MX2011000599A - Metodo y dispositivo para adquirir datos sismicos marinos. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para adquirir ondas sísmicas por medio de un rociador (1) remolcado por una embarcación y que comprende una pluralidad de receptores sísmicos (4); el rociador comprende una porción de cabeza (1a) que está inclinada en relación con la superficie del agua (3) y una porción de cola (1b) que tiene por lo menos una sección con una inclinación diferente.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA ADQUIRIR DATOS SÍSMICOS MARINOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la recolección de datos sísmicos marinos.

Más particularmente, se refiere a un método y dispositivo para la adquisición de sísmica marina, con la capacidad de producir datos, los cuales pueden ser procesados para la eliminación de señales fantasma.

Una señal fantasma, es una señal parásito que se origina por las reflexiones de las ondas sísmicas en la ¡nterfase agua-aire formada por la superficie del agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante las investigaciones sísmicas, el propósito es permitir la localización de reflectores sísmicos localizados a diferentes profundidades bajo el lecho marino. Los reflectores pueden situarse a profundidades superficiales (así denominadas eventos poco profundos), a profundidad mediana o grande (así denominados eventos profundos).

Una técnica ampliamente generalizada utilizada para la prospección de aceite o gas consiste en conducir una investigación sísmica de la sub-superficie. Para lograr la imagen de la estructura de la sub-superficie, los geofísicos utilizan las técnicas de "reflexión sísmica".

En la sísmica marina, la técnica convencional consiste en remolcar debajo de una embarcación: - una o más fuentes de energía para la emisión de ondas acústicas, y - receptores sísmicos dispuestos sobre cables denominados rociadores colocados horizontalmente a una profundidad constante ?? para registrar la onda acústica reflejada por las interfases entre las formaciones geológicas.

La fuente transmite una onda acústica al agua, configurando un campo de onda (ondas de compresión), la cual se propaga en forma coherente y hacia abajo (propagación hacia abajo) dentro de la sub-superficie. Cuando el campo de onda golpea una interfase entre las formaciones, denominados reflectores, estos son reflejados a través de la sub-superficie y el agua, siempre que los receptores sísmicos (propagación hacia arriba) en donde se convierte en señales eléctricas y son registradas.

Los receptores sísmicos están dispuestos de manera que las señales registradas, denominadas rastros, forman datos sísmicos, los cuales se pueden utilizar para construir una imagen de las capas geológicas.

Un problema que se encuentra es la reverberación, y puede explicarse de la siguiente manera. Una onda sísmica reflejada por un reflector pasa a través del agua en una dirección generalmente hacia arriba. Esta onda, la cuales denominada "primaria, se propaga en el agua y pasa a través del receptor sísmico, el cual registra su presencia.

El campo de onda continúa su progresión hacia la superficie del agua (cuyo coeficiente de reflexión es de -1) en donde es reflejado hacia abajo. Este campo de onda reflejado o "fantasma" también es propagado en el agua y pasa a través de los receptores, en donde es registrado una vez más con la polaridad inversa y una demora de tiempo At, la cual, para ondas que se propagan verticalmente, es: At = 2Az/c en donde: - At: la diferencia de tiempo entre la grabación de la onda primaria y el fantasma, respectivamente por el receptor, - Az: la distancia entre el rociador y la superficie del agua, - c: el índice de propagación de la onda en el agua (particularmente 1500 mis).

Esta reverberación del campo de onda sísmica en el agua afecta los datos sísmicos amplificando alguna frecuencia y atenuando otras, lo cual hace difícil la ubicación del reflector.

En el dominio espectral, el fantasma corresponde a una función de transferencia de filtro: G(f) = 1 exp(2jTlfAt) Esta función de transferencia G(f) es de cero para frecuencias múltiples f de fn en las cuales Estas frecuencias para las cuales una función de transferencia es cero, son denominadas "muescas". Las muescas son un obstáculo particular debido a que no pueden ser desplegadas.

En la década de 1980, se propusieron las técnicas de recolección de datos utilizando rociadores diagonales. Dichas técnicas son descritas de manera notoria en los documentos US 4 353 121 y US 4 992 992.

En el primer documento, se utilizó un rociador sísmico con una longitud de 1.2 Km, que tiene un ángulo del orden de 2 grados con la superficie del agua.

