un navire remorque de manière classique plusieurs flûtes comportant de multiples récepteurs sismiques configurés pour enregistrer des données sismiques. Le navire remorque également une source sismique qui communique une énergie à l'eau. L'énergie sismique se propage vers la sous-surface et est partiellement réfléchie vers la surface de la mer. Les enregistreurs sismiques enregistrent les ondes sismiques réfléchies. Lorsque la source (soit une source terrestre, soit une source marine) est déclenchée par une acquisition de données standard, l'instant d'enregistrement suivant est défini de sorte que toute l'énergie réfléchie/diffractée utile soit enregistrée avant que le tir suivant soit déclenché. Ce temps de retard impose des contraintes sur la fréquence d'acquisition et, ainsi, augmente le coût de l'acquisition. Pour réduire le temps d'acquisition, il est possible de déclencher les sources simultanément. L'acquisition de données de sources simultanées signifie que les signaux provenant de deux sources ou plus interfèrent au moins pendant une partie de l'enregistrement. En acquérant les données de cette manière, le temps nécessaire pour obtenir un ensemble de données est réduit, ainsi que les coûts d'acquisition. En tant que variante pour réduire le temps d'acquisition, un ensemble de données de plus grande densité peuvent être acquises simultanément. Pour que ces données soient utiles, il est nécessaire de développer des algorithmes de traitement pour gérer une interférence de sources (bruit de diaphonie). Une interférence des sources apparaît parce que des réflexions de sous- surface provenant d'une excitation de source précédente peuvent être combinées avec celles qui ont été émises ultérieurement, c'est-à-dire qu'une étude à « sources mélangées » est effectuée. Notez que cela est en opposition avec les techniques d'étude classiques dans lesquelles les réflexions de sous-surface de retour d'une source ne sont pas autorisées à se superposer aux réflexions d'une autre source. Bien que l'approche à sources mélangées ait le potentiel de réduire le temps sur le site, réduisant de ce fait proportionnellement le coût de l'étude, un problème consiste en ce qu'il peut être difficile de séparer les tirs individuels ensuite. Autrement dit, pour interpréter des données sismiques, il est nécessaire de connaître la profondeur de chaque réflecteur, et la profondeur d'un réflecteur est déterminée en se référant à son temps de propagation sismique aller-retour. Ainsi, dans une étude à multiples sources, le but est de déterminer quelle réflexion de sous-surface observée est associée à chaque source, c'est-à-dire de séparer les données ; autrement, le temps de propagation aller-retour ne peut pas être déterminé de manière fiable. A cet égard, la figure 1A montre des sources actionnées à différentes positions spatiales 10, 12 et 14 avec un temps de retard de sorte que les ondelettes enregistrées 10a-c correspondant à la position spatiale 10 n'interfèrent pas (temporellement) avec les ondelettes 12a-c correspondant à la position spatiale 12. Le signal enregistré au niveau du récepteur peut être considéré comme étant un enregistrement continu (16) ou séparé pour former des traces sismiques régulières pour chaque tir individuel comme montré sur la figure 1B. Les traces telles qu'illustrées sur la figure 1B forment un rassemblement de récepteurs 20. Chaque trace dans le rassemblement de récepteurs 20 concerne un tir différent et a une position différente sur l'axe X, et chaque ondelette a une différence de temps sur un axe des temps t. La figure 2A montre une configuration de sources similaire à celle de la figure 1A, mais maintenant les sources sont activées simultanément de sorte que, par exemple, l'ondelette 10c pourrait être superposée (temporellement) à l'ondelette 12a. La figure 2B montre le rassemblement de récepteurs 30 formé par pseudo séparation. La pseudo séparation implique la formation de traces sismiques régulières à partir de l'enregistrement continu basé sur l'instant de début de déclenchement de chaque tir sans tenter d'atténuer un bruit de diaphonie. Les données de la figure 2B ont été tirées en moins de temps que les données de la figure 1B, mais la diaphonie 32 est observée et un bruit sur une trace est un signal sur une autre trace. Ainsi, pour le rassemblement 30 sur la figure 2B, il est nécessaire de séparer l'énergie associée à chaque source en tant qu'étape de prétraitement, et ensuite de procéder à un traitement classique. Pour faciliter la séparation, il est généralement avantageux d'utiliser un grand nombre de signaux de source différents, par exemple, différents balayages vibrosismiques ou balayages pseudo aléatoires. Lorsque l'énergie provenant d'une source donnée est corrélée avec le signal de balayage, ce résultat est une focalisation de l'énergie de cette source tout en maintenant l'énergie provenant des autres sources dispersée. La synchronisation réelle des tirs peut également être utilisée pour séparer avec succès l'énergie provenant des sources. Une synchronisation aléatoire de déclenchement de source suscite un caractère aléatoire de synchronisation du bruit de diaphonie dans tous les domaines autres que le domaine de tirs. Par exemple, la figure 3 (correspondant au document de Hampson et d'autres, Acquisition using simultaneous sources, Leading Edge, Vol. 27, n° 7, dont le contenu entier est incorporé ici par voie de référence) montre les mêmes données sismiques enregistrées provenant d'un ensemble de données de tirs simultanés marines dans différents domaines, c'est-à-dire d'un tir commun, d'un récepteur commun, d'un point central commun, d'un décalage commun. De manière classique, la séparation de données de tirs simultanés tombe dans les trois catégories suivantes, toutes reposant sur un certain degré de tirs rendus aléatoires. La première catégorie