FR3003042A1

FR3003042A1 - Conception de flute marine pour la prospection geophysique

Info

Publication number: FR3003042A1
Application number: FR1451911A
Authority: FR
Inventors: Mattias Sudow; Jon Sørli; Øyvind Hillesund
Original assignee: PGS Geophysical AS
Current assignee: PGS Geophysical AS
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-09-12
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: BR102014005167A2; MY171992A; NO20140277A1; US9377545B2; GB2511642A; GB201403677D0; US20140254314A1; GB2511642B; FR3003042B1

Abstract

L'invention se rapporte à un appareil qui comprend une flûte marine (40) à âme pleine (24) avec des capteurs de mouvement de particules (50) disposés dans l'âme pleine (24). Certaines formes de réalisation peuvent comprendre de manière additionnelle un ou plusieurs capteurs de pression (30) qui sont disposés à l'extérieur de l'âme pleine (24). Dans certaines formes de réalisation, l'appareil peut également comprendre un ou plusieurs capteurs électromagnétiques. L'invention se rapporte également à différents procédés de mise en œuvre d'un appareil qui comprend une flûte marine (40) avec des capteurs de mouvement de particules (50) disposés dans l'âme pleine (24) de la flûte marine (40).

Description

La présente invention se rapporte d'une manière générale au domaine de la prospection géophysique. Plus spécialement, l'invention se rapporte au domaine de la conception de flûte marine. Un appareil qui comprend une flûte marine à âme pleine avec des capteurs de mouvement de particules dans l'âme est décrit. Des procédés de mise en oeuvre de l'appareil sont également décrits. Dans l'industrie de l'exploration pétrolière et gazière, la prospection géophysique marine est utilisée généralement dans la recherche de formations souterraines contenant des hydrocarbures. Les techniques de prospection géophysique marine peuvent apporter une connaissance de la structure sous la surface de la terre, ce qui est utile pour trouver et extraire des gisements d'hydrocarbure tels que du pétrole et du gaz naturel. Les recherches sismique et électromagnétique sont deux des techniques bien connues de prospection géophysique. Par exemple, dans une recherche sismique menée dans un environnement marin (qui peut comprendre de l'eau de mer, de l'eau douce, et/ou des environnements d'eau saumâtre), une ou plusieurs sources d'énergie sismique sont configurées de manière typique afin d'être immergées et remorquées par un navire. Le navire est de manière typique également configuré pour remorquer une ou plusieurs (de manière typique une pluralité de) flûtes marines latéralement espacées dans l'eau. Certaines techniques de prospection géophysique comportent l'utilisation simultanée de matériel de recherche sismique et électromagnétique. Par exemple, pendant une telle recherche, du matériel qui comprend des flûtes marines avec des capteurs électromagnétiques peut être remorqué d'une manière similaire derrière un navire. La recherche électromagnétique comprend le fait d'appliquer un champ électrique ou un champ magnétique dans des formations souterraines de la Terre et de mesurer des composantes des champs électromagnétiques résultants. Des données collectées pendant une telle recherche géophysique marine peuvent être analysées pour localiser des structures géologiques contenant des hydrocarbures, et déterminer ainsi où des dépôts de pétrole et de gaz naturel peuvent se trouver. Une recherche sismique utilise généralement des sources d'énergie sismique telles qu'une rangée de canons pneumatiques qui produisent un champ d'ondes sismique lorsqu'ils sont activés. Tel qu'utilisé ici, un « champ d'ondes » est une composante de données sismiques qui peut être représentée par un unique champ de vitesses avec des variations verticales et latérales. Dans une recherche sismique marine, le champ d'ondes se déplace de manière typique vers le bas à travers une étendue d'eau recouvrant la sous-surface de la terre. Lors de la propagation dans la Terre, le champ d'ondes sismique est alors au moins partiellement réfléchi par des réflecteurs sous la surface.