Con esta configuración, esta es la operación de apilado de datos, la cual asegura la eliminación de fantasmas. Los datos adquiridos son efectivamente redundantes, y el método de procesamiento comprende un paso de apilado de datos. Los registros que contribuyen hacia esta pila, los cuales fueron registrados por diferentes receptores, despliegan las muescas en frecuencias diferentes, de manera que la información que falta debido a la presencia de una muesca en un receptor sísmico, se obtiene de otro receptor.

Un dispositivo que utiliza un rociador sísmico con una longitud de 1 km tiene una profundidad de exploración limitada debido a su longitud, y no permite la ubicación de los reflectores sísmicos que residen a varios kilómetros de profundidad.

Los rociadores utilizados actualmente en las investigaciones sísmicas marinas en 3D, adaptados para localizar reflectores profundos, generalmente tienen una longitud dentro del orden de 6 a 10 kilómetros. El principio de un rociador inclinado propuesto en las patentes citadas anteriormente no puede aplicarse a éstos debido a que, con un ángulo de 2 grados, este podría conducir a una profundidad máxima de 280 m, mientras que en la práctica, una profundidad de 50 m se considera ser la máxima. En este sentido, este principio no se ha utilizado desde finales de los años 1980s.

Desde los años 1990s, el interés se ha enfocado en las estructuras geológicas a una mayor profundidad.

Para localizar los reflectores profundos, las ondas acústicas de frecuencia alta no son adecuadas en consideración de la atenuación alta que experimentan durante su propagación.

De manera que para mantener un ancho de banda con gran profundidad, que comprende un número suficiente de octavas, las cuales son una condición necesaria para una buena imagen, una octava debe obtenerse en las frecuencias bajas, incrementando de esta manera el ancho de banda convencional de 3 octavas 5-40 Hz a un ancho de banda de 2.5-20 Hz, por ejemplo. Para hacer esto, es posible incrementar la profundidad del rociador. Sin embargo, no es suficiente dar prioridad a las frecuencias bajas debido a que las frecuencias altas son necesarias para estimar en forma precisa el modelo de velocidad de las capas de la superficie.

La proporción de señal a ruido, por consiguiente, debe mejorarse para las ondas acústicas de frecuencia baja, sin deteriorar esta proporción para las ondas acústicas de frecuencia alta.

Un propósito de la presente invención es proponer una técnica para adquirir datos sísmicos marinos, las cuales tienen una dinámica amplia con respecto a la profundidad de los reflectores con capacidad de ser localizados, y la cual es simple y eficiente con respecto a las operaciones y finanzas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de adquisición de onda sísmica, que comprende: - remolcar con una embarcación por lo menos un rociador que comprende una pluralidad de receptores sísmicos, dicho rociador siendo equipado con una pluralidad de aves que controlan su profundidad en el agua, dichas aves siendo separadas a lo largo de su longitud, - ajustar individualmente dichas aves empezando desde la cabeza del rociador, de manera que el rociador comprende una porción de cabeza que tiene una primera inclinación en la cual, la profundidad de los receptores incrementa adicionalmente su distancia desde la embarcación, y una porción de cola que comprende por lo menos una sección que tiene una segunda inclinación diferente de la primera inclinación, - registrar las ondas sísmicas con la pluralidad de receptores sísmicos mientras que se remolca el cable.

La presente invención también se refiere a un método para adquirir ondas sísmicas, el método comprende: - remolcar con una embarcación, por lo menos un rociador que comprende una pluralidad de receptores sísmicos, dicho rociador estando equipado con una pluralidad de aves que controlan su profundidad en el agua, dichas aves estando separadas a lo largo de su longitud, y - ajustar individualmente dichas aves empezando desde la cabeza del rociador, de manera que la profundidad de los receptores incrementa adicionalmente su distancia desde la embarcación, y el rociador comprende por lo menos dos porciones con inclinaciones diferentes.

