MX2008004725A

MX2008004725A - Metodo para la prediccion de multiples relacionadas con la superficie a partir de datos de cable gallardete sismico de sensor doble remolcado marino.

Info

Publication number: MX2008004725A
Application number: MX2008004725A
Authority: MX
Inventors: Walter Soellner
Original assignee: Pgs Geophysical As
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-03-02
Also published as: AU2008201434A1; US7505361B2; NO20081432L; GB2448415A; GB0806452D0; CN101285893B; BRPI0801007A2; EA200800800A1; EG25318A; US20080253227A1; AU2008201434B2; EA012636B1; NO340923B1; CA2622703A1; CN101285893A; GB2448415B; CA2622703C; MY143714A

Abstract

Las señales de sensor de movimiento de partículas y los datos de señales de sensor de presión de un cable gallardete sísmico marino remolcado se combinan para generar un componente de onda de campo de presión descendente y un componente de onda de campo de movimiento de partículas descendente; el componente de onda de campo de movimiento de partículas descendentes extrapola a partir del nivel de profundidad de posición del receptor al nivel de profundidad de posición fuente; el componente de onda de campo de presión ascendente se multiplica por el componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente extrapolado, generando un primer producto; después, las múltiples relacionadas con superficie de orden n-ésimo en la onda de campo de presión se calculan repetitivamente utilizando un producto de datos libres de múltiple relacionada con superficie (n-1)ésimo y el componente de onda de campo de movimiento de partículas descendentes extrapolado; las múltiples relacionadas con superficie de orden n-ésimo calculadas se restan repetitivamente de la onda de campo de presión registrada, generando los datos libres múltiples relacionados con superficie de orden ésimo.

Description

METODO PARA LA PREDICCION DE MULTIPLES RELACIONADAS CON LA SUPERFICIE A PARTIR DE DATOS DE CABLE GALLARDETE SISMICO DE SENSOR DOBLE REMOLCADO MARINO REFERENCIAS A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad bajo 35 U.S.C. 1 19(e) para la solicitud provisional de E.U.A. No. de Serie 60/922,796, presentada el 1 1 de abril del 2007, intitulada "Method for Prediction of Surface Related Múltiples from Marine Towed Streamer Data by Proper Handling of the Sea Surface Variation and Reflection Coefficient Fluctuation", cuya descripción se incorpora en la presente como referencia en su totalidad.

INVESTIGACION O DESARROLLO PATROCINADO FEDERALMENTE No aplicable.

LISTA DE SECUENCIAS, TABLA O LISTA EN COMPUTADORA No aplicable ANTECEDENTES DE LA INVENCION CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se relaciona de manera general con el campo de elaboración de prospectos geofísicos y particularmente con el campo de procesamiento de datos sísmicos marinos. Más particularmente, la invención se relaciona con la atenuación múltiple en sensores dobles remolcados de cable gallardete sísmico marino.