Ces réflecteurs sont de manière typique les interfaces entre des formations souterraines qui ont des propriétés élastiques différentes telles que la densité et la vitesse d'onde sonore, qui peuvent conduire à des différences dans l'impédance acoustique au niveau des interfaces. Le champ d'ondes sismique réfléchi est détecté par les capteurs tels que des capteurs de mouvement de particules et/ou des capteurs de pression dans les flûtes marines sismiques. Un enregistrement des signaux détectés par chaque capteur (ou par des groupes/réseaux de tels capteurs) est fait dans le système d'enregistrement. Les signaux enregistrés sont ensuite interprétés afin de déduire la structure et la composition de la formation souterraine. Une flûte marine typique peut être assez longue, de manière typique plusieurs kilomètres de long. Certaines recherches géophysiques peuvent être menées avec une unique flûte marine, alors que certaines recherches utilisent de multiples systèmes de flûte marine comprenant une ou plusieurs rangées de flûtes marines. Les flûtes marines individuelles dans ces rangées sont généralement affectées par les mêmes types de forces qui affectent une unique flûte marine. Un des types les plus courants de capteur de pression utilisés dans la recherche géophysique marine est 10 un hydrophone. Un hydrophone est généralement considéré comme étant un dispositif omnidirectionnel. Ces hydrophones par conséquent ne peuvent généralement pas faire la distinction entre les directions des champs d'onde ascendants et descendants. En particulier, de l'énergie 15 sismique atteignant directement les hydrophones à partir de la source ne peut pas facilement être distinguée des différentes réflexions de la surface de l'eau et du fond marin (par exemple, la « source fantôme » et le « récepteur fantôme »). Par conséquent, des champs d'onde à la fois de 20 la source et du récepteur fantôme peuvent interférer avec des réflexions principales, qui contiennent l'information souhaitées sur les formations souterraines, ce qui réduit la résolution d'image sismique et réduit l'utilité des données sismiques pour la délimitation et la 25 caractérisation de réservoir. Du fait de la nature omnidirectionnelle de réception des hydrophones, des capteurs de mouvement de particules ont également été utilisés pour détecter des quantités vectorielles pendant des opérations de recherche 30 sismique marine. Le terme « capteur de mouvement de particules » doit être compris dans le contexte de cette description comme se rapportant à n'importe lequel de différents types de capteurs, comprenant des dispositifs de mesure de vitesse, des accéléromètres, des géophones, des capteurs de gradient de pression, des capteurs de déplacement de particules, etc. Dans une flûte marine multi-composants qui comprend à la fois des capteurs de pression et des capteurs de mouvement de particules, la combinaison de signaux provenant de capteurs de pression et de mouvement de particules peut être utilisée pour éliminer les effets de « fantôme » pendant le traitement de données sismiques. Un exemple de ceci est décrit dans le brevet U.S. n° 7 684 281. La conception d'une flûte marine multi-composants peut ainsi prendre en compte de multiples facteurs, comprenant les différentes réponses et caractéristiques de bruit de capteurs de pression et de capteurs de mouvement de particules, et également de capteurs électromagnétiques. Il est souhaitable qu'une flûte marine soit durable et moins sensible au bruit mécanique et d'autres sources. Des améliorations peuvent également être souhaitables dans des domaines tels que le rapport signal sur bruit (par exemple à la fois pour des capteurs de pression et des capteurs de mouvement de particules), le diamètre (par exemple, un diamètre réduit peut donner une tramée réduite et une manipulation plus facile), la robustesse, etc. Ces améliorations sont apportées par la présente invention qui prévoit, dans un premier aspect, un appareil comportant une flûte marine, la flûte marine comprenant une âme pleine à travers laquelle s'étend un axe longitudinal de la flûte marine, l'âme pleine comprenant un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules disposés le long de l'axe longitudinal, et une partie extérieure disposée autour de l'âme pleine, la partie extérieure comprenant un ou plusieurs capteurs de pression. La flûte marine peut comprendre au moins un capteur électromagnétique. Elle peut comprendre en outre un câblage intérieur configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules. Au moins un des capteurs de mouvement de particules peut être disposé au centre de l'âme pleine. Un élément d'effort de la flûte marine peut être disposé entre l'âme pleine et la partie extérieure. Les un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules peuvent comprendre au moins deux capteurs de mouvement de particules qui sont perpendiculairement alignés. L'âme pleine peut comprendre une matière moulée ou extrudée. L'appareil peut comprendre en outre une gaine extérieure disposée autour de la partie extérieure. La partie extérieure peut comprendre en outre un câblage extérieur configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression. Le câblage extérieur peut être configuré pour délivrer de l'énergie. Le câblage extérieur peut être relié à un réseau de base configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression jusqu'à un navire.

Dans un deuxième aspect, la présente invention prévoit un système qui comporte au moins une flûte marine, et un navire configuré pour remorquer la au moins une flûte marine, la au moins une flûte marine ayant un axe longitudinal et comprenant une âme pleine disposée le long de l'axe longitudinal, l'âme pleine comprenant un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules, une partie extérieure disposée autour de l'âme pleine, la partie extérieure comprenant un ou plusieurs capteurs de pression. Au moins un élément d'effort peut être disposé entre l'âme pleine et la partie extérieure. Au moins un des capteurs de mouvement de particules peut être disposé au centre de l'âme pleine. La partie extérieure peut comprendre en outre un câblage extérieur configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression. Le câblage extérieur peut être relié à un réseau de base configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression jusqu'au navire. Le système peut comprendre en outre un système informatique configuré pour analyser des signaux provenant des capteurs de mouvement de particules et des capteurs de pression. L'invention prévoit enfin, dans un troisième aspect, un procédé qui comporte le fait de remorquer une ou plusieurs flûtes marines derrière un navire, au moins une flûte marine comprenant une âme pleine à travers laquelle s'étend un axe longitudinal de la au moins une flûte marine, l'âme pleine comprenant un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules disposés le long de l'axe longitudinal, et une partie extérieure disposée autour de l'âme pleine, la partie extérieure comprenant un ou plusieurs capteurs de pression, le fait d'actionner au moins une source d'énergie sismique, et le fait de détecter un champ d'ondes sismique au niveau des un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules et un ou plusieurs capteurs de pression. Le procédé peut comprendre en outre le fait de transmettre des signaux indicatifs d'au moins une composante de mouvement de particules au niveau des capteurs de mouvement de particules, de transmettre des signaux indicatifs des variations de pression au niveau des capteurs de pression, et d'analyser les signaux transmis de mouvement de particules et de pression. Il peut comprendre en outre le fait de fabriquer un produit de données géophysiques à partir des signaux transmis de mouvement de particules et de pression. Il peut comprendre en outre le fait d'enregistrer le produit de données géophysiques sur un support lisible par ordinateur approprié pour l'importation sur la terre ferme. Il peut enfin comprendre le fait de réaliser une analyse géophysique à terre du produit de données géophysiques. La figure 1 montre un exemple d'un système d'acquisition de données marin utilisant un appareil selon une forme de réalisation de la description. La figure 2 montre une coupe d'un appareil selon une forme de réalisation de la description. La figure 3 est une vue en perspective de la forme de réalisation représentée sur la figure 2. La figure 4 montre un procédé selon une forme de réalisation de la description. Cette description comprend des références à « une forme de réalisation ». Les aspects des expressions « dans une forme de réalisation » ne se rapportent pas nécessairement à la même forme de réalisation. Des caractéristiques ou des structures particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée compatible avec cette divulgation. Cette description peut utiliser une expression telle que « basé sur ». Tel qu'utilisé ici, le terme « basé sur » est utilisé pour décrire un ou plusieurs facteurs qui affectent une détermination. Ce terme n'exclut pas des facteurs supplémentaires qui peuvent affecter une détermination. C'est-à-dire qu'une détermination peut être seulement basée sur ces facteurs ou être basée seulement en partie sur ces facteurs. Si l'on considère l'expression « détermine A sur la base de B », cette expression suggère que B est un facteur qui affecte la détermination de A, mais n'empêche pas la détermination de A d'être également basée sur C. Dans d'autres cas, A peut être déterminé sur la base de B seulement.