La presente invención también se refiere a un dispositivo para adquirir ondas sísmicas remolcadas por una embarcación y que incluye por lo menos un rociador que comprende una pluralidad de receptores sísmicos y está equipada con controladores de profundidad separados a lo largo de su longitud, en donde dichos controladores son ajustados de manera que, en la porción de cabeza del rociador, la profundidad de los receptores incrementa adicionalmente la distancia a la que residen de la embarcación, el rociador teniendo una primera inclinación en relación con la superficie del agua, y si porción de cola comprende por lo menos una sección que tiene una segunda inclinación diferente a la primera inclinación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Otras características y ventajas de la presente invención se volverán adicionalmente evidentes a partir de la siguiente descripción, la cual únicamente es ilustrativa y no limitante, y será leída haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales: Las figuras 1 y 2, ilustran los dispositivos de adquisición que pertenecen a la técnica anterior; Las figuras 1A y 2A, ilustran el espectro de un evento poco profundo, obtenido utilizando los dispositivos ilustrados en las figuras 1 y 2; Las figuras 3 y 4, ilustran dos modalidades de un dispositivo de adquisición de acuerdo con la presente invención; Las figuras 3A y 4A, ilustran el espectro de un evento poco profundo obtenido utilizando los dispositivos ilustrados en las figuras 3 y 4; La figura 5, ilustra otra modalidad del dispositivo de adquisición de acuerdo con la presente invención; La figura 6, es un esquema que ilustra un método que permite el procesamiento de datos sísmicos marinos registrados por el dispositivo de adquisición de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES Haciendo referencia a la figura 1 , se ilustra un dispositivo de adquisición de la técnica anterior que comprende un rociador sísmico remolcado por una embarcación 2. El rociador 1 comprende una pluralidad de receptores 4a, 4b separados en intervalos regulares en el orden de unos pocos metros a lo largo del rociador. Los receptores, normalmente son hidrófonos. El rociador 1 , también está equipado, según es convencional, con unidades de control de profundidad denominadas aves 5 montadas sobre el rociador en intervalos regulares, por ejemplo, de aproximadamente 300 metros unos de los otros. Dichas aves de control de profundidad están disponibles comercialmente. Cada una de las aves 5 puede ser ajustada individualmente para colocar el rociador a una profundidad determinada.

En el dispositivo mostrado en la figura 1 , los dispositivos 5 son ajustados en profundidades crecientes que empiezan desde la cabeza del rociador 1 , de manera que el rociador 1 es inclinado en relación con la superficie del agua 3. El receptor sísmico 4a, el más cercano a la embarcación 2 está colocado a una profundidad de 7.5 metros, y el receptor sísmico 4b reside más distante de la embarcación 2 (a una distancia horizontal, la cual generalmente reside entre 6 y 10 km en los dispositivos de adquisición actualmente utilizados) reside a una profundidad de 37.5 metros. Se debe observar en la figura 1 , como en las otras figuras, que la representación de la inclinación es altamente exagerada en comparación con la realidad.

Dos espectros 10, 20 de imágenes finales (después del apilado) de un reflector poco profundo (profundidad de 800 metros) se ilustran en la figura 1A.

El primer espectro 10 (denominado "espectro ideal" en el resto del mismo) se obtiene cuando el modelado no incluye fantasma alguno. Por consiguiente, el espectro ideal, el cual podría obtenerse si la señal de fantasma parásito fuera eliminada por completo en las señales registradas por los hidrófonos (trazas).

El segundo espectro 20 (denominado "espectro efectivo" en el resto del mismo) se obtiene utilizando el dispositivo ilustrado en la figura 1.

Se determinó que estos dos espectros tienen formas muy diferentes. En particular, el ancho del espectro efectivo 20 es menor que el ancho del espectro ideal 10: el espectro efectivo 20 contiene menos energía para las frecuencias bajas (menor que 10 Hz) y frecuencias altas (superior de 60 Hz) que el espectro ideal 10.

Todavía es precisamente dentro de estas bandas de frecuencias, que la proporción señal a ruido será mejorada.

Haciendo referencia a la figura 2, se ilustra otro dispositivo de adquisición que comprende un rociador 1 remolcado por una embarcación 2. Las aves de control de profundidad 5 que equipan el rociador son ajustadas de manera que el rociador 1 es inclinado con respecto a la superficie del agua 3. Esta vez, el receptor sísmico 4a más cercano a la embarcación 2 está localizado a una profundidad de 15 metros y el receptor sísmico 4b distantes adicionalmente de la embarcación 2 (a una distancia horizontal de 8 km o más) reside a una profundidad de 37.5 metros.

Por consiguiente, la única diferencia en comparación con el dispositivo en la figura 1 , se refiere a la profundidad del receptor sísmico más cercano a la embarcación.

La ventaja de incrementar la profundidad del receptor sísmico más cercano a la embarcación es reducir al mínimo el efecto de ruido de la oleada, el cual afecta únicamente las áreas cerca de la superficie.

