JPS61502143A - 海上地震深鉱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 海上地震探鉱システム ［発明の背景］ 本発明は一般的には水底下層の地震探査に係り、より詳細に番上下向きに進行す る疎密波に応じて上記下層から反射される変換されたせス２新注を感知する海上 地震探査法に関する。

一般に海上地震探査は海中又はその他の水中の所定深さにお（１て地震ストリー マを曳航することにより行なわれる。上記ストリーマはその長さに沿って適当な 間隔を置いて複数の圧力感知器、例えば複数の）λイドロホンを備えている。疎 密波エネルギーはケーブル近傍においてエアガン又は他の適当な手段によって供 給される。この疎密波エネルギーは地中を下向きに進行し、その一部は複数の層 間で音響インピーダンス特性に相違が生じる高さにおいて上向きに反射する。圧 力感知器は上向きに進行する地震エコーによって水中に生じる疎密波を検出し、 上記ストリーマを曳航する地震船に配置された適当な処理及び記録装置に上記検 出した疎密波を指示する電気信号を供給する。せん新液か複数の層間の接触面に おいて疎密波から生じ、これらのせん新液は北記層の性質に関する付加的な情報 を含むことが見出された。しかしながら従来の海上地震装置によっては反射され だせん新液は検出されないので、このせん新液に関するデー・夕は考慮されてい ない。

従って本発明の目的は疎密波源を用いた地震探査中に上記層から反射される変換 せん新液を検出する海上地震探査法を提供することである。

［発明の概要］ 本発明によると、水層中に疎密波を発生させ、地層から発射される変換せん新液 を検出することを含む、水層下の地層の海上地震探鉱法が提供される。変換せん 新液の検出は、水平動を検出するジオホンのようなせん新液の検知に適合した複 数個の地震変換器を関心の対象である領域の海底上に設置することにより達成さ れる。多くの場合、変換せん新液は発生源に向かう動きの水平成分中に最大の動 きを有するので、この成分を記録するのが有利である。また、この成分は、発射 された疎密波による動きの含有が相対的に少ないことが確認された。所望ならば 、疎密波による地震探鉱の業界で公知の常用手段によりインライン記録上でそれ 以上の分離を行うことができる。変換器と海底の適当なカップリングを確実に得 るため、および変換器設置中に発生する雑音残留を確実に減少させるために、変 換器は疎密波発生前に所定時間静置するのが好ましい。各変換器は所定の位置に 個別に設置することができ、また複数個の変換器を海底上に横たわずケーブル内 に配列することができる。ケーブル軸に合わせて並べた水平動検出器をもつケー ブルを使用すると、ケーブルをその配向がわかるように配置することにより、上 記成分全部を好ましい方向、例えば発生源に向かって配列するのを容易にする手 段が得られるという利点がある。疎密波は任意の適当な手段、例えば所定量の圧 縮ガスを水中へ放出するエアガンにより、発生させることができる、所望ならば 、ハイドロホンのような変換器をケーブル中に付設して地層から反射される疎密 波を検出することができる。

本発明の他の目的、利点および用途は、以下に本発明の好適な実施態様を詳細に 説明することにより明らかにする。

［図面の簡単な説明］ 第１図は、本発明法に係る、海底ケーブルを用いた地震調査を示す概略図、 第２図は、本発明法に係る、地震源及びケーブルを配備する互いに別個の２つの 船を用いた地震調査を示す概略図、第３図は、本発明法により使用する海底ケー ブルの断面図、第４図は、第３図に示す海底ケーブルと一体化したジオホン装置 及び取付装置の分解図、 第５図は、第３図に示す海底ケーブルと一体化した錘り装置の立体図、第６図は 、ジオホン及び圧力変換器を含む本発明法により使用する海底ケーブルを示す概 略図、 第７図は、本発明法により大洋底に配置される複数の個別ジオホンステーション を使用した地Ｍ８査を示す概略図である。

［好適な実施態様］ 第１図は水層１４下の層の地震調査用の海底ケーブル１２を付設した地ＭＲ査船 １０を示す。ケーブル１２は非常に長くすることができ、例えば１マイル以上と することができ、これは通常端部が相互に連結された多数の多数の各作動セクシ ョン１６からなる。各セクション１６は多数のジオホン（図示せず）を備え、底 部１８に隣接して配置されている。

