MX2013012430A - Fuente sismica de profundidad variable y metodo. - Google Patents

Abstract

Se describen un método y disposición de fuente acústica marina para generar una onda acústica en un cuerpo de agua. La disposición de fuente acústica marina incluye al menos una sub-disposición. Al menos la sub-disposición incluye un flotador a partir del cual está unida una pluralidad de puntos de fuente. Los puntos de fuente pueden ser provistos sobre una línea curveada, línea recta, u otra forma deseada de manera que se obtiene una fuente de profundidad variable con un solo flotador. Los puntos de fuente pueden ser divididos en grupos y los grupos pueden ser provistos sobre la línea curveada, línea recta u otra forma deseada.

Description

I 1 FUENTE SISMICA DE PROFUNDIDAD VARIABLE Y METODO ANTECEDENTES Campo Técnico Las modalidades de la materia objeto aquí descritas generalmente se refieren a métodos y sistemas relacionados con la exploración sísmica y, más particularmente, a mecanismos y técnicas para proporcionar una fuente sísmica de profundidad variable que puede lograr una fuerte energía de baja frecuencia, espectro uniforme, y un número reducido de muescas fantasma : de alta frecuencia.

Discusión de los Antecedentes ' La adquisición y procesamiento de datos sísmicos marinos generan un perfil (imagen) de una estructura geofísica bajo: el fondo marino. Aunque este perfil no proporciona una ubicación exacta de depósitos de petróleo y gas, sugiere, a aquellos entrenados en el campo, la presencia o ausencia de estos depósitos. De está manera, la provisión de una imagen de alta resolución de las estructuras bajo i el fondo marino es un proceso en curso.

Durante un proceso de reunión sísmico, como se muestra en la Figura 1, un barco 10 remolca una disposición de receptores sísmicos 11 provistos en serpentinas 12. Las serpentinas pueden ser dispuestas horizontalmente, es decir, yacer a una profundidad constante con relación de una superficie 14 del océano. Las serpentinas pueden ser dispuestas para tener otras disposiciones espaciales que horizontalmente, por ejemplo, una disposición de profundidad variable. El barco 10 también remolca una disposición de fuente sísmica 16 que está configurada para generar una onda sísmica 18. La onda sísmica 18 se propaga hacia abajo, hacia el fondo marino 20, y penetra el fondo marino hasta, finalmente, una estructura de reflexión 22 (reflector) que refleja la onda sísmica. La onda sísmica reflejada 24 se propaga hacia arriba hasta que es detectada por el receptor 11 en la serpentina 12. Con base én estos datos, se genera una imagen del subsuelo.

En un esfuerzo para mejorar la resolución de la imagen del subsuelo, se ha implementado una solución innovadora (sistema BroadSeis de CGGVeritas, Massy, Francia) basada en datos sísmicos de banda ancha. El sistema BroadSeis puede utilizar serpentinas de Sentinel (producidas por Sercel, Nantes, Francia) con características de ruido bajo y la habilidad de desplegar las serpentinas en configuraciones que permiten el registro de un octavo extra o; más de frecuencias bajas. Las serpentinas se diseñan para registrar datos sísmicos mientras están siendo remolcadas a profundidades más grandes y más tranquilas que otras serpentinas. De esta manera, los receptores de esas serpentinas necesitan una disposición de fuente de banda ancha marina. I Una disposición de fuente de banda ancha marina puedé incluir una o más sub-disposiciones (usualmente tres sub-disposicipnes), y cada sub-disposición puede incluir una pluralidad de puntos de fuente (por ejemplo, una pistola de aire) proporcionados a lo largo de una dirección X como se muestra en la Figura 2. La Figura 2 muestra una sub-disposición individual 17 teniendo tres puntos de fuente 34. Dicha sub-disposición de fuente 17 incluye un flotador 30 que puede ser conectado a un barco (no mostrado) a través de una conexión 32. El flotador 30 está configurado para flotar en la superficie del agua o cerca de la superficie del agua y para soportar la pluralidad de puntos de fuente 34. El punto de fuente puede no ser solo una pistola de aire sino que también otra fuente conocida en la técnica. Los puntos de fuente 34 están suspendidos con cables 36 apropiados desde el flotador 30 y también pueden ser conectados enjtre sí a través de cables 38. Un cable umbilical 40 puede enlazar urto o más de los puntos de fuente 34 al barco para proporcionar una conexión mecánica, y también cables eléctricos, neumáticos y/o de comunicación. Dichos puntos de fuente 34 típicamente se proporcionan a una misma profundidad desde una superficie del agua.