El espectro 10, 20 de las imágenes finales (después del apilado) del mismo reflector poco profundo (profundidad de 800 metros) se ilustran en la figura 2A.

El espectro ideal 10, se obtiene cuando el modelado no incluye fantasma alguno. El espectro efectivo 20 se obtiene utilizando el dispositivo ilustrado en la figura 2.

Aquí nuevamente, se determina que estos dos espectros tienen formas muy diferentes, el espectro efectivo 20 conteniendo la muesca de un receptor a 15 m, que reside a 50 Hz, esta muesca estando presente todavía aunque en forma atenuada.

La eliminación de fantasma imperfecta obtenida utilizando los dispositivos de adquisición ilustrados en las figuras 1 y 2, se relaciona con la profundidad del reflector bajo consideración (800 metros).

Para un reflector en esta profundidad, los datos registrados por los receptores relativamente cerca de la fuente sísmica, tienen una influencia sobre-controlada en el apilamiento, los receptores distantes haciendo una contribución sin importancia.

Por consiguiente, para un reflecto poco profundo, únicamente se utilizan los registros de los receptores sísmicos colocados en la porción de cabeza del rociador (el más cercano a la embarcación).

Para los dispositivos ilustrados en las figuras 1 y 2, esto significa que la dinámica de profundidad de los receptores, los cuales determinan la diversidad de las muescas, son insuficientes para una eliminación de fantasma de buena calidad cuando se realiza el procesamiento.

Haciendo referencia a las figuras 3, 4 y 5, se ilustran las diferentes modalidades de la presente invención. Por razones de simplicidad, estas figuras muestran únicamente un rociado sísmico 1 , aunque en la práctica, los dispositivos de recolección de datos sísmicos actuales comprenden una pluralidad de rociadores 1 (ocho, diez o más) remolcados por la embarcación 2, y la presente invención se puede aplicar independientemente del número de rociadores remolcados por la embarcación.

Cada rociador 1 , comprende una pluralidad de receptores sísmicos 4, normalmente hidrófonos, los cuales producen señales cuando reciben ondas sísmicas marinas emitidas por una fuente de emisión 6 remolcada por la embarcación 2, y activadas en intervalos regulares (representados como un punto fuente, aunque en la práctica consisten de varias líneas paralelas de pistolas de aire), y comprende adicionalmente aves de control de profundidad 5. Los rociadores son rociadores apropiadamente sólidos comercializados por Sercel, bajo la marca comercial Sentinel, aunque la presente invención se puede aplicar a otros tipos de rociadores. Las aves de control de profundidad pueden ser, de manera adecuada, dispositivos de tipo Nautilus (marca comercial registrada por Sercel), los cuales también permiten el posicionamiento lateral de los rociadores, aunque una vez más, se pueden utilizar otros tipos de dispositivos de control de profundidad para implementar la presente invención. Las distancias entre los receptores adyacentes 4 están dentro del orden de unos pocos metros, y adecuadamente, las distancias entre las aves de control de profundidad adyacentes están entre 200 y 400 metros.

Como ya se sabe, se proporcionan medios, los cuales no se muestran, para determinar las coordenadas de posición de la fuente 6 y los receptores 4 sobre cada tiro disparado por la fuente 6.

Cada rociador 1 comprende una porción de cabeza 1a y una porción de cola 1b. Cada porción de cola comprende una pluralidad de receptores sísmicos 4. Las aves de control de profundidad 5 de la porción de cabeza 1a son ajustados para las profundidades respectivas, las cuales incrementan adicionalmente su distancia de residencia desde la embarcación, de manera que la porción 1a reside a un ángulo inclinado en relación con la superficie del agua 3. En las modalidades ilustradas en las figuras 3 y 4, las aves de control de profundidad 5 de la porción de cola 1b son ajustadas de manera uniforme de manera que la porción 1b reside horizontalmente, en otras palabras su ángulo de inclinación es cero.

Estas configuraciones diferentes permiten que se obtenga una dinámica de muescas suficiente para reflectores poco profundos, utilizando receptores que residen a profundidades que son aceptables en la práctica.