ケーブル１２を所望の位置まで引きするか、または巻き取り、ついで船１０が前 進するにつれて所望の位置で巻きを解くことによって該ケーブルを底１８の所望 の位置に配置させることができる。ケーブル１２のセクション２０は第１セクシ ヨン１６と連結され、該セクション２０は鉛または他の適当な物質等を有する荷 重セクションである。誘導セクション２２は被覆ケーブルとすることができ、セ クション２０を船１０に連結している。セクション２０は、船１０および誘導セ クション２２に対して作用する海水１４の波が底１Ｂからのセクション１６をデ カップルしないような荷重を有するべきである。所望により、ケーブル１２の末 端部は、また当業者に公知の荷重セクション２０および適当な位置ブイを備える こともできる。圧縮波動エネルギーはエアガン２４または他の適当な手段によっ てケーブル１２付近に与えることができる。エアガン２４は船ＩＯまたは第２図 に示すような第２の船から付設することができ、これはケーブル１２を移動させ ることなく、ジオホンの付近に移動させることができる。エアガン２４を船１１ から付設する場合、ケーブル１２を移動させることなくケーブル１２に対し並行 にとった経路上の爆発およびその端部から伸びる経路上の多数の爆発を記録する のに使用することができる。船１１の経路は、ケーブルＩ２の端部を越えて、例 えば試験される最深層の深さと同じオーダーの距離まで伸ばすことができる。圧 縮波２６はエアガン２４で発生され（直線で図示）、海水層１４および海底を通 って下方向に移動し、その一部が位置２８および３０のような地層の各層の間に 音波インピーダンスのコントラストがあるような地点で上方に反射し、そこで圧 縮波２６の一部が反射圧縮波２４およびｊ４で示されるように上方に反射される 。かかる反射の量は主として圧縮波音波インピーダンスのコントラストに関係す る。加えて、転換された剪断波３６および３８は位置２８および３０で各々反射 される。転換された剪断波３６および３８の量は主として剪断波音波インピーダ ンスのコントラストに関係する。反射された剪断波３６および３８は地層を通っ て上方に移動し、ケーブル１２のセクション１６に配置されたジオホンによって 検知される。反射剪断波に応答するジオホンによって発生した電気信号はケーブ ル！２の電線に沿って移動し、船ｌＯ上に配置された適当な記録および／または 処理装置に達する。加えて、所望により、ハイドロホンまたは他の圧縮波トラン スジューサー、例えば垂直方向の動きを検知するジオホンを作動セクション１６ に配置して反射圧縮波３２および３４を検知することができる。また、ケーブル １２に対し垂直な水平方向の動きを検知するためにジオホンをケーブル１２に配 置することもできる。ケーブル１２は所定の期間静置すべきことに注意すべきで ある。例えば、ケーブルを３ノツトの速度で曳船配置した後、エアガン２４を作 動させる前に１０−１２秒おくのが、ケーブル１２を底１８にカップルさせ、ケ ーブル１２の配置の間に発生した過度的なノイズを弱まるのを確実にするために 適当な時間であることが判明した。ジオホン付近のケーブルは十分な密度、例え ば海水密度の数倍とし、ジオホンの静止およびカップルを確実にすべきである。

第３．４および第５図は本発明を行うためのケーブルの好ましい具体例を示す。

ケーブル１２は３つの部品４２を有し、これは当業者によく知られているように プラスチック製スペーサー（図示せず）によって正三角形の形状に維持されてい る。ケーブル１２に沿った所定の位置において、ゼオフオン装置４４はジオホン ４５がケーブル１２の軸と直線上にあるように配置される。各ゼオフオン装置４ ４は通常のジオホン４５（これは水平方向の動きを検知するのに使用される）お よびケーブル１２に沿った所定の位置にゼオフオン４５を固定するのに使用され るマウント４６を備える。制動レジスター４７はジオホン４５の端子５１を横切 って連結され、ワイヤー４９は端子５１に連結されている。好ましくは、ゼオフ オン４５および制動レジスター４７はＰｖＣチューブのような保護ハウジング４ ８内に配置され、ノλウジング４８の端部はエポキシ５０等によってシールされ てジオホン４５を腐食および圧縮破損から保護している。マウント４６は３つの 類似形のセグメント５２を備え、これは開口部５４においてねじで組み立てられ る際にシリンダー状のハウジング又はマウントを形成する。各セグメントの両端 は溝５５を有し、これは隣接したセグメント５２の溝５５と合して開口部５６を 形成する。これは３つの張力（ストレス）部品４２を適応させるような寸法と配 置を有している。中央キャビティ６０はねじ５３がねじ止めされた際にハウジン グ４８がその中に固定保持されるような寸法を有する。マウント４６はさらにエ ポキシ等用の中央キャビティに隣接した小型のキャビティ６２を備えることがで き、マウント４６とハウジング４８の間の適当な結合を確実にすることができる 。各セクション５２はその外面に溝５８を有し、一群のワイヤー６６の約１．／ ３の部分はポリウレタンのような保護カバー６８によって覆われ、谷溝５８に配 置されている。端子５８からのワイヤー４９は−組みのワイ・ヤー６６からの１ 組のワイヤーに常法で連結される。マウント４６は変形および腐食に耐性を有す る比較的重たい材料で製造し、ジオホン４５を海底に適当に固定させることを確 実にすべきである。