est un retrait de bruit impulsionnel. Ce procédé (présenté, par exemple, dans le document de Stefani et d'autres, Acquisition using simultaneous sources, 69th EAGE Conference & Exhibition, dont le contenu entier est incorporé ici par voie de référence) utilise le fait que, lorsque les données sont triées dans n'importe quel domaine autre que le tir commun, le bruit de diaphonie provenant d'autres sources a une synchronisation aléatoire comme illustré sur la figure 3. On doit noter que, dans le domaine de tirs communs, le bruit de diaphonie 40 est continu. Cette synchronisation aléatoire permet l'utilisation de techniques d'atténuation de bruit impulsionnel qui sont déjà disponibles et utilisées dans d'autres étapes de traitement, par exemple, d'atténuation de bruit de houle. Bien que ce procédé puisse être efficace pour retirer l'énergie de diaphonie la plus intense, le bruit de diaphonie de faible amplitude n'est pas considéré comme étant impulsionnel et ne sera pas retiré. Une deuxième catégorie comprend l'amélioration de la cohérence/du retrait de bruit itératif. Des techniques d'amélioration de cohérence/de retrait de bruit itératif sont décrites, par exemple, dans le document d'Abma et d'autres, Separating simultaneous sources by inversion, 71st EAGE Conference & Exhibition, dont le contenu entier est incorporé ici par voie de référence et reposent sur le fait que le bruit de diaphonie sur certaines traces est une duplication de l'énergie de signal sur d'autres traces. Cela signifie que, avec la connaissance de la synchronisation de tous les tirs, une estimation de signal effectuée pour une source peut ensuite être utilisée pour réduire le niveau de diaphonie pour toutes les autres sources. Une troisième catégorie comprend la modélisation totale de l'énergie provenant de toutes les sources. La méthode de modélisation totale (voir, par exemple, les documents d'Akerberg et d'autres, Simultaneous source separation by sparse Radon transform, 78th Ann. Internat. Mtg. : Soc of Expl. Geophys, et de Moore et d'autres, Simultaneous source separation using dithered sources, 78th Ann. Internat. Mtg. : Soc of Expl. Geophys, dont les contenus entiers sont incorporés ici par voie de référence) présente des similarités avec un procédé de retrait de bruit itératif, excepté que cette formulation résout la relation entre une énergie de source et un bruit de diaphonie implicitement au coeur de la formulation du problème. Les équations peuvent être formulées comme concevant un domaine de transformation pour chaque source ou zone spatiale (par exemple, un domaine tau-p, un domaine de Fourier, etc.) de sorte que, lors d'une transformation inverse et d'un nouveau mélange, les données d'entrée brutes sont reconstruites aussi précisément que possible dans le sens des moindres carrés.

Les synchronisations et le positionnement de toutes les sources sont au coeur de l'algorithme de cette technologie, et celle-ci et repose également sur une solution incomplète des équations. Une fois que les domaines de transformation ont été calculés, l'étape finale pour séparer les données nécessite l'application d'une transformation inverse sans nouveau mélange. Bien que ce procédé puisse résulter en un certain filtrage des données d'origine, il retire un bruit de diaphonie de faible amplitude et préserve le signal principal. Ce procédé pourrait être considéré comme étant une manière de résoudre le même problème autre que la technique d'amélioration de cohérence/de retrait de bruit itératif (avec l'analogue de Radon des moindres carrés dispersé en fonction de l'inversion par un « nettoyage itératif »). Une faiblesse connue dans l'art de l'approche de modélisation totale est que le fait qu'une transformation par source nécessite que les sources soient propagées d'une manière contrôlée. Bien que cela puisse être satisfaisant pour une acquisition marine dans laquelle la vitesse du bateau est sensiblement constante, cela n'est pas suffisant pour de nombreux motifs d'acquisition mélangés terrestres tridimensionnels dans lesquels les camions vibrosismiques tirent d'une manière moins contrôlée, parfois d'une manière aléatoire. Bien que, pour certains motifs de tirs terrestres, il serait possible d'avoir une transformation par source (si la source est déclenchée uniquement dans un rectangle fixe), les données résultantes seraient indésirables du fait des effets de bord dans le rassemblement de récepteurs au bord de chaque source. Pour cette raison, pour traiter une acquisition terrestre mélangée, il est nécessaire d'étendre l'approche de sorte qu'elle ne soit pas limitée à une transformation par source. Ainsi, il est nécessaire de développer un procédé capable de traiter des données sismiques mélangées tout en n'étant limité comme indiqué ci-dessus. RESUME DE L'INVENTION Selon un exemple de mode de réalisation, il existe un procédé pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre. Le procédé comprend la réception de données sismiques « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; la formation soit d'une trace de récepteur continue, soit de segments de trace à partir des données sismiques reçues ; la sélection de plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; l'attribution des enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; l'application d'une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et la génération d'une image de la sous-surface sur la base des données séparées. Selon un autre exemple de mode de réalisation, il existe un dispositif de traitement de données sismiques pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre. Le dispositif comprend une interface configurée pour recevoir des données sismiques de récepteur « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; et un processeur connecté à l'interface. Le processeur est configuré pour former soit une trace