TECNICA RELACIONADA En la industria de extracción de petróleo y gas, la elaboración de prospectos geofísicos se utiliza comúnmente para ayudar a la búsqueda y evaluación de formaciones subterráneas. Las técnicas de elaboración de prospectos geofísicos proporcionan conocimiento de la estructura de la superficie de la tierra la cual es útil para encontrar que extraer recursos minerales valiosos, particularmente depósitos de hidrocarburo tales como petróleo y gas natural. Hubo una técnica bien conocida en la elaboración de prospectos geofísicos es la investigación sísmica. En una investigación sísmica realizada en tierra, genera una señal sísmica sobre o cerca de la superficie de la tierra y después se desplaza hacía abajo a la parte inferior de la superficie de la tierra. En la investigación sísmica marina, la señal sísmica primero se desplaza hacia abajo a través del cuerpo de agua que se encuentra encima de la superficie inferior de la tierra. Las fuentes de energía sísmica se utilizan para generar la señal sísmica la cual, después de propagarse en la tierra es reflejada por lo menos parcialmente por reflectores sísmicos debajo de la superficie. Dichos reflectores sísmicos típicamente son límites entre formaciones subterráneas que tienen diferentes propiedades elásticas, específicamente velocidad de onda y densidad de roca que genera diferencias en la impedancia acústica en dichos límites. Se detectan las reflexiones por sensores sísmicos (también denominados receptores) en o cerca de la superficie de la tierra o en un cuerpo superpuesto de agua o a profundidades conocidas en pozos perforados. Los datos sísmicos resultantes se graban y procesan para proporcionar información en relación a la estructura geológica y las propiedades de las formaciones subterráneas y su contenido potencial de hidrocarburos. Las fuentes de energía apropiadas para las investigaciones sísmicas pueden incluir explosivos o vibradores en tierra y pistolas de aire o vibradores marinos en el agua. Los tipos apropiados de sensores sísmicos pueden incluir sensores de movimiento de partículas en investigaciones terrestres y sensores de presión de agua en investigaciones marinas. Los sensores de movimiento de partículas típicamente son sensores de velocidad de partículas, pero se puede utilizar el desplazamiento de partículas, los sensores de aceleración de partículas o los sensores de gradientes de presión en vez de los sensores de velocidad de partículas. Los sensores de velocidad de partículas se conocen comúnmente en la técnica como geófonos y los sensores de presión de agua se conocen comúnmente en la técnica como hidrófonos. Ambas fuentes sísmicas y sensores sísmicos se pueden desplegar por sí mismos o más comúnmente en arreglos. En una investigación sísmica marina típica, una embarcación de investigación sísmica se desplaza sobre la superficie del agua, típicamente a aproximadamente 5 nudos y contiene equipo de adquisición sísmica tal como control de navegación, control de fuente sísmica, control de sensor sísmico y equipo de reconocimiento. El equipo de control de fuente sísmica provoca que la fuente sísmica remolcada en el cuerpo de agua por la embarcación sísmica actúe en momentos seleccionados. Los cables gallardete sísmicos, también denominados cables sísmicos son estructuras alargadas similares a cables remolcadas en el cuerpo de agua por la embarcación de investigación sísmica que remolca la fuente sísmica o por otra embarcación de investigación sísmica. Típicamente, una pluralidad de cables gallerdetes sísmicos son remolcados detrás de una embarcación sísmica. Los cables gallardetes sísmicos contienen sensores para detectar las ondas de campo reflejada iniciada por la fuente sísmica y reflejada de los límites de reflexión. Convencionalmente, los cables gallardete sísmicos contienen sensores de presión e hidrófonos, pero los cables gallardete sísmicos se han propuesto que contengan sensores de velocidad de partícula de agua tales como geófonos o sensores de aceleración de partículas tales como acelerómetros además de los hidrófonos. Los sensores de presión y los sensores de movimiento de partículas se pueden desplegar en proximidad cercana, colocar en pares o pares de arreglos a lo largo de un cable sísmico. Los datos sísmicos registrados contienen señales en términos de las reflexiones primarias útiles ("primarias") así como ruido tales como reflexiones múltiples ("múltiples"). Las primarias son reflexiones de los reflectores sísmicos de sustrato de interés mientras que las múltiples son reflexiones múltiples de cualquier combinación de reflectores. Las múltiples son especialmente fuertes en relación a las primarias en investigaciones sísmicas marinas, debido a que el límite agua-tierra y particularmente aire-agua son fuertes reflejantes sísmicos debido a sus elevados contrastes de ¡mpedancia acústica. En particular, las reflexiones múltiples relacionadas con la superficie son aquellas múltiples que tienen por lo menos una reflexión descendente en la superficie libre (contacto agua-aire). El número de reflexiones descendentes en la superficie define el orden de múltiples relacionadas con la superficie. Bajo esta definición las primarias son justo múltiplos relacionados de superficie de orden cero. De esta manera, se desea un método que elimine primero las múltiples relacionadas de superficie de orden superior. Muchos de los métodos convencionales aplican procesamiento sísmico a sensores de presión únicamente. No obstante, los datos de sensor de presión tienen muescas espectrales causadas por reflexiones de la superficie de agua, denominadas comúnmente como fantasma de superficie del mar. Estas muescas espectrales con frecuencia están en la banda de frecuencia de adquisición sísmica. Por lo tanto, la porción utilizable de los datos de sensor de presión está limitando la banda de frecuencia alejándola de las muescas espectrales y no se puede abarcar la banda de frecuencia de adquisición sísmica completa. Se puede evitar esta limitación mediante el uso tanto de sensores de presión como de sensores de movimiento de partículas en un cable gallardete de "sensor doble". L. Amundsen y A. Reitan, en su artículo "Decompositíon of multicomponent sea-floor data into upgoing and downgoing P- and S-waves", Geophysics, Vol. 60, No. 2, Marzo-Abril, 1995, p. 563-572, describen un método para eliminar fantasmas de los datos de cable de sensor doble en una capa de agua y sobre el lecho marino. Amundsen y Reitan construyen un filtro de descomposición para aplicar a presión registrada por hidrófonos, justo por encima del lecho marino y los componentes radial y vertical de la velocidad de partícula registrados por geófonos justo por debajo del lecho marino. El filtro de descomposición separa los datos en ondas P y S ascendentes y descendentes lo que proporciona la onda de campo sin fantasmas en los componentes ascendentes. Los coeficientes de filtro de descomposición dependen de las velocidad de onda P y S y la densidad en el lecho marino. Borresen, C.N., en la publicación de Patente de E.U.A. No. 2006/005061 1 A1 , intitulada "System for Attenuation of Water Bottom Múltiples in Seismic Data Recorded by Pressure Sensors and Particle Motion Sensors", cedida a la compañía afiliada del cesionario de la presente invención, describe un método para atenuación de múltiples de fondo de agua en datos sísmicos marinos. El método incluye calcular los componentes de onda de campo ascendente y descendente del sensor de presión y las señales del sensor de movimiento de partícula, extrapolar los campos de onda al fondo del agua y utilizar las ondas de campo extrapoladas y el coeficiente de reflexión de fondo de agua para generar una onda de campo ascendente sustancialmente sin múltiples de fondo de agua. Ikelle, L. T., et al., en su artículo "Kirchhoff scattering series: Insight into the múltiple attenuation method", Geophysics, Vol. 68, No. 1 , enero-febrero, 2003, p. 16-28, describe una serie de dispersión de Kirchhoff para atenuar múltiples relacionadas con la superficie en datos de cable gallardete remolcado. Ikelle et al. (2003), muestran cómo la aproximación de la serie de Kirchhoff con las mediciones de velocidad de presión y vertical es similar a la aproximación de serie por Bom con mediciones sólo de presión. Las herramientas para supresión múltiple relacionada con la superficie han incluido métodos de resta adaptable en base en la teoría de retroalímentación, métodos basados en el teorema de reciprocidad y métodos de derivación de dispersión inversa. Todas estas herramientas, aunque se basan en derivaciones teóricas diferentes no requieren conocimiento alguno del modelo de superficie inferior subyacente. Además, algunos tampoco requieren el conocimiento de la firma de la fuente. También se conocen en la técnica otros métodos para la supresión de múltiples relacionadas con la superficie. Estos métodos se conocen comúnmente como SRME (eliminación múltiple relacionada con la superficie). Estos son esencialmente métodos apilados por datos los cuales significan que las múltiples se predicen a partir de datos medidos sin conocimiento del modelo de tierra debajo de la superficie. No obstante, algunos de estos métodos requieren el conocimiento de la firma de la fuente. No obstante, un inconveniente común de estos métodos, como se aplican a datos de cable gallardete remolcados convencionales es el error causado por variación en la profundidad de la superficie del mar en las fluctuaciones en el coeficiente de reflexión de superficie del mar, además de la extinción del cable gallardete y los fantasmas receptores. Estos problemas empeoran por condiciones de mal clima lo cual perjudica la superficie del mar. El conocimiento de la superficie del mar y el coeficiente de reflexión también puede permitir cierta corrección de los errores de predicción múltiple. De esta manera, existe la necesidad por un método de SRME el cual atenúe eficazmente las múltiples incluso en condiciones de clima áspero.