Différents dispositifs, unités, circuits ou autres composants peuvent être décrits comme « configurés pour » exécuter une tâche ou des tâches. Dans de tels contextes, « configuré pour » est utilisé pour suggérer une structure en indiquant que les dispositifs/unités/circuits/composants comprennent une structure qui exécute la tâche ou les tâches pendant le fonctionnement. Ainsi, on peut dire que le dispositif/unité/circuit/composant est configuré pour exécuter la tâche même lorsque le dispositif/unité/circuit/composant spécifié n'est pas actuellement opérationnel (par exemple n'est pas en fonctionnement ou en marche). Les dispositifs/unités/circuits/composants utilisés avec l'expression « configurés pour » comprennent du matériel, par exemple des circuits, de la mémoire qui stocke des instructions de programme pouvant être exécutées afin de mettre en oeuvre l'opération, etc. Dans certaines formes de réalisation, différents 20 éléments d'information se rapportant à la recherche géophysique peuvent être incorporés dans un produit de données géophysiques. Un « produit de données géophysiques » peut être enregistré sur un support non-transitoire lisible par un ordinateur et peut comporter des 25 données géophysiques (telles que des données brutes de flûte marine, des données traitées de flûte marine, des cartes en deux ou trois dimensions basées sur des données de flûte marine, etc.). Quelques exemples non-limitatifs de supports lisibles par un ordinateur peuvent comprendre des 30 disques durs, des CD, des DVD, des impressions, etc. Dans certaines formes de réalisation, des données analogiques brutes provenant des flûtes marines peuvent être enregistrées comme produit de données géophysiques. Dans d'autres exemples, les données peuvent d'abord être numérisées et/ou conditionnées avant d'être enregistrées sous la forme du produit de données géophysiques. Dans encore d'autres exemples, les données peuvent être complètement traitées dans une carte en deux ou trois dimensions des différentes structures géophysiques avant d'être enregistrées dans le produit de données géophysiques. Le produit de données géophysiques peut être fabriqué en mer (c'est-à-dire par un équipement sur un navire) ou à terre (c'est-à-dire dans une installation à terre) aux Etats-Unis ou dans un autre pays. Si le produit de données géophysiques est fabriqué en mer ou dans un autre pays, il peut être importé sur la terre ferme dans une installation aux Etats-Unis. Une fois à terre aux Etats-Unis, l'analyse géophysique peut être exécutée sur le produit de données géophysiques. Une flûte marine typique comprend d'une manière générale une structure tubulaire flexible qui peut être fabriquée à partir de matières polymères telles que du polyuréthane. Un ou plusieurs éléments d'effort, fabriqués d'une manière générale en fibre synthétique ou d'autres matières avec une résistance à la traction élevée, peuvent être disposés dans la structure tubulaire de la flûte marine. Ces éléments d'effort s'étendent généralement sur toute la longueur de la flûte marine (dans des dispositifs connus, de manière typique le long de l'axe longitudinal central de la flûte marine) et servent de composant principal de support d'effort de la flûte marine. Les flûtes marines typiques comprennent également d'une manière générale un ou plusieurs types de câblage configurés pour transmettre des données et/ou de l'énergie (dans des dispositifs connus, de manière typique également disposés le long de l'axe longitudinal central de la flûte marine). Les flûtes marines peuvent comprendre de manière additionnelle une gaine ou enveloppe extérieure, qui recouvre au moins partiellement l'extérieur de la flûte marine. La gaine extérieure est généralement fabriquée dans une matière thermoplastique. Dans certains cas, une flûte marine peut contenir une partie intérieure pleine, parfois appelée « âme » pleine. L'âme pleine peut être une structure globalement cylindrique avec un diamètre extérieur plus petit qu'une structure tubulaire externe de la flûte marine pleine. L'âme pleine peut être fabriquée à partir de matières telles qu'une matière moulée ou extrudée comprenant des polymères thermoplastiques. Dans certains cas, cette matière moulée ou extrudée peut être initialement dans un état liquide. Lors du refroidissement, cette matière peut ensuite devenir solide. (Une âme « pleine » ne signifie pas nécessairement que l'âme est rigide, incompressible, ou non flexible. Des âmes pleines souvent peuvent fléchir, sont compressibles, et/ou flexibles. De même, une âme « pleine » peut ne pas complètement remplir le volume intérieur, mais l'âme peut avoir des bulles d'air comme dans une mousse statique, ' ou d'autres découpes ou vides.) Un espace annulaire entre la structure externe et l'âme pleine peut également dans certains cas être rempli avec une matière solide, qui peut être ou non la même matière que la matière solide dans l'âme.