En la modalidad mostrada en la figura 3, el receptor sísmico que está más cercano de la fuente sísmica 6 reside a una profundidad de 7.5 metros. La porción de cabeza 1a, de manera adecuada tiene una longitud entre 1 y 3 km, por ejemplo, de 2 km. El receptor sísmico 4 de la primera porción 1a es aquel que es el más distante de la fuente sísmica 6 reside a una profundidad de 37.5 metros. La segunda porción 1b que es horizontal, el receptor 4 de la segunda porción 1b, la más distante desde la fuente 6 también reside a una profundidad de 37.5 metros. De manera evidente, este valor únicamente es provisto a modo de ilustración. La profundidad puede ser elegida en cada caso, en relación con las condiciones particulares (profundidad de la sección de agua, características geológicas).

La figura 3A, ilustra dos espectros 10, 20 de las imágenes finales (después del apilado) de un reflector poco profundo (profundidad de 800 metros).

El primer espectro 10 ("espectro ideal") se obtiene cuando el modelado no incluye fantasma alguno. Por consiguiente es el espectro ideal el que podría obtenerse si la señal fantasma parásito fuera eliminada por completo de las señales registradas por los hidrófonos (rastros).

El segundo espectro 20 ("espectro efectivo") se obtiene utilizando el dispositivo ilustrado en la figura 3.

Se ha descubierto que la eliminación del fantasma se obtiene efectivamente, debido a que el espectro efectivo 20 sigue al espectro ideal 10. En particular, el espectro efectivo 20 tiene la misma conducta que el espectro ideal para las frecuencias bajas y las frecuencias altas.

La figura 4, ilustra una modalidad la cual difiere de aquella en la figura 3, a través de la profundidad del receptor sísmico más cercano a la fuente sísmica. En el caso mostrado en la figura 4, este receptor reside a una profundidad de 15 metros.

La figura 4A, ilustra el espectro de las imágenes finales (después del apilado) del mismo reflector poco profundo, obtenidas del dispositivo en la figura 4, para el caso ideal y para el caso efectivo.

Al comparar el espectro ideal 10 y el espectro efectivo 20, se verifica que la eliminación de fantasma se ha obtenido en forma adecuada, que la conducta del espectro efectivo 20 en las frecuencias alta y baja es similar a aquel del espectro ideal 10, y que la muesca a 50 Hz se llena de manera adecuada.

Para prestar atención a las consideraciones hidrodinámicas, la inclinación de la porción de cabeza 1a preferentemente es menor que el 2%. Esto evita formar turbulencia, la cual podría afectar la calidad de las señales registradas por los receptores sísmicos. Esta inclinación preferentemente es mayor que el 1%, lo cual proporciona un intervalo suficiente de profundidades del receptor para lograr una eliminación de fantasma de buena calidad cuando se realiza el procesamiento.

Haciendo referencia a la figura 5, se ilustra otra modalidad en la cual, las aves de control de profundidad 5 se ajustan de manera que la porción de cola 1b del rociador 1, en y después de la unión con la porción de cabeza, comprende una sección 1c de inclinación menor que la porción de cabeza 1a, una sección 1d que tiene una inclinación menor que la sección 1c y una sección 1e que tiene una inclinación menor que la sección 1d. En esta modalidad, el receptor sísmico más cercano a la superficie del agua reside a una profundidad de entre 7 metros y 8 metros. Por consiguiente, en una variante de la modalidad, la sección 1e puede ser horizontal, es decir, tiene una inclinación de cero. De acuerdo con otra variante, las secciones 1d y 1e forman una sección única de inclinación uniforme.

Se comprenderá que para lograr la variación de profundidad de los receptores de acuerdo con la presente invención, es suficiente si la inclinación de una sección del rociador, como se hizo referencia anteriormente, es un promedio sobre la sección en cuestión. El ángulo de inclinación dentro de una sección del rociador no se requiere sea estrictamente constante.

Método de procesamiento Bajo la presente invención, los datos sísmicos son registrados por los receptores localizados a profundidades diferentes. Los métodos para procesar los datos sísmicos marinos generalmente están adaptados para recibir todos los cuales residen a la misma profundidad.

La operación de "referencia de datos" consiste en utilizar los datos registrados para construir datos, que podrían haber sido obtenidos si los receptores hubieran estado a la misma profundidad. El método para procesar los datos derivados de un rociador inclinado descrito en el documento US 4 353 121 comprende un paso de referencia de datos 1 D, el cual asume que la propagación de onda es vertical. La Patente de E.U.A. No. 4 992 992, reemplaza la referencia de datos 1 D de la Patente de E.U.A. No. 4 353 121 por la referencia de datos 2D, la cual toma en cuenta el ángulo de propagación en la dirección del rociador, asumiendo de manera implícita que la propagación ocurre en el plano vertical que pasa a través del rociador. Adicionalmente, éste se limita al caso en el cual el rociador tiene un ángulo de inclinación constante.