de récepteur continue, soit des segments de trace à partir des données sismiques reçues ; sélectionner plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; attribuer les enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; appliquer une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et générer une image de la sous-surface sur la base des données séparées. Selon encore un autre exemple de mode de réalisation, il existe un support pouvant être lu par un ordinateur comprenant des instructions exécutables par un ordinateur, dans lequel les instructions, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur, mettent en oeuvre des instructions pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre. Les instructions mettent en oeuvre l'étape de procédé examinée ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Pour une compréhension plus complète de la présente invention, il est fait référence maintenant aux descriptions qui suivent lues conjointement avec les dessins joints, sur lesquels : les figures 1A-B sont des illustrations graphiques de données sismiques non mélangées ; les figures 2A-B sont des illustrations graphiques de données sismiques mélangées ; la figure 3 est une illustration graphique de diaphonie dans les données sismiques ; la figure 4 est un organigramme d'un procédé pour séparer des données sismiques selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 5 est un schéma d'une sous-surface et de plusieurs blocs spatiaux superposés selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 6A est un organigramme des étapes d'un procédé pour séparer des données sismiques selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 6B est un organigramme d'un procédé détaillant une étape du procédé illustré sur la figure 6A selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 7 est une illustration graphique des diverses étapes d'un procédé pour séparer des données selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 8 est un graphe illustrant des données mélangées ; la figure 9 est un graphe illustrant des données séparées selon un exemple de mode de réalisation ; la figure 10 est un organigramme d'un procédé pour séparer des données sismiques selon un exemple de mode de réalisation ; et la figure 11 est un schéma d'un dispositif informatique qui met en oeuvre un procédé pour séparer des données. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La description qui suit des exemples de modes de réalisation fait référence aux dessins joints. Les mêmes numéros de référence sur les différents dessins identifient les mêmes éléments ou des éléments similaires. La description détaillée qui suit ne limite pas l'invention. Au lieu de cela, l'étendue de l'invention est définie par les revendications jointes.

Les modes de réalisation qui suivent sont examinés, par souci de simplicité, en relation avec la terminologie et la structure d'un système sismique terrestre. Cependant, les modes de réalisation qui seront examinés ensuite ne sont pas limités à un système sismique terrestre, mais peuvent être appliqués à un système sismique marin.

Une référence dans toute la spécification à un « mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de l'objet présenté. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la spécification ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation. Selon un exemple de mode de réalisation, il existe un procédé pour séparer les données sismiques acquises par des tirs simultanés. Dans une application, un ensemble unique d'équations est formulé pour déduire un nombre de rassemblements tau-p tridimensionnels (3D) de domaine temporel dispersés de sorte que, lorsqu'ils sont soumis à une transformation inverse, pondérés les uns avec les autres, convolués avec une signature de source (si différents balayages/sources pseudo aléatoires sont utilisés), et mélangés de nouveau, ils forment la trace de récepteur continue enregistrée avec autant de précision que possible. Dans une autre application, le récepteur sismique enregistre en continu alors que toutes les sources sont déclenchées jusqu'à ce que le rassemblement de récepteurs se termine. Dans encore une autre application, l'instant de déclenchement exact de chaque tir doit être connu avec la signature de chaque tir (à moins que toutes les sources utilisent la même signature).

Certaines des caractéristiques originales d'un ou de plusieurs modes de réalisation sont associées au fait que le procédé original est appliqué au rassemblement de traces de récepteurs total, qui est nécessaire pour des données terrestres, plutôt qu'à des traces de récepteur standard, ce qui est suffisant pour des données sismiques marines. De plus, un ou plusieurs modes de réalisation résolvent des transformations tau-p tridimensionnelles (3D) pour le rassemblement de récepteurs entier simultanément (en utilisant des pondérations de réduction), au lieu de travailler séparément sur des panels de données et de réduire ensuite les résultats subséquents. Cette caractéristique est avantageuse pour séparer les données terrestres dans lesquelles il y a un bruit d'interférence entre les données dans les différents blocs de traitement. Une autre caractéristique originale est que les domaines tau-p d'un ou de plusieurs modes de réalisation ne sont pas spécifiques à une source unique (comme c'est le cas dans l'art existant). Au lieu de cela, les présents modes de réalisation couvrent une étendue spatiale d'emplacements de tirs qui peuvent correspondre à plusieurs sources. La transformation tau-p indiquée ci-dessus est l'une de nombreuses transformations possibles qui peuvent être utilisées pour séparer les données. D'autres transformations peuvent comprendre une transformation de Fourier, une transformation tau-p parabolique, une transformation tau-p hyperbolique, des transformations de curvelet, etc.