DESCRIPCION BREVE DE LA INVENCION La invención es un método para el procesamiento de datos sísmicos a partir de cables gallardetes sísmicos marinos remolcados de sensor doble que tienen sensores de movimiento de partículas y sensores de presión. Las señales de sensor en movimiento de partículas y los datos de señales de sensor de presión de un cable gallardete sísmico marino remolcado se combinan para generar un componente de onda de campo de presión ascendente y un componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente. El componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente se extrapola del nivel de profundidad de posición de receptor al nivel de profundidad de posición fuente. El componente de onda de campo de presión ascendente es controlado (multiplicado en dominio de frecuencia) con el componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente extrapolado, lo que genera las múltiples de campo de presión relacionados con la superficie de primer orden. Después, las múltiples relacionadas con superficie de orden n-ésimo en la onda de campo de presión se calculan repetitivamente utilizando un producto de datos de presión libre de múltiple o relacionado con superficie (n-l )ésimo y el componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente extrapolado. Las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo calculadas se restan repetitivamente de la onda de campo de presión registrada, generando los datos libres múltiples relacionados de superficie de orden n-ésimo.

DESCRIPCION BREVE DE LOS DIBUJOS La invención y sus ventajas se pueden comprender más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos, en los cuales: la figura 1 es un diagrama esquemático de las patas de dos rayos que indican el campo de velocidad vertical y el campo de presión, como se utilizan en el método de la invención; la figura 2 es un apilado NMO del campo de presión ascendente de los datos del sensor doble antes de procesamiento por el método de la invención; la figura 3 es un apilado NMO de los datos de sensor doble procesados por el método de la invención; la figura 4 es el apilado NMO de los datos de cable gallardete convencional procesados por el medio convencional; la figura 5 es un diagrama de flujo que ¡lustra las etapas de inicio de una modalidad del método de la invención para atenuación de las múltiples relacionadas con superficie a partir de datos sísmicos registrados por sensores de presión y sensores de movimiento de partículas en cables gallardetes remolcados marinos; y la figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas finales de la modalidad del método de la invención que se inicia en la figura 5. Aunque la invención se describirá en relación con sus modalidades preferidas, se comprenderá que la invención no se limita a estas.

Por el contrario, se pretende que la invención abarque todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que puedan estar incluidas dentro del alcance de la invención como se definen por las reivindicaciones anexas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La invención es un método para procesar datos sísmicos de sensor dobles adquiridos por cables gallardetes remolcados durante una investigación sísmica marina. En particular, la invención es un método para atenuar múltiples relacionadas con superficie a partir de las señales de un sensor de presión y de movimiento de partículas en los datos de sensor dobles. Los sensores de movimiento de partículas típicamente son sensores de velocidad de partícula, pero se pueden utilizar otros sensores de movimiento de partículas que incluyen sensores de aceleración de partículas, en vez de los sensores de velocidad de partículas en los cables gallardetes de sensor doble. Los sensores de velocidad de partículas se conocen comúnmente en la técnica como geófonos y los sensores de aceleración de partículas se conocen comúnmente en la técnica como acelerómetros. La presente invención se describirá con respecto a las modalidades que utilizan geófonos, pero esta elección de sensor es por sencillez e ilustración únicamente y no se pretende que sea una limitante de la invención. Aprovechando los datos de sensor doble a partir de la adquisición de cable gallardete remolcado de sensor doble, el método de la invención es un enfoque de predicción múltiple que utiliza tanto el campo de velocidad vertical descendente como el campo de presión ascendente. Este enfoque maneja implícitamente las variaciones de superficie del mar y puede reducir el tiempo inútil de adquisición provocado por el mal tiempo. El cable gallardete remolcado de sensor doble detecta simultáneamente el campo de presión con hidrófonos y el campo de velocidad de partículas verticales con geófonos, en la misma posición especial. La onda de campos adquirida después se puede separar a nivel de profundidad de receptor en componentes de onda de campo de presión ascendente y descendente y en componentes de onda de campo de velocidad vertical ascendente y descendente por técnicas de resta y suma de sensor doble dependiente de ángulo, descritas en lo siguiente. Los efectos de la superficie del mar están presentes en las múltiples relacionadas con la superficie, dado que estas múltiples tienen, por definición, por lo menos una reflexión descendente en la superficie libre. No obstante, las primarias ascendentes están libres de efectos de superficie. De esta manera, los componentes de onda de campo separadas se pueden combinar adecuadamente para incluir el efecto de superficie en la etapa de predicción múltiple. Como otra consecuencia de la separación de onda de campo (es decir, la eliminación de fantasmas), el cable puede ser remolcado más profundamente (habitualmente a aproximadamente 15 m) para asegurar efectos mínimos de ruido del clima variable. En base en un cable gallardete de sensor doble remolcado que comprende sensores de presión y velocidad vertical, el método de la invención es puramente un enfoque de proyección múltiple relacionada con la superficie de datos impulsados y supresión, lo cual eficazmente maneja las variaciones de la superficie del mar. En una modalidad, las señales detectadas por los sensores de movimiento de partícula se incrementan para coincidir con las señales detectadas por los sensores de presión. Las señales de sensor de presión y las señales de sensor de movimiento de partículas incrementadas se combinan para generar componentes de onda de campo de presión ascendente y descendente y componentes de velocidad de partícula vertical ascendente y descendente. La onda de campo de velocidad vertical descendente se extrapola hacia atrás desde el nivel de profundidad de receptor al nivel de profundidad fuente y se realizan convoluciones con la presión ascendente con el fin de predecir en una primera repetición las múltiples relacionadas con superficie de la onda de cálculo de presión. El campo de velocidad descendente de esta manera se clasifica en obtenciones de fuente común y el campo de presión ascendente se clasifica en obtenciones de receptor común. Las múltiples relacionadas con la superficie de repetición primera predichas están en una etapa de procesamiento posterior restadas del campo de presión ascendente, preferiblemente en el sentido de mínimos cuadrados, como se conoce comúnmente en la técnica.