La figure 1 montre un système de recherche sismique marine d'exemple tel qu'il est utilisé de manière typique dans l'acquisition de données géophysiques pour une recherche. Un navire 14 peut se déplacer le long d'une surface d'une étendue d'eau 11 telle qu'un lac ou l'océan.

Le navire 14 peut comprendre un équipement d'actionnement de source, d'enregistrement de données, et de navigation, représenté d'une manière générale en 12 et appelé par souci pratique « système d'enregistrement ». Le navire 14 (ou un navire différent, non représenté) peut être configuré pour remorquer une ou plusieurs sources d'énergie 33 (par exemple une source d'énergie sismique), ou une rangée de telles sources d'énergie dans l'étendue d'eau 11. Le navire 14 ou un navire différent peut remorquer une ou plusieurs flûtes marines 40 près de la surface de l'étendue d'eau 11. Les flûtes marines 40 peuvent s'étendre derrière le navire 14 sur plusieurs kilomètres. Chaque flûte marine 40 peut en outre contenir différents types de capteurs (par exemple des capteurs de pression, des capteurs de mouvement de particules, des capteurs électromagnétiques, etc.), des éléments d'effort, un câblage (par exemple un câblage de données et/ou de puissance), et d'autres composants. Selon certaines formes de réalisation, la flûte marine 40 peut être une flûte marine multi-composants, contenant à la fois des capteurs de mouvement de particules et des capteurs de pression, et dans certaines formes de réalisation également des capteurs électromagnétiques. Les capteurs de mouvement de particules et de pression peuvent être configurés pour détecter un champ d'ondes sismique, et les capteurs électromagnétiques peuvent être configurés pour détecter des champs électromagnétiques. Des capteurs de pression peuvent être configurés pour détecter un champ d'ondes de valeur scalaire, et des capteurs de mouvement de particules peuvent être configurés pour détecter un champ d'ondes de valeur vectorielle. La configuration de certaines formes de réalisation de la flûte marine 40 va être expliquée plus en détail ci-dessous en se référant aux figures 2 et 3. Pendant une forme de réalisation d'une opération de recherche marine sismique, une source d'énergie sismique 33 peut fonctionner à des moments sélectionnés. Lorsqu'elle est actionnée, la source d'énergie sismique 33 peut produire un champ d'ondes sismique 19 qui se propage généralement vers l'extérieur de la source d'énergie sismique 33. Le champ d'ondes sismique 19 peut se déplacer vers le bas, à travers l'étendue d'eau 11, et passer, au moins en partie, à travers le fond de l'eau 20 dans les formations souterraines. Le champ d'ondes sismique 19 peut être au moins partiellement réfléchi par une ou plusieurs limites d'impédance acoustique sous le fond de l'eau 20, et peut se déplacer vers le haut et être détecté par des capteurs dans les flûtes marines 40. La structure des formations, parmi d'autres propriétés de la sous-surface de la Terre, peut être déduite par des détections basées au moins en partie sur un champ d'ondes sismique 19 et par des caractéristiques du champ d'ondes sismique détecté, telles que l'amplitude, la phase, le temps de déplacement, etc. Dans une variante de forme de réalisation, en plus des capteurs de pression et des capteurs de mouvement de particules, la flûte marine 40 peut contenir de manière additionnelle un ou plusieurs capteurs électromagnétiques (non représentés). Ces capteurs électromagnétiques peuvent être configurés pour mesurer des caractéristiques électromagnétiques de la sous-surface de la Terre en réponse à des sources d'énergie électromagnétiques (également non représentées). Dans certaines formes de réalisation, les capteurs électromagnétiques peuvent être disposés sur une surface extérieure de la flûte marine 40.

Le nombre de flûtes marines, de capteurs, de dispositifs de positionnement de flûte marine, ou de tout autre équipement représenté sur la figure 1 est seulement à des fins d'illustration et n'est pas une limitation du nombre de chaque dispositif qui peut être utilisé dans 30 n'importe quelle forme de réalisation particulière. Les lignes brisées dans les flûtes marines 40 indiquent que cette figure n'est pas nécessairement dessinée à l'échelle. La figure 2 illustre une vue en coupe d'une forme de réalisation de la flûte marine 40. Comme cela est représenté, la flûte marine 40 peut comprendre une partie centrale illustrée comprenant une âme pleine 24. Une forme de réalisation non-limitative de l'âme pleine 24 peut être une structure globalement cylindrique qui peut fléchir, est compressible, et/ou flexible. L'âme pleine 24 peut être située de telle sorte qu'un axe longitudinal central 59 de la flûte marine 40 passe à travers l'âme pleine 24 (par exemple, l'âme pleine 24 et l'axe longitudinal 59 peuvent être coaxiaux). Dans une forme de réalisation, la matière solide constituant l'âme pleine 24 peut être une matière moulée ou extrudée, telle qu'un polymère thermoplastique. La flûte marine 40 peut également comprendre un capteur de mouvement de particules 50, des capteurs de pression 30, un élément d'effort 32, un câblage intérieur 38, un câblage extérieur 39, et une gaine extérieure 55. La gaine extérieure 55 peut être une structure tubulaire en matière plastique disposée au moins partiellement autour de la surface extérieure de la partie extérieure 28. Par exemple, la gaine extérieure 55 peut prévoir une toile recouvrant la surface extérieure de la flûte marine 40. Dans certaines formes de réalisation, la gaine extérieure 55 peut avoir des découpes prévues pour exposer des parties de la flûte marine 40 à l'eau, par exemple des capteurs électromagnétiques.

