FR3006451A1 - Procedes et dispositifs d'acquisition de donnees sismiques relatives a une zone du sous-sol situee sous la mer. - Google Patents

Abstract

Pour acquérir des données sismiques relatives à une zone du sous-sol située sous la mer, des ondes sismiques sont émises suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale à l'aide d'au moins une source sismique (10) immergée à une profondeur d. Un signal sismique est recueilli consécutivement à l'émission des ondes sismiques et à leur propagation dans le sous-sol en vue d'être traité. Dans une réalisation du procédé, afin de s'affranchir du problème majeur lié à la limite en profondeur rencontré par les sources sismiques, le traitement du signal sismique comprend une sommation de plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique et le signal sismique retardé de ΔT = 2d.cosθ / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau.

Description

PROCÉDÉS ET DISPOSITIFS D'ACQUISITION DE DONNÉES SISMIQUES RELATIVES À UNE ZONE DU SOUS-SOL SITUÉE SOUS LA MER [0001] La présente invention concerne les techniques sismiques utilisées pour chercher à obtenir des informations sur la structure et les propriétés physiques du sous-sol.

Elle concerne plus particulièrement la mise en oeuvre en milieu maritime de ces techniques sismiques. [0002] En milieu maritime, on utilise habituellement des sources sismiques immergées comme par exemple des canons à air comprimé. [0003] L'onde sismique émise par une source immergée à une profondeur d se propage dans l'eau de façon sensiblement sphérique. L'énergie envoyée vers le haut depuis la source se réfléchit spéculairement en surface et vient se superposer à l'énergie sismique envoyée vers le bas depuis la source. Le coefficient de réflexion des ondes sismiques à l'interface eau-air est quasiment égal à -1, et la réflexion donne lieu à un changement de signe de l'onde de pression. La composante du champ émis qui s'est réfléchie en surface est similaire, au signe près, à ce qu'émettrait une source fantôme, communément appelée 'ghost', située à la verticale de la source et à une distance d au-dessus du niveau de la mer. [0004] La figure 1 illustre ce phénomène, avec la direction verticale z dénotant la profondeur et la direction horizontale x une coordonnée spatiale parallèlement à la surface de la mer. Le signal sismique émis depuis la source immergée 10 dans une direction formant un angle 0 avec la verticale a, au niveau d'une surface d'onde Et à distance de la source, une composante directe S(t) propagée vers le bas depuis la source 10 et une composante de ghost -S(t-AT) qui a subi la réflexion sur la surface eau-air M comme si elle avait été émise depuis la source fantôme 10'. La composante de ghost présente par rapport à la composante directe un retard AT qui dépend de l'angle 0, soit AT = 2d.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau. [00051 À distance de la source, l'amplitude sismique qui se propage le long de la direction 0 s'écrit alors: Si (t) = S(t) - S(t - AT) (1) [00061 La présence du ghost liée à la réflexion de surface affecte le spectre du signal - 2 - sismique propagé S1. Si on se représente une source idéale émettant une impulsion de Dirac en pression, c'est-à-dire avec un spectre plat, la superposition de l'onde réfléchie entraîne: - des zéros ou encoches ('notches') dans le spectre aux fréquences multiples de 1/AT; - une atténuation des basses fréquences, considérée comme préjudiciable car l'information extraite des mesures aux fréquences les plus basses est très riche, notamment pour renseigner sur les vitesses de propagation des ondes dans le sol. 10007] La figure 2 illustre le même phénomène que la figure 1 dans un cas où 0 = 0, avec la profondeur z représentée par la direction verticale et le temps t représenté par la direction horizontale. Une impulsion de Dirac émise par la source 10 arrive à une profondeur z sous la source à un instant t, tandis que son écho dû au ghost, de signe opposé, arrive à la même profondeur z avec le retard AT. 100081 La figure 3 montre des spectres du signal émis suivant la direction verticale (0 = 0) pour des profondeurs de source, d, de 5 m (courbe 11), de 10 m (courbe 12) et de 20 m (courbe 13), obtenus par le calcul. Les sources peu profondes ont l'avantage de rejeter les notches vers les hautes fréquences, mais en atténuant assez fortement les basses fréquences. [00091 On peut chercher à améliorer le comportement aux basses fréquences en augmentant la profondeur de la source. Mais alors les notches sont à des fréquences plus basses. En outre, les sources sismiques sous-marines ont des rendements énergétiques affaiblis et des contenus fréquentiels dégradés quand la profondeur augmente, à cause de l'effet de la pression hydrostatique. [00101 Il est connu d'activer plusieurs sources situées à des profondeurs différentes pour réguler le spectre d'émission. Par exemple, dans le cas de la figure 3, l'activation des trois sources à 5, 10 et 20 m de profondeur donne lieu à un spectre représenté par la courbe 14, résultant de la somme des spectres représentés par les courbes 11, 12 et 13, qui montre une pente plus forte aux basses fréquences et des zéros alignés sur ceux de la source la moins profonde. Ce n'est pas parfait car le spectre résultant n'est pas plat. Mais c'est une nette amélioration. Un choix judicieux des profondeurs des sources combinées permet de s'affranchir au mieux des notches tout en conservant un contenu aux très basses fréquences. - 3 - [0011] Une technique permettant de relativiser encore l'effet du ghost consiste à déclencher chaque source placée à une profondeur donnée au moment où le signal de la source située juste au-dessus d'elle lui parvient. Ainsi, le champ d'onde primaire émis vers le bas est remis en phase malgré des profondeurs de source différentes. De ce fait, les champs d'onde primaires de chacune des sources interfèrent de manière constructive alors que ce n'est pas le cas pour les ghosts. [0012] Dans une autre approche, les sources d'un même ensemble sont regroupées par grappes positionnées chacune à une profondeur différente, l'ensemble de ces grappes étant déclenché dans un délai maximum d'une seconde permettant ainsi de conserver une émission stationnaire. [0013] Il a été proposé d'améliorer le spectre d'émission en disposant un écran de bulles de gaz entre la source et la surface pour diminuer le coefficient de réflexion, ce qui améliore le comportement aux basses fréquences et limite l'affaissement du spectre dans les notches. La figure 4 montre ainsi l'effet sur le spectre d'un coefficient de réflexion r de 0,7. Les courbes 21, 22, 23 et 24 de la figure 4 ont été calculées avec des sources disposées comme celles ayant donné lieu aux courbes 11, 12, 13 et 14 sur la figure 3, respectivement. On voit que l'atténuation du coefficient de réflexion r rehausse les fréquences les plus basses (A). Mais cette technique a pour inconvénient d'être très complexe à mettre en oeuvre, et l'amélioration des performances reste limitée. [0014] Un