Con el fin de aclarar cuál de las cuatro ondas de campo separadas necesitan combinarse en el procedimiento de eliminación múltiple relacionado con superficie (SRME) en el método de la invención, se considera la expresión SRME estándar en el dominio de frecuencia angular: p(xr , ?; ?, ) = ? (xr , ty; x, ) - xr )vz (X, O, co; xs ). ( 1 ) Aquí, xr = (xr, yr,zr) es la posición de receptor en coordenadas cartesianas x = (x, y, z) = (X, z), xs = (xs,ys,zs) es la posición de la fuente y s(oo) es la firma de la fuente en xs. La primera expresión del lado derecho de la ecuación (1 ), pp(xr, ?, xs), es la transformada de Fourier 1 D temporal del campo de presión deseado sin las múltiples relacionadas con superficie (o fantasmas de fuente y receptor) que se pueden medir en el receptor en xr y desde una fuente de punto en xs en un medio hipotético sin una superficie agua-aire. La expresión en el lado izquierdo de la ecuación (1 ), p(xr, ?, xs), son los datos de presión registrados, registrados por un hidrófono en el medio real con la superficie agua-aire presente. El primer término de la integral de la ecuación (1 ) es el campo de presión libre múltiple pp(x 0, ?, xr), en la superficie libre z = 0 (superficie del agua) y la posición horizontal X = (x, y), después de que se clasifica en obtención de receptor común. Este campo de presión se multiplica en el dominio de espacio-frecuencia por el campo de velocidad vertical vz(xr, 0, ?, xs), el cual nuevamente está en la superficie z = 0, después de que se clasifica en obtenciones de fuente común. Ambos campos de la integral en la ecuación (1 ) necesitan estar relacionados con cantidades medidas a nivel de receptor z = zr antes de que se pueda resolver la ecuación integral. El primer término comúnmente se obtiene en procedimientos SRME por extrapolación de los datos de presión de eliminación de fantasmas a la superficie z = 0. Por lo tanto, el campo de presión se puede extrapolar en un dominio receptor común sobre el lado fuente desde el nivel de fuente z = zs a la superficie z = 0. Para el segundo término, la integral en la ecuación (1 ), el término de velocidad vertical, uno puede extrapolar directamente el campo de velocidad vertical ascendente vzu o extrapolar hacia atrás el campo de velocidad vertical descendente vzd a partir del nivel de receptor z = zr a la superficie libre z = 0. Los componentes ascendentes y descendentes del campo de velocidad vertical son iguales en la superficie libre, dado que el campo de presión se desvanece en la superficie del agua. El método de la invención utiliza el campo de velocidad vertical descendente, en contraste con Ikelle et al. (2003), mencionado antes, debido a que esta selección incluye implícitamente los efectos de la superficie del mar dentro de la predicción múltiple de la superficie libre. La fórmula SRME estándar en la ecuación (1 ) ahora se puede expresar como: p(xr , ?; xs ) = p (xr , ? ?, ) - - - ¡dS(X)px (X, zs , co; xr )V2d (X, Z„ Ú>; XS ), (2) en donde Vzri (X, ZS , Ú; Xs ) = rdk vzd (k, zr ^; Xi ) exp{- ikz (zr - zs )}exp{ikX} (3) en la cual vzd(k, zr, ?, xs) es la transformada de Fourier bidimensional (temporal y espacial) del componente de onda de campo de velocidad vertical descendente en el dominio de frecuencia-número de onda y k = (kx,ky) son los números de onda horizontales en las direcciones x e y. El primer término exponencial, exp{-ikz(zR-zs)}, en el integrando en la Ecuación (3) es un operador de extrapolación el cual representa en una etapa la extrapolación hacia atrás total del campo de velocidad descendente desde el nivel del receptor al nivel fuente. De manera alternativa, este mismo término de extrapolación se puede dividir en dos términos para una interpretación matemáticamente equivalente. El término exp{-/7<zzr} en el operador de extrapolación ahora se relaciona con la extrapolación hacia atrás del campo de velocidad descendente vzd desde el nivel del receptor z = zr a la superficie libre z = 0, únicamente. El término exp{-ikzzs} en el operador de extrapolación ahora se relaciona con la extrapolación directa del campo de presión ascendente pu desde el nivel fuente z = zs a la superficie z = 0. Nótese que la extrapolación hacia atrás del campo de velocidad descendente contendrá un término adicional para compensar la discontinuidad de campo al cruzar el nivel fuente, si los datos aún también contienen la onda de campo directa. En cualquier caso, el campo de velocidad descendente implícitamente lleva los efectos de la superficie del mar a la etapa de predicción. El operador de extrapolación en la Ecuación (3) necesita únicamente la distancia entre el nivel de profundidad de la fuente del receptor (zr - zs). Por lo tanto, la predicción múltiple de la invención no requiere conocimiento alguno de la superficie del mar y maneja los niveles de profundidad diferentes entre la fuente y el receptor. El segundo término exponencial, exp{-ikX\ en la Ecuación (3) es el núcleo de transformación de la transformada de Fourier 2D especial inversa del campo de velocidad vertical descendente vzd desde el dominio de número de onda-frecuencia (k, z, ?) respecto al dominio de espacio-frecuencia (X, z, ?). Los signos utilizados en el núcleo definen la convención de signos de las direcciones de extrapolación, como se describe en lo anterior. La separación de la onda de campo de velocidad vertical en componentes ascendente y descendente, tal como la velocidad vertical descendente vzd utilizada en las Ecuaciones (2) y (3) con frecuencia se calcula en el dominio de número de onda-frecuencia y se describirá en lo siguiente con mayor detalle para ilustrar el método de la invención. La figura 1 muestra un diagrama esquemático de las patas de dos rayos que indican la onda de campo 1 1 de velocidad vertical y la onda de campo 12 de presión como se utilizan en el modo de predicción múltiple y como se describen las Ecuaciones (2) y (3) anteriores. Los rayos de onda de campo se muestran en relación al nivel 13 de profundidad de fuente, el nivel 14 de profundidad de receptor y la superficie 15 del agua. De manera similar a los enfoques SRME clásicos, la serie de dispersión de Kirchhoff después se construye a partir de la expansión de la serie de Taylor de la Ecuación (2) para obtener la onda de campo de presión libre de múltiple relacionada con la superficie pp: p(xr , ?; ?1 ) = ?