Les caractéristiques originales peuvent être adaptées pour des systèmes d'acquisition marins dans lesquels un signal de superposition (« dither » en terminologie anglo-saxonne) de la synchronisation des sources est utilisé pour introduire un caractère aléatoire dans l'acquisition. Pour cette situation, le procédé original serait configuré pour travailler sur un panel de données, plutôt que sur le rassemblement de récepteurs entier/la section de décalage constant. Ainsi, une seule transformation tau-p pour chaque source est utilisée, et il serait possible de travailler avec des traces sismiques, plutôt que sur un enregistrement effectué continûment. Un procédé original pour mettre en oeuvre les caractéristiques originales indiquées ci-dessus est maintenant examiné. Selon un exemple de mode de réalisation illustré sur la figure 4, une étape 400 comprend la réception de données sismiques. Les données sismiques peuvent comprendre des tirs pseudo séparés correspondant à un rassemblement de récepteurs provenant d'une acquisition terrestre mélangée. La pseudo séparation fait référence à un simple alignement temporel des données basé sur l'instant de déclenchement de la source sans tenter de retirer un bruit de diaphonie. La synchronisation et la position x-y de la source chargée du tir peuvent être mémorisées dans un en-tête des données sismiques. Les traces des données sismiques peuvent être reliées les unes aux autres à l'étape 402 pour former une trace de récepteur continue.

A l'étape 404, différents blocs spatiaux superposés sont attribués aux tirs. L'étendue spatiale d'un bloc spatial est définie par l'utilisateur, mais devrait être suffisamment petite pour que les données de rassemblement de récepteurs dans chaque bloc puissent être modélisées par la transformation linéaire choisie. Lors de l'utilisation d'une transformation tau-p tridimensionnelle, cela indique que les événements peuvent être considérés comme étant pseudo linéaires dans le bloc spatial. Ce concept est illustré sur la figure 5, sur laquelle un système sismique terrestre 500 comprend plusieurs récepteurs sismiques 502 répartis sur la surface 504 de la terre. Une ou plusieurs sources 506 sont également situées sur la surface 504 et actionnées pour se superposer au moins partiellement temporellement. Les tirs des sources sont attribués à des blocs spatiaux superposés SB1, SB2, etc. On doit noter qu'un tir fait référence aux ondelettes sismiques enregistrées par tous les récepteurs sismiques en conséquence de tirs d'une source unique. Ainsi, un tir décrit l'actionnement d'une source unique pour un intervalle de temps prédéterminé si la source est une source vibratoire, et pour un instant si la source est impulsionnelle. Chaque bloc spatial SB1, SB2, etc. est transformé dans le domaine tau-p comme examiné ultérieurement. Lors de la résolution d'un problème des moindres carrés, les domaines tau-p ne sont pas connus. Ils ne peuvent pas être trouvés dans le sens classique parce que le bruit de diaphonie rendra les domaines tau-p bruyants et, ainsi, le procédé ne sera pas capable de retirer le bruit de diaphonie. Afin de résoudre le problème, il est nécessaire de déduire des transformées tau-p qui, une fois transformées en inverse, fusionnées, re-signées, et remélangées sont identiques à l'entrée connue. Cela est résolu, par exemple, par des gradients conjugués. Une première étape d'application des gradients conjugués applique l'adjonction de L (LT). LT s'applique en réalité à l'opérateur tau-p d'anticipation pour chaque bloc, mais le résultat ne présente pas directement un intérêt étant donné que la méthode des gradients conjugués applique de manière itérative LT et L jusqu'à ce que les domaines tau-p résultants satisfassent au problème des moindres carrés défini. On doit noter qu'une transformation de Radon linéaire est un cas particulier d'une transformation de Radon dans laquelle les données d'entrée sont décomposées en une série de droites dans le domaine spatio-temporel, et les droites sont mappées vers des points dans le domaine tau-p. Par exemple, les événements hyperboliques (par exemple, ceux de rassemblements de tirs) dans le domaine spatio-temporel mappent vers des courbes elliptiques dans le domaine tau-p. Ce processus peut être appelé empilage incliné parce que, pour produire le domaine tau-p, les données d'entrée peuvent être empilées le long d'une série de droites. Bien que le présent mode de réalisation décrive une transformation tau-p pour transformer des blocs SB, on doit noter que le procédé peut utiliser d'autres transformations comme indiqué ci-dessus. Le procédé avance à l'étape 406, à laquelle les informations suivantes sont rassemblées et organisées. Les informations sont organisées, par exemple, dans une table pour chaque tir pour chaque bloc de traitement. Une telle table peut comprendre un numéro de tir (compte tenu du fait qu'une source effectue de multiples tirs pendant l'étude sismique), un instant de déclenchement, une identification de bloc de traitement (notez qu'un tir peut être présent dans plusieurs blocs de traitement), les coordonnées x de tir et y de tir du tir (c'est-à-dire de la source correspondant au tir enregistré) par rapport à un centre du bloc de