problème majeur rencontré par l'ensemble des techniques proposées à ce jour reste la limite en profondeur imposée aux sources, ce qui réduit fortement la possibilité de trouver suffisamment de basses fréquences dans le spectre du signal. [0015] Un but de la présente invention est de réduire l'incidence de ce problème et plus généralement d'améliorer le contenu spectral du signal sismique émis exploité dans des mesures effectuées à partir d'une ou plusieurs sources immergées. [0016] Il est ainsi proposé un procédé d'émission d'ondes sismiques en milieu maritime suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, à l'aide d'au moins une source sismique immergée, le procédé comprenant: - effectuer un premier tir depuis une première position d'émission immergée à une profondeur di; et -4- - effectuer un second tir depuis une deuxième position d'émission immergée à une profondeur d2, avec un retard égal à (di+d2).cos0 / V par rapport au premier tir, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau. [0017] Dans une réalisation particulière, les première et deuxième positions d'émission sont confondues, ou situées à une même profondeur d (di = d2 = d) dans une même zone de Fresnel relativement aux ondes sismiques émises. [0018] Le premier tir peut être répété k-1 fois à la même profondeur ou à des profondeurs différentes, avec des retards judicieusement choisis, k étant un nombre entier supérieur à 2. On peut ainsi effectuer un ième tir depuis une ième position d'émission immergée à une profondeur di, avec un retard égal à (di_1-Edi).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir, pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k. [0019] De nouveau, les k positions d'émission peuvent, sans que ceci soit limitatif, être confondues, ou situées à une même profondeur d (di = d2 = = dk = d) dans une même zone de Fresnel relativement aux ondes sismiques émises. [0020] Dans une réalisation, la direction d'émission est verticale, c'est-à-dire 0 = O. L'invention est alors utilisable, en particulier, pour réaliser des profils sismiques verticaux (« PSV »). Cependant, des directions inclinées (0 # 0) sont également possibles. [0021] Le procédé repose sur un approche totalement différente de ce qui a été fait ou proposé jusqu'à maintenant. Le deuxième tir est synchronisé sur le ghost du premier tir de façon à le repousser dans le temps. Cela revient à placer une source virtuelle à une profondeur supérieure, sans avoir les contraintes d'une pression hydrostatique plus importante. [0022] Ainsi le procédé permet de s'affranchir du problème majeur rencontré jusqu'ici, à savoir la limite maximum en profondeur imposée aux sources. On peut, comme pour des configurations classiques, utiliser plusieurs sources d'énergie équivalente à celle du ghost. Ces sources peuvent être placées, physiquement et/ou virtuellement, à différentes profondeurs et on peut les combiner de façon optimale. [0023] Il n'est pas indispensable de disposer de sources à cadences de tirs très rapides. On peut par exemple appliquer une séquence de tir à répétitions périodiques avec la même source en laissant chaque fois à la source le temps de retrouver sa pression de - 5 - chambre optimale. [0024] Une manière de réduire la cadence de tirs consiste à placer plusieurs petites sources à la même profondeur. Ce type de mise en oeuvre permet, si le nombre de tirs répétés est suffisant, d'obtenir un gain significatif en très basses fréquences sans la nécessité d'utiliser un déflecteur entre les sources et la surface. [0025] Selon un autre aspect, un procédé d'acquisition de données sismiques relatives à une zone du sous-sol située sous la mer comprend: - émettre des ondes sismiques suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, à l'aide d'au moins une source sismique immergée; - recueillir un signal sismique consécutif à l'émission des ondes sismiques et à leur propagation dans le sous-sol; et - traiter le signal sismique. [0026] Selon ce procédé d'acquisition de données sismiques, l'émission des ondes sismiques comprend k tirs successifs, où k est un nombre entier supérieur à 1, incluant un premier tir effectué à une profondeur dl et k-1 tirs ultérieurs à des profondeurs respectives d2, dk, et pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k, le ième tir est effectué avec un retard de (di_i-Edi).cos0 / V par rapport au (i- l)ème tir, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau. [0027] Dans ce mode d'acquisition des données sismiques, la suppression du ghost intervient au niveau de l'émission des ondes sismiques, à l'aide du procédé d'émission exposé précédemment. [0028] Une réalisation avantageuse consiste à appliquer le même principe de suppression du ghost non pas au niveau de l'émission mais au niveau du traitement du signal à partir d'un tir unique ou d'un nombre restreint de tirs. [0029] Il est ainsi proposé un procédé d'acquisition de données sismiques relatives à une zone du sous-sol située sous la mer, le procédé comprenant: - émettre des ondes sismiques suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, les ondes sismiques émises comprenant au moins une séquence d'émission générée à l'aide d'au moins une source sismique immergée, chaque séquence d'émission ayant une profondeur associée; -6- - recueillir un signal sismique consécutif à l'émission des ondes sismiques et à leur propagation dans le sous-sol, le signal sismique recueilli comprenant une séquence de réception correspondant respectivement à chaque séquence d'émission; et - traiter le signal sismique, le traitement du signal sismique comprenant, pour chaque séquence de réception correspondant à une séquence d'émission, une sommation de plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique de ladite séquence de réception et le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission. [0030] Une séquence d'émission des ondes sismiques peut consister en un tir unique effectué avec la source sismique immergée à une profondeur d égale à la profondeur D associée à cette séquence d'émission (d = D). [0031] Une autre possibilité est qu'une séquence d'émission se compose de k tirs successifs (k > 1) positionnés temporellement les uns par rapport aux autres suivant le principe précédemment exposé de façon à reproduire le comportement d'une source virtuelle de profondeur D. Les k tirs incluent dans ce cas un premier tir effectué avec une source sismique immergée à une profondeur dl et k-1 tirs ultérieurs avec des sources sismiques immergées à des profondeurs respectives d2, dk. Les k tirs de cette séquence d'émission sont coordonnés de façon que, pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k, le ième tir de la séquence d'émission soit effectué avec un retard de (di_1-Edi).