Algunas desventajas de dicha disposición de fueinte son energía débil de baja frecuencia, espectro no uniformé, y la presencia de muescas fantasma de alta frecuencia. Una disposición de fuente alterna se describe en WO 2009/005939, todo el contenido de la cual se incorpora aquí para referencia. Esta referencia describe utilizar una pluralidad de flotadoras 40 que flotan en la superficie 42 del agua como se muestra en la Figura 3. Existen sub-disposiciones que incluyen fuentes individuales 44 provistas a una j primera profundidad z1 y sub-disposiciones que incluyen fuentes individuales 46 provistas a una segunda profundidad z2, mayor de z1. Sin embargo, dicha configuración sigue siendo afectada por las desventajas antes discutidas. Además, cada flotador proporciona un soporte de flotación para los elementos de fuente situado a una I misma profundidad. i Una disposición de fuente que tiene características ^mejores que las disposiciones de fuente existentes se describe en la Solicitud de Patente No. 13/468,589, presentada el 10 de mayo del 2012, y cedida al mismo cesionario de la presente solicitud, itoda la i descripción de la cual se incorpora aquí para referencia. Esta disposición de fuente se ilustra en la Figura 4 como la disposición de fuente 50. La disposición de fuente 50 también puede incluir tres diferentes sub-disposiciones 60a-c, cada sub-disposición teniendo una flotador 52a-c correspondiente, de manera respectiva. iA partir de cada flotador está suspendida una pluralidad de puntos d!e fuente 64. Sin embargo, diferente de las fuentes existentes, se obsérva que los puntos de fuente 64 están suspendidos, desde el mismo flotador, i a dos diferentes profundidades, y la configuración de los púntos de I fuente unidos a un flotador puede ser diferente de la configuración de los puntos de fuente unidos a otro flotador. Por ejemplo, la Figura 4 muestra que la sub-disposición 60a tiene el punto de fuente de profundidad mayor por atrás de los puntos de fuente poco profundos a lo largo de la dirección Y, mientras que la sub-disposición 60c i i tiene el punto de fuente de profundidad mayor entre los puntos de i fuente poco profundos a lo largo de la dirección Y.

Sin embargo, aunque esta fuente mejorada parece tener algunas limitaciones; por ejemplo, una "succión" de frecuencia media natural alrededor de 10dB en profundidad en su espectro de energía y la falta de una energía fuerte en el intervalo de frecuencia de 80 a 120 Hz.

De esta manera, se desea producir una nueva disposición de fuente que supere estos problemas y logre una fuerte energía de ¡ baja frecuencia, un espectro uniforme, y un número reducido de muescas fantasma de alta frecuencia. Las muescas fantasma ocurren cuando la energía sísmica de recorrida ascendente es refl!ejada o I diseminada hacia abajo en el fondo marino. Las reflexiones fántasma también son detectadas por los receptores sísmicos y generan muescas en los datos registrados.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con una modalidad ilustrativa, se presenta una disposición de fuente acústica marina para generar un;a onda ! acústica en un cuerpo de agua. La disposición de fuente acústica marina incluye una primera sub-disposición configurada p'ara ser i remolcada por un barco, la primera sub-disposición incluyendo un primer flotador y una pluralidad de primeros puntos de; fuente conectados al primer flotador. Los primeros puntos de fuente están I divididos al menos en tres grupos (G1 a G3) y cada grupo está provisto a primeras profundidades correspondientes (D1 a D3) y cada grupo incluye al menos un punto de fuente.

De acuerdo con otra modalidad ilustrativa, se presenta una disposición de fuente acústica marina para generar una onda acústica en un cuerpo de agua. La disposición de fuente acústica marina incluye una primera sub-disposición configurada para ser remolcada por un barco, la primera sub-disposición incluyendo un primer flotador y una pluralidad de primeros puntos de fuente conectados al primer flotador. La pluralidad de primeros puntos de fuente se proporciona a primeras profundidades (z1 a z4), cada primera profundidad siendo diferente diferente de las otras profundidades.

De acuerdo con otra modalidad más, se presente un método para generar una onda acústica submarina. El método incluye remolcar una disposición de fuente acústica marina submarina, en donde la disposición de fuente acústica marina incluye una primera sub-disposición; conectar la pluralidad de primeros puntos de fuente del la primera sub-disposición a un primer flotador; y generar la onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente. La pluralidad de primeros puntos de fuente está dividida en al menos tres grupos (G1 a G3) y cada grupo se proporciona a primeras profundidades correspondientes (D1 a D3).

De acuerdo con otra modalidad adicional, se presenta un método para generar una onda acústica submarina. El método incluye remolcar, de manera submarina, una disposición de fuente acústica marina que incluye una primera sub-disposición; conectar una pluralidad de primeros puntos de fuente a un primer flotador de la primera sub-disposición; y generar la onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente. La pluralidad de primeros puntos de fuente se proporciona a primeras profundidades correspondientes (z1 a z4), cada primera profundidad siendo diferente de las otras profundidades.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos anexos, los cuales se incorporan en y constituyen una parte de la especificación, ilustran una o más modalidades y, junto con la descripción, explican estas modalidades. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama esquemático de un un sistema de prospección sísmica convencional; La figura 2 es un diagrama esquemático de un flotador que tiene un grupo de fuentes a una misma profundidad; La Figura 3 es un diagrama esquemático de una pluralidad de flotadores cada uno teniendo un grupo de fuentes a una profundidad individual predeterminada; La Figura 4 es una vista de conjunto de una pluralidad de flotadores cada uno teniendo dos grupos de fuentes distribuidas a dos diferentes profundidades de acuerdo de una modalidad ilustrativa; 1 Las Figuras 5A-B son diagramas esquemáticos de fuentes sísmicas de profundidad variable de acuerdo con modalidades ilustrativas; Las Figuras 6A-D son diagramas esquemáticos de otras fuentes sísmicas de profundidad variable de acuerdo con modalidades ilustrativas; Las Figuras 7A-B son diagramas esquemáticos que ilustran un punto de fuente de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 8 es un diagrama esquemático de otra fuente adicional sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 9 es un diagrama esquemático de otra fuente más sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 10 es un diagrama esquemático de una fuente sísmica escalonada de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 11 es un diagrama esquemático de otra fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 12 y 13 son gráficas de una firma de campo lejano y espectro de amplitud de una fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 14 es un gráfica que compara los espectros de una fuente sísmica de referencia y una fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 15 es una gráfica de un espectro de amplitud de una fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 16 es un cuadro de flujo de un método para utilizar una fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 17 es un cuadro de flujo de un método para utilizar otra fuente sísmica de profundidad variable de acuerdo con una modalidad ilustrativa; y La Figura 18 ¡lustra una serpentina curveada.