La generalización tridimensional del método descrito en la Patente de E.U.A. No. 4 992 992, que reemplaza la referencia de datos 2D por la referencia de datos 3D, surge contra las restricciones de muestreo y de las geometrías 3D actuales: las geometrías de adquisición modernas tienen varios rociadores, los cuales muestrean la dimensión y, aunque el grado de inclinación del muestreo (distancia transversal entre 2 rociadores) está dentro del orden de 150 m, un orden de magnitud que es mayor que la distancia entre los dos receptores consecutivos sobre un rociador (12.5 m).

Se deduce que los métodos descritos en la Patente de E.U.A. No. 4 353 121 y la Patente de E.U.A. No. 4 992 992 no se pueden aplicar a una geometría de adquisición que corresponde a las modalidades de la presente invención descritas anteriormente.

El método de procesamiento provisto anteriormente, se puede utilizar para obtener una imagen directamente de la sub-superficie, utilizando los datos derivados de la adquisición 3D descrita anteriormente, tomando en cuenta las direcciones no verticales de la propagación.

Este método comprende recibir los datos sísmicos marinos derivados de la adquisición 3D, la migración 3D de los datos sísmicos y la obtención de una imagen que representa la topografía de la sub-superficie.

La migración 3D por punto de tiro es un método moderno para procesar datos sísmicos, el cual permite se obtenga una imagen precisa de la sub-superficie, tomando la propagación de onda de manera precisa en cuenta en un medio complejo.

Dicha migración consiste en sintetizar la onda de incidente de la información sobre la fuente sísmica y la onda reflejada utilizando los datos registrados.

Para la migración del tipo "una vía", el principio es el siguiente. La onda de incidente D (es decir, la onda emitida por la fuente) se asume estar viajando por abajo. Esta onda de incidente D(x,y,z,t) es sintetizada en forma recursiva a la profundidad z, la orida que se desplaza hacia abajo siendo inicializada a la profundidad de la fuente sísmica zs. la onda incidente D en todas las profundidades ???, es calculada entonces en forma recursiva al calcular la onda incidente a la profundidad ?+?? a partir de la onda incidente a la profundidad z.

De manera similar, la onda reflejada U(x,y,z,t) se asume estar viajando hacia arriba y es inicializada en z=zr, con los datos registrados por los receptores sísmicos (si todos los receptores tienen la misma profundidad). La onda reflejada U en el volumen completo, entonces se calcula en forma recursiva, calculando el desplazamiento hacia arriba de la onda U a la profundidad ?+?? desde la onda de desplazamiento hacia arriba a la profundidad z.

La imagen de la sub-superficie es calculada por el tiempo de correlación transversal de los dos volúmenes D (x,y,z,t) y U (x,y,z,t).

La altimetría, es decir, el hecho de que la fuente y los receptores puedan tener profundidades diferentes a cero (y todas diferentes) puede tomarse en cuenta agregando las fuentes y receptores como z a través de los cálculos recursivos: por ejemplo, un receptor a una profundidad zr que reside entre ??? y (?+1)?? se agrega durante el cálculo recursivo de ?((?+1)??) desde ??(???).

También, el paso de migración es adecuadamente una migración de espejo adaptada, así denominada, por analogía con la migración de espejo y el filtro adaptado utilizado para procesamiento de señales (que consiste en plegar una medición s(t), alterada por el plegado con un filtro h(t), mediante h(-t), de manera que optimiza la proporción de señal a ruido.

Para la migración de espejo, la superficie marina se utiliza como espejo: en lugar de "ver" el lecho marino, es la superficie del agua que se "ve" para observar los reflectores localizados debajo de los receptores sísmicos.

En la práctica, los datos sísmicos están considerados no como siendo registrados en los receptores sísmicos del rociador, sino a una altitud por encima de la superficie de agua igual a la profundidad del receptor localizado a la mayor profundidad, como se ilustró en la figura 6.

Una técnica de formación de imágenes de espejo utilizando la migración de espejo se describieron, por ejemplo, en la publicación "Facilitating technologies for permanently instrumented oil fields" Dan Ebrom, Xiuyuan Li, y Dwight Sukup, The Leading Edge, Vol. 19, No. 3, pp. 282-285, Marzo 2000.