(?G , ?; x, ) - p¡ (?G?; xs ) + p2 (?G?; xs ) - ... (4) en donde p son los datos de presión registrados, p1 contiene los múltiplos de primer orden que se separan, p2 contiene los múltiplos de segundo orden que se separan y así sucesivamente, de manera repetitiva. La predicción múltiple relacionada con la superficie de orden n-ésimo pn se obtiene en este método repetitivo al sustituir la onda de campo de presión libre múltiple relacionada de superficie pp a partir de la integrante en las Ecuaciones (2) y (3) por la onda de campo de presión pn-1 con las múltiples de orden (n-l )ésimas ya separadas, como se proporciona por: pn {xr M xs ) = - (X, z, M xr )V? (X, zs M x, ). (5) La predicción múltiple de primer orden en la Ecuación (5) utiliza el campo de presión ascendente de los datos originales junto con el campo de velocidad descendente de los datos originales extrapolados del nivel del receptor al nivel fuente. Que este método de la invención necesita dos conjuntos de datos a partir de dos registros diferentes es la diferencia principal desde el punto de vista operacional para procedimientos en base en la teoría de retroalimentacion o en la teoría de dispersión inversa. Los últimos enfoques anteriores predicen las múltiples únicamente a partir del campo de presión. El uso del campo de velocidad vertical introduce los efectos de superficie mencionados previamente en la predicción múltiple. Además, el uso del campo de velocidad vertical también introduce un incremento dependiente del ángulo necesario, el cual no puede ser compensado fácilmente por los otros tipos de enfoque, incluso mediante el uso de sustracción adaptable. La siguiente discusión describe un método de ejemplo para separar las ondas de campo en componentes ascendente y descendente. Las ondas de campo, tal como la onda de campo de presión p y la onda de campo de velocidad vertical vz, comprenden un componente de onda de campo ascendente y un componente de onda de campo descendente. Por ejemplo, la onda de campo de presión p comprende un componente de onda de campo ascendente pu y un componente de onda de campo descendente pd, que se expresa como: P = p" + Prí . (6) Los subíndices u y d indican las direcciones de desplazamiento ascendente y descendente, respectivamente, de las ondas de campo en cualquier lugar. De manera similar, el campo de velocidad vertical vz comprende un componente de onda de campo ascendente vzu y un componente de onda de campo descendente v2d, que se expresa como: vz = v - v2" . (7) Un sensor de movimiento de partículas como un geófono tiene sensibilidad direccional (con deflexión positiva en la dirección +z vertical, por convención) mientras que un sensor de presión tal como un hidrófono, no. Un sensor de presión es omnidireccional. El límite agua/aire en la superficie del agua es un excelente reflector de ondas sísmicas y de esta manera el coeficiente de reflexión en la superficie del agua es casi la unidad en magnitud y negativo en signo para señales de presión. Por lo tanto, las ondas de campo que se propagan descendentemente reflejadas desde la superficie del agua estarán desviadas en fase 180° en desviación a las ondas de campo de propagación ascendentes. En consecuencia, los componentes de señal de onda de campo ascendente detectados con un geófono y un hidrófono que se localiza cercano se registrarán 180° fuera de fase, mientras que los componentes de señal de onda de campo descendentes se registrarán en fase. En convención de signos alternativa, no se utiliza en esta ilustración de la invención, los componentes de señal de onda de campo ascendente pueden registrarse en fase mientras que los componentes de señal de onda de campo descendentes se registran 180° fuera de fase. Aunque un hidrófono registra la onda de campo omnidireccionalmente, un geófono vertical, como se utiliza típicamente en el procesamiento sísmico, únicamente registra el componente vertical de la onda de campo unidireccionalmente. El componente vertical de la onda de campo únicamente será igual a la onda de campo total para señales que se presentan las cuales se propagan verticalmente hacia abajo. Si T es el ángulo de incidencia entre la señal de onda frontal y la orientación del sensor, entonces la propagación ascendente vertical se define convencionalmente por el ángulo de incidencia T = 0. De esta manera, en el método de la invención, la señal registrada vz de un geófono vertical, una onda de plano con un ángulo de incidencia T, necesita buscarse a la señal registrada de un geófono que detecta la onda de campo total y después, para que se ajuste adicionalmente para que coincida con la onda del campo de presión registrada p de un hidrófono. Este ajuste se realiza en un método de la invención al incrementar la señal de geófono vertical vz en una función de incremento de amplitud apropiada, tal como la siguiente w en el dominio espacio-tiempo: w = - - . (8) cos(#) Aquí, el factor pe es la impedancia acústica del agua, en donde p es la densidad del agua y c es la velocidad acústica del agua. En el dominio espacio-tiempo, la función de incremento de amplitud dependiente de ángulo w es un filtro de canal múltiple que transforma la onda de campo de velocidad vertical unidireccional del registro de geófono vz en una onda de campo de presión omnidireccional p. En el dominio de frecuencia-número de onda, la función de incremento de amplitud Wi para la onda de campo de velocidad vertical vz se puede expresar como: ?? O) en donde es el número de onda vertical, ? = 2tt? es la frecuencia angular para la frecuencia f kx ky son los números de onda horizontales en dos direcciones horizontales ortogonales. Típicamente, las dos direcciones horizontales se pueden seleccionar en direcciones en línea y de linea transversal de la investigación sísmica marina. De manera alternativa, en el dominio de plano-onda, la