DESCRIPCION DETALLADA La siguiente descripción de las modalidades ilustrativas se refiere a los dibujos anexos. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos identifican los mismos elementos o elementos similares. La siguiente descripción detallada no limita la invención. Más bien, el alcance de la invención está definido por las reivindicaciones anexas. Las siguientes modalidades se describen, para simplicidad, con respecto a la terminología y estructura de una disposición de fuente de profundidad variable siendo remolcada por un barco. Sin embargo, las modalidades que serán discutidas a continuación no están limitadas a disposiciones de fuente de profundidad variable, sino que más bien pueden ser aplicadas a otras fuentes sísmicas que tienen los puntos de fuente distribuidos a una pluralidad de profundidades, inclinadas o de otra manera.

La referencia a través de la especificación a "una modalidad" o "modalidad" significa que un aspecto, estructura o característica articular descrita con relación a una modalidad se incluye en al menos una modalidad de la materia objeto descrita. De esta manera, la aparición de las frases "en una modalidad" o "una modalidad" en varios lugares a través de la especificación no necesariamente hace referencia a la misma modalidad. Además, los aspectos, estructuras o características particulares pueden ser combinados en cualquier forma adecuada en una o más modalidades.

Tecnologías emergentes en prospecciones sísmicas marinas necesitan una disposición de fuente que logre una buena diversidad de volumen de pistola, espectro uniforme, fuerte espectros de baja frecuencia, y una supresión superior de muescas. Dicha disposición de fuente se desarrolló por los inventores de la presente y se ilustra esquemáticamente en la Figura 5A como la disposición de fuente 500. La disposición de fuente puede incluir solo una primera sub-disposición 502. Sin embargo, como se muestra en la Figura 5B, la disposición de fuente 500 puede incluir no solo la primera sub-disposición 502, sino que también una segunda sub-disposición 504. Disposiciones de fuente alternativas pueden tener más de dos sub-disposiciones.

La primera sub-disposición 502 tiene un flotador 506 que está configurado para flotar en la superficie de agua 508 o debajo del agua a una profundidad predeterminada. La pluralidad de puntos de fuente 510a-d están suspendidos del flotador 506 en una forma conocida (un ejemplo de esto se discute después en la Figura 10). Un primer punto de fuente 510a puede ser suspendido muy cerca de la cabeza 506a del flotador 506, a una primera profundidad z1. Un segundo punto de fuente 510b puede ser suspendido enseguida, a una segunda profundidad z2, diferente de z1. Un tercer punto de fuente 510c puede ser suspendido enseguida, a una tercera profundidad z3, diferente de z1 y z2, y así sucesivamente. La Figura 5A muestra, para simplicidad, solo cuatro puntos de fuente 510a-d, pero una implementación real puede tener cualquier número de puntos de fuente. En una aplicación, ya que los puntos de fuente están distribuidos a diferentes profundidades, los puntos de fuente a las diferentes profundidades no son simultáneamente activados. En otras palabras, la disposición de fuente se sincroniza, es decir, un punto de fuente más profundo es activado posteriormente (por ejemplo, 2 ms para una diferencia de profundidad de 3 m, cuando la velocidad del sonido en el agua es de 1500 m/s) de manera que las señales de sonido correspondientes producidas por la pluralidad de puntos de fuente coleasen, y de esta manera, toda la señal de sonido producida por la disposición de fuente aparece como una señal de sonido individual.

Las profundidades z1 a z4 de los puntos de fuente de la primera sub-disposición 502 pueden respetar varias relaciones. En una aplicación, las profundidades de los puntos de fuente se incrementan desde la cabeza hacia la cola del flotador, es decir, z1<z2<z3<z4. En otra aplicación, las profundidades de los puntos de fuente disminuyen desde la cabeza hacia la cola del flotador. En otra aplicación, los puntos de fuente están inclinados, es decir, provistos en una línea imaginaria 514. En otra aplicación más, la línea 514 es una línea recta. En otra aplicación adicional, la línea 514 es una línea curveada, por ejemplo, parte de una parábola, círculo, hipérbola, etc. En una aplicación, la profundidad del primer punto de fuente para la sub-disposición 502 es de aproximadamente 5 metros y la profundidad más grande del último punto de fuente es de aproximadamente 8 metros. En una variación de esta modalidad, la escala de profundidad es de entre 8.5 y 10.5 metros o entre 11 y 14 metros. En otra variación de esta modalidad, cuando la línea 514 es recta, las profundidades de los puntos de fuente se incrementan por 0.5 metros a partir de un punto de fuente hacia un punto de fuente adyacente. Aquellos expertos en la técnica podrían reconocer que estas escalas son ilustrativas y estos números pueden variar de prospección a prospección. Un aspecto común de todas estas modalidades es que los puntos de fuente tienen profundidades variables de manera que una sub-disposición individual exhibe puntos de fuente de niveles múltiples.