Dans la forme de réalisation de la figure 2, un capteur de mouvement de particules 50 est disposé à l'intérieur de l'âme pleine 24. Le capteur de mouvement de particules 50 peut être un unique capteur de mouvement de particules ou l'un d'un groupe (ou réseau) de capteurs de mouvement de particules disposés à intervalles le long d'au moins une partie de l'axe longitudinal 59 de la flûte marine 40. Dans certaines formes de réalisation, un groupe de capteurs de mouvement de particules 50 peut contenir des circuits configurés pour réaliser une conversion analogique-numérique et/ou un traitement (par exemple pondération, réduction du bruit, etc.) des signaux de capteur de mouvement de particules. Plus spécialement, un tel circuit peut être configuré pour faire fonctionner un unique capteur de mouvement de particules et/ou une pluralité de capteurs de mouvement de particules qui sont câblés ensemble (par exemple une pluralité de capteurs formant un groupe analogique qui est configuré pour délivrer un signal, qui est alors numérisé et/ou conditionné par le circuit). Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 2, le capteur de mouvement de particules 50 est disposé au centre de l'âme pleine 24. Au sens de cette description, une affirmation telle que le fait que le capteur de mouvement de particules soit disposé au « centre » de l'âme pleine 24 (ou d'autres variantes de cette phraséologie) peut être considérée comme signifiant que l'axe longitudinal 59 de l'âme pleine 24 passe au moins à travers une partie du capteur de mouvement de particules 50, sans impliquer que le capteur de mouvement de particules 50 est positionné de manière axialement symétrique. Dans certains cas, il peut être avantageux que l'axe longitudinal 59 passe par le centre réel du capteur de mouvement de particules 50 (par exemple pour que l'âme pleine 24 et le capteur de mouvement de particules 50 soient concentriques). Dans certaines formes de réalisation, d'autres capteurs de mouvement de particules 50 peuvent être disposés d'une manière similaire dans l'âme pleine 24 avec des espacements choisis le long de l'axe longitudinal 59. Le positionnement du capteur de mouvement de particules 50 au centre de l'âme pleine 24 peut être avantageux pour différentes raisons. Par exemple, un tel positionnement peut diminuer la quantité de bruit lié à la rotation captée par le capteur de mouvement de particules 50. Dans certaines formes de réalisation, en moulant ou en disposant d'une autre manière le capteur de mouvement de particules 50 dans la matière de l'âme pleine 24, le capteur de mouvement de particules 50 peut être maintenu en place dans l'âme pleine 24. Dans une variante de forme de réalisation, le capteur de mouvement de particules 50 peut être maintenu en place dans l'âme pleine 24 en étant moulé ou disposé d'une autre manière dans une matière polymère différente de la matière moulée ou extrudée de l'âme pleine 24. Dans encore d'autres formes de réalisation, l'âme pleine 24 peut avoir une ouverture dans laquelle le capteur de mouvement de particules 50 peut être placé et ensuite fixé par une sangle, un anneau élastique, ou un autre procédé. Dans une forme de réalisation, un groupe de capteurs de mouvement de particules peut comprendre des capteurs alignés de manière orthogonale configurés pour mesurer des composantes mutuellement orthogonales du mouvement de particules, et/ou des capteurs alignés sur un axe particulier pour mesurer des composantes de mouvement de particules le long de cet axe. Par exemple, ces capteurs peuvent dans certains cas mesurer une ou plusieurs composantes de mouvement de particules le long d'un axe sélectionné (par des composantes en ligne, croisées et verticales le long d'axes correspondants), etc. Dans ces formes de réalisation, chaque capteur de mouvement de particules dans le groupe peut être configuré pour mesurer le champ d'ondes sismique en un point particulier par rapport à une direction ou un axe particulier. Au sens de cette description, « aligner » ou « aligné » peut être défini comme comprenant des situations dans lesquelles des objets sont disposés à environ 5° de colinéarité parfaite. En outre, au sens de cette description, « orthogonal » peut être défini comme comprenant des situations dans lesquelles des objets sont disposés avec un angle à environ 5° d'un angle droit. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 2, le réseau des capteurs de mouvement de particules, comprenant le capteur de mouvement de particules 50, peut comprendre le câblage intérieur 38, qui peut faire partie du réseau de capteurs de mouvement de particules. Dans certaines formes de réalisation (par exemple comme cela est représenté sur la figure 2), le câblage intérieur 38 peut être disposé de manière concentrique autour de l'âme pleine 24 (par exemple entre l'âme pleine 24 et l'élément d'effort 32). Dans d'autres formes de réalisation, le câblage intérieur 38 peut être disposé dans l'âme pleine 24. Dans la coupe illustrée sur la figure 2, des parties de câblage intérieur 38 sont illustrées pour représenter un enroulement hélicoïdal des câblages intérieurs 38 de manière concentrique à l'axe longitudinal 59. Comme cela peut être compris par un homme du métier avec le bénéfice de cette description, l'enroulement hélicoïdal est seulement l'un d'une variété de procédés appropriés pour disposer les câblages intérieurs 38 dans la flûte marine 40. L'enroulement hélicoïdal peut avoir l'avantage, par exemple, de permettre à la flûte marine 40 de fléchir sans compromettre l'intégrité des connexions procurées par les câblages intérieurs 38. Le câblage intérieur 38 peut être configuré pour être connecté au capteur de mouvement de particules 50 de manière mécanique, électrique, optique et/ou par d'autres procédés. Dans certaines formes de réalisation, le câblage intérieur 38 peut également comprendre des câbles et/ou des fibres optiques. Dans certaines formes de réalisation, le câblage intérieur 38 peut être configuré pour transporter des signaux du ou des capteurs de mouvement de particules 50 jusqu'à une extrémité de la flûte marine 40. Dans une telle forme de réalisation, l'extrémité de la flûte marine 40 peut être couplée au navire 14, de telle sorte que les signaux peuvent être transportés jusqu'au système d'enregistrement 12 sur le navire 14. Dans certaines formes de réalisation, les signaux de capteur de mouvement de particules peuvent comprendre ceux qui ont été numérisés et/ou conditionnés dans le réseau de capteurs de mouvement de particules. Dans d'autres formes de réalisation, la flûte marine 40 peut être divisée en un certain nombre de sections séparées ou de modules qui peuvent être découplés l'un de l'autre. Dans ces formes de réalisation, le câblage intérieur 38 peut être configuré pour transporter des signaux de capteur de mouvement de particules jusqu'à une extrémité d'une telle section de la flûte marine 40. A l'extrémité de chaque section, les signaux peuvent être réunis dans un réseau de base de la flûte marine 40 (non représenté). Le réseau de base dans cette forme de réalisation peut s'étendre à travers chacune des sections dans toute la longueur de la flûte marine 40. Un tel réseau de base peut être disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'âme pleine 24. Dans d'autres formes de réalisation, la flûte marine 40 peut comprendre plus d'un réseau de base (par exemple un réseau de base pour des signaux de capteur de pression, et un réseau de base séparé pour des mouvement de particules). Comme cela a été signaux de capteur de noté ci-dessus, des éléments d'effort tendent à être situés au niveau de ou près de l'axe central de la flûte marine. Comme cela est représenté sur la figure 2, cependant, la flûte marine 40 peut comprendre un élément d'effort 32 disposé autour de l'âme pleine 24. L'élément d'effort 32 peut supporter la tension le long de l'axe longitudinal 59 de la flûte marine 40 (par exemple une tension liée à la flûte marine 40 qui est 5 remorquée par le navire 14). Dans certaines formes de réalisation, l'élément d'effort 32 peut être une corde ou un câble qui est fabriqué en utilisant des matières à haute résistance telles que de l'acier, du Kevlar® ou d'autres matières appropriées. Dans certaines formes de réalisation, 10 l'élément d'effort 32 peut être une couche qui a des fibres à haute résistance (par exemple des fibres 36) disposées à l'intérieur. Le positionnement de l'élément d'effort 32 autour de l'âme pleine 24 peut procurer différents avantages, tels qu'une rigidité en torsion accrue. Le 15 positionnement des capteurs de pression 30 à l'extérieur de l'élément d'effort 32 peut procurer un rapport signal sur bruit plus élevé dans certaines formes de réalisation. Dans certaines formes de réalisation, l'âme pleine 24 peut être disposée au centre de l'élément 20 d'effort 32. Par exemple, il peut être avantageux pour l'âme pleine 24 et l'élément d'effort 32 d'être concentriques. Dans une forme de réalisation, l'élément d'effort 32 peut comprendre une multitude de brins qui peuvent être tissés autour de l'âme pleine 24 (par exemple 25 en un cylindre). Dans d'autres formes de réalisation, un ou plusieurs éléments d'effort 32 peuvent être disposés de façon adjacente à l'âme pleine 24. Dans encore une autre forme de réalisation, un ou plusieurs éléments d'effort 32 peuvent être partiellement cylindriques autour de l'âme 30 pleine 24. La forme de réalisation de la flûte marine 40 représentée sur la figure 2 peut comprendre en outre un ou plusieurs capteurs de pression 30, disposés chacun dans une partie extérieure 28 de la flûte marine 40. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, l'âme pleine 24 est concentrique à la partie extérieure 28 le long de l'axe longitudinal 59. En variante, cependant, l'âme pleine 24 peut être disposée de manière décentrée dans la partie extérieure 28. Les capteurs de pression 30 peuvent être des hydrophones cintrés, des hydrophones cylindriques, des hydrophones en fluorure de polyvinylidène (PVDF), ou l'un quelconque d'autres capteurs de pression appropriés qui comprennent un élément sensible à la pression. Les capteurs de pression 30 peuvent chacun être configurés pour détecter l'énergie sismique dans le champ d'ondes réfléchi par des formations comme cela a été décrit sur la figure 1. Du fait qu'un ou plusieurs capteurs de pression 30 peuvent être configurés pour détecter des signaux qui sont réfléchis par des formations souterraines sous la surface de l'eau, une multiplicité de tels capteurs dans la direction des signaux réfléchis peut être bénéfique en termes de rapport signal sur bruit. Le positionnement des capteurs de pression 30 à l'extérieur de l'élément d'effort 32 peut procurer une sensibilité accrue. En outre, il peut être plus avantageux de disposer des capteurs de pression 30 au niveau de ou près de la gaine extérieure 55 de la flûte marine 40 pour une sensibilité à la pression encore accrue.