función de incremento de amplitud w, para la onda de campo de velocidad vertical vz también se puede expresar como: en donde es la lentitud vertical y px y py son la lentitud horizontal en dos direcciones horizontales ortogonales. En otras modalidades alternativas, la función de incremento de amplitud se puede obtener como un filtro especial en el dominio espacio-tiempo al aplicar la transformada de Fourier inversa a la representación de dominio de frecuencia-número de onda w1 de la función de incremento de amplitud a partir de la Ecuación (9) o al aplicar la transformada de Radon inversa a la representación plano-onda w, de la función de incremento de amplitud a partir de la Ecuación (11 ). La selección del dominio no está diseñada para que sea una limitación de la invención sino simplemente por sencillez de ilustración. La onda de campo de presión total p, tal como la registrada por un hidrófono en la posición del sensor del cable gallardete, es la suma del componente de onda de campo de presión ascendente pu y el componente de onda de campo de presión descendente pd en la posición del sensor, como se muestra en la Ecuación (6) anterior. La onda de campo de velocidad vertical vz, tal como la registrada por un geófono en la posición del sensor de cable gallardete y después de incrementar por (el negativo de) el factor de incremento de amplitud -w7 para que actúe como onda de campo de presión, es la diferencia del componente de onda de campo de presión ascendente pu y del componente de onda de campo de presión descendente pd en la posición de sensor, representada en el dominio frecuencia-número de onda por: - W]v2 = p" - pd . (13) De manera similar, un factor de incremento de amplitud w2, tal como el inverso de w1 se puede aplicar a la onda de campo de presión p para transformarla para actuar como una onda de campo de velocidad vertical. Después, la onda de campo de velocidad vertical total vz, como se registra por un geófono en la posición de sensor de cable gallardete, es la diferencia de un componente de onda de campo de velocidad vertical ascendente vzu y un componente de onda de campo de velocidad vertical descendente vzd en la posición del sensor, como se muestra en la Ecuación (7). De manera similar, como en la Ecuación (13), la onda de campo de presión p, como se registra por el hidrófono y la posición de sensor de cable gallardete, y después de incrementar por el factor de incremento de amplitud -w2 para que actúe como una onda de campo de velocidad vertical, es la suma del componente de onda de campo de vertical ascendente vzu y el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente vz en la posición de sensor, como se representa en el dominio de frecuencia-número de onda por: - w2 - v ' + v^ . (14) El combinar las Ecuaciones (6) y (13) proporciona un método para calcular el componente de onda de campo de presión ascendente pu y el componente de onda de campo de presión descendente pd en la posición del sensor en término de la onda de campo de presión p y la onda de campo de velocidad de partícula vertical incrementada w7vz, como se representa en el dominio de frecuencia-número de onda por: P ~ P ' (15) 2 ?' = . ( 6) De manera similar, al combinar las ecuaciones (7) y (14) se obtiene un método para calcular el componente de onda de campo de velocidad vertical ascendente vzu y el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente vzd en la posición del sensor en términos de la onda de campo de velocidad de partícula vertical vz y la onda de campo de presión aumentada w2 p, representada por el dominio de frecuencia-número de onda por: 2 (17) (18) V + W-, ? V a = Las figuras 5 y 6 son diagramas de flujo que ilustran las etapas de una modalidad del método de la invención para atenuación de las múltiples relacionadas con la superficie a partir de datos sísmicos registrados por sensores de presión y sensores de movimiento de partículas en cables gallardetes remolcados marinos. La figura 5 muestra las etapas de inicio del método y la figura 6 muestra las etapas de finalización del método. En la etapa 51 se obtiene una medición de una onda de campo de presión a partir de un sensor de presión, tal como un hidrófono, un cable gallardete sísmico marino remolcado. Únicamente con propósitos ilustrativos, la medición de presión se denominará como una señal de hidrófono. En la etapa 52, se obtiene una medición de la onda de campo de velocidad vertical a partir de un sensor de velocidad vertical, tal como un geófono vertical en un lugar adyacente al hidrófono de la etapa 51 en el cable gallardete símico marino remolcado. Únicamente con propósitos ilustrativos a la medición de velocidad vertical se denominará como una señal de geófono. En la etapa 53 los datos de onda de campo de presión de la etapa 51 se clasifican compuertas receptoras comunes. En la etapa 54 los datos de onda de campo de velocidad vertical de la etapa 52 se clasifican en compuertas de fuente común. En la etapa 55, la señal del sensor de velocidad vertical de la etapa 52 se incrementa para corregir las diferencias relativas en las amplitudes de presión y mediciones de onda de campo de velocidad vertical, se selecciona la función de incremento de amplitud dependiente de ángulo para transformar la onda de campo de velocidad vertical unidireccional de una señal de geófono en una onda de campo de presión omni-direccional como en la señal de hidrófono de la etapa 53. La función de incremento de amplitud se describe en lo anterior en la exposición respecto a las ecuaciones (8) a (12). En la etapa 56, la señal de sensor de presión de la etapa 52 se incrementa para corregir las diferencias relativas en las amplitudes de presión y las mediciones de onda de campo de velocidad vertical. Se selecciona una función de incremento de amplitud dependiente del ángulo para transformar la onda de campo de presión omni-direccional como en la señal de hidrófono y en una onda de campo de velocidad vertical unidireccional de la señal de geófono de la etapa 54. En la etapa 57 un componente de onda de campo de presión ascendente en la posición del sensor de