traitement, des coefficients de pondération (« taper weight » en terminologie anglo-saxonne) de réduction concernant la position du tir dans le bloc de traitement et un identifiant de source pour une resignature. La longueur globale des coefficients de pondération de réduction est définie par l'utilisateur et peut avoir une forme linéaire ou cosinusoïdale en fonction des coordonnées x et y du tir. Ainsi, la table contient les informations à utiliser pour une transformation tau-px-py inverse, une réduction, une resignature, et un remélange, qui sont tous examinés par la suite. L'organisation des informations sous la forme d'une table pour chaque tir pour chaque bloc de traitement est une approche possible. On doit noter que les informations peuvent être organisées d'une manière différente, par exemple, avec une table unique pour tous les tirs et/ou blocs de traitement. A l'étape 408, des coefficients de pondération de dispersion (« sparseness weight » en terminologie anglo-saxonne) sont initialement fixés à une valeur prédéterminée, par exemple, à l'unité. Ensuite, les données sismiques enregistrées sont résolues en appliquant une technique à l'étape 410 pour séparer les données. Cette solution des moindres carrés n'est pas souvent une estimation fiable du signal séparé étant donné que le bruit de diaphonie contamine les données tau-p. Pour cette raison, il est nécessaire d'introduire une dispersion dans les équations linéaires, initialement sur la base du résultat des moindres carrés initial. La technique peut être l'une quelconque des hommes du métier et un exemple d'une telle technique est examiné ultérieurement. A l'étape 412, la dispersion est mise à jour pour une itération suivante et l'étape 410 est ensuite répétée jusqu'à ce que la dispersion soit suffisante pour séparer le signal du bruit de diaphonie. En pratique, c'est un paramètre d'utilisateur qui est testé. Ensuite, les données sismiques séparées peuvent être utilisées avec des algorithmes de traitement classiques pour déterminer une image de la sous-surface souhaitée. En variante, ce résultat de l'exercice de séparation peut être utilisé pour effectuer une estimation du bruit de diaphonie qui peut être soustrait du résultat de pseudo séparation initial. Cette voie est souvent préférable étant donné qu'elle réduit toute possibilité de modification du signal. L'étape 410 est maintenant examinée plus en détail. La technique appliquée à l'étape 410 peut être, par exemple, l'algorithme des gradients conjugués. D'autres algorithmes mathématiques peuvent être utilisés pour séparer les données sismiques enregistrées. Le problème général à résoudre à l'étape 410 peut être décrit par d = Lm, où d est un vecteur et représente les données d'entrée, c'est-à-dire une trace d'enregistrement continu au niveau du récepteur, m est un vecteur contenant des données tau-p tridimensionnelles contenant plusieurs blocs spatiaux, et L est une matrice et représente la pile inclinée inverse, la pondération de réduction entre les blocs spatiaux, la resignature et le remélange. L'algorithme des gradients conjugués résout cette équation linéaire par l'application successive de L et de LT, où LT est la transposée de L. La figure 6 illustre les processus effectués à l'étape 410. L'algorithme des gradients conjugués applique d'abord L et ensuite LT afin de séparer les données. A cet égard, on doit noter que, pour des systèmes surdéterminés (lorsque le nombre souhaitable de points de modèle est inférieur au nombre de points de données), le modèle, m, peut être trouvé en résolvant l'équation LTd = LTLm. Dans ce cas, le procédé calcule d'abord LTd étant donné que d est connu et le processus des gradients conjugués applique ensuite L suivi de LT pour trouver de manière itérative m. Pour un système sous-déterminé, (lorsque le nombre souhaitable de points de modèle est supérieur au nombre de points de données) le modèle, m, peut être trouvé en résolvant l'équation d = LLTL-Tm. Dans ce cas, le procédé considère L-Tm comme étant « l'inconnue » et le processus de gradients conjugués applique de manière itérative LT suivi de L à d pour trouver Cm. Lorsque L-Tm a été trouvé, le procédé le multiplie au préalable par LT pour trouver m. Ce processus est illustré génériquement sur la figure 6A, sur laquelle les données d'entrée d (données reçues) sont reçues à l'étape 600. Ensuite, à l'étape 602, la matrice LT est appliquée aux données d'entrée d pour former LTd. Au lieu de former et d'appliquer la matrice L et la matrice LT directement, il est efficace quant au calcul d'appliquer L en tant qu'ensemble de plus petits opérateurs linéaires. Ainsi, la matrice L est appliquée à l'étape 604 à plusieurs blocs spatiaux SB, comme examiné ultérieurement. L'étape 604 fait partie du processus des gradients conjugués 606 indiqué ci-dessus. A l'étape 608, en tant que partie du processus des gradients conjugués 606, la matrice LT est appliquée à la sortie de l'étape 608. A l'étape 610, le modèle obtenu est mis à jour, un résiduel est estimé. Si le résiduel est suffisamment petit lors de la comparaison à un seuil prédéterminé à l'étape 612, le procédé avance à l'étape 614 à laquelle le modèle m a été trouvé. Autrement, le procédé retourne à l'étape 604.