錘り装置７２は、例えば鉛又は他の適当な材料により形成することができ、かつ 好ましくはジオホン装置４４の両側に等しい距離を置いて配置され、これにより ケーブル１２が固定するとともに海底に適当に結合することが保証される。錘り 装置７２は、一体に保持されて金属ストラップ７６又は他の適当な手段により円 筒体を形成する３つの部分７４からなる。各部分７４はそれぞれの端部に溝７５ を有し、部分７４がストラップ７６により一体化された時に溝７５が穴７８を形 成し、該穴は圧力部材４２を収容する大きさとされる。錘り装置７２は一群のワ イヤ６６を収容する大きさの中央穴８０を有する。例えばポリウレタン製の保護 カバー８２を中央穴８０内に挿入して一群のワイヤ６６の摩耗を防止することが できる。ケーブル１２は例えばポリウレタンプラスチック製の外とう７０を備え 、この外とうは比較的滑らかでかつ損傷に対する抵抗を有する外面を備えるとと もに適当な液体、例えば溶油を充填されている。第６図はケーブルの他の具体例 を示し、該ケーブルはジオホン及び圧力変換器の双方を含んでいる。複数のジオ ホン装置４４及び複数のハイドロホン９０又は他の適当な複数の圧力変換器がケ ーブルに沿った予め定められた位置に配置されて、ジオホン装置４４とハイドロ ホン９０が散在される。ハイドロホン９０は、この分野において従来公知の手段 により取り付けることができる。好ましくは、ジオホン装置４４及びハイド、ロ ホン９０の両側に等しい距離を置いて錘り装置７２か配置される。ジオホン装置 ４４とハイドロホン９０との間に配置された従来公知のスペーサ９４により圧力 部材４２が適当な方向において保持される。

第７図を参照すると、本発明を実施する他の方法が示されている。第７図は第１ 図と類似しているので、同一部材には同一番号か付される。

しかしながら第１図の海底ケーブル１２は、少なくとも１つのジオホンと該ジオ ホンにより感知される地震データを記録するための必要な自動記録装置とを含む 感知ユニット８４により置換されている。又感知ユニット８４は、感知された地 震信号を電気ワイヤにより、水１４の表面のブイ８６に結合された好適な記録装 置に提供しても良く、あるいは上記地震信号を、例えば船１０に配置することが できる記録装置に比例伝達するために、ブイ８６に結合された好適な伝達装置に 提供しても良い。感知ユニット８４は潜水夫により、又は地震船１０から船外に 落下させることにより配置することができる。いずれにしても、感知ユニット８ ４内の１又は複数のジオホンは、複数の層の音響インピーダンスにおける相違が 生じる点、例えば点２８及び３０において圧縮波の変換により発生され、反射さ れるせん新注を感知するように配置しなければならない。例えば、互いに直角を なす２方向の水平運動を検出する一対のジオホンを使用することができる。

本発明の範囲から離れることなく、本発明の変形及び修正を行いうろことが理解 されるべきである。又本発明の範囲はここに開示された特定の具体例に限定して 解釈すべきではなく、上述の開示に照らして添付の請求の範囲を読むことのみに 従って解釈すべきであることが理解されるべきである。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）水層中に疎密波を発生させ、地層から発射される変換せん断波を検出する ことを含む、水層下の地層の海上地震探鉱法。
2. （２）検出段階が、せん断波の検知に適合した複数個の地震変換器を海底上に設 置することを含む、請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）設置段階が、複数個の地震変換器を含む海中ケーブルを海底上に設置する ことを含む、請求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）検出段階が、さらに、海中ケーブルの設置後疎密波の発生前に少なくとも 所定時間待つことを含む、請求の範囲第３項記載の方法。
5. （５）疎密波の発生段階が、所定量の圧縮ガスを水層中に注入することを含む、 請求の範囲第４項記載の方法。
6. （６）検出段階が、さらに、複数個の地震変換器の設置後疎密波の発生前に少な くとも所定時間待つことを含む、請求の範囲第２項記載の方法。
7. （７）設置段階が、各地震変換器を海底上の所定位置に個別に設置することを含 む、請求の範囲第２項記載の方法。
8. （８）疎密波の発生段階が、所定量の圧縮ガスを水層中に注入することを含む、 請求の範囲第７項記載の方法。
9. （９）海底上に海中ケーブルを設置する段階が第１の船により実施され、疎密波 の発生段階が第２の船により実施される、請求の範囲第３項記載の方法。
10. （１０）疎密波の発生段階が、ケーブルに平行な線に沿って複数の疎密波を発生 させることを含む、請求の範囲第９項記載の方法。
11. （１１）疎密波の発生段階が、所定量の圧縮ガスを水層中に注入することを含む 、請求の範囲第１０項記載の方法。