Una segunda sub-disposición 504, la cual se ilustra en la Figura 5B, también incluye un flotador 520 y una pluralidad de puntos de fuente 522a-d suspendidos desde el flotador 520. Las profundidades d1 a d4 de los puntos de fuente también varían desde el primer punto de fuente hasta el último punto de fuente en la sub- disposición 504. Aunque las profundidades d1-d4 pueden variar similar a las profundidades z1 a z4 de la primera sub-disposición, puede ser más ventajoso tener a las profundidades d1 a d4 complementando las profundidades z1 a z4 como se discute más adelante.

Por ejemplo, la profundidad z1 (la más pequeña de las profundidades d1 a d4) puede ser mayor que la profundidad más grande z4 de la primera sub-disposición 504. De esta manera, los puntos de fuente 522a-d pueden ser provistos en una línea 524 que, similar a la línea 514 de la primera sub-disposición, puede ser lineal, curveada, etc. En una aplicación, las profundidades de los puntos de fuente 522a-d se incrementan desde la cabeza hacia la cola del flotador, es decir, d1<d2<d3<d4. En otra aplicación, las profundidades de los puntos de fuente disminuyen desde la cabeza hacia la cola del flotador. En otra aplicación, los puntos de fuente están inclinados, es decir, provistos en la línea imaginaria 524. En otra aplicación más, la línea 524 es una línea recta. En otra aplicación, la línea 524 es una línea curveada, por ejemplo, parte de una parábola, círculo, hipérbola, etc. En una aplicación, la profundidad del primer punto de fuente para la sub-disposición 504 es de aproximadamente 5 metros, y la profundidad más grande del último punto de fuente es de aproximadamente 8 metros. En una variación de esta modalidad, la escala de profundidad es de entre 8.5 y 10.5 o entre 11 y 14 metros. En otra variación de esta modalidad, cuando la línea 524 es recta, la profundidad de los puntos de fuente se incrementa por 0.5 metros desde un punto de fuente hacia a un punto de fuente adyacente. Aquellos expertos en la técnica podrían reconocer que estas escalas son ilustrativas y estos números pueden variar de prospección a prospección. Un aspecto común de todas estas modalidades es que los puntos de fuente 522a-d tienen profundidades variables de manera que una sub-disposición individual exhibe puntos de fuente de niveles múltiples.

En otra modalidad adicional ilustrativa mostrada en la Figura 6A, la primera sub-disposición 502 tiene los puntos de fuente 510a-d distribuidos a profundidades de entre 5 y 8 metros, la segunda sub-disposición 504 tiene los puntos de fuente 520a-d distribuidos a profundidades de entre 8.5 y 10.5 metros, y una tercera sub-disposición 530 (también teniendo los puntos de fuente 530a-d distribuidos en una línea 534, que pueden ser lineales o curveados) tiene los puntos de fuente 530a-d distribuidos a profundidades de entre 11 y 14 metros. De esta manera, una disposición de fuente 600 cubre profundidades de entre 5 y 14 metros, con cada sub-disposición teniendo los puntos de fuente distribuidos sobre líneas imaginarias 514, 524, y 534, respectivamente, las líneas siendo lineales, curveadas, o una combinación de las mismas.

En una modalidad ilustrativa, las líneas imaginarias 514, 524 y 534 son líneas rectas y las profundidades de punto de fuente se incrementan con un paso predeterminado, s, (por ejemplo, 0.5 metros) no solo dentro de la misma sub-disposición, sino que también de sub-disposición a la siguiente sub-disposición. Sin embargo, en otra modalidad ilustrativa, las profundidades de punto de fuente se incrementan con un paso predeterminado, s 1 , para la primera sub-disposición, un segundo paso, s2, para la segunda sub-disposición y un tercer paso, s3, para la tercera sub-disposición. Los pasos pueden ser diferentes de sub-disposición a sub-disposición o iguales, es decir, s1=s2 = s3.

Por ejemplo, es posible obtener una disposición de fuente que tenga siete o más niveles de profundidad para los varios puntos de fuente que forman la disposición de fuente. La modalidad ilustrativa de la Figura 6A muestra cada punto de fuente estando provisto a una profundidad diferente, es decir, logrando 12 niveles de profundidad. Sin embargo, como se discutió previamente, los puntos de fuente pueden ser provistos en una línea curveada y no en una línea lineal (es decir, que no esté inclinada).