L'étape 604 d'application de la matrice L est maintenant examinée plus en détail en relation avec la figure 6B. Comme examiné ci-dessus, plusieurs blocs spatiaux SB, sont sélectionnés à l'étape 604a. Les blocs spatiaux SB; dans le domaine tau-p sont illustrés sur la figure 7 par le bloc 700. Le bloc 700 ne montre que quatre blocs spatiaux dans le domaine tau-p. Cependant, ce nombre est illustratif et n'importe quel nombre de blocs spatiaux peuvent être utilisés. Par exemple, dans un exemple de mode de réalisation, le nombre de blocs spatiaux est de l'ordre de centaines. Le premier étage d'application de L à l'étape 604 implique la sélection d'un bloc spatial SB; à l'étape 604a et une boucle sur tous les blocs spatiaux, et, pour chaque bloc spatial, une transformation tau-px-py inverse des données à l'étape 604b pour les emplacements de tirs tels qu'acquis. La figure 7 montre la transformation inverse 702 et les données transformées 704 pour les emplacements de tirs. Chaque domaine tau-p concerne un bloc spatial, et la transformation tau-p inverse génère plusieurs traces concernant différents tirs. Le vecteur m comprend des traces de nombreux domaines tau-px-py. La transformation tau-px-py inverse génère des traces aux positions de @rx) sinc(x) - sin tirs et peut être effectuée en utilisant des fonctions Sinc (par exemple, nx ) ou en variante par l'intermédiaire de déphasages dans le domaine temporel-fréquentiel (e2'ift). A l'étape 604c, les tirs (traces) sont pondérés par le coefficient de pondération de réduction provenant de la table correspondante générée à l'étape 406. Le processus avance à l'étape 604d à laquelle l'algorithme effectue une boucle sur tous les blocs spatiaux et également sur toutes les traces px-py, les échantillons de traces px-py, et les tirs dans le domaine tau-p, retournant ainsi à l'étape 604a jusqu'à ce que tous les blocs spatiaux aient été pris en considération. Après le traitement de tous les blocs spatiaux, les tirs résultants provenant des différents blocs spatiaux sont fusionnés à l'étape 604e en utilisant les coefficients de pondération de réduction calculés précédemment comme illustré par le bloc 706 (qui est un rassemblement de récepteurs sans signature) sur la figure 7. A l'étape 604f, une resignature est effectuée par une convolution de tous les tirs avec des signatures de tirs correspondantes (balayages de vibreur) comme illustré par le bloc 708 (chaque carré au bloc 708 représente une zone acquise par une source terrestre) sur la figure 7. Autrement dit, une resignature implique la convolution de chaque trace avec sa signature de source correspondante, par exemple, un balayage de vibreur. Enfin, les données re-signées sont remélangées à l'étape 604g (voir l'étape 710 sur la figure 7) sur la base de l'instant de déclenchement de chaque tir pour former une trace d'enregistrement continu 712 comme illustré sur la figure 7. Cette trace d'enregistrement continu devrait correspondre avec autant de précision que possible à celle enregistrée sur le site. Les signatures de tirs peuvent être mémorisées dans la table générée à l'étape 406 sur la figure 4.

L'opérateur L ayant été appliqué, le processus avance à l'étape 608 à laquelle l'opérateur LT est appliqué comme déjà examiné en relation avec la figure 6A. L'étape 608 peut comprendre la plupart des étapes examinées en relation avec l'étape 410, c'est-à-dire que l'opérateur LT peut être appliqué de manière similaire à l'opérateur L et, pour cette raison, l'application de LT n'est pas répétée ici.