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir de la séquence. La profondeur D associée à une telle séquence d'émission est alors la somme des k profondeurs dl, d2, dk. [00321 Dans le cas particulier où les k tirs coordonnés sont effectués par une ou plusieurs sources à une même profondeur d (di = d2 = = dk = d), on a D = k.d. [0033] Dans une réalisation, des sources sismiques sont immergées à n profondeurs différentes, où n est un nombre entier supérieur à 1, et plusieurs séquences d'émission d'ondes sismiques indépendantes sont successivement produites à l'aide de ces sources sismiques et sont associées à des profondeurs D différentes. On peut notamment produire - 1 séquences d'émission d'ondes sismiques indépendantes à l'aide des sources sismiques immergées à n profondeurs différentes, ces 2' - 1 séquences d'émission incluant, pour chaque nombre entier i compris entre 1 et n, Cni = n!/[i! (n - !] séquences d'émission indépendantes consistant chacune en i tirs coordonnés depuis i sources situées - 7 - à des profondeurs différentes. [0034] Dans une réalisation, les termes sommés pour une séquence de réception comprennent le signal sismique de cette séquence de réception et k-1 copies de ce même signal sismique ayant des retards respectivement égaux à LAT pour i = 1, 2, ..., k-1, où k est un nombre entier supérieur à 1. [0035] On annule ainsi le ghost de la séquence d'émission primaire, au niveau du traitement du signal, pour simuler le comportement d'une source de profondeur k.D. [0036] On peut étendre encore la sommation en faisant en sorte que les termes sommés pour une séquence de réception comprennent n fois le signal sismique de cette séquence de réception et, pour chaque entier i compris entre 1 et n-1, n-i copies de ce même signal sismique retardé de LAT, où n est un nombre entier supérieur à 1. En l'absence de bruit et en supposant les réflexions parfaites, le traitement du signal fait alors comme s'il avait été émis des ondes sismiques depuis n sources situées à des profondeurs D, 2D, 3D, n.D, mais en s'étant contenté d'un seul tir, effectif ou virtuel, à la profondeur D. [0037] Le bruit peut limiter les performances du procédé qui précède. Pour y remédier, on peut prévoir que l'émission des ondes sismiques comprenne plusieurs (par exemple de 5 à 20) séquences d'émission indépendantes associées chacune à une profondeur respective D1, D2, ... Di,, où p> 1 est le nombre de séquences. Dans le cas particulier où D1 =D2=...= Dp= D, les séquences d'émissions indépendantes sont réalisées à la même profondeur. Le recueil du signal sismique peut alors comprendre l'enregistrement de p séquences de réception respectivement consécutives aux p séquences d'émission, et le traitement du signal sismique comprendre la sommation respective desdits termes pour chacune des p séquences de réception enregistrées et une combinaison des p sommes obtenues. [0038] Un mode de réalisation du procédé d'acquisition de données sismiques comprend en outre: - mesurer les ondes sismiques émises par un hydrophone immergé sous la ou les sources sismiques en étant aligné le long de la direction d'angle 0; - appliquer aux ondes sismiques mesurées par l'hydrophone un traitement par sommation identique à celui appliqué au signal sismique; -8- - vérifier un critère de convergence sur un signal résultant du traitement appliqué aux ondes sismiques mesurées par l'hydrophone; et - arrêter les séquences d'émission lorsque le critère de convergence est satisfait. [00391 Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un dispositif de traitement d'un signal sismique recueilli consécutivement à l'émission des ondes sismiques à l'aide d'au moins une source sismique immergée et à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol, les ondes sismiques ayant été émises suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale et sous la forme d'au moins une séquence d'émission associée à une profondeur respective, le signal sismique recueilli comprenant une séquence de réception correspondant respectivement à chaque séquence d'émission. Le dispositif comprend un processeur pour sommer plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique d'une séquence de réception correspondant à une séquence d'émission et le signal sismique de cette même séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission. [00401 Un autre aspect encore de la présente invention se rapporte à un programme d'ordinateur pour un tel dispositif de traitement de signal sismique, le programme comprenant des instructions pour, lorsqu'il est exécuté sur un processeur dudit dispositif, sommer plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique d'une séquence de réception correspondant à une séquence d'émission et le signal sismique de cette même séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission. 11 est encore proposé un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme d'ordinateur. 10041] D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figures 1 et 2, précédemment commentées, sont des schémas illustrant une phase d'acquisition de données sismiques en milieu maritime; - les figures 3 et 4, précédemment commentées, sont des graphiques montrant des spectres générés le long d'une direction 0 à l'aide de sources sismiques immergées - 9 - à différentes profondeurs, avec en surface des coefficients de réflexions respectifs de -1 et -0,7; la figure 5 est un schéma analogue à celui de la figure 2, illustrant une phase d'acquisition de données sismiques en milieu maritime avec deux sources à des profondeurs différentes; la figure 6 est un schéma analogue à celui de la figure 5, illustrant une phase d'acquisition de données sismiques en milieu maritime avec trois sources à des profondeurs différentes; la figure 7 est un graphique montrant des spectres générés le long d'une direction 0 à l'aide de deux sources sismiques immergées à des profondeurs différentes; la figure 8 est un graphique montrant des spectres générés le long d'une direction 0 à l'aide d'une source sismique immergée déclenchée de manière répétitive; la figure 9 est un schéma illustrant une configuration possible pour une acquisition de données sismiques utilisant la présente invention; la figure 10 est un graphique montrant des spectres générés à l'aide d'une source sismique immergée à une profondeur de 5 m et déclenchée de manière répétitive suivant différents modes de réalisation de l'invention, sans tenir compte du bruit; la figure 11 est un graphique montrant une partie agrandie de la figure 10; la figure 12 est un graphique montrant des spectres générés à l'aide d'une source sismique immergée à une profondeur de 3 m et déclenchée de manière répétitive suivant différents modes de réalisation de l'invention, sans tenir compte du bruit; les figures 13A-C sont des graphiques montrant des spectres analogues à ceux de la figure 12, calculés en tenant compte d'un bruit additif; les figures 14A-C sont des graphiques montrant des parties agrandies des figures 13A-C, respectivement; les figures 15A-C sont des graphiques montrant des spectres bruités analogues à ceux des figures 13A-C, calculés en prenant en compte différentes réalisations du bruit additif; et les figures 16A-C sont des graphiques montrant des parties agrandies des figures 15A-C, respectivement; [0042] Si