De acuerdo con otra modalidad ilustrativa, mostrada en la Figura 6B, los puntos de fuente no siguen la línea imaginaria 514 o 524 o 534, sino que más bien grupos de los puntos de fuente siguen estas líneas. La Figura 6B es una vista superior de una fuente 650 ilustrativa que tiene tres sub-disposiciones 660, 662, y 664. Los puntos de fuente para cada sub-disposición están agrupados en grupos G1 a G9, cada grupo incluyendo al menos un punto de fuente. Los grupos están distribuidos a diferentes profundidades D1 a D5. Una vista lateral de la primera sub-disposición 660 se muestra en la Figura 6C, y esta vista ilustra que cada grupo se proporciona a una profundidad dada y hay un incremento de paso (u otro incremento) desde un grupo hacía el siguiente grupo. Por ejemplo, el incremento puede seguir, como se discutió anteriormente, una línea recta o una curva (por ejemplo, parábola, círculo, hipérbola, etc.). Dos o más sub-disposiciones pueden tener la misma distribución de profundidad para las fuentes de punto. La Figura 6C muestra la primera sub-disposición 660 incluyendo un flotador 670 y al menos siete puntos de fuente 680a a 680g. Contacto umbilicales 682 conectan puntos de fuente adyacentes para proporcionar la energía, datos y/o aire comprimido según sea necesario para la operación de los dispositivos que hacen los puntos de fuente. La Figura 6D es una vista lateral de la segunda sub-disposición 662, la cual incluye un flotador 672 y una pluralidad de puntos de fuente 682a a 682g. Aunque la profundidad del grupo G4 se muestra igual a la profundidad del grupo G3 de la primera sub-disposición, en una modalidad, es posible que cada grupo tenga una única profundidad. Además, el número de puntos de fuente que pertenecen a un grupo puede variar de entre uno y N, en donde N es un número entero positivo.

Una relación entre la fuente muy poco profunda y la fuente más profunda en la disposición de fuente 600 o 650, por ejemplo, entre el punto de fuente 510a y el punto de fuente 530d, puede ser de 2.5, es decir, h4/z1 = 2.5. Dependiendo del tipo de prospección, esta relación, por consiguiente, puede ser modificada, por ejemplo, para ser de 1.5.

Al tener muchos niveles de profundidad para los puntos de fuente de la disposición de fuente, sobre una relación extendida de profundidades (por ejemplo, 2.5:1), la disposición de fuente novedosa puede lograr una fuerte energía de baja frecuencia, un espectro uniforme, y está casi libre de muescas fantasma de alta frecuencia. Estos requerimientos de conflicto requieren el uso de más sistemas variables y, al proporcionar muchas profundidades de punto de fuente, más variables son accedidas para lograr los objetivos de conflicto.

Como se observó previamente, un punto de fuente puede ser una pistola de aire. Se puede utilizar otro tipo de fuentes marinas (por ejemplo, pistola de agua, fuente vibratoria, etc.) en lugar de la pistola de aire. También, las modalidades ilustradas en las Figuras 6A-D son ilustrativas. Esto significa que muchas otras configuraciones pueden ser consideradas para lograr la diversidad de profundidad para los puntos de fuente. Por ejemplo, una sub-disposición puede tener los puntos de fuente distribuidos más profundos a medida que la distancia desde la cabeza del flotador se incrementa, mientras una siguiente sub-disposición tiene los puntos de fuente más profundos a medida que la distancia desde la colar del flotador se incrementa. Además, el número de puntos de fuente conectados a un flotador puede variar. La Figura 6A muestra cuatro puntos de fuente por flotador como una modalidad ilustrativa y no pretende limitar la invención.

Además, un punto de fuente puede incluir una o más pistolas. Por ejemplo, como se muestra en I a Figura 7A, un punto de fuente 510a individual incluye nada más que un solo dispositivo, por ejemplo, una pistola de aire. Sin embargo, si se proporcionan múltiples dispositivos en conjunto como un punto de fuente, una distancia entre estos múltiples dispositivos es así seleccionada y de esta manera sus ondas coalescen. La Figura 7B muestra dos puntos de fuente independientes, 700 y 702, conectados entre sí a través de un enlace mecánico 704. En este caso, el enlace mecánico 704 se emplea para mantener una distancia relativa entre los puntos de fuente, y cada uno de los puntos de fuente 700 y 702 está configurado para generar su propia onda sísmica. El enlace mecánico 704 puede ser configurado para ser más corto que, por ejemplo, 1.5 metros, de manera que las ondas emitidas por los puntos de fuente 700 y 702 coalescen y aparecen como una onda sísmica individual. En una modalidad, dos pistolas de aire forman un punto de fuente, pero una pistola de airea puede estar activa y la otra puede ser mantenida para redundancia u otros propósitos. Más o menos puntos de fuente pueden ser unidos a un solo flotador.

Los puntos de fuente pueden ser distribuidos en otras formas a lo largo de un flotador como se muestra en las Figuras 8 y 9. La Figura 8 muestra una modalidad en donde una sub-disposición de fuente 800 tiene puntos de fuente inclinados hacia abajo, hasta una distancia máxima 802 desde el flotador 804, después de lo cual los puntos de fuente se inclinan hacia arriba. La Figura 9 muestra una modalidad alternativa 900, en donde los puntos de fuente se proporcionan sobre una línea curveada 902. La línea curveada puede ser, como se discutió previamente, una parte de una parábola, hipérbola, círculo, etc. Si se utiliza el mismo perfil de línea curveada para los puntos de fuente para las tres sub-disposiciones que forman una disposición de fuente (por ejemplo, los puntos de fuente se proporcionan sobre la superficie de un cilindro), entonces la disposición de fuente puede generar ondas acústicas cilindricas si los puntos de fuente son encendidos apropiadamente. De forma alternativa, la disposición de fuente puede ser configurada de manera que los puntos de fuente se proporcionan sobre una superficie esférica, es decir, cada perfil curveado es parte de un círculo, las primera y tercera sub-disposiciones teniendo un mismo radio y la segunda sub-disposición teniendo un radio diferente (por ejemplo, mayor que las primera y tercera sub-disposiciones). En este caso, la disposición de fuente puede ser configurada para generar ondas esféricas.