Un ou plusieurs capteurs de pression 30 peuvent être connectés au câblage extérieur 39 disposé dans la partie extérieure 28. le câblage extérieur annulaire entre l'âme Cet espace annulaire avec la même matière 24 est fabriquée, la Dans certaines formes de réalisation, 39 peut être disposé dans un espace pleine 24 et la partie extérieure 28. peut dans certains cas être rempli que celle avec laquelle l'âme pleine même matière avec laquelle la partie extérieure 28 est fabriquée (par exemple une matière de remplissage 46), ou une autre matière. Dans certains cas, l'âme pleine 24 et la partie extérieure 28 peuvent être fabriquées l'une et l'autre dans la même matière. Le câblage extérieur 39 peut comprendre un circuit (analogue au circuit discuté ci-dessus pour les capteurs de mouvement de particules) qui est configuré pour réaliser une conversion analogique-numérique et/ou un traitement des signaux de capteur de pression. Un tel circuit (et/ou différents autres composants) peut être alimenté par l'intermédiaire du câblage extérieur 39, et peut être configuré pour traiter des signaux provenant d'un unique capteur de pression ou provenant d'une pluralité de capteurs de pression. Le câblage extérieur 39 peut en outre être configuré pour transmettre des signaux provenant des un ou plusieurs capteurs de pression 30 à une extrémité de la flûte marine 40 ou à une extrémité d'une section de la flûte marine 40, où les signaux peuvent être réunis dans un réseau de base de la flûte marine 40. Dans certaines formes de réalisation, des capteurs électromagnétiques disposés au niveau de ou près de la surface extérieure de la flûte marine 40 peuvent également être connectés au câblage extérieur 39. Dans la coupe illustrée sur la figure 2, des parties de câblages extérieurs 39 sont illustrées pour représenter un enroulement hélicoïdal de câblages extérieurs 39 concentriques à l'axe longitudinal 59. Comme cela peut être compris par un homme du métier avec le bénéfice de cette description, l'enroulement hélicoïdal est seulement l'un d'une variété de procédés appropriés pour disposer les câblages extérieurs 39 dans la flûte marine 40. L'enroulement hélicoïdal peut avoir l'avantage, par exemple, de permettre à la flûte marine 40 de fléchir sans compromettre l'intégrité des connexions procurées par les câblages extérieurs 39. La partie extérieure 28 peut être partiellement ou entièrement remplie d'une matière de remplissage 46. La matière de remplissage 46 peut dans certains cas être fabriquée à partir de la même matière de remplissage solide que l'âme pleine 24 (par exemple, une matière moulée ou extrudée telle qu'une matière thermoplastique). Dans d'autres formes de réalisation, la matière de remplissage 46 peut être une matière relativement légère et à faible densité qui peut procurer une certaine flottabilité à la flûte marine 40. La matière de remplissage 46 est représentée sur la figure 2 remplissant une pluralité de vides dans la flûte marine 40. Dans cette forme de réalisation particulière, la matière de remplissage 46 peut remplir des espaces entre des composants discutés ci-dessus comprenant la partie extérieure 28, l'âme pleine 24, le câblage intérieur 38 et le câblage extérieur 39, l'élément d'effort 32, et un ou plusieurs capteurs de pression 30. Dans une forme de réalisation, un ou plusieurs capteurs de pression 30 peuvent être suspendus dans la matière de remplissage 46. Dans une autre forme de réalisation, les capteurs de pression 30 peuvent être enfermés dans des logements respectifs (non représentés) que sont noyés ou moulés dans la matière de remplissage 46. Si l'on passe à la figure 3, qui est une vue en perspective d'une coupe d'une partie de la flûte marine 40 représentée sur la figure 2, différents composants sont représentés depuis une perspective différente. La ligne irrégulière en bas de l'illustration indique que seulement une partie de la flûte marine 40 est illustrée, et les traits en pointillés indiquent des objets dessinés qui sont par ailleurs cachés de la vue.