on revient à l'équation (1) ci-dessus, on voit qu'en répétant le tir à la même - 10 - position de source avec un retard AT, on génère le long de la direction 0 une amplitude sismique S2(t) donnée par: S2(t) = Si (t) + Si (t - AT) = S(t) - S(t - 2AT) (2) [00431 Du point de vue du phénomène de ghost, la répétition du tir avec le retard adéquat revient à créer une source virtuelle de profondeur 2d. [0044] Le processus peut être réitéré pour simuler une source de profondeur k.d en répétant k-1 fois le tir initial depuis la même profondeur avec des retards i.AT pour i allant de 1 à k-1: Sk(t) = Si(t) + Er11- Si(t - j. AT) = Erol Si(t - j. AT) = S(t) - S(t - k. AT) (3) [0045] Considérons d'autre part deux sources 10f, 102 de mêmes caractéristiques, de profondeurs respectives di, d2 et de même position horizontale (ou situées dans la même zone de Fresnel). Si on déclenche ces deux sources 101, 102 avec, pour la deuxième source 102, un retard (ATi+AT2)/2 = (di+d2).cos0 / V par rapport à la première source 101, alors la deuxième source est synchronisée sur l'arrivée du ghost de la première le long de la direction O. Dans l'expression qui précède, AT, = d1.cos0 / V désigne le retard de ghost associé à une source de profondeur d,. Le long de la direction 0, l'émission primaire de la deuxième source 102 annule le ghost de la première source 101. 100461 C'est ce qu'illustre la figure 5 qui est similaire à la figure 2 avec deux sources 101, 102 dont les ghosts sont symbolisés en 10'i, 10'2. L'émission primaire de la deuxième source 102 efface le ghost de la première 101, et c'est comme si le ghost était retardé de ATi + AT2, au lieu de ATi s'il n'y avait eu que la première source 101. L'amplitude sismique 52(t) générée le long de la direction 0 avec les deux sources 101, 102 ainsi décalées dans le temps est donnée par: S2(t) = S(t)- S(t - (ATi + AT2)) = S(t) - S[t - 2(d1 + d2). cosO/V] (4) [00471 On remarque que l'équation (2) est un cas particulier de l'équation (4) lorsque dl = d2 = d. [0048] L'équation (4) est généralisable au cas de k sources 10i, 102, ..., 10k de profondeurs respectives di, d2, dk, où k désigne un entier quelconque supérieur à 1. C'est ce qu'illustre la figure 6 dans le cas particulier où k = 3 et 0 = 0, avec des sources fantômes 10',, 10'2, ..., 10'k au-dessus du niveau M de la mer. Si, pour chaque entier i tel que 2 < i < k, la ième source 10, effectue un tir à sa position d'émission de profondeur d, avec un retard (AT, + AT,)/2 = (d,+d,).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir effectué par la (i-l)ème source 10,-, à la position d'émission de profondeur d,_,, le ghost est repoussé dans le temps pour générer le long de la direction 0 une amplitude sismique Sk(t) donnée par: Sk(t) = S(t)- s[t - 2(E1 di). coso/v] = s(t) - s[t - Eli(=lATi] (5) [0049] Avec les k sources 10,, 102, ..., 10k ainsi coordonnées, c'est comme si on avait placé une source virtuelle à la profondeur D = EL di. [0050] On peut encore remarquer que l'équation (3) est un cas particulier de l'équation (5) lorsque d, = d2 = = dk = d, et que l'équation (4) est un cas particulier de l'équation (5) lorsque k = 2. [0051] La figure 7 montre des spectres obtenus par le calcul de manière similaire à ceux de la figure 3 (0 = 0). La courbe 31 correspond au spectre émis depuis une source 102 immergée à la profondeur d2 = 5 m, la courbe 32 au spectre émis depuis une source 10] immergée à la profondeur d, = 10 m, et la courbe 33 au spectre qu'émettrait une source virtuelle à une profondeur d, + d2 = 15 m. Ce spectre 33 est celui qu'on obtient avec un premier tir depuis la source 10, de profondeur d, = 10 m suivi par un second tir retardé de (AT, + AT2)/2 = (di+d2) / V depuis la source 102 de profondeur d2 = 5 m. [0052] Si on est capable de cumuler un premier tir à la profondeur d, = 10 m avec un second tir à la profondeur d2 = 5 m, puis un troisième tir (virtuel) à la profondeur d, + d2 = 15 m, on obtient un spectre suivant la courbe 34 qui est la somme des courbes 31, 32 et 33. Sur ce spectre 34, on observe que le contenu aux très basses fréquences est largement amélioré et que les notches sont relevés. Ce spectre est bien meilleur que le spectre 35 qu'on obtient en sommant classiquement (sans décalage) des signaux émis de manière indépendante depuis les sources 10, et 102 (la courbe 35 est la somme des courbes 31 et 32). [0053] Il est remarquable que le tir virtuel à la profondeur d, + d2 = 15 m ait été réalisé sans avoir à mettre en oeuvre physiquement une source à cette profondeur supérieure. [0054] La figure 8 est un graphique analogue à celui de la figure 7 dans le cas de deux - 12 - sources de même profondeur, c'est-à-dire dl = d2 = d. La courbe 41 est la même que la courbe 32 de la figure 7, c'est-à-dire représentant le spectre émis depuis la source 10 immergée à la profondeur d = 10 m. La courbe 42 représente le spectre obtenu en tirant deux fois depuis cette source 10, ou depuis deux sources collocalisées. C'est le même spectre qui aurait été généré à partir d'une source virtuelle unique de profondeur double. La courbe 43 représente le spectre qu'on générerait en cumulant les deux tirs depuis la source 10 (spectre 41) et le tir depuis la source virtuelle (spectre 42). On observe à nouveau une amélioration sensible du spectre aux très basses fréquences en comparant avec la courbe 44 qui est la somme des deux tirs à 10 m. [0055] Par « sources collocalisées », on entend ici deux sources ayant la même position d'émission, ou deux positions légèrement décalées à la même profondeur d, c'est-à-dire situées dans la même zone de Fresnel relativement à la fréquence des ondes sismiques émises. Aux basses fréquences, cette zone de Fresnel a des dimensions typiques de plusieurs dizaines de mètres. 100561 À partir d'une séquence d'émission sismique qui a été générée en superposant plusieurs tirs décalés dans le temps de la manière indiquée ci-dessus, on peut recueillir un signal sismique au niveau d'un ou plusieurs récepteurs. Différents positionnements du récepteur sont possibles. [0057] Une géométrie d'acquisition à laquelle le procédé selon l'invention est bien adapté est représentée sur la figure 9. Le récepteur 30 est situé dans un puits 20 qui a été foré au fond de la mer F, et les tirs sont exécutés depuis une source 10 placée sensiblement à la verticale du puits, c'est-à-dire avec 0 0. Le procédé est alors utilisé pour enregistrer des profils sismiques verticaux (PSV) qui, après un traitement post-acquisition connu en soi, renseignent sur les formations géologiques rencontrées par les ondes sismiques dans le sous-sol le long du puits entre le fond de la mer F et la position du récepteur 30 et au-delà. [0058] Tout type de source sismique sous-marine 10 peut être employé, par exemple canon à air comprimé, explosif, etc. Le récepteur 30 est par exemple un géophone plaqué contre la paroi du puits 20. [0059] Le procédé est également applicable en marine à des techniques de sismique de surface, des sources, sur des streamers (récepteurs composés d'hydrophones) tractés par un bateau ou sur des géophones placés au fond de la mer F pour enregistrer des ondes sismiques qui se sont propagées et réfléchies sur des couches géologiques sous la mer. - 13 - L'angle 0 peut alors éventuellement s'écarter quelque peu de la valeur 0 = 0. 