En otra modalidad ilustrativa mostrada en la Figura 10, se ilustran los enlaces entres los puntos de fuente y las conexiones al barco remolque (no mostrado). La disposición de fuente 1000 incluye un flotador 1002 a partir del cual están suspendidas múltiples placas 1004 a profundidades dadas, por ejemplo, z1 a ze. En una aplicación, hay una placa 1004 para cada punto de fuente. En otra aplicación, hay una placa individual 1004 para todos los puntos de fuente. El flotador 1002 tiene un cuerpo que se extiende a lo largo de un eje longitudinal (X). Aunque las modalidades ilustrativas aquí discutidas muestran un flotador de línea recta, se observa que se pueden utilizar otras formas para el flotador, por ejemplo, círculo, elipse, etc. Se pueden utilizar cables 1006 para suspender las placas 1004 desde el flotador 1002. La pluralidad de puntos de fuente 1008a a 1008e forma la primera sub-disposición. Todos los puntos de fuente están suspendidos desde el mismo flotador 1002 a través de enlaces 1012 que substancialmente se extienden sobre un eje vertical (Z). Cada punto de fuente puede tener sus propios cables 1014 (eléctricos, aire comprimido, datos, etc.) para controlar y activar el punto de fuente (se observa que estos cables no se muestran para todas las fuentes). Los cables pueden ser protegidos a través de un alojamiento 1015. Con el fin de lograr el perfil inclinado mostrado en la Figura 10, la longitud de los cables 1006 necesita ser cambiada cuando una disposición de fuente tradicional es modificada con base en el concepto novedoso discutido anteriormente. En una aplicación, la longitud del alojamiento 1015 permanece substancialmente igual cuando las profundidades de los puntos de fuente son ajustadas, lo cual hace más fácil la implementación de este método en el campo.

En otras palabras, como será reconocido por aquellos expertos en la técnica, las conexiones entre las placas 1004 y los puntos de fuente 1008a-e y también entre los varios puntos de fuente 1008a-e son difíciles de modificar y/o cambiar. De esta forma, la fuente inclinada modifica la longitud de los cables 1006 para lograr el perfil deseado de profundidad variable y no los otros enlaces o cables.

Algunos de los puntos de fuente opcionalmente pueden ser conectados entre sí a través de varios medios 1016, por ejemplo, barras, cadenas, cables, etc. Una porción frontal de la primera placa 1004 y el primer punto de fuente 1008a también pueden ser conectados a través de una conexión 1018 a un cable umbilical 1020 que puede ser conectado al barco (no mostrado). Opcionalmente, un enlace 1022 puede conectar el flotador 1002 al cale umbilical 1020. El cable umbilical 1020 incluye varios cables y mangueras para proporcionar datos, energía y aire comprimido a y desde los puntos de fuente. En una aplicación, hay tres o más de dichos flotadores 1002 y los puntos de fuente correspondientes pueden formar la disposición de fuente 1000.

De acuerdo con otra modalidad ilustrativa mostrada en la Figura 11, una disposición de fuente 1100 incluye tres sub-disposiciones 1102, 1104, y 1106. Algunas sub-disposiciones incluyen al menos siete pistolas de aire 1110 provistas a dos niveles de profundidad D1 y D2. Por ejemplo, D1 puede ser de alrededor de 5 metros y D2 puede ser de alrededor de 7.5 metros. En otra aplicación, la relación de D2 a D1 es de aproximadamente 1.5. Aquellos expertos en la técnica podrían reconocer que se pueden utilizar otros niveles de profundidad según sea apropiado. En una aplicación, se observa que las distribuciones de profundidad (D1 y D2) de los puntos de fuente para la primera sub-disposición 1102 y la tercera sub-disposición 1106 son idénticas, mientras que la distribución de profundidad (D1) de los puntos de fuente para la segunda sub-disposición 1104 es diferente. La distribución de profundidad mostrada en la Figura 11 completamente no ajusta una fuente escalonada/inclinada como se discute en las modalidades previas ya que solo algunos puntos de fuente se proporcionan sobre una línea inclinada o curveada mientras que los puntos de fuente restantes se proporcionan sobre una línea horizontal. Además, la segunda sub-disposición tiene todos los puntos de fuente provistos sobre una línea horizontal. También se contemplan variaciones de esta configuración, es decir, la segunda sub-disposición teniendo al menos dos diferentes profundidades, o al menos una de las sub-disposiciones teniendo una distribución de puntos de fuente inclinados o curveados.

Al utilizar software especializado típico para la industria, la firma de tiempo y el espectro de amplitud de la disposición de fuente 1100 novedosa y una fuente de referencia se calcularon como se ilustra en las Figuras 12 y 13. La Figura 12 muestra una firma de tiempo (presión contra tiempo medido en la disposición de fuente), y la Figura 13 muestra el espectro de amplitud de la disposición de fuente novedosa de la Figura 11. La Figura 14 muestra el espectro de amplitud 1400 de la disposición de fuente tradicional sobreimpuesta en el espectro de amplitud 1410 de la disposición de fuente novedosa de la Figura 11. Se observa la muesca 1402 de la fuente tradicional y la falta de ésta en el espectro de amplitud 1410 de la fuente novedosa 110.