En esta publicación, esta técnica se utiliza para la recolección de datos utilizando receptores sísmicos localizados en el lecho marino 8a. El principio utilizado es el principio de reciprocidad, y por consiguiente es una consideración ficticia provista a las fuentes sobre el lecho marino (en las posiciones del receptor) y de receptores sobre la superficie (en las posiciones de la fuente).

La formación de imágenes de espejo consiste del uso de una fuente fantasma ficticia para obtener la imagen, la cual se puede lograr colocando las fuentes ficticias en su posición de espejo en relación con la superficie del agua, las posiciones de fuente (xs, ys,zs), siendo cambiado a (xs, ys,-z s), La formación de imágenes de espejo permite una mejor iluminación de los reflectores poco profundos.

Con respecto a la migración de espejo adaptada, (xr, yr, zr) siendo las posiciones de los receptores en los rociadores, la onda reflejada U (que se asumió estar viajando hacia arriba) se inicializa con migración de altimetría en una en una altitud -zmax, zma siendo la profundidad máxima de los receptores sísmicos (el máximo de todas las zr) y altitud 0 que corresponde a la superficie del agua. Los valores para las posiciones respectivas xr,yr de los receptores se obtienen mediante los medios conocidos utilizados en la adquisición sísmica marina por los rociadores. Como para las posiciones de profundidad zr, un valor para cada receptor sísmico pueden determinarse mediante interpolación lineal entre los valores de profundidad de dos aves localizadas más cerca de aquel receptor en el lado de ese receptor, el cual controla el perfil de profundidad del rociador en la región de ese receptor, con base en la distancia entre estas dos aves y la distancia entre ese receptor y una de estas aves, ambas distancias siendo conocidas.

Durante el movimiento hacia abajo recursivo de la onda U como z entre los valores -zmax y 0, el registro del receptor bajo consideración se agregó con un cambio de signo en las posiciones de espejo de los receptores en relación con el lecho marino, es decir, en (xr, yr, -zr).

Continuando hacia abajo para z=0 para zmax, los registros del receptor bajo consideración son agregados en sus posiciones reales (xr,yr,zr). El resto del cálculo recursivo de U, la generación de la onda incidente D (se asumió estar viajando hacia abajo) y el paso de correlación cruzada entre la onda incidente y reflejada para obtener la imagen, son conducidas de manera similar a una migración de una vía convencional.

De esta forma, la imagen de sub-superficie se obtiene directamente de los datos adquiridos utilizando el método de la presente invención, tomando en cuenta las posiciones de receptor exactas y la propagación 3D exacta de las ondas.

El paso, durante el cual son agregados los registros en las posiciones de espejo de los receptores, proporciona un refuerzo de la proporción señal a ruido formando la imagen con base en el receptor fantasma, sin duplicar el tiempo de cálculo de migración, el cual podría ser el caso si se calcularan dos imágenes y posteriormente se apilará como como se propone en el documento "Facilitating technologies for permanently instrumented oil fields". El procesamiento descrito anteriormente permite que una imagen de la sub-superficie sea obtenida directamente a partir de los datos derivados de la adquisición 3D de acuerdo con la presente invención.

Contrario a los métodos descritos en la Patente de E.U.A. No. 4,353,121 y la Patente de E.U.A. No. US 4,992,992, el método de procesamiento descrito anteriormente no comprende paso alguno que consiste en la reconstrucción de datos sísmicos, los cuales podrían haber sido registrados por un rociador horizontal, utilizando los datos sísmicos registrados por el rociador inclinado anterior a su migración.

El método de procesamiento descrito anteriormente toma en cuenta los ángulos de propagación tanto en x como en y.

Este método también hace posible mejorar la proporción señal a ruido utilizando datos fantasma para reforzar los datos de reflexión primarios.

Si la diversidad de profundidad de los sensores no permite la eliminación completa de las ondas fantasma, la perturbación de resultado en los datos finales es el plegado mediante un filtro que es simétrico (fase cero) y puede ser desplegada (sin muesca). Este paso de despliegue es simplificado por el hecho de que es un despliegue de fase cero.

La descripción de la migración de espejo adaptada provista anteriormente se ocupa del caso de la migración 3D para el punto de tiro de "una vía". Existen otros tipos de migraciones, las cuales pueden ser adaptadas, como se adapta la migración de espejo, agregando al cálculo de la onda reflejada, además de los registros de los receptores en sus posiciones exactas, los registros opuestos en sus posiciones de espejo.