100601 En référence aux figures 5 à 8, on a présenté des modes de réalisation de l'invention dans lesquels des tirs multiples judicieusement positionnés dans le temps permettent de réduire l'incidence du problème causé par le ghost en acquisition sous- marine. Dans d'autres modes de réalisation décrits ci-après, l'élimination du ghost, ou du moins la réduction de ses effets, résulte au moins en partie du traitement du signal capté par le récepteur. 10061] Avant de procéder au classique traitement post-acquisition d'une séquence de signal sismique mesuré, une première étape du traitement consiste alors à superposer plusieurs termes comprenant des versions temporellement décalées du signal sismique mesuré par le récepteur au cours de la séquence reçue. 10062] La séquence d'émission d'ondes sismiques donnant lieu à la séquence de réception ainsi traitée est associée à une profondeur notée D. Cette séquence d'émission peut consister: - en un unique tir depuis une source 10 placée à une profondeur d, comme dans la configuration des figures 1 et 2. On a alors D = d; - en un nombre k> 1 de tirs depuis k sources 10i, 102, ..., 10k placées à des profondeurs respectives di, d2, dk et déclenchées avec des retards mutuels égaux à (di_i+di).cos0 / V. On a alors D = Erl di et, dans le cas particulier où di = d2 = = = d, D = k.d. [00631 Si on note R(t) le signal sismique mesuré par le récepteur un instant t dans une séquence de réception donnée, la sommation de ce signal R(t) avec une copie R(t-AT) de ce même signal retardée de AT = 2D.cos0 / V donne lieu à un signal traité R2(t) d'expression: R2 (t) = R(t) + R(t - AT) = [Si (t) + Si (t - AT)] * r(t) = S2 (t) * r(t) (6) où 52(t) est donné par l'équation (2) ci-dessus, r(t) est la réponse du milieu sondé qui dépend des réflexions subies par les ondes sismiques entre les couches géologiques, et * désigne l'opération linéaire de convolution. Dans l'expression (6), on n'a pas tenu compte du bruit qui s'ajoute au signal. - 14 - [0064] Dans l'expression (6), on voit que la sommation des deux versions temporellement décalées du signal reçu revient à faire comme si un tir avait été effectué à la profondeur D puis répété avec le retard AT, c'est-à-dire comme si l'émission sismique provenait d'une source virtuelle de profondeur 2D, avec un ghost repoussé dans le temps 5 comme expliqué précédemment. [0065] La sommation (6) peut être étendue à un nombre quelconque k (k > 1) de copies du signal reçu R(t) temporellement décalées de multiples de AT, à savoir R(t), R(t-AT), R(t-2AT), R(t-(k-1)AT): Rk(t) = E101- - j. AT) = [E1(101 Si(t - j. AT)] r(t) = Sk(t) * r(t) (7) 10 [0066] Dans le signal Rk(t) ainsi traité, où Sk(t) est donné par l'équation (3) ci-dessus, le ghost est repoussé au temps k.AT au lieu de AT dans le signal R(t) tel que reçu, et le contenu spectral aux basses fréquences est amélioré. [0067] En conséquence, la réception du seul signal R(t) = Ri(t) permet, dans le traitement de réception, de régénérer des signaux Rk(t) pour tout entier k allant de 2 à un 15 nombre n arbitrairement choisi. [0068] À partir de là, on peut procéder à une nouvelle sommation pour faire comme si des ondes sismiques avaient été émises depuis n sources de profondeurs respectives D, 2Dd, n.D : R'(t) = Ein,=1 Rk(t) = [E111(.1 Sk(0] * r(t) = S' (t) * r(t) (8) 20 [0069] L'expression (8) peut aussi s'écrire de façon que les termes sommés comprennent n fois le signal sismique R(t) et, pour chaque entier i compris entre 1 et n-1, n-i fois le signal sismique retardé de LAT: R'(t) = S'(t) * r(t) = Er=-01(n - R(t - L AT) (9) [00701 L'expression (8) ou (9) peut encore s'écrire: 25 R'(t) = [M=1 S(t) - S(t - k. AT)] * r(t) = n. S(t) * r(t) - [M, S(t - k. AT)] * r(t) (10) [00711 où on voit que l'amplitude de la réflectivité associée à chaque ghost est n fois moins importante que celle associée à l'émission primaire. Le nombre n de tirs pris en - 15 - considération peut a priori être choisi aussi grand qu'on le souhaite. On s'affranchit donc de la contrainte matérielle d'avoir à multiplier les tirs à intervalles de temps rapprochés depuis la même position d'émission. [0072] La figure 10 montre, avec des amplitudes en décibels: - le spectre du signal émis à partir d'une impulsion de Dirac unique depuis une source 10 de profondeur d = 5 m (courbe 51); - le spectre résultant de la sommation (8) ou (9) portant sur n = 10 sources comprenant la source 10 générant l'impulsion de Dirac à la profondeur D = d = 5 m et n - 1 = 9 sources virtuelles de profondeurs respectives 2d, 3d, ..., 10d (courbe 52); - le spectre résultant de la sommation portant cette fois-ci sur n = 100 sources de profondeurs respectives d, 2d, ..., 100d (courbe 53). [0073] La figure 11 est un agrandissement de la partie aux plus basses fréquences de la figure 10. On y a ajouté le spectre 54 obtenu à partir d'un tir non répété à la profondeur d = 5 m, mais avec un coefficient de réflexion de -0,7 à l'interface eau-air (équivalent de la courbe 22 de la figure 4). [0074] Il apparaît qu'à partir d'environ n = 10 tirs, la qualité du spectre émis devient, aux basses fréquences, aussi bonne ou meilleure qu'en mettant en oeuvre un écran visant à diminuer fortement le coefficient de réflexion. Pour n 100, le spectre est remarquablement plat, avec une ondulation résiduelle B inférieure à 2,5 dB et un gain supérieur à 12 dB pour une fréquence de 1 Hz par rapport au spectre 54. [0075] Il apparaît donc souhaitable, de façon générale, de choisir dans l'expression (8) ou (9) un nombre n supérieur à 10, et de préférence supérieur à 50. [0076] Comme mentionné précédemment, il n'est pas tenu compte du bruit additif dans les expressions (6)-(10). Les figures 12-16 permettent d'observer l'impact du bruit sur la méthode proposée. Ces figures montrent, jusqu'au premier notch, des spectres d'émissions sismiques réelles (lorsque n = 1) ou virtuelles (lorsque n> 1), exprimés en décibels pour une source 10 de profondeur d = 3 m. [0077] La figure 12 est analogue à la figure 10, à la différence près que la profondeur d est plus petite (3 m et non plus 5 m). Aucun bruit n'a été pris en compte dans les calculs. Le spectre 61 correspond à un tir unique sans répétition. Le spectre 62 correspond à un tir - 16 - unique avec des répétitions jusqu'à n = 10. Le spectre 63 correspond à un tir unique avec des répétitions jusqu'à n = 100. [0078] Sur la figure 13A, le spectre 71 correspond à un tir unique sans répétition mais avec du bruit aléatoire. Sur les figures 13B et 13C, les spectres 72 et 73 correspondent à un tir unique avec des répétitions jusqu'à n = 10 et jusqu'à n = 100, respectivement, et avec du bruit de même variance (25%). [0079] Le bruit dégrade notablement la qualité du spectre. Son influence sur les