El espectro de amplitud de la disposición de fuente novedosa ilustrada en las Figuras 5-10 se muestra en la Figura 15. Más específicamente, la Figura 15 muestra el espectro de amplitud para la disposición de fuente novedosa ilustrada en la Figura 6B. Se observa la reducción del fantasma a alrededor de 100 Hz cuando se compara con la fuente tradicional, pero también con la disposición de fuente novedosa mostrada en la Figura 11.

De acuerdo con una modalidad ilustrativa, ahora se discutirá un método para generar una onda acústica debajo del agua con referencia a la Figura 16. El método incluye un paso 1600 de remolcar una disposición de fuente acústica marina debajo del agua, en donde la disposición de fuente acústica marica incluye una primera sub-disposición, un paso 1602 de conectar una pluralidad de primeros puntos de fuente de la primera sub-disposición a un primer flotador, y un paso 1604 de generar la onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente, en donde la pluralidad de primeros puntos de fuente se dividen en al menos tres grupos (G1 a G3), y cada grupo se proporcionar a primeras profundidades correspondientes (D1 a D3).

De acuerdo con otra modalidad adicional, se proporciona un método para generar una onda acústica debajo del agua como se muestra en la Figura 17. El método incluye un paso 1700 de remolcar, por abajo del agua, una disposición de fuente acústica marina que incluye una primera sub-disposición, un paso 1702 de conectar una pluralidad de primeros puntos de fuente a un primer flotador de la primera sub-disposición, y un paso 1704 de generar la onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente, en donde la pluralidad de primeros puntos de fuente se proporciona a primeras profundidades correspondientes (z1 a z4), cada primera profundidad siendo diferente de las otras primeras profundidades.

Las modalidades anteriores se discutieron sin especificar qué tipo de receptores sísmicos se utilizan para registrar los datos sísmicos. En este sentido, se conoce en la técnica utilizar, para una prospección sísmica marina, serpentinas que son remolcadas por uno o más barcos y las serpentinas incluyen los receptores sísmicos. Las serpentinas pueden ser horizontales o inclinadas o tener un perfil curveado como se muestra en la Figura 18.

La serpentina cueveada 1800 de la Figura 18 incluye un cuerpo 1802 que tiene una longitud predeterminada; una pluralidad de detectores 1804 provista a lo largo del cuerpo; y una pluralidad de aviadores 1806 provista a lo largo del cuerpo para mantener el perfil curveado seleccionado. La serpentina está configurada para fluir por debajo del agua cuando es remolcada de manera que la pluralidad de detectores se distribuye a lo largo del perfil curveado. El perfil curveado puede ser descrito por una curva parametrizada, por ejemplo, una curva descrita por (i) una profundidad z0 de un primer detector (medido desde la superficie de agua 1812), (ii), una inclinación s0 de una primera porción T del cuerpo con un eje 1814 paralelo con la superficie de agua 1812, y (iii) una distancia horizontal predeterminada hc entre el primer detector y un extremo del perfil curveado. Se observa que no toda la serpentina tiene que tener el perfil curveado. En otras palabras, el perfil curveado no debe ser construido para siempre aplicarse a toda la longitud de una porción 1808 de la serpentina. En otras palabras, la serpentina puede tener (i) solo una porción 1808 teniendo el perfil curveado o (ii) una porción 1808 teniendo el perfil curveado y una porción 1810 teniendo un perfil plano, las dos porciones estando unidas entre sí.

Una o más modalidades ilustrativas discutidas anteriormente produce una disposición de fuente de banda ancha mejor mientras la disposición de fuente suprime muescas en el espectro de amplitud al tener los puntos de fuente individuales provistos a diferentes profundidades con relación a la superficie del agua o el flotador. Además, se pueden utilizar flotadores existentes para la disposición de fuente novedosa con modificaciones mínimas. Los flotadores existentes no tienen que ser flotadores rectos pero pueden ser de otros tipos como es conocido en la técnica, por ejemplo, los flotadores utilizados con la fuente de ventilador o fuente de torre.

Las modalidades ilustrativas descritas proporcionan un sistema y un método para proporcionar una disposición de fuente de banda ancha escalonada. Se debe entender que esta descripción no pretende limitar la invención. De lo contrario, las modalidades ilustrativas pretenden cubrir alternativas, modificaciones y equivalentes, los cuales se incluyen en el espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas. Además, en la descripción detallada de las modalidades ilustrativas, se establecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar un entendimiento comprensivo de la invención reclamada. Sin embargo, un experto en la técnica podría entender que las varias modalidades pueden ser practicadas sin dichos detalles específicos.

Aunque los aspectos y elementos de las modalidades ilustrativas de la presente se describen en las modalidades en combinaciones particulares, cada aspecto o elemento puede ser utilizado solo sin los otros aspectos y elementos de las modalidades o en varias combinaciones con o sin otros aspectos y elementos aquí descritos.