cable gallardete se calcula a partir de una diferencia de la señal de sensor de presión de la etapa 53 y la señal del sensor de velocidad vertical incrementada de la etapa 56. El cálculo del componente de onda de campo de presión ascendente dispersada preferiblemente es como se indica en la ecuación (15) anterior. Este cálculo se acompaña al primero enmudecer la onda de campo que incide directamente de la fuente. En la etapa 58 el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente en la posición del sensor se calcula a partir de una suma de la señal del sensor de velocidad vertical de la etapa 54 y la señal del sensor de presión incrementada de la etapa 55. El cálculo del componente de onda de campo de velocidad vertical dispersada descendente preferiblemente es como se proporciona en la ecuación (18) anterior. Este cálculo es acompañado al primero enmudecer la onda de campo que incide directamente de la fuente. En la etapa 59, el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente en la posición de sensor de la etapa 58 se extrapola hacia atrás en tiempo a partir de un nivel de profundidad en la posición de sensor arriba en el espacio hasta un nivel de profundidad de la posición fuente. La extrapolación del componente de onda de campo de velocidad vertical descendente preferiblemente se lleva a cabo como se describe en la exposición de la ecuación (3) anterior. En la etapa 60, el proceso avanza a la etapa 61 del diagrama de flujo en la figura 6 para continuar este procedimiento. En la etapa 61 de la figura 6, el componente de onda de campo de presión ascendente de la etapa 57 de la figura 5 se multiplica en el dominio de espacio-frecuencia por el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente extrapolado de la etapa 59 de la figura 5, generando un producto. En la etapa 62 se establece un índice n de orden múltiple e igual a 1 . En la etapa 63, las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo se calculan utilizando el producto. Si n = 1 , entonces el producto es de la etapa 61 . Si n > 1 , entonces el producto es de la etapa 66 siguiente. El cálculo para las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo preferiblemente se realiza al aplicar la ecuación (5) con el producto como el integrando, como se expone en lo anterior. En la etapa 64, las múltiples relacionadas con superficie de orden n-ésimo calculadas en la etapa 63 se restan de la onda de campo de presión medida de la etapa 51 de la figura 5 generando datos libres múltiples relacionados con la superficie de orden n-ésimo. La resta preferiblemente es una resta adaptable que preferiblemente se lleva a cabo por el procedimiento de mínimos cuadrados. Esta resta se realizará repetitivamente para ordenes sucesivos de múltiples relacionadas con la superficie, como se ilustra en la ecuación (4) anterior. En la etapa 65, se determina si la atenuación múltiple en la onda de campo de presión obtenida en la etapa 64 es suficiente. En caso de ser así, entonces finaliza el proceso iterativo. De no ser así, entonces continua hasta la etapa 66. En la etapa 66 los datos libres de la múltiple relacionada de superficie de orden n-ésimo obtenidos en la etapa 64 se multiplican por el componente de onda de campo de velocidad vertical descendente extrapolado de la etapa 59 de la figura 5, generando el producto. En la etapa 67, el índice n de orden múltiple se incrementa en 1 , a n + 1 . después, el procedimiento regresa a la etapa 63 para las etapas 63 a 66 repetidas de manera iterativa con el fin de obtener datos libres de múltiple relacionada de superficie de orden superior para restar hasta que sea suficiente la atenuación múltiple. Lo siguiente es un ejemplo que ilustra las ventajas de la invención. A principios del verano de 2005 se adquirió una investigación sísmica marina de prueba utilizando, simultáneamente, un cable gallardete convencional único remolcado a una profundidad nominal de 8 metros y un cable gallardete de sensor doble remolcado a una profundidad de 15 metros. se procesaron los datos del cable gallardete convencional en base en una secuencia de procesamiento relativamente sencilla al mantener cuidadosamente en mente no violar las suposiciones previas de onda de campo. Los datos del cable gallardete de sensor doble primero se descompusieron en presión dispersada ascendente y descendente y en campos de velocidad vertical. Posteriormente se aplica la misma secuencia de procesamiento como la utilizada en el procesamiento de cable gallardete convencional sobre las ondas de campo descompuestas individuales para comparación. La base para la comparación del método SRME de sensor doble son secciones apiladas NMO. La figura 2 muestra un apilado NMO del campo de presión ascendente de los datos del sensor doble antes de procesamiento por el método de la invención. Se indican algunas múltiples relacionadas de superficie de primer orden con el número de referencia 21 . Con el fin de aplicar el método de la invención a datos de cable gallardete remolcados de sensor doble, se utilizaron dos campos de onda diferentes para la predicción múltiple de superficie libre: el campo de presión ascendente de los datos originales y el campo de velocidad descendente, como se indica en las ecuaciones (4) y (5). El campo de velocidad descendente se extrapola del nivel receptor hacia atrás, al nivel fuente. Las múltiples predichas y posteriormente se restan del campo de presión ascendente utilizando la resta adaptable con mínimos cuadrados. El resultado de aplicación del método de la invención se muestra en la figura 3 y 4 en comparación con SRME del cable gallardete convencional. La figura 3 muestra el apilado NMO de los datos de sensor doble procesados por el método de la invención. La figura 4 muestra el apilado NMO de los datos de cable gallardete convencionales procesados por medios convencionales, debido a una dirección múltiple de superficie libre más confiable, las múltiples se suprimen mejor en el enfoque de cable gallardete remolcado de sensor doble y las primarias en consecuencia se conservan mejor. Por ejemplo, las múltiples relacionadas