También existe una migración 3D por punto de tiro denominado "migración de tiempo inverso", la cual no asume que la onda incidente es una onda de viaje hacia abajo y la onda reflejada y una onda que viaja hacia arriba. En este caso, la migración de espejo adaptada puede ser realizada agregando los receptores en su posición efectiva (xr, yr, zr) aunque utilizando en la superficie del agua así denominada condiciones de límite de superficie libre en lugar de las condiciones de límite de absorbencia normalmente utilizado.

En la modalidad descrita anteriormente, los receptores sísmicos de los rociadores son hidrófonos. Las geometrías de adquisición descritas, también pueden ser aplicadas cuando los rociadores comprenden, en combinación, hidrófonos sensibles a la presión, y receptores sensibles al desplazamiento, tales como geófonos o acelerómetros.

En dicho caso, el procesamiento de migración de espejo adaptada descrita anteriormente también se puede utilizar, manteniendo en mente que este procesamiento tiene que lograrse por separado para cada tipo de receptor.

Adicionalmente, el cambio de signo no tiene que aplicarse a los registros de los geófonos verticales, sino únicamente a geófonos horizontales. Los resultados obtenidos de esta forma pueden combinarse utilizando un operador de calibración, herramienta conocida por los expertos en la materia.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para adquirir ondas sísmicas, el método comprende: remolcar con una embarcación por lo menos un rociador (1) que comprende una pluralidad de receptores sísmicos (4), dicho rociador siendo equipado con una pluralidad de aves (5) que controlan su profundidad en el agua, dichas aves siendo separadas a lo largo de su longitud, y ajustar individualmente dichas aves (5) empezando desde la cabeza del rociador (1), de manera que el rociador comprende una porción de cabeza que tiene una primera inclinación (1a), en la cual, la profundidad de los receptores incrementan adicionalmente su distancia desde la embarcación, y una porción de cola (1b) que comprende por lo menos una sección que tiene una segunda inclinación diferente de la primera inclinación, -registrar ondas sísmicas con la pluralidad de receptores sísmicos (4) mientras que se remolca el cable.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la porción de cabeza (1a) es inclinada en relación con la horizontal en un ángulo de inclinación de entre el 1 y el 2%.

3.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la porción de cabeza (1a) tiene una longitud de entre 1 y 3 km.

4.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el receptor sísmico (4) más cercano a la superficie del agua (3) reside a una profundidad de entre 7 metros y 8 metros.

5.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque la porción de cola (1 b) tiene una inclinación de cero.

6.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque la porción de cola (1b) comprende por lo menos dos secciones (1c; 1d) cuyos receptores tienen una profundidad, la cual incrementa adicionalmente la distancia a la que residen desde la embarcación, la sección (1c) la más cercana al barco que tienen una inclinación mayor que aquella de la sección (1d) que reside más allá de la embarcación.

7.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque los receptores sísmicos (4) de los rociadores (1) son hidrófonos.

8. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque los receptores sísmicos (4) de los rociadores (1) comprenden, en combinación, hidrófonos y geófonos.

9. - Un método para adquirir ondas sísmicas, el método comprende: remolcar con una embarcación, por lo menos un rociador (1) que comprende una pluralidad de receptores sísmicos (4), dicho rociador estando equipado con una pluralidad de aves (5) que controlan su profundidad en el agua, dichas aves siendo separadas a lo largo de su longitud y ajustar individualmente dichas aves (5) empezando desde la cabeza del rociador, de manera que la profundidad de los receptores incrementa adicionalmente su distancia desde la embarcación y el rociador comprende por lo menos dos porciones con inclinaciones diferentes.

10.- Un dispositivo para adquirir ondas sísmicas remolcado por una embarcación (2) y que incluyen por lo menos un rociador (1) que comprende una pluralidad de receptores sísmicos (4) y equipado con controladores de profundidad (5) separados a lo largo de su longitud, caracterizado porque dichos controladores (5) se ajustan de manera que, en la porción de cabeza (1a) del rociador, la profundidad de los receptores incrementan adicionalmente la distancia de residencia desde la embarcación, el rociador tiene una primera inclinación en relación con la superficie del agua (3), y su porción de cola (1b) comprende por lo menos una sección que tiene una segunda inclinación diferente a la primera inclinación.