La figure 4 est un organigramme illustrant une forme de réalisation d'exemple d'un procédé 400 pour la mise en oeuvre d'un appareil qui comprend une flûte marine à âme pleine ayant un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules disposés au centre de l'âme pleine. Le procédé représenté sur la figure 4 peut être utilisé en liaison avec n'importe lequel des systèmes informatiques, dispositifs, éléments, ou composants décrits ici, entre autres dispositifs. Dans différentes formes de réalisation, certains des éléments de procédé représentés peuvent être exécutés simultanément, dans un ordre différent de ce qui est représenté, ou peuvent être omis. Des éléments de procédé supplémentaires peuvent également être exécutés comme cela est souhaité. Le processus commence au bloc 410.

Dans le bloc 410, un navire remorque une flûte marine à âme pleine dans une étendue d'eau. La flûte marine à âme pleine peut avoir une âme pleine qui comprend un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules au centre de l'âme pleine. La flûte marine à âme pleine peut de manière additionnelle comprendre un ou plusieurs capteurs de pression qui sont disposés dans la flûte marine à l'extérieur de l'âme pleine. Le processus passe au bloc 420. Dans le bloc 420, une source d'énergie sismique est actionnée et envoie un champ d'ondes sismique à travers l'étendue d'eau dans les formations souterraines. Le processus passe au bloc 430. Les formations souterraines peuvent réfléchir des parties du champ d'ondes sismique, qui peuvent alors être détectées par les capteurs de mouvement de particules et les capteurs de pression dans la flûte marine à âme pleine. Au bloc 430, les un ou plusieurs capteurs de pression transmettent des signaux indicatifs des variations de pression, et les capteurs de mouvement de particules transmettent des signaux indicatifs d'au moins une composante de mouvement de particules. Dans certaines formes de réalisation, le procédé 400 se termine en 430. Dans certaines formes de réalisation, le processus passe au bloc 440.