Il est déterminé, à l'étape 610, si la dispersion tau-p doit être mise à jour. Le nombre de fois que la dispersion est mise à jour dépendra de la complexité de la géologie et de la similarité des balayages entre les vibreurs. En pratique, celle-ci est testée et définie en tant que paramètre d'utilisateur. La dispersion peut être mise à jour, par exemple, en prenant l'enveloppe des données tau-px-py. Cela est généralement effectué en calculant la transformation de Hilbert des traces tau-px-py puis en calculant enveloppe; = SQRT(samp;2 - hilbert;2), où i est le nombre d'échantillons sur la trace, samp concerne la trace tau-p et hilbert concerne la transformation de Hilbert de la trace tau-p. Si la dispersion doit être mise à jour, le processus la met à jour à l'étape 610 et ensuite le processus avance à l'étape 612 pour estimer le résiduel. En fonction du résultat de cette étape, le processus peut retourner à l'étape 604 pour répéter les calculs indiqués ci-dessus. Ensuite, le processus avance à l'étape 414 comme déjà examiné en relation avec la figure 4. Souvent, il est plus souhaitable d'utiliser l'estimation de signal pour effectuer une estimation du bruit de diaphonie et de soustraire le bruit de diaphonie des données de rassemblement de récepteurs pseudo séparées d'origine. Cela a comme avantage de limiter toute modification potentielle des amplitudes de signal. Ainsi, les données séparées peuvent être utilisées directement ou pour effectuer une estimation du bruit de diaphonie qui peut être soustrait des données de rassemblement de récepteurs pseudo séparées. Un ou plusieurs modes de réalisation examinés ci-dessus présentent un avantage par rapport à l'atténuation de bruit impulsionnel parce qu'ils peuvent retirer un bruit de diaphonie de plus faible amplitude. Par ailleurs, parce qu'un ou plusieurs des modes de réalisation ne reposent pas sur un seuillage de bruit impulsionnel, ils sont moins susceptibles d'atténuer le signal. En outre, les modes de réalisation originaux étendent les techniques de séparation marines classiques au cas terrestre, où une transformation par source n'est plus suffisante, et tous les blocs se superposant doivent être résolus simultanément. Un exemple de l'application du procédé indiqué ci-dessus à des données synthétiques ayant une forte diaphonie est maintenant examiné en faisant référence à la figure 8. La figure 8 montre des données pseudo séparées comprenant plusieurs traces. Les événements 800, 802 et 804 sont observés, mais également la diaphonie 806. Après l'application de l'algorithme examiné en relation avec les figures 4 et 6, les données séparées obtenues sont illustrées sur la figure 9. On doit noter que les événements 800, 802 et 804 sont encore présents, mais la diaphonie 806 a été retirée. Un organigramme illustrant les étapes d'un procédé pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre est maintenant examiné en faisant référence à la figure 10. Le procédé comprend une étape 1000 de réception de données sismiques enregistrées par plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; une étape 1002 de formation d'une trace de récepteur continue à partir des données sismiques reçues ; une étape 1004 de sélection de plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent la sous-surface ; une étape 1006 d'attribution des enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; une étape 1008 d'application d'une technique mathématique aux enregistrements de tirs pour déterminer des données séparées ; et une étape 1010 de génération d'une image de la sous-surface sur la base des données séparées. Le procédé ci-dessus et d'autres peuvent être mis en oeuvre dans un système informatique configuré spécifiquement pour calculer l'image de la sous-surface. Un exemple d'un système informatique représentatif capable d'exécuter des opérations selon les exemples de modes de réalisation est illustré sur la figure 11. Un matériel, un micrologiciel, un logiciel ou une combinaison de ceux-ci peuvent être utilisés pour effectuer les diverses étapes et opérations décrites ici. L'exemple de système informatique 1100 approprié pour exécuter les activités décrites dans les exemples de modes de réalisation peut comprendre un serveur 1101. Un tel serveur 1101 peut comprendre un processeur central (CPU) 1102 couplé à une mémoire vive (RAM) 1104 et à une mémoire à lecture seule (ROM) 1106. La ROM 1106 peut également consister en un support de mémorisation d'autres types pour mémoriser des programmes, tels qu'une mémoire ROM programmable (PROM), une PROM effaçable (EPROM), etc. Le processeur 1102 peut communiquer avec d'autres composants internes et externes par l'intermédiaire d'éléments de circuit d'entrée-sortie (E/S) 1108 et d'un système de bus 1110, pour fournir des signaux de commande et similaires. Le processeur 1102 effectue un grand nombre de fonctions comme cela est connu dans l'art telles que dictées par des instructions de logiciel et/ou de micrologiciel.

Le serveur 1101 peut également comprendre un ou plusieurs dispositifs de mémorisation de données, comprenant un disque dur 1112, des lecteurs de CD-ROM 1114, et un autre matériel capable de lire et/ou de mémoriser des informations, tel qu'un DVD, etc. Dans un mode de réalisation, un logiciel pour exécuter les étapes examinées ci-dessus peut être mémorisé et distribué sur un CD-ROM ou un DVD-ROM 1116, un dispositif de mémoire amovible 1118 ou une autre forme de support capable de mémoriser des informations de manière portable. Ces supports de mémorisation peuvent être insérés dans des dispositifs, et lus par ceux-ci, tels qu'un lecteur de CD-ROM 1114, un lecteur de disque 1112, etc. Le serveur 1101 peut être couplé à un afficheur 1120, qui peut être un afficheur ou un écran de présentation de n'importe quel type connu, tel qu'un afficheur LCD, à DEL, des afficheurs au plasma, des tubes à rayons cathodiques (CRT), etc. Une interface d'entrée d'utilisateur 1122 est prévue, comprenant un ou plusieurs mécanismes d'interface utilisateur tels qu'une souris, un clavier, un microphone, un pavé tactile, un écran tactile, un système de reconnaissance vocale, etc.