con superficie de primer orden indicadas con el número 21 en la figura 2 se suprimen en cierta medida en el número 41 en la figura 4 por procesamiento convencional, pero se suprimen mucho mejor en el número 31 en la figura 3 debido a la aplicación del método de la invención. La invención es un método para SRME de cable gallardete de sensor doble remolcado. El campo de presión total adquirido y el campo de velocidad vertical total se separan en campos ascendentes y descendentes a nivel de profundidad de receptor. El campo de velocidad descendente se utiliza junto con el campo de presión para predicción de múltiples de superficie libre. Una resta de mínimos cuadrados adaptable del campo de presión ascendente genera una presión ascendente libre de múltiplos sustantivamente superficie libre. Debido al uso del campo de velocidad descendente, este método resulta en una atenuación más confiable de las múltiples al introducir implícitamente variaciones de superficie del mar en los procesos de predicción múltiple. Por lo tanto, el método de la invención puede manejar apropiadamente las fluctuaciones en la superficie del mar y el coeficiente de reflexión. Debe entenderse que lo precedente es simplemente una descripción detallada de modalidades específicas de esta invención y que se pueden realizar numerosos cambios, modificaciones y alternativas a las modalidades descritas de acuerdo con las descripciones en la presente sin apartarse del alcance de la invención. Por lo tanto, la descripción precedente de ninguna manera limita el alcance de la invención. En vez de esto, el alcance de la invención está determinado únicamente por las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un método para procesar datos sísmicos a partir de un cable gallardete sísmico marino remolcado que tiene sensores de movimiento de partículas y sensores de presión, que comprende: combinar las señales del sensor de movimiento de partículas y las señales del sensor de presión para generar un componente de onda de campo de presión ascendente y un componente de onda de campo de movimiento de partículas descendente; extrapolar el componente de onda de campo de movimiento de partículas descendente de un nivel de profundidad de posición de receptor a un nivel de profundidad de posición de fuente; multiplicar el componente de onda de campo de presión ascendente por el componente de onda de movimiento de partícula descendente extrapolado en un dominio de espacio-frecuencia, generando un primer producto; calcular iterativamente las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo en la onda de campo de presión utilizando un producto de onda de campo de presión libre múltiple relacionado de superficie (n-l )ésimo y el componente de onda de campo de movimiento de partículas descendente extrapolado; y restar repetitivamente las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo calculadas a partir de la onda de campo de presión registrada, generar la onda de campo de presión libre múltiple relacionada de superficie de orden n-ésimo.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la combinación de las señales de sensor de movimiento de partículas y las señales de sensor de presión comprende: incrementar las señales detectadas por los sensores de movimiento de partículas para que coincidan con las señales detectadas por los sensores de presión; combinar las señales de sensor de movimiento de partículas incrementadas y las señales de sensor de presión para generar un componente de onda de campo de presión ascendente; incrementar las señales detectadas por los sensores de presión para que las señales coincidentes detectadas por los sensores de movimiento de partículas; y combinar las señales de sensor de movimiento de partículas y la señales de sensor de presión incrementadas para generar un componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la combinación de las señales de sensor de movimiento de partículas y las señales de sensor de presión comprende las etapas iniciales de: clasificar las señales de sensor de movimiento de partículas en obtenciones de fuente común; y clasificar las señales de sensor de presión en obtenciones de receptor común.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el cálculo repetitivo y la resta repetitiva comprenden: establecer un índice n de orden múltiple igual a 1 ; calcular las múltiples relacionadas con superficie de orden n-ésimo utilizando el primer producto; restar las múltiples relacionadas con la superficie de orden n-ésimo a partir de la señal de sensor de presión, generar los datos libres múltiples relacionados de superficie de orden n-ésimo; determinar si las múltiples de los datos libres múltiples relacionados con superficie de orden n-ésimo están atenuadas lo suficiente; multiplicar los datos libres de múltiple relacionada de superficie de orden n-ésimo por el componente de onda de campo de movimiento de partícula descendente extrapolado, generar un producto; incrementar el índice n de orden múltiple en 1 , a n + 1 ; repetir las etapas de calcular, restar, determinar, multiplicar e incrementar.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sensor de movimiento de partículas es un sensor de velocidad vertical.

6. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque calcular las múltiples relacionadas con superficies de orden n-ésimo comprende aplicar la siguiente ecuación: Pn{xr , co; x , )= - - - {X, z s , ?; x r ) V? (X, zs , ?; xs ), en donde pn(xr, ?, xs) es las múltiples relacionadas de superficie de orden n-ésimo, pn-i(X, zs, ?, xr) son los datos libres de múltiple relacionada con superficie de orden (n-l )ésimo, xr = (xr, yr, zr) es la posición de receptor en coordenadas cartesianas, xs = (xs, ys> zs) = (x> zs) es la posición fuente, ? es la frecuencia angular, s(co) es una firma de fuente, y V? (X,zs,ar,xs)= G dk v2li(k,zr^;x5)exp{-ikz(zr -zs)}exp{ikx} en donde vzd(k, zr, ?, xs) es un componente de onda de campo de velocidad vertical descendente en un dominio de frecuencia-número de onda y k = (kx,ky) son los números de onda horizontales en las direcciones x e y.