Dans le bloc 440, un système informatique analyse les signaux de capteur de pression et les signaux de capteur de mouvement de particules transmis afin de déterminer la composante verticale du champ d'ondes 5 sismique. L'analyse peut comprendre la combinaison des signaux de capteur de pression avec les signaux indicatifs d'une composante verticale du mouvement transmis par les capteurs de mouvement de particules afin de déterminer à la fois un champ d'ondes sismique ascendant et un champ 10 d'ondes sismique descendant. Dans certaines formes de réalisation, le processus se termine en 440. Dans certaines formes de réalisation, le processus passe au bloc 450. Dans le bloc 450, un produit de données géophysiques peut être produit. Le produit de données 15 géophysiques peut comprendre des signaux de capteur de mouvement de particules, des signaux de capteur de pression, et/ou des signaux de capteur de mouvement de particules et des signaux de capteur de pression analysés, et le produit de données géophysiques peut être enregistré 20 sur un support lisible par un ordinateur non-transitoire et réel. Le produit de données géophysiques peut être produit en mer (c'est-à-dire par un équipement sur un navire) ou à terre (c'est-à-dire dans une installation sur la terre ferme) aux Etats-Unis ou dans un autre pays. Si le produit 25 de données géophysiques est fabriqué en mer ou dans un autre pays, il peut être importé à terre dans une installation aux Etats-Unis. Une fois à terre aux Etats-Unis, l'analyse géophysique peut être réalisée sur le produit de données géophysiques. 30 Certaines formes de réalisation selon cette description peuvent optimiser le positionnement des capteurs de mouvement de particules dans une flûte marine par rapport à des facteurs tels que la sensibilité de signal, le bruit, et la robustesse de flûte marine.

Certaines formes de réalisation peuvent améliorer le rapport signal sur bruit pendant une recherche géophysique, augmenter la fiabilité de données, et réduire le coût d'opération de recherche, augmenter le temps de bon fonctionnement d'opération de recherche et l'efficacité. Bien que des formes de réalisation spécifiques aient été décrites ci-dessus, ces formes de réalisation ne sont pas prévues pour limiter la portée de la présente description, même lorsque seulement une unique forme de réalisation est décrite par rapport à une caractéristique particulière. Des exemples de caractéristiques fournis dans la description sont prévus pour être illustratifs plutôt que restrictifs sauf indication contraire. La description ci-dessus est prévue pour couvrir ces variantes, modifications, et équivalents qui apparaitraient évidents pour un homme du métier ayant le bénéfice de cette description. La portée de la présente description comprend n'importe quelle caractéristique ou combinaison de caractéristiques décrites ici (de manière explicite ou implicite), ou n'importe quelle généralisation de celles-ci, qu'elle règle ou pas l'un quelconque ou la totalité des problèmes traités ici. Différentes formes de réalisation peuvent procurer une partie, la totalité ou aucun des avantages décrits.

Claims

REVENDICATIONS1. Appareil, caractérisé en ce qu'il comporte : une flûte marine (40), la flûte marine (40) comprenant : une âme pleine (24) à travers laquelle s'étend un axe longitudinal (59) de la flûte marine (40), l'âme pleine (24) comprenant un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules (50) disposés le long de l'axe longitudinal (59) ; et une partie extérieure (28) disposée autour de l'âme pleine (24), la partie extérieure (28) comprenant un ou plusieurs capteurs de pression (30).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la flûte marine (40) comprend au moins un capteur électromagnétique.
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la flûte marine (40) comprend en outre un câblage intérieur (38) configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules (50).
4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins un des capteurs de mouvement de particules (50) est disposé au centre de l'âme pleine (24).
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un élémentd'effort (32) de la flûte marine (40) est disposé entre l'âme pleine (24) et la partie extérieure (28).
6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules (50) comprennent au moins deux capteurs de mouvement de particules qui sont perpendiculairement alignés.
7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'âme pleine (24) comporte une matière moulée ou extrudée.
8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une gaine extérieure (55) disposée autour de la partie extérieure (28).
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie extérieure (28) comprend en outre un câblage extérieur (39) configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression (30).
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le câblage extérieur (39) est configuré pour délivrer de l'énergie.
11. Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le câblage extérieur (39) est relié à un réseau de base configuré pour transporter des signaux des un ou plusieurs capteurs de pression (30) jusqu'à un navire.
12. Système, caractérisé en ce qu'il comporte : au moins une flûte marine (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11; et un navire (14) configuré pour remorquer la au moins une flûte marine (40)
13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système informatique configuré pour analyser des signaux provenant des capteurs de mouvement de particules (50) et des capteurs de pression (30).
14. Procédé, caractérisé en ce qu'il comporte le fait de : remorquer une ou plusieurs flûtes marines (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 derrière un navire (14); actionner au moins une source d'énergie sismique (33) ; et détecter un champ d'ondes sismique (19) au niveau des un ou plusieurs capteurs de mouvement de particules (50) et un ou plusieurs capteurs de pression (30).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre le fait de : transmettre des signaux indicatifs d'au moins une composante de mouvement de particules au niveau des capteurs de mouvement de particules (50) ; transmettre des signaux indicatifs des variations de pression au niveau des capteurs de pression (30) ; et analyser les signaux transmis de mouvement de particules et de pression.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre le fait de fabriquer un produit de données géophysiques à partir des signaux transmis de mouvement de particules et de pression.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre le fait d'enregistrer le produit de données géophysiques sur un support lisible par ordinateur approprié pour l'importation sur la terre ferme.
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comporte en outre le fait de réaliser une analyse géophysique à terre du produit de données géophysiques.