fréquences les plus basses est visible sur les figures 14A-C. Sur la figure 14A (pas de répétition), les courbes 61 et 71 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 13A aux basses fréquences, c'est-à-dire inférieures à 10 Hz. Sur la figure 14B (répétition avec n = 10), les courbes 62 et 72 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 13B aux basses fréquences. Et sur la figure 14C (répétition avec n = 100), les courbes 63 et 73 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 13C aux basses fréquences. [0080] On voit que si le processus de répétition aplatit les spectres et réduit la largeur des notches, il n'a pas d'effet significatif sur l'amplitude du bruit lorsqu'un seul tir est physiquement réalisé. [0081] Il est cependant possible de réduire l'impact du bruit en recourant à plusieurs séquences d'émission qui se succèdent de manière indépendante. On note ici p le nombre de séquences d'émission successives et indépendantes (p > 1), et D1, D2, ... Dp les profondeurs respectivement associées à ces p séquences d'émission. À chaque séquence d'émission produite par la ou les sources sismiques 10 correspond une séquence de réception respective au niveau du géophone 30. [0082] Par exemple, on peut procéder à p tirs successifs indépendants depuis la source 10 immergée à la profondeur d et pour chaque tir (un tir formant dans ce cas une séquence d'émission) générer les n répétitions au stade du traitement appliqué aux séquences de réception. [00831 Les tirs successifs, espacés temporellement pour ne pas interférer entre eux, donnent lieu à l'enregistrement de séquences de réception respectives R(t) qu'on somme chacune par le processus (8) ou (9) ci-dessus décrit, en se donnant un certain nombre n. Les sommes ainsi obtenues pour différentes séquences sont ensuite combinées pour tirer - 17 - profit d'observations successives affectées de bruits indépendants. La combinaison peut consister à nouveau en une sommation. [0084] La source en air comprimé peut être rechargée entre deux tirs successifs. Le nombre p de ces tirs est typiquement compris entre 5 et 20. Par exemple, il peut être de 8 à 10. Ce nombre p reste modéré, et permet de réaliser la série de mesures en un temps assez bref, la disponibilité du puits 20 étant en pratique limitée à cause des contraintes opérationnelles du forage ou de la production. [00851 Sur la figure 15A, le spectre 81, similaire au spectre 71 de la figure 13A, correspond à un tir unique sans répétition (n = 1), avec du bruit. Sur les figures 15B et 15C, les spectres bruités 82 et 83 correspondent à un tir unique avec des répétitions jusqu'à n = 10 et jusqu'à n = 100, respectivement, chaque répétition étant générée par le calcul en ajoutant une réalisation différente du bruit de même variance. En d'autres termes, on a d'abord calculé un signal Sk(t) selon (5) à partir d'une impulsion de Dirac S(t) = 8(0 pour k = 1, 2, ..., n, puis un signal bruité Sk(t) + Nk(t) en ajoutant un terme de bruit Nk(t) tiré aléatoirement pour chaque entier k. La sommation donne alors lieu à un signal sismique S'(t): s'(t) = E.i[sk(t) + Nk(t)] qui, après convolution avec la réponse r(t) du milieu, fournit une version bruitée de l'équation (8) dont la transformée de Fourier est montrée sur les figures 15A-C. [0086] Les figures 15A-C permettent de constater non seulement un aplatissement du spectre mais aussi une augmentation significative du rapport signal-sur-bruit quand le nombre de répétitions augmente en ayant recours à des réalisations différentes du bruit. Dans la pratique, les réalisations différentes du bruit sont obtenues en utilisant p> 1 tirs réels. 100871 Cette augmentation du rapport signal-sur-bruit avec le nombre de répétitions est encore plus nette aux basses fréquences. C'est ce qu'on peut voir sur les figures 16A-C. Sur la figure 16A (pas de répétition), les courbes 61 et 81 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 15A aux basses fréquences, inférieures à 10 Hz. Bien entendu, on retrouve sur la figure 16A un rapport signal-sur-bruit comparable à celui de la figure 14A. Sur la figure 16B (répétition avec n = 10), les courbes 62 et 82 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 15B aux basses - 18 - fréquences. Et sur la figure 16C (répétition avec n = 100), les courbes 63 et 83 correspondent à celles respectivement représentées sur les figures 12 et 15C aux basses fréquences. [0088] Il est donc intéressant d'utiliser des tirs multiples sur le terrain et de ne pas se contenter d'un tir unique que l'on répéterait au traitement. [0089] Cependant, rien n'empêche de réaliser un certain nombre de tirs lors de l'acquisition, permettant d'obtenir un rapport signal-sur-bruit suffisant, et de poursuivre la répétition artificielle de ces p tirs lors du traitement. [0090] Ainsi, dans une réalisation du procédé selon l'invention où le nombre de tirs p est choisi selon les circonstances, les ondes sismiques émises depuis la source 10 sont en outre mesurées par un hydrophone 40 immergé sous la source sismique en une position alignée le long de la direction d'angle O. La figure 9 montre un tel hydrophone 40 dans une configuration d'acquisition de PSV (0 = 0). 100911 Pendant l'acquisition, les ondes sismiques mesurées par l'hydrophone 40 forment un signal de contrôle W(t) qui reçoit le même traitement par sommation que celui qui sera appliqué au signal sismique R(t) enregistré par le géophone 30, par exemple selon (8) ou (9) avec un nombre n assez grand (par exemple n = 100). Ce traitement appliqué au signal de contrôle W(t) comporte également la combinaison sur les p tirs qui ont déjà été effectués. Au fur et à mesure de l'acquisition, on peut alors examiner si le signal de contrôle W(t) ainsi traité après p tirs vérifie ou non un critère de convergence. 100921 Si le critère de convergence est vérifié, on arrête les tirs (réels) et le puits peut être libéré pour la suite du forage ou pour la production. S'il n'est pas vérifié, l'acquisition se poursuit avec un tir additionnel, et ainsi de suite. Le nombre total de tirs peut être limité à une valeur maximum, par exemple à p = 10 ou à p = 20. 100931 Plusieurs critères de convergence sont utilisables. 