Esta descripción escrita utiliza ejemplos de la materia objeto descrita para permitir a cualquier experto en la técnica p racticar la misma, incluyendo hacer y utilizar cualquiera de los dispositivos o sistemas y realizar cualquiera de los métodos incorporados. El alcance patentable de la materia objeto se define por las reivindicaciones, y pueden incluir otros ejemplos que se les puedan ocurrir a aquellos expertos en la técnica. Dichos otros ejemplos pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Una disposición de fuente acústica marina para generar una onda acústica en un cuerpo de agua, la disposición de fuente acústica marina comprende: una primera sub-disposición configurada para ser remolcada por un barco, la primera sub-disposición incluyendo un primer flotador y una pluralidad de primeros puntos de fuente conectados al primer flotador, en donde la pluralidad de puntos de fuente se divide en al menos tres grupos (G1 a G3) y cada grupo está provisto a primeras profundidades correspondientes (D1 a D3) y cada grupo incluye al menos un punto de fuente.

2. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende: una segunda sub-disposición configurada para ser remolcada por el barco y teniendo una pluralidad de segundos puntos de fuente, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente se divide en al menos tres grupos (G4 a G6) y cada grupo está provisto a segundas profundidades correspondientes.

3. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 2, en donde las primeras profundidades son diferentes de las segundas profundidades.

4. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 2, en donde las primeras profundidades traslapan con las segundas profundidades.

5. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las primeras profundidades se incrementan desde una cabeza del primer flotador hacia la cola del primer flotador.

6. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las primeras profundidades forman una primera línea recta imaginaria.

7. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente que forma una segunda sub-disposición se divide en al menos tres grupos (G4 a G6) y cada grupo se proporciona a segundas profundidades correspondientes, y las segundas profundidades forman una segunda línea recta imaginaria.

8. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las primeras profundidades forman una primera línea curveada.

9. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente que forma una segunda sub-disposición se divide en al menos tres grupos (G4 a G6) y cada grupo se proporciona a segundas profundidades correspondientes y las segundas profundidades forman una segundo línea curveada imaginaria.

10. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la segunda línea curveada es idéntica a la primera línea curveada de manera que la disposición de fuente tiene las pluralidades de los primeros y segundos puntos de fuente distribuidas sobre una superficie cilindrica.

11. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 9, en donde las primeras y segundas líneas curveadas son partes de un círculo pero tienen diferentes radios de manera que la disposición de fuente tiene la pluralidad de primeros y segundos puntos de fuente distribuida sobre una superficie esférica.

12. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente que forma una segunda sub-disposición se divide en al menos tres grupos (G4 a G6) y cada grupo se proporciona a segundas profundidades correspondientes y las segundas profundidades forman una primera curva imaginaria.

13. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una relación de (i) una profundidad más corta de las primeras profundidades y (ii) una profundidad más larga de las primeras profundidades es de aproximadamente 2.5.

14. Una disposición de fuente acústica marina para generar una onda acústica en un cuerpo de agua, la disposición de fuente acústica marina comprende: una primera sub-disposición que será remolcada por un barco, la primera sub-disposición incluyendo un primer flotador y una pluralidad de primeros puntos de fuente conectados al primer flotador, en donde la pluralidad de primeros puntos de fuente se proporciona a primeras profundidades correspondientes (z1 a z4), cada primera profundidad siendo diferente de las otras primeras profundidades.

15. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 14, que además comprende: una segunda sub-disposición teniendo una pluralidad de segundos puntos de fuente, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente se proporciona a segundas profundidades correspondientes (d1 a d4), cada segunda profundidad siendo diferente de las otras segundas profundidades.

16. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 14, en donde las primeras profundidades forman una primera línea recta.

17. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente que forman una segunda sub-disposición se proporciona a segundas profundidades correspondientes (d1 a d4), cada segunda profundidad siendo diferente de las otras segundas profundidades, y las segundas profundidades forman una segunda línea recta.

18. La disposición de fuente de acuerdo con la reivindicación 14, en donde las primeras profundidades forman una primera línea curveada, en donde la pluralidad de segundos puntos de fuente que forman una segunda sub-disposición se proporciona a segundas profundidades correspondientes (d1 a d4), cada segunda profundidad siendo diferente de las otras segundas profundidades, y las segundas profundidades forman un segunda línea curveada, y en donde la segunda línea curveada es idéntica a la primera línea curveada de manera que la disposición de fuente tiene la pluralidad de primeros y segundos puntos de fuente distribuidos sobre una superficie cilindrica.

19. Un método para generar una onda acústica por abajo del agua, el método comprende: remolcar una disposición de fuente acústica marina por abajo del agua, en donde la disposición de fuente acústica marina incluye una primera sub-disposición; conectar una pluralidad de primeros puntos de fuente de la primera sub-disposición a un primer flotador; y generar una onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente, en donde la pluralidad de primeros puntos de fuente se divide en al menos tres grupos (G1 a G3) y cada grupo se proporciona a primeras profundidades correspondientes (D1 a D3).

20. Un método para generar una onda acústica por abajo del agua, el método comprende: remolcar una disposición de fuente acústica marina que incluye una primera sub-disposición; conectar la pluralidad de primeros puntos de fuente a un primer flotador de la primera sub-disposición; y generar la onda acústica con la pluralidad de primeros puntos de fuente, en donde al pluralidad de primeros puntos de fuente se proporciona a primeras profundidades correspondientes (z1 a z4), cada primera profundidad siendo diferente de las otras primeras profundidades.