Le serveur 1101 peut être couplé à d'autres dispositifs informatiques, tels que des terminaux câblés et/ou sans fil par l'intermédiaire d'un réseau. Le serveur peut faire partie d'une configuration de réseau plus grande comme dans un réseau global (GAN) tel qu'Internet 1128, qui permet une connexion ultime à divers dispositifs clients câblés et/ou mobiles. Le dispositif informatique peut être mis en oeuvre sur un véhicule qui effectue une étude sismique terrestre. Les exemples de mode de réalisation présentés fournissent un système et un procédé pour séparer des données sismiques enregistrées. On devrait comprendre que cette description n'est pas destinée à limiter l'invention. Au contraire, les exemples de modes de réalisation sont destinés à couvrir les variantes, les modifications et les équivalents, qui sont inclus dans l'esprit et l'étendue de l'invention telle que définie par les revendications jointes. En outre, dans la description détaillée des exemples de modes de réalisation, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension détaillée de l'invention revendiquée. Cependant, un homme du métier comprendrait que divers modes de réalisation peuvent être mis en pratique sans ces détails spécifiques. Bien que les caractéristiques et les éléments des présents exemples de modes de réalisation aient été décrits dans les modes de réalisation dans des combinaisons particulières, chaque caractéristique ou élément peut être utilisé seul sans les autres caractéristiques et éléments des modes de réalisation ou dans diverses combinaisons avec ou sans d'autres caractéristiques et éléments présentés ici. Cette description écrite utilise des exemples de l'objet présenté pour permettre à n'importe quel homme du métier de mettre en pratique le susdit, comprenant la réalisation et l'utilisation de n'importe quels dispositifs ou systèmes et l'exécution de n'importe quels procédés incorporés. L'étendue brevetable de l'objet est définie par les revendications, et peut comprendre d'autres exemples qui apparaissent aux hommes du métier. Ces autres exemples sont destinés à être dans l'étendue des revendications.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre, le procédé comprenant : la réception de données sismiques « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; la formation soit d'une trace de récepteur continue, soit de segments de trace à partir des données sismiques reçues ; la sélection de plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; l'attribution des enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; l'application d'une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et la génération d'une image de la sous-surface sur la base des données séparées.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de réception comprend : la réception d'un rassemblement de récepteurs à partir d'une acquisition terrestre mélangée.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel plusieurs enregistrements de tirs correspondent à un bloc spatial superposé unique.
4. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre : la collecte de données concernant un emplacement de tir, un bloc de traitement, des coordonnées de tir, des coefficients de pondération de réduction, et un identifiant de source.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape d'application d'une technique mathématique comprend en outre : l'application d'un opérateur linéaire L et de l'opérateur d'adjonction LT aux données d'entrée « d », pour déduire un modèle séparé linéaire « m » des données sismiques en utilisant des gradients conjugués.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'application de l'opérateur L comprend : la transformation tau-px-py inverse des données correspondant aux blocs spatiaux superposés ; la réduction des traces dans chaque bloc spatial sur la base de leur emplacement spatial ; la fusion des traces les unes avec les autres à partir de tous les blocs spatiaux ; la convolution des traces fusionnées avec les signatures de sources correspondantes ; et le mélange de nouveau des traces résultantes.
7. Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre : la mise à jour d'une dispersion du modèle « m ».
8. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre : la détermination d'un résiduel du modèle ; et l'estimation si le résiduel est inférieur à un seuil prédéterminé.
9. Dispositif de traitement de données sismiques pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre, le dispositif comprenant : une interface configurée pour recevoir des données sismiques « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont actionnées simultanément ; et un processeur connecté à l'interface et configuré pour :former soit une trace de récepteur continue, soit des segments de trace à partir des données sismiques reçues ; sélectionner plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; attribuer les enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; appliquer une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et générer une image de la sous-surface sur la base des données séparées.
10. Support pouvant être lu par un ordinateur comprenant des instructions exécutables par un ordinateur, dans lequel les instructions, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur, mettent en oeuvre des instructions pour séparer des données sismiques associées à une sous-surface de la terre, les instructions comprenant : la réception de données sismiques « d » enregistrées par un ou plusieurs récepteurs terrestres, dans lequel les données sismiques comprennent des enregistrements de tirs générés par plusieurs sources qui sont déclenchées simultanément ; la formation soit d'une trace de récepteur continue, soit de segments de trace à partir des données sismiques reçues ; la sélection de plusieurs blocs spatiaux superposés qui couvrent les emplacements de tirs de surface ; l'attribution des enregistrements de tirs à la pluralité de blocs spatiaux superposés ; l'application d'une technique mathématique aux enregistrements pour déterminer des données séparées ; et la génération d'une image de la sous-surface sur la base des données séparées.25