100941 Le critère de convergence peut notamment se rapporter à la forme spectrale du signal résultant du traitement appliqué au signal de contrôle W(t). Pour cela, on calcule le spectre du signal combiné par transformée de Fourier et on mesure l'amplitude de ses ondulations dans une plage de basses fréquences (par exemple de 0,5 à 20 Hz). Si ces ondulations restent inférieures à un seuil de quelques décibels, on décide que le critère de convergence est satisfait et on arrête les tirs; sinon on les poursuit. - 19 - [0095] Le critère peut encore se rapporter au rapport signal-sur-bruit du signal résultant du traitement appliqué au signal de contrôle W(t). On calcule ce rapport et s'il est en-deçà d'un seuil, par exemple de quelques décibels, on décide que le critère de convergence est satisfait et on arrête les tirs; sinon on les poursuit. [0096] Le critère de convergence utilisé peut aussi combiner un critère sur la forme spectrale et un autre sur le rapport signal-sur-bruit. [0097] Ce type de réalisation avec un hydrophone de contrôle 40 permet d'assurer une qualité suffisante des ondes sismiques exploitées tout en évitant d'immobiliser trop longtemps le puits 20. [0098] Les p séquences d'émission utilisées pour réduire l'impact du bruit peuvent comprendre, pour certaines au moins d'entre elles, plusieurs tirs coordonnés afin de produire l'émission qui résulterait d'un tir depuis une source virtuelle (voir équation (5)). Pour un ou plusieurs entiers q compris entre 1 et p, une profondeur Dg = d est alors associée à la ce' séquence avec des sources successivement déclenchées à des profondeurs dl, d2, dk et avec les retards appropriés entre ces déclenchements. [0099] Si on dispose de n sources réelles à des profondeurs dl, d2, ..., di, pour acquérir des PSV, une possibilité est d'utiliser jusqu'à: - Cni = n séquences d'émission consistant des tirs uniques indépendants depuis ces n sources aux profondeurs dl, d2, dn; - C n2 = n(n - 1)/2 séquences d'émission indépendantes consistant chacune en 2 tirs coordonnés depuis 2 des n sources; - - Cni = n!/[i! (n - i)!] séquences d'émission indépendantes consistant chacune en i tirs coordonnés depuis i des n sources (1 < i < n); - - et Cnn = 1 séquence d'émission indépendante consistant en n tirs coordonnés depuis les n sources. [001001 On est ainsi capable de générer jusqu'à N = zr_lcni = 2" - 1 séquences - 20 - d'émission indépendantes depuis des profondeurs variées à l'aide de n sources seulement. Les réalisations indépendantes du bruit dont sont affectées ces séquences d'émission permettent d'accroître le rapport signal-sur-bruit. Par le processus de répétition mis en oeuvre lors du traitement du signal, on est en mesure d'aplatir leur spectre entre les notches. Enfin, un choix judicieux des profondeurs des n sources permet d'obtenir une diversité non seulement dans le bruit compris dans les séquences d'émission, mais aussi dans les profondeurs des tirs réels et virtuels, ce qui contribue à nouveau à l'obtention d'un spectre plat et à mieux s'affranchir des notches. 100101] Un dispositif de traitement de signal sismique utilisable pour mettre en oeuvre l'un ou l'autre des modes de réalisation précédents du procédé selon l'invention comprend un ou plusieurs processeurs configurés pour sommer les termes issus du signal R(t) mesuré dans une ou plusieurs séquences de réception par un ou plusieurs récepteurs sismiques de la manière décrite ci-dessus. 100102] Le traitement peut être mis en oeuvre à l'aide d'un ou plusieurs ordinateurs.

Chaque ordinateur peut comprendre une unité de calcul de type processeur, une mémoire pour stocker des données, un système de stockage permanent tel qu'un ou plusieurs disques durs, des ports de communication pour gérer des communications avec des dispositifs externes, notamment pour le chargement des signaux R(t) enregistrés par un ou plusieurs géophones 30, et des interfaces utilisateurs comme par exemple un écran, un clavier, une souris, etc.

1001031 Typiquement, les calculs et les étapes du précédé décrit ci-dessus sont exécutés par le ou les processeurs en utilisant des modules logiciels qui peuvent être stockés, sous forme d'instructions de programmes ou de code lisible par l'ordinateur et exécutable par le processeur, sur un support d'enregistrement lisible par ordinateur tel qu'une mémoire lecture seule (ROM), une mémoire à accès aléatoire (RAM), des CD- ROMs, des bandes magnétiques, des disquettes et des dispositifs optiques de stockage de données. 100104] Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont des illustrations de la présente invention. Diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention qui ressort des revendications annexées.

Claims (26)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'acquisition de données sismiques relatives à une zone du sous-sol située sous la mer, le procédé comprenant: - émettre des ondes sismiques suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, les ondes sismiques émises comprenant au moins une séquence d'émission générée à l'aide d'au moins une source sismique (10; 10i, ..., 10k) immergée, chaque séquence d'émission ayant une profondeur associée; - recueillir un signal sismique consécutif à l'émission des ondes sismiques et à leur propagation dans le sous-sol, le signal sismique recueilli comprenant une séquence de réception correspondant respectivement à chaque séquence d'émission; et - traiter le signal sismique, dans lequel le traitement du signal sismique comprend, pour chaque séquence de réception correspondant à une séquence d'émission, une sommation de plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique de ladite séquence de réception et le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission.
2. 2. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 1, dans lequel les termes sommés pour une séquence de réception comprennent le signal sismique de ladite séquence de réception et k-1 copies du signal sismique de ladite séquence de réception ayant des retards respectivement égaux à LAT pour i = 1, 2, ..., k-1, où k est un nombre entier supérieur à 1.
3. 3. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 1, dans lequel les termes sommés pour une séquence de réception comprennent n fois le signal sismique de ladite séquence de réception et, pour chaque entier i compris entre 1 et n-1, n-i fois le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de LAT, où n est un nombre entier supérieur à 1.
4. 4. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 3, dans lequel le nombre n est supérieur à 10 et de préférence supérieur à 50.- 22 -
5. 5. Procédé d'acquisition de données sismiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une séquence d'émission des ondes sismiques comprend un tir unique effectué avec la source sismique (10) immergée à la profondeur D associée à ladite séquence d'émission.
6. 6. Procédé d'acquisition de données sismiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une séquence d'émission d'ondes sismiques comprend k tirs successifs, où k est un nombre entier supérieur à 1, incluant un premier tir effectué avec une source sismique (10i) immergée à une profondeur dl et k-1 tirs ultérieurs avec des sources sismiques (102, ..., 10k) immergées à des profondeurs respectives d2, dk, dans lequel les k tirs de ladite séquence d'émission sont coordonnés de façon que, pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k, le ième tir de la séquence d'émission soit effectué avec un retard de (di_1-Edi).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir de la séquence d'émission, et dans lequel la profondeur D associée à ladite séquence d'émission est la somme des k profondeurs dl, d2, dk.
7. 7. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 6, dans lequel les profondeurs de tir sont identiques dans ladite séquence d'émission, soit dl = d2 = = dk = D/k.
8. 8. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 6, dans lequel des sources sismiques sont immergées à n profondeurs différentes, où n est un nombre entier supérieur à 1, dans lequel plusieurs séquences d'émission d'ondes sismiques indépendantes sont successivement produites à l'aide desdites sources sismiques et sont associées à des profondeurs D différentes.
9. 9. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 8, dans lequel 211- 1 séquences d'émission d'ondes sismiques indépendantes sont successivement produites à l'aide des sources sismiques immergées à n profondeurs différentes, les 211- 1 séquences d'émission incluant, pour chaque nombre entier i compris entre 1 et n, Cni = n!/[i! (n - i)!] séquences d'émission indépendantes consistant chacune en i tirs coordonnés depuis i sources situées à des profondeurs différentes.- 23 -
10. 10. Procédé d'acquisition de données sismiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émission des ondes sismiques comprend p séquences d'émission indépendantes associées chacune à une profondeur respective D1, D2, ... Di,, p étant un nombre entier supérieur à 1, dans lequel le recueil du signal sismique comprend l'enregistrement de p séquences de réception respectivement consécutives auxdites p séquences d'émission, et dans lequel le traitement du signal sismique comprend la sommation respective desdits termes pour chacune des p séquences de réception enregistrées et une combinaison des p sommes obtenues.
11. 11. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 10, dans lequel le nombre p de séquences d'émission est compris entre 5 et 20.
12. 12. Procédé d'acquisition de données sismiques selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, comprenant en outre: - mesurer les ondes sismiques émises par un hydrophone (40) immergé sous la ou les sources sismiques (10; 10f, ..., 10k) en étant aligné le long de la direction d'angle 0; appliquer aux ondes sismiques mesurées par l'hydrophone un traitement par sommation identique à celui appliqué au signal sismique; - vérifier un critère de convergence sur un signal résultant du traitement appliqué aux ondes sismiques mesurées par l'hydrophone; et - arrêter les séquences d'émission lorsque le critère de convergence est satisfait.
13. 13. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 12, dans lequel le critère de convergence est relatif à la forme spectrale du signal résultant du traitement appliqué aux ondes sismiques mesurées par l'hydrophone (40) et/ou à son rapport signal-sur-bruit.
14. 14. Procédé d'acquisition de données sismiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la direction d'émission est verticale, c'est-à-dire 0 = 0.- 24 -
15. 15. Dispositif de traitement d'un signal sismique recueilli consécutivement à l'émission d'ondes sismiques à l'aide d'au moins une source sismique immergée (10; 10f, ..., 10k) et à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol, les ondes sismiques ayant été émises suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale et sous la forme d'au moins une séquence d'émission associée à une profondeur respective, le signal sismique recueilli comprenant une séquence de réception correspondant respectivement à chaque séquence d'émission, le dispositif comprenant un processeur pour sommer plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique d'une séquence de réception correspondant à une séquence d'émission et le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission.
16. 16. Dispositif de traitement de signal sismique selon la revendication 15, dans lequel les termes sommés pour une séquence de réception comprennent n fois le signal sismique de ladite séquence de réception et, pour chaque entier i compris entre 1 et n-1, n-i fois le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de LAT, où n est un nombre entier supérieur à 1.
17. 17. Dispositif de traitement de signal sismique selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, agencé pour traiter p séquences de réception respectivement consécutives à p séquences d'émission associées chacune à une profondeur respective D1, D2, ... Di,, p étant un nombre entier supérieur à 1, le processeur étant agencé pour sommer respectivement lesdits termes pour chacune des p séquences de réception enregistrées et combiner les p sommes obtenues.
18. 18. Procédé d'acquisition de données sismiques selon la revendication 17, dans lequel le nombre p de séquences de réception est compris entre 5 et 20.
19. 19. Programme d'ordinateur pour un dispositif de traitement d'un signal sismique recueilli consécutivement à l'émission d'ondes sismiques à l'aide d'au moins une source sismique immergée (10; 10f, ..., 10k) et à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol, les ondes sismiques ayant été émises suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale et sous la forme d'au moins une séquence d'émission associée à une profondeur respective, le signal sismique recueilli comprenant une séquence de- 25 - réception correspondant respectivement à chaque séquence d'émission, le programme comprenant des instructions pour, lorsqu'il est exécuté sur un processeur dudit dispositif, sommer plusieurs termes parmi lesquels le signal sismique d'une séquence de réception correspondant à une séquence d'émission et le signal sismique de ladite séquence de réception retardé de AT = 2D.cos0 / V, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau et D est la profondeur associée à ladite séquence d'émission.
20. 20. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré un programme selon la revendication 19.
21. 21. Procédé d'émission d'ondes sismiques en milieu maritime suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, à l'aide d'au moins une source sismique immergée (10; 10i, 102, ...), le procédé comprenant: - effectuer un premier tir depuis une première position d'émission immergée à une profondeur di; et - effectuer un second tir depuis une deuxième position d'émission immergée à une profondeur d2, avec un retard égal à (di+d2).cos0 / V par rapport au premier tir, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau.
22. 22. Procédé d'émission d'ondes sismiques selon la revendication 21, dans lequel les première et deuxième positions d'émission sont confondues, ou situées à une même profondeur d (di = d2 = d) dans une même zone de Fresnel relativement aux ondes sismiques émises.
23. 23. Procédé d'émission d'ondes sismiques selon l'une quelconque des revendications 21 et 22, comprenant, pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k, où k est un nombre entier supérieur à 2: - effectuer un ième tir depuis une ième position d'émission immergée à une profondeur di, avec un retard égal à (di_i-Edi).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir.
24. 24. Procédé d'émission d'ondes sismiques selon la revendication 23, dans lequel les positions d'émission sont confondues, ou situées à une même profondeur d (di = d2 = = dk = d) dans une même zone de Fresnel relativement aux ondes sismiques émises.- 26 -
25. 25. Procédé d'émission d'ondes sismiques selon l'une quelconque des revendications 21 à 24, dans lequel la direction d'émission est verticale, c'est-à-dire 0 = 0.
26. 26. Procédé d'acquisition de données sismiques relatives à une zone du sous-sol située sous la mer, le procédé comprenant: - émettre des ondes sismiques suivant une direction d'émission formant un angle 0 avec la verticale, à l'aide d'au moins une source sismique immergée (10; 10f, 102, - - -); - recueillir un signal sismique consécutif à l'émission des ondes sismiques et à leur propagation dans le sous-sol; et - traiter le signal sismique, dans lequel l'émission des ondes sismiques comprend k tirs successifs, où k est un nombre entier supérieur à 1, incluant un premier tir effectué à une profondeur dl et k-1 tirs ultérieurs à des profondeurs respectives d2, dk, et dans lequel, pour chaque nombre entier i compris entre 2 et k, le ième tir est effectué avec un retard de (di_i+di).cos0 / V par rapport au (i-l)ème tir, où V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau.