MX2013013457A

MX2013013457A - Dispositivo y metodo para la adquisicion continua de datos.

Info

Publication number: MX2013013457A
Application number: MX2013013457A
Authority: MX
Inventors: John Sallas; Robert Dowle; Laurent Ruet; Benoit Teyssandier
Original assignee: Cgg Services Sa
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-08-06
Also published as: WO2014076076A2; US8619497B1; CN103823235A; WO2014076076A3; NO20131504A1; AU2013254957A1; CA2833116C; BR102013029343A2; GB201320025D0; US20140133272A1; US9759827B2; CA2833116A1; GB2508095A; GB2508095B; DK201370680A

Abstract

Se describe un método para generar una señal de excitación para una primera fuente sísmica vibradora de manera que la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha. El método incluye un paso de determinar un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibradora; un paso de establecer un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibradora; y un paso de generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibradora basada en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo. Las primeras trazas sísmicas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera señal de excitación.

Description

DISPOSITIVO Y METODO PARA LA ADQUISICION CONTINUA DE DATOS ANTECEDENTES CAMPO TECNICO Las modalidades del tema aquí descrito generalmente se refieren a métodos y sistemas y, más particularmente, a mecanismos y técnicas para la adquisición continua de datos para exploración geofísica.

DISCUSION DE LOS ANTECEDENTES La sismología de reflexión es un método de exploración geofísica para determinar las propiedades de una porción de una capa de subterránea de la tierra, que es información especialmente útil en la industria de petróleo y gas. La sismología de reflexión marina se basa en el uso de la fuente controlada que envía ondas de energía a la tierra. Al medir el tiempo que toma que las reflexiones regresen a varios receptores, es posible estimar la profundidad y/o composición de las características que causan tales reflexiones. Estas características pueden asociarse con depósitos de hidrocarburos subterráneos.

Para aplicaciones marinas, las fuentes en uso común son esencialmente impulsivas (por ejemplo, se permite que el aire comprimido se expanda repentinamente). Una de las fuentes más utilizadas es pistolas de aire. Una pistola de aire produce una alta cantidad de energía acústica durante un tiempo corto. Tal fuente es remolcada por un recipiente a cierta profundidad a lo largo de la dirección X. Las ondas acústicas de la pistola de aire se propagan en todas direcciones. La pistola de aire libera instantáneamente grandes presiones y energía acústica pico. Tal fuente se ilustra en la Figura 1. Esta figura muestra un arreglo de fuentes 104 que se remolca detrás de un recipiente 101 a una profundidad superficial. Cuando se activa el arreglo de fuente, la energía acústica se acopla en el agua y se transmite a la tierra, en donde parte de la energía se refleja parcialmente de regreso desde el fondo del océano 113 y desde interfases de formación de roca 112 (capa de roca que tiene un cambio en impedancia acústica). Sensores o receptores 106 utilizados para registrar la energía reflejada incluyen hidrófonos, geófonos y/o acelerómetros. Los receptores pueden encapsularse en cualquiera de serpentinas llenas de fluido o sólidas 105 que también se remolcan mediante recipientes a profundidad superficial.

Actualmente, es típico que un recipiente remolque múltiples serpentinas con desviadores empleados para asegurar la separación de serpentina por una distancia fija. Con el fin de mantener la separación apropiada entre la serpentinas y fuentes, el recipiente se mueve hacia adelante continuamente, típicamente a una velocidad de aproximadamente 4 nudos (2 m /s). En algunos casos, la serpentina puede controlarse de manera que todos los receptores estén a u na profundidad común, o en otros casos los receptores en cada serpentina se controlan para seguir un perfil de profundidad particular.

Las serpentinas modernas están equipadas con resonadores, brújulas y boyas receptoras de GPS. Los resonadores son dispositivos equipados con aletas, separados a intervalos que están en comunicación con el recipiente para controlar la profundidad de la serpentina y atravesar la posición espacial. Alternativamente, los receptores pueden ser estacionarios y colocados sobre el fondo del océano como nodos autónomos o en un cable de fondo del océano.

Dependiendo del tipo de sensor, se registra la energía de retorno como una variación de presión, velocidad o aceleración como una función de tiempo en cada posición de receptor. La combinación de los registros hechos en múltiples ubicaciones de fuente y receptor puede utilizarse para formar una imagen de las características subterráneas de la tierra. Las imágenes formadas de sismología de reflexión se utilizan para localizar estructuras que son indicativas de depósitos de petróleo y/o gas.

Sin embargo, el contenido de frecuencia de fuentes impulsivas no es completamente controlable, y se seleccionan diferente número, tamaños y/o combinaciones de fuentes de pistola de aire dependiendo de las necesidades de una prospección particular. Además, el uso de fuentes impulsivas puede poseer ciertas preocupaciones de seguridad y ambientales.

De esa forma, otra clase de fuentes que puede utilizarse es fuentes vibradoras. Para fuentes vibradoras, la estimulación de señal de fuente es típicamente un gorjeo o chirrido (señal de excitación de onda de seno de frecuencia barrida durante un ancho de banda de barrido predeterminado durante un intervalo de tiempo predeterminado). El arreglo de fuente emite un gorjeo sobre una longitud de barrido dada a medida que se remolca mediante un recipiente móvil. Típicamente, después de algún periodo de restablecimiento de instrumento y/o tiempo de escucha, el gorjeo se repite para iniciar un nuevo registro para la nueva de fuente/receptor. De esa forma, un registro no procesado típico incluye tanto tiempo de barrido como de escucha. Puede emplearse una correlación para colapsar los datos para producir un registro que es similar a lo que puede obtenerse utilizando una fuente impulsiva. La técnica de utilizar una fuente vibratoria seguida por correlación para colapsar los datos se llama Vibroseis.

Una alternativa a la correlación es decon volución de firma de fuente, por lo cual se utiliza una señal de fuente medida para convertir la señal de fuente extendida a un impulso, que involucra el desempeño de alguna forma de división espectral. En la deconvolución de firma de fuente, se toman una transformada rápida de Fourier (FFT), de una señal recibida y una señal de fuente medida utilizando datos no correlacionados o correlacionados. Se forma un cociente espectral en el cual se divide el espectro recibido entre el espectro de frecuencia de fuente a cada frecuencia. Un arreglo que incluye los cocientes espectrales resultantes se convierte de nuevo al dominio de tiempo utilizando una operación de transformada inversa de Fourier (IFFT), para recuperar la respuesta de impulso terrestre.

Generalmente, los datos sísmicos adquiridos en prospecciones marinas son superiores a aquellos recolectados en prospecciones terrestres. El acoplamiento de fuente en agua es mucho mejor y homogéneo que para tierra. En tierra, el acoplamiento de fuente es mucho más variable que en el mar debido a que los vibradores se agitan sobre superficies que pueden cambiar rápidamente de arena a rocas a troncos de árbol, caminos, lodo, etc. El ambiente marino es generalmente más tranquilo que para prospecciones terrestres resultando en registros con niveles de ruido ambiente inferiores.

Sin embargo, existen problemas especiales que surgen en la sismología marina. Debido a que la fuente está localizada bajo la superficie del agua, esto da surgimiento a un evento de reflexión de superficie denominado como un fantasma de superficie. El coeficiente de reflexión acústica de la superficie es esencialmente -1, de manera que las ondas de presión ascendente irradiadas por la fuente se someten a una inversión de polaridad cuando se reflejan hacia abajo fuera de la superficie del agua. Estos fantasmas interfieren destructiva y constructivamente con la energía irradiada primaria desde la fuente para producir picos espectrales y muescas en el espectro de energía de la energía irradiada.

La Figura 2 ilustra el efecto del fantasma de fuente sobre el espectro de energía de una señal que se propaga verticalmente generada por dos fuentes. La curva 200 corresponde a una fuente que opera a una profundidad de 20 m y tiene muescas en su espectro en aproximadamente 0, 33.5, 75, 112.5 y 150 Hz. Para la curva 202, la fuente está a 5 m de profundidad y las muescas en su espectro aparecen a 0 y 150 Hz. Las curvas en la Figura 2 han sido normalizadas a sus valores pico respectivos. El fantasma de superficie produce energía constructiva para producir los picos de curva en la Figura 2.

También se observa que en el extremo muy bajo del espectro y bajo 30 Hz, la fuente a 20 m de profundidad tiene significativamente más salida que la fuente superficial. De esa forma, si no se atienden estos fantasmas, pueden conducir a deficiencias espectrales en los datos de reflexión. Las frecuencias a las cuales ocurren estas muescas son una función de la profundidad de superficie y la trayectoria del rayo. Ya que la mayoría de la energía útil para iluminación acústica en sismología de reflexión está cerca de la vertical, las muescas espectrales producidas para trayectorias de rayo c erca de la vertical son de interés particular. Las deficiencias en el contenido espectral de la energía de fuente irradiada pueden comprometer la calidad y resolución de la imagen procesada.

Otro asunto de preocupación para fuentes vibradoras marinas es el hecho que la energía irradiada se esparce con el tiempo. Debido al recipiente, la fuente y los receptores se están moviendo, el tiempo y el espacio están acoplados matemáticamente. Si las fuentes emiten una señal de frecuencia de barrido, el espectro de fuente cambia a medida que se mueve la fuente. La energía recibida también se afectará por el movimiento. Generalmente, una corrección para el movimiento del receptor es más fácil de calcular que una corrección para el movimiento de fuente, debido a que durante una prospección, el recipiente se mueve en una línea recta a velocidad constante y los receptores se siguen entre si. De esa forma, durante un barrido, uno o más receptores pasarán sobre la misma posición. Por lo tanto, un método de interpolación simple podría emplearse para combinar receptores adyacentes p ara crear un receptor virtual que parece estacionario.

Para gorjeos, entre más baja sea la velocidad de barrido, y/o a medida que se aumenta la frecuencia, mayor será la dispersión de fase resultante causadas por desplazamiento Doppler de la señal de barrido de fuente. En este aspecto, Alien (Patente de E.U.A. No. 6,049,507) enseña un método para corregir el movimiento de fuente al clasificar los datos en fragmentos de inmersión constante al transformar los datos en el dominio F-K (onda-número de frecuencia), calcular y aplicar la corrección de movimiento necesaria para cada fragmento y entonces resumir los resultados.

Justo como sus contrapartes terrestres, las fuentes vibratorias marinas tienen límites de salida espectrales impuestos sobre ellos por restricciones de sistema. Estas restricciones pueden ser mecánicas, por ejemplo la carrera de accionador puede limitar la cantidad de desplazamiento de un impulsor acústico limitando con ello el contenido de baja frecuencia temporal de pico máximo de un barrido. Para vibradores marinos dirigidos por accionadores hidráulicos, la velocidad de flujo de bomba máxima puede limitar la velocidad de impulsor y la presión de suministro hidráulico puede limitar la fuerza que puede desarrollarse a alta frecuencia. O, como pues ser el caso para fuentes vibradoras dirigidas por accionadores electromagnéticos, los componentes electrónicos pueden imponer restricciones de salida acústica a otras frecuencias debido a límites de voltaje y/o corriente.

Recientemente, se ha descrito un número de métodos de adquisición de fuente simultánea principalmente para usarse en prospecciones sísmicas terrestres que son útiles para aumentar la velocidad a la cual pueden adquirirse datos, reduciendo con ello la cantidad de tiempo requerida para conducir una prospección. Becquey (Patente de E.U.A. No. 6,704,245) describe un método para la adquisición simultánea de datos de Vibroseis que requiere el uso de secuencias codificadas binarias de longitud máxima en combinación con cambio circular.

Se describen dos esquemas. En una realización, todas las fuentes utilizan versiones atrasadas en tiempo de la misma secuencia codificada, con cada arreglo de fuente utilizando un retraso único. Se emplea correlación circular para separar las contribuciones de cada fuente y entonces seleccionar el intervalo de interés atribuido a un retraso en tiempo de fuente particular. En una implementación alterna, se seleccionan códigos de longitud máxima únicos para cada arreglo de fuente, y los diferentes códigos se seleccionan para correlacionarse débilmente de manera mutua. Las señales se emiten simultáneamente a la tierra y un registro compuesto contiene la superposición de las emisiones de fuente, cada una involucrada con la respuesta de impulso terrestre representativa de la trayectoria de señal de la fuente a través de la tierra y el receptor. La correlación cruzada circular de los datos recibidos con las diferentes secuencias codificadas se utiliza para separar las contribuciones de fuente al registro compuesto.

Sin embargo, Becquey no enseña cómo construir señales de banda limitada de longitud arbitraria que no confían en códigos binarios de longitud máxima. Además, Becquey no describe cómo modificar secuencias pseudo-aleatorias para adaptarse mejor a su implementación sobre hardware real.

Sallas y Gibson (Patente de E.U.A. No. 7,859,945, cuyo contenido completo se incorpora aquí parar referencia) enseñan un método para generar y separar emisiones simultáneas de vibradores sísmicos terrestres. Ese método crea señales pseudo-aleatorias que únicamente están correlacionadas débilmente en una ventana de tiempo de interés. Estas señales se emiten simultáneamente a la tierra por vibradores que ocupan diferentes ubicaciones. La señal superpuesta, después de desplazarse a través de la tierra, se registra utilizando una línea de receptor compartida. El registro compuesto está correlacionado y se coloca en ventanas con las varias señales de estimulación así como señales de fuente medidas.

Después de transformar las señales correlacionadas en ventanas en el dominio de frecuencia utilizando FFT, se utiliza un método de separación de matriz para separar los cálculos de fuente individuales de frecuencia por frecuencia. Los vectores de matriz resultantes entonces se transforman de manera inversa por frecuencia, de nuevo al dominio de tiempo, creando con ello un esquema de deconvolución de firma de fuente útil.

Smith (Patente de E.U.A. No. 6,942,059) enseña un método por el cual se despliegan múltiples vibradores marinos a diferentes profundidades para formar un arreglo de fuente compuesta. Para cada profundidad se prescribe un barrido de gorjeo único o grupo de barridos. Las contribuciones de fuente para cada profundidad pueden separarse en virtud del hecho que cubren diferentes anchos de banda y/o tienen diferentes velocidades de barrido y/o tienen frecuencias que se traslapan a diferentes tiempos. El objetivo de Smith es doble: aumentar la productividad al cubrir el ancho de banda sísmico general más rápidamente y eliminar el fantasma de fuente y las muescas espectrales resultantes creadas por reflexiones de superficie.

Una dificultad práctica con este aspecto es que no requiere un alto nivel de energía d e salida de fuente combinado que sea c apaz de lograr su objetivo mencionado de adquirir una recolección de tiro en el mismo tiempo que se hace con pistolas de aire (típicamente 6s).

Para ayudar a mitigar problemas asociados con restricciones de equipo, Begaini (Patente de E.U.A. No. 7,327,633) describe un método que toma una restricción de baja frecuencia debido a la carrera de accionador en cuenta en el diseño de barridos de gorjeo de vibrador. Sallas (Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2011/0085416) proporciona una extensión de ancho de banda de vibrador mientras honra múltiples restricciones de equipo y ambientales. Ambos documentos atienden sólo la adquisición de Vibroseis cuando se van a emplear barridos de onda de seno de barrido (gorjeos).

En la adquisición sísmica, se desea realizar la prospección en la cantidad más corta de tiempo posible. Entre más rápido pueda adquirirse un volumen de datos sin comprometer significativamente la cantidad, menor será el costo de adquisición de datos. De esa forma, un método que puede registrar contiene simultáneamente datos de registro de varias fuentes sin parada es valioso. No existe la necesidad de iniciar y detener repetidamente el registro. Además, un sistema que permite flexibilidad en la forma en que pueden analizarse posteriormente datos registrados, durante procesamiento, proporciona un aspecto en el cual puede aumentar la densidad de tiro para mejorar el muestreo espacial de prospección si se desea.

De esa forma, existe una necesidad de proporcionar un método para reducir un tiempo de adquisición de una prospección sísmica realizada con una fuente vibradora.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con una modalidad ilustrativa, existe un método para generar una señal de excitación para una primera fuente sísmica vibradora de manera que la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha. El método incluye un paso de determinar un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibradora; un paso de establecer un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibradora; y un paso de generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibradora basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo. Las primeras trazas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera fuente sísmica vibradora.

De acuerdo con otra modalidad ilustrativa, existe un dispositivo de cómputo para generar una seña de excitación para una primera fuente sísmica vibradora de manera que la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha. El dispositivo de cómputo incluye una interfase configurada para recibir un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibradora, y para recibir un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibradora. El dispositivo de cómputo además incluye un procesador conectado a la interfase y configurado para generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibradora basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo. Las primeras trazas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera fuente sísmica vibradora es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera fuente sísmica vibradora.

De acuerdo con otra modalidad ilustrativa, existe un medio legible por computadora que incluye instrucciones ejecutables por computadora, en donde las instrucciones, cuando se ejecutan por un procesador, implementan el método discutido anteriormente.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos anexos, que se incorporan en y constituyen una parte de I a e specificación, ilustran una o más modalidades y, junto con la descripción, explican estas modalidades. En los dibujos: La Figura 1 ilustra un sistema de prospección sísmica marina tradicional; La Figura 2 es una gráfica que compara el efecto que tiene una reflexión fantasma de superficie sobre un gráfico de densidad espectral de energía para fuentes ideales que operan a dos diferentes profundidades; La Figura 3 ilustra un sistema de prospección sísmica de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 4 es un diagrama esquemático de un sistema de adquisición de datos vibradores marinos de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 5 es un diagrama esquemático de una fuente vibradora marina de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 6A-6B son cuadros que muestran varias restricciones que limitan una salida vibradora de acuerdo con una modalidad ilustrativa.

La línea la Figura 7 es un cuadro de flujo de un método para determinar señales de estimulación pseudo-aleatorias para operar continuamente dos fuentes vibradoras de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 8 es cuadro de flujo de un método para determinar señales de estimulación pseudo-aleatorias continuas para una fuente vibradora de baja frecuencia de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 9 es un cuadro de flujo de un método para determinar señales de estimulación pseudo-aleatorias continuas para una fuente vibradora de alta frecuencia de acuerdo con una modalidad ilustrativa ; Las Figuras 10A-10C son una ilustración de dos espectros objetivo de amplitud de fuente y el espectro compuesto objetivo resultante de acuerdo con luna modalidad ilustrativa; Las Figuras 11A-11B son una ilustración de las secuencias de simulación de origen de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 12A-12B son una ilustración de las secuencias de estimulación finales de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 13A-13C son magnitudes de correlación auto- y cruzada- circular de las señales de estimulación finales de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 14 es un diagrama esquemático de un modelo acústico simple que ilustra una llegada directa, fantasma de superficie y trayectorias de rayo de reflexión subterráneas de acuerdo con una modalidad ilustrativa.

La Figura 15 ilustra el análisis del registro de datos continuos adquiridos de acuerdo con una modalidad ilustrativa.

La Figura 16 es un cuadro de flujo que ¡lustra un método para separar el registro combinado de acuerdo con una modalidad ilustrativa.

Las Figuras 17A-17B ilustran una función de ventana de fuente y receptor empleada en un procedimiento de separación de acuerdo con una modalidad ilustrativa.

Las Figuras 18A-18D ilustran un tren de ondas que resultan de la correlación cruzada de los datos de receptor con señales de estimulación de fuente de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 19A-19D ilustran un tren de ondas que resultan del procedimiento de deconvolución de separación/firma de fuente de acuerdo con una modalidad ilustrativa; Las Figuras 20A-20D ilustran un tren de ondas que resultan del procedimiento de deconvolución de separación/firma de fuente después de la remoción de fantasma de fuente de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 21 ilustra una fuente vibradora terrestre que puede configurarse para barrido continuo de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 22 es un cuadro de flujo de un método para generar una señal de excitación para una fuente sísmica vibradora de manera que la fuente sísmica vibradora se dirija sin tiempo de escucha de acuerdo con una modalidad ilustrativa; La Figura 23 ilustra una serpentina de perfil curveado.

DESCRIPCION DETALLADA La siguiente descripción de las modalidades ilustrativas se refiere a los dibujos anexos. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos identifican elementos iguales o similares. La siguiente descripción detallada no limita la invención. A su vez, el alcance de la invención se define por las reivindicaciones anexas. Las siguientes modalidades se discuten, para simplicidad, con respecto un método para crear un grupo de señales de simulación pseudo-aleatorias continuamente repetidas para vibradores marinos. Sin embargo, las modalidades que se discutirán a continuación no están limitadas a una fuente sísmica marina, pero pueden a aplicarse otras estructuras que generan una onda sísmica que tiene un rango de frecuencia controlado, por ejemplo, una fuente sísmica terrestre.

La referencia a través de la especificación a "una modalidad" o "modalidad" significa que se incluye un aspecto, estructura, o característica particular descrita en conexión con una modalidad al menos en una modalidad del tema descrito. De esa forma, la aparición de las frases "en una modalidad" o "en modalidad" en lugares a través de la especificación no necesariamente está haciendo referencia a la misma modalidad. Además, los aspectos, estructuras, o características particulares pueden combinarse en cualquier forma adecuada en una o más modalidades.

De acuerdo con una modalidad ilustrativa, existe un método para crear un grupo de señales de estimulación pseudo-aleatorias continuamente repetidas que están correlacionadas mutuamente de manera débil durante un tiempo de escucha. Las señales pueden modificarse para honrar límites de fuente para ayudar a minimizar la salida irradiada sometida a esas restricciones. El grupo de señales pseudo-aleatorias puede descargarse en una unidad de interfase de fuente (una computadora y/u otro instrumento electrónico adecuado que haya sido programado y configurado para estimular y controlar uno o más grupos de vibradores marinos). Los vibradores marinos y sensores de receptor se remolcan detrás de un recipiente (o recipientes) equipado con la unidad de interfase de fuente, un sistema de registro de datos, un equipo de control de navegación y serpentina de fuente. Alternativamente, se anticipa que los sensores de receptor también pueden ser estacionarios, por ejemplo, desplegados en nodos autónomos sobre el lecho del océano o en un cable de fondo del océano.

Con comando por la unidad de interfase de fuente, el grupo de señales pseudo-aleatorias se emite simultáneamente por varias fuentes vibradoras o arreglos de fuente desplegados a diferentes profundidades o ubicaciones y registrados en receptores comunes para formar un registro compuesto. Por ejemplo, las fuentes vibradoras pueden ser ubicadas a dos diferentes profundidades, a lo largo de una curva de profundidad variable parametrizada, etc. para simplicidad, en lo siguiente, se considera que las fuentes vibradoras están ubicadas a dos diferentes profundidades. El método puede incluir algoritmos para separar el registro compuesto en recolecciones de tiro correspondientes a cada arreglo de fuente. Las contribuciones separadas entonces pueden combinarse en pasos de procesamiento subsecuentes para mitigar problemas asociados con fantasmas de fuente, y movimiento de fuente/receptor. Estos conceptos novedosos se discuten ahora con más detalle.

Cambiando a la Figura 3, un recipiente 301 remolca un flotador 302 que puede dirigirse a la superficie del mar. Se suspenden dos fuentes marina 303 y 304 del flotador 302 (o diferentes flotadores) a diferentes profundidades fijas. Las fuentes 303 y 304 pueden incluir uno o más vibradores, suspendidos de uno o más flotadores. La fuente vibradora de baja frecuencia 303 se despliega a una primera profundidad, por ejemplo 20 m. Al mismo tiempo, la fuente vibradora de alta frecuencia 304 se remolca a una profundidad superficial, por ejemplo 5 m. El recipiente 301 también remolca la serpentina 305 que contiene múltiples receptores 306 (típicamente hidrófonos que son sensibles a señales de presión de sonido en agua). Múltiples hidrófonos típicamente están interconectados para formar un arreglo en línea de receptor que puede abarcar 12.5 m; esto se denomina como un "grupo de receptor" con un "intervalo de grupo" de 12.5 m.

La serpentina está equipada con convertidores A/D (no mostrados) para digitalizar cada grupo de receptor enviado con los datos digitalizados enviados a través de cable de fibra eléctrica u óptica de regreso al receptor que se va registrar. Además, un desviador 307 puede utilizarse para jalar la sección de serpentina fuera de un ancho operativo prescrito. En desviador está fijado al recipiente a través de un conductor en la sección 308. También existe una sección de estiramiento 309 localizada entre el desviador 307 y la serpentina 305 para mitigar ruidos de remolcado y reducir fuerzas de tirón sobre las serpentinas que puede ser muy largas, planteando una carga de inercia correspondientemente grande. Se observará que puede desplegarse un recipiente diferente para remolcar las fuentes separadamente del recipiente utilizado para remolcar la serpentina(s). Observar también que en lugar de un flotador, un encabezado sumergido equipado con superficies de control (aletas) podría remolcarse detrás del bote con la superficie siguiéndolo, mitigando con ello variaciones de ruido y profundidad de fuente debido a abultamientos.

Las dos fuentes 303 y 304 están equipadas con electrónica adecuada para dirigir/controlar sus accionadores y recibir energía del recipiente y controlar comandos a través de cables 310 y 311 que conectan la unidad de interfase de fuente 320 del recipiente. Las serpentinas pueden estar equipadas con sistemas GPS en boyas de cola (no mostradas), resonadores (no mostrados) para control de profundidad y posición de serpentina, brújulas (no mostradas) a intervalos a lo largo de la longitud de serpentina y/u otros dispositivos útiles para medir forma de posición y/o para medir la posición de serpentina y/o forma de serpentina (esta información es útil para determinar las posiciones de grupo de receptor para cada punto en el tiempo). Al trazar una trayectoria de rayo de energía, por ejemplo, una emisión acústica por vibrador marino 303, se observa que el rayo se propaga través del agua, pasa a través del fondo del océano 313 en donde puede golpear un reflector, por ejemplo, un punto localizado sobre una interfase 312 entre dos capas subterráneas (por ejemplo, una capa de hendidura y una capa de roca). Una porción de la energía incidente se refleja de regreso hacia la superficie y se propaga de regreso a través del fondo del océano 313 y a través del agua en donde la energía reflejada golpea un hidrófono 306. El transductor de hidrófono convierte la energía acústica recibida en la energía eléctrica que se muestrea por un convertidor A/D en un valor numérico. Los datos digitales son multiplexados con datos recibidos por otros grupos de receptor y se transmiten a través de la serpentina 305 de regreso al sistema adquisición sísmica a bordo en donde se registran. Al mismo tiempo, se digitaliza una señal representati a de la salida de vibrador desde la fuente 303 y se transmite de nuevo al recipiente a través de un conducto de transmisión de datos localizado en el cable 310 para integración con el grupo de datos de receptor.

Un ejemplo de un sistema de adquisición de datos sísmicos se muestra en la Figura 4. El sistema de adquisición de datos sísmicos 400 puede incluir una consola de usuario 406 (por ejemplo: un teclado, botones, interruptores, pantalla táctil y/o palanca de mandos) para proporcionar un medio para que el personal ingrese comandos y configuración en el sistema. Un dispositivo de presentación 407 puede utilizarse para mostrar: posición de serpentina, representaciones visuales de datos adquiridos, información de estado de fuente y de receptor, información de retrospección y otra información importante para el procedimiento de adquisición de datos sísmicos. Una unidad de inferíase de fuente y receptor 403 recibe los datos sísmicos de hidrófono a través del conducto de comunicación de serpentina 402 así como información de posición de serpentina; el enlace es bidireccional de manera que pueden enviarse también comandos a los resonadores para mantener posicionam iento de serpentina apropiado. La unidad de inferíase de fuente receptor 403 también se comunica bidireccionalmente con las fuentes a través del conducto de comunicación de fuente 401. La estimulación de fuente, señales de control de fuente, señal de salida de fuente medida, información de estado de fuente pueden intercambiarse a través de este enlace entre el sistema de adquisición de datos sísmicos y el controlador de vibrador marino. La consola de usuario 406, la unidad de interfase de fuente receptor 403, una unidad de procesalmente 405, unidad de almacenamiento de datos 404 y la presentación 407 están todas enlazadas juntas a través de un conductor común de comunicación de sistema adquisición de datos sísmicos 408. El conductor común 408 permite una trayectoria de datos para cosas como: la transferencia de almacenamiento de datos que se origina de cualquiera de los sensores de fuente o receptores de serpentina; para unidad de procesamiento 405 para acceder a datos almacenados contenidos en la memoria de unidad de almacenamiento de datos 404; para que la unidad de procesamiento 405 envíe información para presentación visual a la unidad de presentación 407; o para que el usuario envíe comandos a los programas operativos del sistema que pueden residir en cualquiera de la unidad de procesamiento 405 o la unidad de interfase de fuente y receptor 403.

Un ejemplo de un elemento de fuente vibradora (303 o 304) se discute ahora con respecto a la Figura 5. El elemento fuente 500 se configura como un impulsor doble. Pueden utilizarse otros tipos de elementos de fuente. En esta modalidad, el elemento de fuente acústica 500 emplean accionadores electromagnéticos de imán móviles, pero a su vez pueden utilizarse implementaciones alternas que emplean accionadores neumáticos o hidráulicos de bobina móvil. El impulsor doble e stá compuesto de un compartimento 516 que es presurizado con aire para equilibrar la presión hidrostática del agua a profundidad.

El aire presurizado externo puede suministrarse a través de una manguera (no mostrada) a un tanque de aire localizado en el flotador 302 o a un tanque o compresor de aire localizado en el recipiente 301. Un controlador vibrador 501 recibe señales de estimulación y energía eléctrica externa desde la unidad de interfase de fuente y receptor 403 localizada en el recipiente. El controlador de vibrador 501 contiene un sistema de control de retroalimentación para asegurar que la salida acústica esté sincronizada y coincida espectralmente con la señal de simulación. El controlador vibrador 501 puede incluir: suministro de energía DC para convertir energía AC del recipiente; amplificadores de energía adecuados para impulsar los estatores 500 y 503 de los accionadores de imán móviles; una CPU programada para ejecutar algoritmos de control; un grupo de convertidores A/D para digitalízar señales de retroalimentación; y pequeña unidad de comunicaciones para guardar en memoria intermedia, enviar y recibir señales hacia/desde la unidad de interfase de fuente y receptor 403.

Cuando el controlador de vibrador 501 recibe una señal de excitación, su amplificador de energía aplica una corriente a las bobinas 502 y 503 que están montadas dentro de una estructura de estator de lámina de acero. Cuando la corriente de bobina cambia, el campo magnético cambia en el circuito magnético formado entre el ensamble de estator, espacio de aire y armadura de imán permanente. Los imanes permanentes localizados en la armadura 504 y 505 reaccionan al cambio en el campo magnético de espacio de aire y causarán que la armadura se someta a movimiento lineal. Las armaduras de imán móvil 504 y 505 están unidas rígidamente a pistones 508 y 509, respectivamente, que están en contacto con el agua circundante.

Los cojinetes 506 y 507 mantienen la armadura centrada. Los resortes 510 y 511, por ejemplo, resortes de hoja, ayudan a mantener la alineación apropiada así como a proporcionar un centrado de fuerza cero. Los pistones 508 y 509 están conectados al compartimento 516 alrededor de su perímetro a través de un mecanismo de sellado circunferencial 512 y 513, que pueden formarse con fuelles metálicos, u otros medios adecuados que permiten el movimiento axial mientras al mismo tiempo previenen entrada de agua al interior del compartimento. Los pistones 508 y 509 son de aproximadamente 1 m de diámetro.

Un sensor de desplazamiento, por ejemplo LVDT 517 y 518 proporciona información de retroalimentación de posición de pistón al controlador de vibrador 501, que puede utilizarse por un regulador neumático localizado dentro del controlador de vibrador para mantener un equilibrio hidrostático. Sensores de aceleración, por ejemplo, acelerómetros 514 y 515 están fijados a los pistones de manera que puede medirse la aceleración axial de los pistones. Para fuentes que son pequeñas comparadas con la longitud de onda de sonido en agua, la aceleración de pistón proporciona un estimado útil de la salida acústica de fuente. La salida de LVDT 517 y 518, en combinación con señales de acelerómetro 514 y 515, puede combinarse en el controlador de vibrador para proporcionar retroalimentación útil para ajusfar la salida de amplificador de energía para asegurar que la aceleración de pistón coincide con la señal de excitación de fuente. El controlador de vibrador 501 está configurado para que el movimiento de pistón se sincronice con ambos pistones moviéndose hacia fuera juntos o hacia dentro juntos, actuando con ello como una fuerza acústica volumétrica. En virtud del hecho que la fuente es simétrica, tiende a mitigar vibración de compartimento no deseada. La señal de los acelerómetros 514 y 515 se digitaliza por el controlador de vibrador 501 y se transmite de nuevo a la unidad de interfase de fuente y receptor 403 para integración de los datos del receptor.

A partir de esta descripción de la fuente, se puede apreciar que existen tanto límites eléctricos como mecánicos para el accionador de fuente. Para un accionador electromagnético, los límites pueden incluir: límites de carrera impuestos por desplazamiento de accionador; restricciones de velocidad debido a problemas sobre vida de desgaste de cojinetes, bujes y sellos; restricciones de aceleración para evitar cavitación para fuentes que operan a profundidad superficial; restricciones de corriente debido a problemas de desempeño de amplificador o accionador de energía; y restricciones de voltaje debido al suministro de energía, calificaciones de amplificador, o división de aislamiento de cable. Para ilustrar esta idea, considerar restricciones de salida para un vibrador de baja frecuencia (LFV) que se remolca a una profundidad de 20 m y un vibrador de alta frecuencia (HFV) que se remolca a una profundidad de 5 m. Debido a que los rangos de frecuencia para LFV y HFV son diferentes, se puede apreciar que para optimizar el desempeño, el tamaño y calificaciones para los varios componentes utilizados en los impulsores LFV y HFV pueden ser diferentes, presentando con ello diferentes restricciones de equipo. Para este ejemplo, considerar las siguientes calificaciones de equipo: límites pico de LFV: desplazamiento = 14 mm velocidad = 2 m/s corriente = 40 A voltaje = 400 V, y para límites pico de HFV: desplazamiento = 7 mm velocidad = 2 m/s corriente = 40 A voltaje = 400 V.

Haciendo referencia ahora las Figuras 6A y 6B, la restricción impuesta sobre aceleración de pistón pico contra frecuencia se gráfica debido a cada límite pico mecánico o eléctrico que aplicaría bajo estimulación sinusoidal. Debido a que las condiciones de acoplamiento de fuente operativas/acústicas son tan uniformes en el ambiente submarino, el desempeño del accionador es muy estable/predecible. Las restricciones para el LFV se ilustran en la Figura 6A y para el HFV se ilustran en la Figura 6B (no se muestra la restricción de velocidad, debido a que para este ejemplo no restringe el desempeño). Mediante modelado, utilizando la información proporcionada por el fabricante, o por medición empírica, las varias funciones de transferencia que se refieren a la salida de aceleración de pistón a la variable de entrada de interés pueden calcularse. La aceleración de salida de pistón resultante (en una escala dB relativa a aceleración pico de 1 m/s2) se gráfica contra frecuencia en las Figuras 6A-6B cuando se aplican los siguientes límites: el desplazamiento de pistón 601 y 604, velocidad de pistón (no mostrada), corriente de accionador 602 y 605, y voltaje de accionador 603 y 606. Como se puede observar, las relaciones son variante de frecuencia debido a muchos factores, por ejemplo, una resonancia de masa/resorte cerca de 4 Hz en la gráfica 602, en donde la masa efectiva es la suma del pistón/armadura e impedancia de radiación efectiva del agua y el resorte efectivo formado al combinar las contribuciones del efecto de resorte del aire presurizado atrapado en compartimento/resortes de hoja 510 y 511 y fuelles 512 y 513.

Otros factores que influencian la función de transferencia incluyen pero no están limitados a: resistencia de bobina de accionador, inductancia o bobina de accionador, factor de fuerza de accionador, y dinámica de amplificador. También se observará, que a medida que la frecuencia cambia, puede cambiar el parámetro limitante que restringe la salida. De esa forma, por ejemplo, haciendo referencia a la Figura 6A, el límite excedente que restringe la salida del LFV es: desplazamiento 601 sobre el rango de 1-7 Hz, salida de límites de corriente enviado sobre el rango de 7-20 Hz y voltaje sobre el rango de frecuencia de 20-100 Hz. La restricción excedente para una frecuencia particular en aceleración de salida es el mínimo local de las varias curvas de restricción.

Las curvas ilustradas en las Figuras 6A y 6B pueden ser suficientes para predecir restricciones para fuentes utilizando estimulaciones sinusoidales que pueden ocurrir mientras se utiliza gorgoreo. Sin embargo, aunque estas curvas son útiles, no son suficientes cuando se utilizan señales de estimulación pseudo-aleatorias. Debido a que las señales pseudo-aleatorias tienen muchas frecuencias presentes a la vez, no es posible predecir el efecto que tienen sobre restringir la salida pico utilizando únicamente las amplitudes de función de transferencia mostradas en las Figuras 6A y 6B. El espectro de fase necesita considerarse también.

Para manejar las señales pseudo-aleatorias, son más útiles las representaciones de función de transferencia de Laplace de las relaciones que existen entre los varios parámetros limitantes y de aceleración. Proporcionan una herramienta para calcular valores instantáneos de: desplazamiento, velocidad, corriente o voltaje para una forma de onda de aceleración predefinida. El uso de la función de transferencia de Laplace proporciona una forma para evaluar restricciones de aceleración instantáneas cuando se aplican señales de estimulación arbitraria, como señales pseudo-aleatorias.

Las varias funciones de transferencia expresadas en el dominio de Laplace se definen a continuación, en donde "s" es el operador de Laplace. "s" se vuelve "??" en el dominio de Fourier o de frecuencia con la letra Griega ¡ota "t", siendo la raíz cuadrada de -1 y "?" siendo la frecuencia natural (radianes/s).

Con esta anotación, tanto para LFV como para HFV, se introducen las siguientes funciones de transferencia para transformar el desplazamiento, corriente y voltaje al dominio de aceleración o para transformar la aceleración al desplazamiento, corriente y voltaje como a continuación: Disp(s): = (s)2 - ?2 (1) y IDisp(s) = Disp(s) Disp, IDisp y ? se explican a continuación.

Para LFV, ILCur(s) := LCur(s) (5) ILVol<s) := LVol<s) (6) con coeficientes ? = p radianes/s, wLc = 2p(4) radianes/s, LKcur=0.4 m/A-s2, wLc = 2p (5.5) radianes/s, y LKvolt = 0.13 m/V-s2.

El coeficiente "wLc" es la frecuencia natural en la función de transferencia tal que corresponde a la resonancia de sistema de 4 Hz en evidencia como un pico en la gráfica 602. El coeficiente "wLv" es la frecuencia natural en la función de trasferencia de voltaje en evidencia como un pico a 5.5 Hz en la gráfica 603.

Para el HFV, se mantienen las siguientes ecuaciones: HKvolt' 5 - í - wHv HVolt(s) := 1 IHCur(s) HCur(s) (9) ! lHVolt(s) := HVol<s) (10) con coeficientes: wHc = 2p(28) radianes/s, HKcur=0.4 m/A-s2, wHv = 2p (58) radianes/s, y HKvolt = 0.13 m/V-s2.

El coeficiente "wHc" es la frecuencia natural en la función de transferencia actual que corresponde la resonancia de sistema de 28 Hz en evidencia como un pico en la gráfica 605. El coeficiente "wHv" es la frecuencia natural en la función de transferencia de voltaje en evidencia como un pico a 58 Hz en la gráfica 606. "HKcur" es un coeficiente de conversión de aceleración a corriente y "HKvolt" es coeficiente de conversión de aceleración a voltaje.

La Ecuación (1), la función "Disp(s), describe una transformada útil para trazar el desplazamiento en aceleración (filtro de desplazamiento) que aplica tanto al LFV como al HFV, mientras en la Ecuación (2), la función "IDisp(s)", es la función recíproca que traza la aceleración en el desplazamiento (filtro de desplazamiento recíproco). De forma similar, en la Ecuación (3) la función "LCur(s) para LFV; y en la Ecuación (7) la función "Hcur(s)" para HFV trazan la corriente en la aceleración de pistón (filtro de corriente) mientras en la Ecuación (5) "ILCur(s)" y en la Ecuación (9) "IHCur(s) son las funciones recíprocas correspondientes (filtro de corriente recíproca). También, en la Ecuación (4) "Lvolt(s)" y en la Ecuación (8) "Hvolt(s) son funciones útiles para trazar el voltaje en aceleración para LFV y HFV respecti amente (filtro de voltaje), con funciones recíprocas correspondientes (6) "ILVolt(s)" y (10) "IHVolt(s)" (filtro de voltaje recíproco) .

El coeficiente representado por la letra griega zeta "?" se insertó para estabilizar la función recíproca para todas las frecuencias. De esa forma, el valor seleccionado para ? únicamente tendrá efecto para frecuentes muy bajas (bajo 1 Hz), que son frecuencias por abajo que operan las frecuencias de estimulación de interés. Regresando las Figuras 6A-6B, al evaluar la magnitud del Filtro de corriente LFV (Ecuación 3) a diferentes frecuencias (sustituir e->??->?2p?, con f en Hz) y luego multiplicarlo por 40 amps (el límite de corriente), es posible estimar la aceleración de pistón pico para estimulación sinusoidal. Cuando se gráfica la aceleración de pistón pico, esto corresponde a la curva 602 después que se convierte la aceleración a una escala dB al tomar su amplitud (Y) con relación a 1 m/s2 (X) (en otras palabras, Y se convierte a dB por 20 log10 (Y IX)).

Para el caso de señales de estimulación pseudo-aleatorias que representan la aceleración de pistón deseada, pueden implementarse versiones digitales de los filtros recíprocos en una computadora digital para estimar el desplazamiento, velocidad, corriente y voltaje. La señal de excitación pseudo-aleatoria puede implicarse con los varios filtros recíprocos para predecir el desplazamiento, velocidad, corriente y formas de onda de voltaje. La convolución en el dominio de tiempo corresponde a multiplicación en entropía de frecuencia. Así que al tomar una FFT de la señal de excitación y luego multiplicarlo por el valor del filtro recíproco para cada punto de frecuencia de la FFT y luego realizar una IFFT para tomar el resultado de nuevo al dominio de tiempo, pueden calcularse estimados de formas de onda para el desplazamiento de pistón, velocidad de pistón, corriente de accionador y voltaje de accionador. Esos estimados de forma de onda entonces pueden evaluarse para determinar sus valores pico respectivos y compararse con sus límites respectivos.

Como se discutió previamente, es deseable que el espectro de emisión de fuente no contenga muescas. Haciendo referencia de nuevo la Figura 2, se puede observar que las fuentes que operan a 20 m (curva 200) tienen efectivamente más salida de baja frecuencia que las fuentes superficiales que operan a 5 m de profundidad (curva 202). Sin embargo, la fuente de profundidad tiene varias muescas, mientras que la fuente superficial no. Al operar fuentes a dos profundidades con señales de estimulación que no interfieran destructivamente, un espectro compuesto que no tiene muescas sobre la onda sísmica de interés (típicamente, 5-100 Hz) puede producirse. Se anticipa que en algunas retrospecciones sísmicas, por ejemplo en donde las muescas caen fuera de la banda de frecuencia de interés o de poco interés por otras razones, pueden remolcarse fuentes vibratorias marinas únicamente a una profundidad en cuyo caso aún se requiere una señal de excitación compatible con las restricciones de fuente, pero puede no necesitarse la generación de dos señales de estimulación no interferentes; y para este caso únicamente se utiliza una señal de excitación pseudo-aleatoria individual.

A continuación, se discute un procedimiento para generar señales de estimulación de fuente con referencia a la Figura 7. Se observa que se calculan las señales de estimulación de fuente antes de utilizar las fuentes. La Figura 7 es un cuadro de flujo que detalla los pasos empleados para crear dos señales pseudo-aleatorias que pueden utilizarse para estimular vibradores marinos operados a dos profundidades diferentes. Además, las señales pseudo-aleatorias están diseñadas de manera que los vibradores marinos operen simultáneamente y pueden operarse continuamente para productividad aumentada y sin interferencia.

En los pasos 700 a 706, el espectro objetivo deseado para cada fuente se define y se especifican los parámetros limitantes para cada dispositivo. Por ejemplo, se seleccionan espectros objetivos, como se muestra en las Figuras 10A y 10B, en donde las curvas 1001 y 1002 corresponden respectivamente al espectro objetivo normalizado de LFV y HFV deseado presentado a u na e scala lineal. El espectro objetivo compuesto 1003 se selecciona para cubrir las frecuencias sísmicas de interés, mientras la división del espectro se determina basándose en el conocimiento de la profundidad a la cual van a operar las fuentes de vibrador, para este ejemplo las profundidades fueron de 20 m y 5 m para el LFV y HFV, respectivamente, en combinación con especificaciones de desempeño de vibrador.

El espectro objetivo de LFV 1001 en este ejemplo se eligió para estrecharse uniformemente hacia arriba en la amplitud partiendo a 2 Hz, y luego mantener una salida completa sobre el rango de 6-28 Hz, y después estrecharse uniformemente hacia abajo a la salida a cero a 32 Hz. El espectro objetivo de H FV 1002 se estrecha uniformemente hacia arriba en amplitudes partiendo a 28 Hz, mantiene una amplitud completa sobre el rango de 32 Hz a 96 Hz, y se es estrecha uniformemente hacia abajo a cero a 100 Hz. Se desea que se emplee un espectro objetivo uniforme, debido a que, en general, esquinas o discontinuidades en un espectro de amplitud de señal indican artefactos indeseables en la función de auto-correlación de señales, como niveles de lóbulo lateral altos. Observar que para esta modalidad se eligieron espectros objetivos para ser espectralmente estrictamente planos; pero puede utilizarse otras formas, por ejemplo, un espectro objetivo que aumente en amplitud con frecuencia para compensar la absorción terrestre.

El espectro compuesto se ilustra en la Figura 10C como la curva 1003 y representa la salida espectral combinada de señales de estimulación LFV y HFV. El intervalo de frecuencia 1004 denota la región de traslape espectral entre las fuentes LFV y HFV, sobre las cuales ambas fuentes tienen alguna salida. El rango de traslape espectral 1004 es (FOa, FOb, para este ejemplo, y se extiende de 28 a 32 Hz. De esa forma, se generan algunas secuencias de partida utilizando un generador de número aleatorio cuya longitud es igual a la longitud de barrido deseada (aproximadamente 16.4 s para este ejemplo con un intervalo de muestreo de 2 ms) y "N" es el número de muestras en el registro prescrito. En general, el algoritmo empleado para crear estas secuencias de partida no es importante, por ejemplo se utilizó el generador de número aleatorio de Mathcard "rnorm()" para generar una secuencia con secuencias de distribución normales con una media cero y una desviación estándar de 3.

En este aspecto, las Figuras 11 A y 11B ilustran los primeros 0.5 s de la secuencia de partida A 1101 y B 1102, respectivamente, que se modificarán para volverse las señales de estimulación representati as de las señales de salida de aceleración de pistón deseadas para las fuentes de LFV y HFV, respectivamente. El intervalo de muestra para la representación digital de estas señales es de 2 ms. Las secuencias de partida A y B se generan en el paso 706 en la Figura 7. Se observa que los límites de fuente considerados en los pasos 704 y 706 pueden variar de retrospección a retrospección o de elemento de fuente a elemento de fuente.

Continuando con la Figura 7, se forma un bucle iterativo en el paso 708 para modificar la secuencia "A" para formar una señal de excitación LFV útil. Después que se determina la señal de excitación LFV e n el paso 708, el algoritmo avanza al p aso 710 en el cual se genera la señal de simulación HFV.

Los pasos 708 y 710 se discuten ahora con más detalle con respecto a las Figuras 8 y 9. Con respecto a la Figura 8, en el paso 800 se inicia un contador de bucle exterior "j". La secuencia "A" se convierte en el paso 802 al dominio de frecuencia utilizando, por ejemplo, una FFT para producir un vector "FA" de números complejos a c ada frecuencia discreta con índice "m". El número de elementos en el vector de matriz complejo "FA" es igual a "NFFT". Debido a que el algoritmo funciona con valores reales y secuencias no complejas en tiempo, únicamente necesitan calcularse frecuencias positivas de manera que el número de puntos en la FFT será aproximadamente la mitad y el número de puntos N en las secuencias "A" y "B" también será igual a "NFFT". En este aspecto, se puede apreciar que utilizando únicamente las frecuencias positivas dividirá la mitad del número de cálculos mejorando con ello la eficiencia de software.

En el paso 804, el espectro de amplitud puede nivelarse para llenar cualquiera de las muescas espectrales y formarse en parte al espectro objetivo de LFV deseado 1101. Ahora, el espectro de amplitud y la auto-correlación de una señal se enlazan de manera cercana. Una propiedad para observar es que una señal con un espectro de amplitud continuo uniforme tenderá a poseer una auto-correlación con niveles de lóbulo lateral bajos; con ello la señal no crea artefactos, que pueden interpretarse mal para eventos de reflexión sísmica en un registro correlacionado. La Ecuación (11) muestra cómo se logra esto para cada elemento de frecuencia.

Considerando que el símbolo "<-" se interpreta como "se vuelve" o se "reemplaza por" en donde en un programa de computadora "X<-Y" implicaría que el valor asignado a la ubicación de memoria actualmente distribuida para variable X se reemplaza por el valor numérico Y, la Ecuación (11) menciona que: En la Ecuación (11), el término representado por la letra griega nu "v", es su número pequeño, por ejemplo 10 m ultiplicado por la desviación estándar representada por la letra griega sigma "s" de "A" o "s?" para evitar problemas de división entre c ero. De esa forma, para cada frecuencia discreta indexada en "m", se realiza una división espectral de "FAm" entre su magnitud " | FAm | " para generar un espectro de amplitud plana, mientras conserva el espectro de fase original. Esta secuencia en blanco entonces se multiplica por una versión digital del espectro objetivo de LFV 1001, llamado Objet¡votLm, elevado a una energía de fracción de (1 µ) en donde en este caso "µ" se eligió para ser 0.3. De esa forma, el espectro objetivo únicamente se aplica parcialmente.

El vector "FA" entonces se reemplaza después de este ajuste. El vector "FA" es IFFT en el paso 806, de regreso al dominio de tiempo y el resultado de este paso reemplaza el vector "A" que contiene la señal de fuente de LFV que se somete a modificación. Los pasos 808 a 812 calculan algunas estadísticas para normalizar la secuencia "A" antes que sea compandida. En particular, la magnitud pico de "A" llamada "MaxA" se utiliza para normalizar "A" después de lo cual la desviación estándar ("s?") de la "A" normalizada se calcula. En el paso 814 el término recocido "p" se calcula, el cual ajusta cuanta señal será compandida en el paso 816.

El término recocido se ajusta como se muestra a continuación en la Ecuación (12) y estará cerca de unidad en las primeras pocas iteraciones de bucle en donde "j" es pequeña y entonces disminuirá en valor a medida que "j" aumenta de manera que la última iteración de bucle, cuando j = Niter, tendrá un valor numérico de cero. ecuación (12) se proporciona por En el paso 816, una secuencia "Ak," en donde k" es el índice de tiempo y "N" es el número total de muestras en la versión digital de "A," además se modifica utilizando una función llamada función de compansión como se muestra en (Ecuación 13): en donde compansión (x) = sin {2?/p}, para |x | <1, y = x/ 1 x I en otra parte (14).

De esa forma, en el inicio del bucle iterativo, la función de "compansiónQ" tiene un fuerte efecto y entonces en iteraciones de bucle posteriores tiene poco efecto y ningún efecto sobre la última iteración de bucle. La función de "compansión()" distorsiona la señal que actúa para comprimir valores a medida que se acercan a unidad y amplifican o expanden valores a medida que se acercan a cero. Las señales pseudo-aleatorias son notorias por tener valores RMS bajos para un valor de pico dado. De esa forma, la función de compansión tiende a aumentar el contenido RMS de la señal con relación a su pico. El término "?" también determina que tan fuertemente actúa la función "compansiónO". Un ejemplo de este término es ? = 0.55.

Se reconocerá que "compansiónO" es una función no lineal, de manera que cuando se aplica a una señal pseudo-aleatoria, se produce en términos de producto de ruido de intermodulación, que negarán alguna de la nivelación espectral realizada en los pasos previos. De esa forma, al incluir el término de recocido, la función de compansión se apaga en iteraciones posteriores.

En pasos 818 a 828 los filtros recíprocos de restricción (definidos anteriormente en las Ecuaciones (2), (5) y (6)) se involucran con "A" en el dominio de frecuencia y entonces regresan a la línea de tiempo. Los resultantes son "LD", "LC" y "LV" que corresponden respectivamente al desplazamiento de pistón de LFV, estimados de señal de corriente y voltaje. En el paso 830 la magnitud pico de cada señal se calcula, es decir, "MaxLD", "MaxLC" y "MaxLC". Entonces en el paso 832 se calcula un factor de escalamiento "s?" que de hecho equivale al mínimo de las relaciones { Ldmax/MaxLD, Lcmax/MaxLC, Lvmax/MaxLV} . Las relaciones representan cuanto espacio superior se deja antes que una variable particular golpea un límite de sistema. De esa forma, el factor de escalamiento "s?" se aplica en el paso 834 para volver a escalar "FA" de manera que un sistema que se opera tan cerca como sea posible a sus límites sin exceder los límites se obtenga. También, en el paso 834 la porción restante de la función de formación espectral objetivo se aplica basándose en la Ecuación (15): En el paso 836, "FA" es IFFT'd (FFT inversa transformada) para regresarla al dominio de tiempo y reemplazar el vector de matriz "A", En el paso 838, el contador de bucle aumenta y se compara con un valor predeterminado "Niter", que representa el número de iteraciones que ha ingresado el usuario (en un ejemplo Niter=40). Si el número de iteraciones está completo, el procedimiento sale de este bucle y procede a crear la señal de excitación HFV explicada ahora con respecto a la Figura 9.

Los procedimientos definidos en el bucle HFV (paso 710 en la Figura 7) incluyen los pasos 900 a 946, que para la mayor parte son idénticos a los pasos de los procedimientos utilizados para realizar la señal de excitación de LFV. Las diferencias entre los pasos de la Figura 8 y la Figura 9 se discuten ahora. Las diferentes incluyen: un espectro objetivo de HFV que se utiliza, se aplican los límites de desempeño para el vibrador HFV, y las frecuencias que yacen sobre el intervalo de traslape de frecuencia (FOa, FOb) requieren tratamiento especial. Las Ecuaciones (16) y (17) a continuación muestran como se maneja el procedimiento de blanqueado para el caso de HFV. La versión transformada de FFT de la secuencia "B", en donde "B" es la secuencia pseudo-aleatoria que se somete a modificación para usarse como la señal de excitación HFV que es el método de matriz complejo "FB", en donde una vez más el índice de frecuencia discreto es "m". Las Ecuaciones (16) y (17) se proporcionan por: FB <- FB ·- (ObjetivoH ) ~µ m m |FBmj t v l ™1 para m = 0 ... NFFT-1, y (16) únicamente para FOa < Hzm < FOb. (17) comparar la Ecuación (11) con la Ecuación (16) anteriores se puede observar que se utiliza ahora la misma técnica de blanqueado antes para la señal de LFV. Sin embargo, en la Ecuación (17), para las secuencias que yacen entre la frecuencia "FOa" y "FOb", se cambia el espectro de fase de "FB", en donde ("Hzm") es la frecuencia de Hz que corresponde al índice de frecuencia de FFT "m". Además al examinar la Ecuación (17), la división espectral de "FAm" por su magnitud " | FAm | " (con un número pequeño agregado al denominador para estabilizar materias) genera un vector de matriz cuyos elementos espectrales son todos de magnitud de unidad, pero que tienen el mismo espectro de fase que la señal "A" de la señal de excitación de LFV.

También es evidente en la Ecuación (17) que el término postmultiplicador introduce un término de desplazamiento a fase lineal a la secuencia, el resultado siendo que los componentes espectrales que se traslapan de la secuencia "B" son desplazados en tiempo por un tiempo que corresponde a la mitad de la longitud de registro, y para este caso por aproximadamente 8.2 segundos, pero se considera la longitud de registro que es de aproximadamente 16.4 s. Por lo tanto, cualquier diafonía entre señales "A" y "B" después de la correlación circular será de aproximadamente +/- 8.2 s desde el término de retraso de cero.

Las Figuras 12A y 12B presentan los primeros 0.5 s de las versiones modificadas finales 1200 y 1202 de las señales de estimulación "A" y "B" para las fuentes vibradoras LFV y HFV marinas, respectivamente. Debido a que se formaron estas señales de estimulación modificadas utilizando un cambio circular y son señales limitadas de banda, tienen la propiedad especial que si se repiten las secuencias, la señal parecerá s iendo continua a medida que avanza del último punto de la primera secuencia al primer punto de la secuencia repetida. Además, si se repite la secuencia en continuo por concatenación, se puede elegir un intervalo arbitrario igual a la longitud de registro y ese segmento retendrá el mismo espectro de energía y la misma función de auto-correlación como la secuencia de origen. Las Figuras 13A-13C presentan la auto-correlación circular de la señal de excitación de LFV 1300 y la señal de excitación de HFV 1302. Observar que la longitud de la auto-correlación corresponde a la longitud de registro original de aproximadamente 16.4 s.

Estas son presentaciones normalizadas al valor pico de retraso de cero y presentan el valor absoluto de auto-correlación en una escala dB (10 log10(l I)- La correlación cruzada circular entre las señales de estimulación de LFV y HFV se muestra en la Figura 13C. La correlación cruzada se presenta en una escala dB que ha sido normalizada a la media geométrica de los picos de auto-correlación para las señales de estimulación de LFV y HFV. Observar que la correlación cruzada es más de 50 dB hacia abajo sobre los intervalos 0-6.4 s y sobre el intervalo de 10-16.4 s. Esto asegura que se desplazará cualquier diafonía significativa temporalmente por más de ± 6.4 s desde cualquier evento de reflexión que puede registrarse después de correlación.

En otra modalidad ilustrativa, puede utilizarse un paso opcional para convertir las señales de estimulación de fuente resultantes en un formato compatible con los algoritmos instalados en la electrónica de control de vibrador 501. En particular, si el intervalo de muestra de tiempo, (por ejemplo, intervalo de muestra de 2 ms para el caso ilustrado en las figuras) es más prolongado entonces el intervalo de muestra del algoritmo de control de vibrador (por ejemplo, velocidad de muestra de 0.5 ms), pueden volverse a muestrear las señales de estimulación a una velocidad superior (velocidad de 2 kHz) a través del uso de un filtro de interpolación para producir señales de estimulación de fuente equivalentes, pero compatibles.

Se observará que aunque se muestra el método para crear dos secuencias de estimulación, si se elije dividir la banda de frecuente sísmica de manera diferente entre tres o más fuentes, puede incorporarse una extensión del método a cualquier número de fuentes. Además, se observará que si se emplea únicamente una profundidad de fuente, no se necesita la necesidad de división espectral; sin embargo, pueden utilizarse pasos tomados para aumentar amplitud de fuente sometida a restricciones de sistema. La diafonía debida a traslape espectral entre las fuentes podría mitigarse en una forma similar. Además, puede aplicarse el algoritmo novedoso a una modalidad que incluye un segundo grupo de fuentes compuestas de vibradores marinos desplegados en diferentes profundidades, que se remolcan por el mismo recipiente que el primer grupo de fuentes o por un segundo recipiente. En este caso, ambos grupos de fuentes se energizan simultáneamente y se reciben datos en un receptor o serpentina común. De esa forma, puede designarse un grupo diferente de señales de estimulación para el segundo grupo de fuentes de manera que el nuevo grupo de señales de estimulación está correlacionado débilmente con el primer grupo de señales de estimulación, permitiendo que los datos se adquieran simultáneamente en dos desplazamientos de fuente diferentes para producir un registro combinado que podría separarse durante procesamiento.

Ahora se discute un método para separar las contribuciones de fuente. Se observa que esta es una modalidad ilustrativa y pueden utilizarse otros métodos para separar las contribuciones de fuente. Con respecto a esto, la Figura 14 ¡lustra múltiples emisiones acústicas de fuente de trayectorias posibles que se desplazan de las fuentes a los receptores. Para este ejemplo simple, únicamente se considera energía que se propaga verticalmente. Para la fuente de HFV 1411 (por ejemplo, localizada a una profundidad de 5 m), existe una llegada directa corta 1420 desde la fuente 1411 al receptor 1413, existe una trayectoria 1422 desde la fuente de HFV 1411 a una inferíase de subsuelo 1414 (que refleja energía de regreso hacía la superficie) y al receptor 1413. También existe un fantasma de superficie de fuente HFV 1424, representado por una fuente de una fuente conceptual 1412, que está localizada 5 m sobre la superficie del agua (una cantidad igual a la profundidad de fuente). Debido al coeficiente de reflexión en la superficie 1419 entre el agua y el aire que es esencialmente -1, la fuente conceptual 1412 tiene la misma resistencia que la fuente 1411, pero es de polaridad opuesta. Otra trayectoria 1426 mostrada corresponde a una reflexión de un fantasma desde la interface 1414. Son posibles otras trayectorias de rayo, por ejemplo, un fantasma de receptor u otros eventos secundarios que son múltiplos de las trayectorias primarias. Sin embargo, estas trayectorias adicionales no se muestran para simplicidad.

Para propósitos de ilustración, una porción de un registro continuo se sintetizará e incluye un modelo acústico simple. El modelo acústico simple incluye señales de fuente de salida medidas sintéticas que están libres de ruido (son idénticas a sus señales de estimulación respectivas) y una señal de receptor compuesta que es la suma de contribuciones tanto de LFV como de HFV. La simulación incluye únicamente trayectorias de rayo 1422 que corresponden al reflector primario de subsuelo 1414 y su fantasma de fuente correspondiente 1426. De forma similar, se incluyen trayectorias de rayo 1430 que corresponden al reflector primario de subsuelo 1418 y su fantasma de superficie correspondiente 1432 (que corresponde a la segunda fuente 1415).

Además, se asume que los receptores 1413 y 1417 son un hidrófono común y comparten un reflector común 1414 y 1418 que tiene un coeficiente de reflexión positivo. En este modelo simple, la respuesta de impulso terrestre va a ser una combinación de picos retrasados cuyos tiempos de retraso corresponden a los tiempos de desplazamiento de la energía acústica al receptor siguiendo las trayectorias de rayo definidas. El tiempo de desplazamiento bidireccional desde la fuente de LHV 1415 al reflector de subsuelo 1418 al hidrófono 1417 es de 4 s. El tiempo de llegada para las otras trayectorias de rayo mostradas en la Figura 14 será diferente debido a la diferencia en las profundidades de LFV y HFV (20 m vs. 5m) con la velocidad del sonido en la serpentina asumida al parecer de aproximadamente 1500 m/s. Para simplicidad y para ilustrar cómo pueden separarse las señales creadas por las fuentes de HFV y LFV, se asume que los hidrófonos 1413 y 1417 definen el mismo receptor.

Observar que un recipiente móvil remolca fuentes y receptores, típicamente a una velocidad de aproximadamente 2 m/s, d e manera que la profundidad de eventos de reflexión puede cambiar durante la longitud de registro debido a que las interfases acústicas de subsuelo no son estrictamente horizontales. El movimiento de la fuente y el receptor puede crear distorsiones de señal si la longitud de registro es muy larga. Debido a la multiplicidad de los receptores, pueden emplearse esquemas simples para combinar señales de receptores adyacentes para crear en efecto un "receptor estacionario" en pasos de procesamiento posteriores. Pueden hacerse correcciones para movimiento de fuente en procesamiento también, ver por ejemplo Patente de E.U.A. No. 6,049,507. Sin embargo, tales correcciones están fuera del alcance esta invención. Las correcciones para estas distorsiones también pueden aplicarse en pasos de procesamiento que siguen el procedimiento de separación de fuente. De esa forma, para el ejemplo simple descrito en la Figura 14, no se incluyen los efectos de movimiento de fuente.

El registro sintetizado se muestra en la Figura 15 e incluye pocos residuos de canal de datos. El registro incluye (i) la señal de excitación de fuente de LFV repetida 1521, (ii) la señal de HFV repetida 1522 y (iii) la señal de hidrófono 1523 (que es una señal compuesta compuesta de la superposición de las emisiones de fuente de LFV y HFV cada una implicada con sus respuestas de impulsor terrestres respectivas). En una prospectiva sísmica típica, pueden existir cientos o incluso miles de canales de datos registrados, principalmente residuos de señal de hidrófono. Las señales de salida de fuente medidas, por ejemplo señales de aceleración de pistón, no se muestran en la Figura 15, pero para una fuente bien controlada deben parecer muchas señales 1521 y 1522.

El método de separación se discute ahora con respecto a la Figura 16. El método se basa, en parte, en una solución de filtro de mínimo cuadrado óptima (filtro de Weiner-Kolmogorov) en presencia de ruido blanco aplicado en el dominio de frecuencia. En una aplicación, el procedimiento de separación puede ejecutarse a bordo del recipiente utilizando el sistema de adquisición de datos ilustrado en la Figura 4 a través de la ejecución de un programa de computadora en la unidad de procesamiento 405 con acceso a los datos de prospectiva sísmica adquiridos almacenados en la memoria de la unidad de almacenamiento de datos 404 o en otra ubicación, por ejemplo en un centro de procesamiento en alta mar que tiene una copia de los datos de prospectiva sísmica adquiridos.

El registro continuo ilustrado en la Figura 15 se selecciona en el paso 1601. En el paso 1602, el registro continuo se analiza en registros compuestos más pequeños, cada uno de duración igual a la longitud de registro predeterminada para la cual se diseñaron las secuencias pseudo-aleatorias. Por ejemplo, una elección puede ser para seleccionar el segmento 1524 cuya duración de tiempo sería de aproximadamente 16.4 s. En pasos subsecuentes, este registro compuesto estará separado para proporcionar una respuesta de impulso terrestre de las fuentes a los varios receptores (por ejemplo uno correspondiente a la señal 1523). Estos registros compuestos separados son en esencia "registros de tiro" que representan una colección de respuestas terrestres de la fuente separada a cada hidrófono. Otros registros compuestos pueden seleccionarse y en parte pueden traslapare I segmento 1524, por ejemplo 1525 o 1526 que cada uno es de una duración de aproximadamente 16.4 s para este ejemplo. Cada uno de esto registros compuestos pueden separarse para producir un registro retiro, compuesto en muchas señales recibidas, que representa la respuesta de impulso promedio (debido a movimiento) de la tierra desde una posición de fuente conocida o calculable a las varias posiciones de receptor conocidas o calculables seleccionadas.

Debido a que un recipiente móvil remolca muchos receptores, se registra cada registro de tiro como una función, no únicamente con respecto a tiempo, sino también a espacio. De esa forma, en pasos de procesalmente posteriores más allá del alcance de esta invención, puede aplicarse una corrección de movimiento de receptor para crear un receptor estacionario virtual cuya ubicación estará en el punto medio de la trayectoria que ha seguido al receptor durante el intervalo de tiempo de longitud de registro. De forma similar, puede hacerse una corrección para movimiento de fuente para crear una fuente estacionaría virtual localizada típicamente en el punto medio de su trayectoria durante el intervalo de tiempo en longitud de registro. Una implicación de todas estas correcciones es que al cambiar la posición de partida de cada segmento de análisis con relación al inicio del siguiente segmento de análisis, por ejemplo, el tiempo entre el inicio de segmento 1524 y 1525, es posible variar el intervalo de muestreo espacial de prospectiva, proporcionando con ello una densidad de residuo superior que puede ser útil en pasos de procesamiento subsecuentes.

Debido a que las señales pseudo-aleatorias emitidas por las fuentes exhiben un contenido espectral bastante constante a través de la longitud de registro, se iluminan uniformemente características de subsuelo a través de la longitud de registro. Para fuentes que utilizan gorjeos convencionales u ondas de seno de barrido este no será el caso, debido a que la fuente se mueve durante el registro, diferentes características que pueden recibir diferente iluminación espectral. Los canales en el registro analizado entonces se correlacionan de manera cruzada en el paso 1603 con la versión analizada de señales de estimulación "A" y "B". Dependiendo de la posición de partida del registro combinado, las versiones analizadas de "A" y "B" en efecto serán las versiones retrasadas en tiempo de los códigos originales que se enredan. En una modalidad ilustrativa, se realiza la correlación circular en el dominio de frecuencia. De esa forma, puede realizarse una FFT de los varios canales en el registro compuesto. La representación de dominio de frecuencia de las señales medidas de fuente y todas las señales de receptor entonces se multiplica, frecuencia por frecuencia, por el conjugado complejo de la representación de dominio de frecuencia de las señales de estimulación de fuente "A" y "B". Las señales de correlación cruzada de dominio de frecuencia resultantes son IFFT'd para tomar las señales de regreso al dominio de tiempo.

En el paso 1604, las señales de salida de fuente medidas analizadas (aceleraciones de pistón) cada una que ha sido correlacionada de manera cruzada con las versiones analizadas de señales de estimulación "A" y "B", se colocan en ventanas en el dominio de tiempo, utilizando una función de ventana de fuente similar a 1741 como se ilustra en la Figura 17. La función de ventana de fuente 1741 está centrada alrededor del retraso cero (tiempo = 0 s), y se enrolla. La ventana de fuente en esta modalidad es de una longitud igual a aproximadamente 90% (aproximadamente 14.8 s) de la longitud de registro (aproximadamente 16.4 s), y sigue una función estrechamente de coseno. El ahusamiento de ventana de inicio y fin es de próximamente 5% de la longitud de ventana para cada uno. Se implementa una transición uniforme de la región en donde la ventana está "ENCENDIDA" completamente y asume un valor de unidad y en donde la ventana está "APAGADA" y asume un valor de cero. Se desea la transición uniforme para evitar la introducción de artefactos de procesamiento. La porción de "APAGADO" de la ventana corresponde al retraso de tiempo en donde se impulsó la diafonía entre las fuentes debido a emisiones de frecuencia comunes en el procedimiento de creación de señal de simulación definido en la sección previa. La operación de creación de ventanas es simplemente el producto de la señal de correlación cruzada de fuente y la muestra de tiempo de función de ventana por muestra de tiempo.

Por ejemplo, la muestra "k,h" de una señal de correlación cruzada de fuente se multiplica por la muestra "kth" de la función de ventana. Después de colocación en ventanas, el resultado se denomina la señal de correlación cruzada de fuente colocada en ventanas. De esa forma, para el presente ejemplo, con dos señales de estimulación de fuente ("A" y "B") y dos señales de salida de fuente medidas "U" (aceleración de pistón de LFV) y "V" (aceleración de pistón de HFV), existirán cuatro señales de correlación cruzada de fuente en ventanas "rUA", "rUB", "rVA" y "rVB", en donde, por ejemplo, "rUA" corresponde a la correlación cruzada en ventanas de salida de fuente "U" correlacionada con señal de excitación "A", y "rUA" es un vector de matriz con cada elemento que corresponde a un retraso de tiempo discreto. La señal "U" puede ser una combinación de las dos señales de aceleración de pistón como se detectó por 514 y 515, por ejemplo, una suma de las dos señales de aceleración de pistón. Lo mismo es verdadero para la señal de salida de fuente medida de HFV, en donde si, por ejemplo, se utilizó un diseño de impulsor doble, "V" realmente sería una combinación de sus aceleraciones de pistón medidas.

En el p aso 1605 se toma una FFT para cada vector de matriz "rUA", "rUB", "rVA" y "rVB" para producir sus representaciones de dominio de frecuencia, que son vectores de matriz: "FRUA", "FRUB", "FRVA" y "FRVB", en donde el elemento de cada vector corresponde con un valor de frecuencia discreto con índice "f". Incluso en el dominio de frecuencia, los elementos de "FRUA", "FRUB", "FRVA" y "FRVB" se utilizan para formar en el paso 1606 una matriz de separación de fuente que se aplicará posteriormente, frecuencia por frecuencia para calcular la respuesta de impulsó terrestre. La matriz de separación de fuente se proporciona por "{Df( ^)T}" qUe es realmente un producto de dos m atices. El súper índice "T" d enota el operador de transposición de matriz y la barra superior Sf denota la conjugación compleja de los elementos fuera de diagonal (sin intercambio de los elementos diagonales). Las matrices "Df" y "Sf" se definen como a continuación: en donde I es la matriz de identidad, que se proporciona por: ?: = 10-4 mFRUA mFRVB (21) mFRUA : = max (|FRUA|), y (22) mFRVB: = max (|FRVB|), (23) En las Ecuaciones (22) y (23), los términos: "max( | FRUA | )" y "max( | FRVB | )" se entiende que significan la máxima de magnitud sobre toda las frecuencias de interés de matriz de valor complejo "FRUA" y "FRVB" respectivamente. El número "?" es un número pequeño utilizado para estabilizar la operación inversión de matriz realizada en la ecuación (19) y esta algunas veces se denomina como el término de ruido blanco. Debido a que en este ejemplo únicamente se utilizan dos fuentes, las matrices "D", "S" e ?" son todas matrices cuadradas de 2 * 2. Sin embargo, si se utilizan más fuentes, por ejemplo, otra que opera sobre una banda diferente de frecuencias, de manera que se utilizan 3 fuentes, entonces esas matrices se volverán de 3 ? 3 de tamaño.

Los valores de matriz de separación de fuente que corresponden a cada frecuencia discreta indexada por "f" se almacenan para aplicación posterior después que cada una se calcula en el paso 1606.

Después, en el paso 1607, se inicia un índice de bucle "k". El índice "k" corresponde al índice de residuo de receptor debido a que el registro compuesto incluye una pluralidad de señales de hidrófono que corresponden a la señal recibida medida en la posición que ocupó en la serpentina. En el paso 1608, la señal de hidrófono dk que corresponde a k se recupera de la memoria de computadora, por ejemplo, la unidad de almacenamiento de datos de sistema de adquisición de datos 404.

En el paso 1609, la señal de hidrófono dk seleccionada está correlacionada de manera cruzada con cada una de las versiones analizadas de señales de estimulación "A" y "B". En una aplicación, se realiza correlación en el dominio de frecuencia para realizar un procedimiento de correlación circular. Las señales correlacionadas cruzadas circulares de hidrófono se colocan en ventanas en el paso 1610 en el dominio de tiempo utilizando la función de ventana de receptor 1742 que se presenta en la Figura 17B. La función de ventana de receptor 1742 se centra alrededor del retraso de tiempo correspondiente al punto medio del tiempo de escucha (3.5 s); en este ejemplo, el tiempo de escucha fue de 7 s, para registrar eventos de reflexión que tuvieron tiempos de desplazamiento bidireccional que fueron menores a 7 s. El operador de ventana de receptor está diseñado para tener una longitud total igual a aproximadamente 1.2 veces el tiempo de escucha (8.4 s para este ejemplo).

Similar a la función de ventana de fuente 1741, se utiliza una ventana de ahusamiento de coseno que tiene una transición uniforme de cero a la unidad. Se observa que la porción de amplitud completa de la ventana de receptor es igual al tiempo de escucha y se coloca de manera que la función de ventana de receptor sea de valor 1 sobre el intervalo de retraso de tiempo de cero al tiempo de escucha; es decir O a 7 s para este ejemplo. Los ahusam ientos que corresponden a las regiones de transición de nivel cada uno son de duración = 10% del tiempo de escucha, en este ejemplo (0.7 s). Pueden utilizarse otros valores.

El procedimiento de colocación en ventanas es un producto entre las señales de correlación cruzada de hidrófono y el valor de función de ventana de receptor correspondiente en ese mismo retraso de tiempo. Se muestran varios trenes de ondas en las Figuras 18A-D de la correlación cruzada de hidrófono en ventanas. El tren de ondas 1851, ilustrado en la Figura 18A, incluye el resultado de la correlación de la señal de hidrófono con la señal de excitación analizada "A" presentada sobre el intervalo de tiempo de escucha (0.7 s). La Figura 18B ilustra una vista ampliada 1852 del mismo tren de ondas 1851. La Figura 18C ilustra un tren de ondas 1853 que corresponde a la correlación cruzada circular de la señal de hidrófono seleccionada y la señal de excitación analizada "B" presentada sobre el intervalo de tiempo de escucha con una vista ampliada correspondiente 1854 de ese mismo tren de ondas ¡lustrado en la Figura 18D.

Ambos trenes de ondas 1852 y 1854 no parecen ser trenes de ondas de fase cero como uno puede esperar para una reflexión simple fuera de una interfase que tiene un coeficiente de reflexión positivo. Esto es así debido al efecto fantasma de fuente. En adquisición de Vibroseis convencional, la correlación se utiliza típicamente para comprimir los datos para producir registros que parecen registros producidos utilizando fuentes impulsivas como pistolas de aire, y este resultado intermedio puede ser suficiente en algunas aplicaciones sin incluir el uso de firmas de salida de fuente para producir datos no involucrados de firma de fuente.

Sin embargo, existen algunas ventajas al realizar un procedimiento de separación que incluye su uso. Por ejemplo, si las fuentes tienen algún mecanismo no lineal presente en su operación, esto dará surgimiento a la distorsión de intermodulación (IMB) que puede crear artefactos de diafonía que ocurren dentro del tiempo de escucha. La aplicación de la técnica de separación de fuente de matriz basada en señales de salida de fuente medidas (por ejemplo aceleración de pistón) tenderá a mitigar estos problemas. Además una correlación simple no es una representación verdadera de la respuesta de impulso terrestre ya que se le da color por el espectro de salida de fuente. De esa forma, cambios en desempeño de control de fuente que puede ocurrir en el tiempo puede llevar a lecturas falsas si no se toman en cuenta de otras formas.

Al avanzar el paso 1611, los correlogramas de hidrófono en ventanas (trenes de ondas) se convierten en el dominio de frecuencia a través de aplicación de una FFT. Las representaciones de dominio de frecuencia de los correlogramas de hidrófono se proporcionan por vectores de matriz "FRHA" y "FRHB". Estos vectores de matriz corresponden a los correlogramas de hidrófono en ventanas correspondientes a las fuentes LFV y HFV, respectivamente. Cada uno de FRHA y FRHB contiene elementos compuestos de números compiejos que tienen un índice de frecuencia discreta "f". De esa forma, para cada frecuencia discreta de la FFT, puede construirse a un vector de matriz "Rf" como a continuación: Continuando con el paso 1612, un vector de matriz "Hf" que contiene la respuesta de impulso terrestre separada atribuida a cada fuente, "HAf" para LFV y "HBf" para HFV, evaluados en la frecuencia discreta con el índice "f" pueden calcularse utilizando la siguiente ecuación: Las representaciones de dominio de frecuencia separadas para las respuestas de impulso terrestre ("HA" calculado en el paso 1613 y "HB" calculado en el paso 1614) son cada banda limitada en los pasos 1615 y 1616, respectivamente, para remover cualquier artefacto espectral que puede yacer fuera de los espectros de amplitud objetivo de fuente respectivos. Para este ejemplo, los elementos del vector "HA" cuyo índice de frecuencia yace fuera del rango que corresponde a 2-32 Hz se silencian (establecen la amplitud a cero) y para el vector "HB" se silencian valores que corresponden a frecuencias fuera del rango de 28-100 Hz. Las respuestas limitadas de banda entonces se convierten de nuevo en dominio de tiempo a través de aplicación de la transformada IFFT para generar "ha" en el paso 1617 y "hb" en el paso 1618, que son las representaciones de dominio de tiempo separadas de la respuesta de impulso terrestre desde la fuente de LFV y la fuente de HFV respectivamente al hidrófono "kth".

Las respuestas terrestres separadas s e almacenan en el paso 1619 en memoria de computadora y se toma una decisión en el paso 1620. El paso 1620 compara el índice actual contra el último índice de hidrófono llamado "Nhid". Si se ha separado el último residuo compuesto de hidrófono, entonces el programa sale en el paso 1622. Si existen más residuos compuestos de hidrófono que permanecen separados, el índice de bucle k se incrementa en el paso 1621 y se repite el procedimiento para la siguiente señal de hidrófono partiendo en el paso 1608.

Las Figuras 19A-19D muestran los resultados de la señal de hidrófono compuesta sintética después de someterse al procedimiento de separación descrito en la Figura 16. La Figura 19A muestra una pequeña onda 1961 que contiene la respuesta de impulso terrestre separada que corresponde a la fuente de LFV y una vista ampliada 1962 de este tren de ondas en la Figura 19B. De forma similar, la respuesta de impulso terrestre separada que corresponde a la fuente de HFV se muestra como un tren de ondas 1963 en la Figura 19C con una vista ampliada 1964 en la Figura 19D. Como fue el caso de los correlogramas 1852 y 1854, las respuestas de impulso terrestre 1962 y 1964 no son picos de fase cero simples debido a que aún contienen la contribución del evento de reflexión de fantasma de superficie junto con el evento de reflexión de subsuelo.

Las Figuras 20A-20D muestran el resultado después que se ha removido la contribución fantasma de superficie. El fantasma de superficie se removió utilizando, por ejemplo, un modelo determinista simple. Pueden utilizarse otros modelos. La Figura 20A muestra la respuesta de impulso terrestre de LFV sin fantasma 2071 y su ampliación 2072 se muestra en la Figura 20B. La Figura 20C muestra el evento de reflexión sin fantasma 2073 y su ampliación 2074 se muestra en la Figura 20C. Después de los pasos de procesamiento como corrección para movimiento de receptor, movimiento de fuente y eliminación de fantasma, los pasos que están fuera del alcance de esta invención, las contribuciones separadas 2071 y 2072 pueden corregirse geométricamente (recordar las fuentes que están a diferentes profundidades), desplazadas y combinadas para producir eventualmente un registro apilado que utilizó completamente el ancho de banda combinado de la fuente de LFV y HFV.

Se observó que otras modalidades del sistema continuo descrito pueden implementarse y son sustancialmente las mismas que las modalidades observadas anteriormente. Estas implementaciones alternas pueden ser pasos desplegados de hardware o de procedimientos. Por ejemplo, la fuente de LFV realmente puede estar compuesta de múltiples vibradores marinos, como el mostrado en la Figura 5. Se controla y sincroniza una salida del vibrador mostrado en la Figura 5 para una primera señal de excitación. Lo mismo se mantiene verdadero para la fuente de HFV en donde se esclavizan múltiples vibradores marinos a una segunda señal de excitación. En esta situación, si las dimensiones generales de arreglo de fuente de LFV son pequeñas comparadas con las longitudes de onda emitidas, el promedio una combinación de estas aceleraciones de pistón para el arreglo de fuente de LFV podría utilizarse para formar la señal medida de salida de fuente llamada "U". Lo mismo se mantendría verdadero para el arreglo de fuente de HFV en donde las aceleraciones de pistón promedio de todos los vibradores marinos en ese arreglo podrían combinarse para formar la señal medida de salida de fuente llamada "V".

Las señales "U" y "V" descritas entonces pueden utilizarse en el procedimiento de separación para calcular la respuesta de impulso terrestre del arreglo de fuente de LHV y del arreglo de fuente de HFV. En una modalidad diferente, en donde las fuentes de LHV y HFV utilizan diferentes pistones dimensionados, puede aplicarse una ponderación basada en área de superficie de pistón a la aceleración de pistón medida para convertir su señal de aceleración lineal a una señal representativa de la aceleración volumétrica de cada fuente y esa señal podría utilizarse en lugar de "U" y "V" respectivamente, eliminando con ello la diferente ganancia de acoplamiento que pueden tener las diferentes fuentes cuando se calcula la respuesta de impulso terrestre. Otra modalidad posible sería el caso en donde los receptores son realmente estacionarios, como puede ser el caso cuando se utiliza un OBC (cable de fondo del océano) o cuando los receptores o nodos autónomos, por ejemplo nodos Trilobit fabricados por CGGVeritas que se despliegan sobre el lecho marino.

Además, se observó que los métodos discutidos anteriormente pueden extenderse a fuentes sísmicas terrestres. Para esta situación, la fuente sísmica puede ser como se ilustra en la Figura 21, es decir, un camión 2100 proporcionado con una placa base 2102. La placa base 2102 tiene ruedas 2102 (u otros medios) para permanecer en contacto con la tierra mientras el camión 2100 se mueve a lo largo de una línea de adquisición de manera que la energía acústica se imparte continuamente a la tierra.

Un método para generar una señal de excitación para una primera fuente sísmica vibradora de manera que se dirige la primera fuente sísmica vibradora sin tiempo de escucha que puede implementarse como se discute a continuación. Como se ilustra en la Figura 22, el método incluye un paso 2200 para determinar un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibradora; un paso 2202 para establecer un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibradora; y un paso 2204 para generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibradora basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo. Pueden identificarse primeros residuos sísmicos registrados con varios receptores cuando se dirige la primera fuente sísmica vibradora sin tiempo de escucha, basándose en la primera señal de excitación .

También como se apreciará por un experto en la técnica, pueden representarse modalidades ilustrativas en un dispositivo de comunicación inalámbrica, una red de telecomunicación, o, como un método o en un producto de programa de computadora. Por consiguiente, las modalidades ilustrativas pueden tomar la forma de una modalidad completamente de hardware o una modalidad que combina aspectos de hardware y software. Además, las modalidades ilustrativas pueden tomar la forma de un producto de programa de computadora almacenado en un medio de almacenamiento legible por computadora que tiene instrucciones legibles por computadora representadas en el medio. Puede utilizarse cualquier medio legible por computadora de cuadro, incluyendo discos duros, CD-ROM, discos versátiles digitales (DVD), dispositivos de almacenamiento óptico, o dispositivos de almacenamiento magnético tal como un disco flexible o cinta magnética. Otros ejemplos no limitantes de medios legibles por computadora incluyen memorias tipo flash u otros tipos conocidos de memorias.

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 remolcan uno o más recipientes y las serpentinas incluyen los receptores sísmicos. Las serpentinas pueden ser horizontales o inclinadas o tener un perfil curveado como se ilustra en la Figura 23.

La serpentina curveada 2300 de la Figura 23 incluye un cuerpo 2302 que tiene una longitud predeterminada; varios detectores 2304 proporcionados a lo largo del cuerpo; y varios resonadores 2306 proporcionados a lo largo del cuerpo para mantener el perfil curveado seleccionado. La serpentina está configurada para fluir bajo el agua cuando se remolca de manera que se distribuyen varios detectores a lo largo del perfil curveado. El perfil curveado puede describirse por una curva parametrizada, por ejemplo, una curva descrita por (i) una profundidad z0 de un primer detector (medido desde la superficie de agua 2312), (ii) una inclinación s0 de una primera porción T del cuerpo con un eje 2314 paralelo con la superficie de agua 2312, y (¡ii) una distancia horizontal predeterminada hc entre el primer detector y un extremo del perfil curveado. Se observa que la serpentina completa no tiene que tener el perfil curveado. En otras palabras, el perfil curveado no debe construirse para siempre aplicarse a toda la longitud de la serpentina. Aunque esta situación es posible, el perfil curveado puede aplicarse únicamente a una porción 2308 de la serpentina. En otras palabras, la serpentina puede tener (i) únicamente una porción 2308 que tiene el perfil curveado o (ii) una porción 2308 que tiene el perfil curveado y una porción 2310 que tiene un perfil plano, las dos porciones estando fijadas entre sí.

Las modalidades ilustrativas descritas proporcionan software de computadora, un dispositivo de procesamiento y un método para generar señales impulsoras para fuentes vibradoras marinas. Se debe entender que esta descripción no pretende limitar la invención. Por el contrario, las modalidades ilustrativas pretenden cubrir alternativas, modificaciones, y equivalentes, que se incluyen en el espíritu y alcance de la invención como se definió por las reivindicaciones anexas. Además, en la descripción detallada de la descripción ilustrativa, se establecen numerosos detalles específicos para proporcionar un entendimiento comprensivo de la invención reclamada. Sin embargo, un experto en la técnica entenderá que pueden practicarse varias modalidades sin tales detalles específicos.

Aunque las características y elementos de las presentes modalidades ilustrativas se describen en las modalidades en combinaciones particulares, puede utilizarse cada aspecto u elemento 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 del tema descrito para permitir a cualquier experto en la técnica practicar los mismos, incluyendo hacer y utilizar cualquiera de los dispositivos o sistemas y realizar cualquiera de los métodos incorporados. El alcance patentable del tema se define por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurren a a quelios expertos en la técnica. Tales otros ejemplos pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para generar una señal de excitación para una primera fuente sísmica vibratoria de manera que la primera fuente sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, el método comprende: determinar un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibratoria; fijar un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibratoria; y generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibratoria basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetico, en donde las primeras trazas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera fuente sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera señal de excitación.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera fuente sísmica vibratoria es una fuente vibratoria marina.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso de generar comprende: generar una primer secuencia pseudo-aleatoria en el dominio de frecuencia de tiempo; aplicar una transformada rápida de Fourier a la primera secuencia pseudo-aleatoria para obtener una primer secuencia pseudo-aleatoria de transformada de Fourier; la convolución de la primera secuencia pseudo-aleatoria de transformada de Fourier con uno o más filtros recíprocos de restricción para obtener señales de restricción correspondientes (LD, LC, LV), en donde uno o más de los filtros recíprocos de restricción corresponden a una restricción que es un miembro del primer grupo de restricciones; volver a escalar la primera secuencia pseudo-aleatoria de transformada de Fourier basándose en las señales de restricción; aplicar una transformada rápida inversa de Fourier a la primera secuencia pseudo-aleatoria de transformada de Fourier re-escalada para crear la primera señal de excitación.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la restricción es un desplazamiento, velocidad, aceleración, corriente o voltaje asociado con la primera fuente sísmica vibratoria.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, que además comprende: aplicar una función de compansión (f) a la primera secuencia pseudo-aleatoria.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la función de compansión f es dada por f(x) = sin {2 x /p}, para | x| <1, y = x / | x| en cualquier parte.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende: determinar un segundo espectro objetivo para una segunda fuente sísmica vibratoria, en donde el segundo espectro objetivo parcialmente traslapa con el primer espectro objetivo; establecer un segundo grupo de restricciones para la segunda fuente sísmica vibratoria; y generar una segunda señal de excitación para la segunda fuente sísmica vibratoria basándose en el segundo grupo de restricciones y el segundo espectro objetivo, en donde las primeras y segundas trazas sísmicas registradas con la pluralidad de receptores pueden ser separadas cuando las primera y segunda fuentes sísmicas vibratorias son dirigidas sin ningún tiempo de escucha, y simultáneamente basándose en las primera y segunda señales de excitación, y en donde las primeras trazas sísmicas son generadas por la primera fuente sísmica y las segundas trazas sísmicas son generadas por la segunda fuente sísmica.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la primera fuente sísmica vibratoria se emite en una escala de frecuencia diferente de una escala de frecuencia de la segunda fuente sísmica vibratoria.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la primera fuente sísmica vibratoria es provista a una primera profundidad submarina y la segunda fuente sísmica vibratoria es provista a una segunda profundidad submarina.

10. Un dispositivo de cómputo para generar una señal de excitación para una primera fuente sísmica vibratoria de manera que la primera fuente sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, el dispositivo de cómputo comprende: una interfase configurada para, recibir un primer espectro objetivo para la primera fuente sísmica vibratoria, y recibir un primer grupo de restricciones para la primera fuente sísmica vibratoria; y un procesador conectado a la interfase y configurado para generar una primera señal de excitación para la primera fuente sísmica vibratoria basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo, en donde las primeras trazas sísmicas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera fuente sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera señal de excitación.

11. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la primera fuente sísmica vibratoria es una fuente vibratoria marina.

12. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el procesador además está configurado para: generar una primera secuencia pseudo-aleatoria en el dominio de frecuencia de tiempo; aplicar una transforma rápida de Fourier a la primera secuencia pseudo-aleatoria para obtener una primera secuencia pseudo- aleatoria de transforma de Fourier; la convolución de la primera secuencia pseudo-aleatoria de transforma de Fourier con uno o más filtros recíprocos de restricción para obtener señales de restricción correspondientes (LD, LC, LV), en donde uno o más de los filtros recíprocos de restricción corresponden a una restricción que es un miembro del primer grupo de restricciones; volver a escalar la primera secuencia pseudo-aleatoria de transforma de Fourier basándose en las señales de restricción; y aplicar una transforma rápida inversa de Fourier a la primera secuencia pseudo-aleatoria de transforma de Fourier re-escalada para crear la primera señal de excitación.

13. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la restricción es un desplazamiento, velocidad, aceleración, corriente o voltaje asociado con la primera fuente sísmica vibratoria.

14. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el procesador además e stá configurado para: aplicar una función de compansión (f) a la primera secuencia pseudo-aleatoria.

15. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la función de compansión f es dada por f(x) = sin {2 x /p}, para | x | <1 , y = x / | x | en cualquier parte.

16. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el procesador además e stá configurado para: determinar un segundo espectro objetivo para una segunda fuente sísmica vibratoria, en donde el segundo espectro objetivo parcialmente traslapa con el primer espectro objetivo; establecer un segundo grupo de restricciones para la segunda fuente sísmica vibratoria; y generar una segunda señal de excitación para la segunda fuente sísmica vibratoria basándose en el segundo grupo de restricciones y el segundo espectro objetivo, en donde las primeras y segundas trazas sísmicas registradas con la pluralidad de receptores pueden ser separadas cuando las primera y segunda fuentes sísmicas vibratorias son dirigidas sin ningún tiempo de escucha, y simultáneamente basándose en las primera y segunda señales de excitación, y en donde las primeras trazas sísmicas son generadas por la primera fuente sísmica y las segundas trazas sísmicas son generadas por la segunda fuente sísmica.

17. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la primera fuente sísmica vibratoria se emite en una escala de frecuencia diferente de una escala de frecuencia de la segunda fuente sísmica vibratoria.

18. El dispositivo de cómputo de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la primera fuente sísmica vibratoria es provista a una primera profundidad submarina y la segunda fuente sísmica vibratoria es provista a una segunda profundidad submarina.

19. Un medio legible por computadora que incluye instrucciones ejecutables por computadora, en donde las instrucciones, cuando se ejecutan por un procesador, implementan un método para generar una señal de excitación para una primera señal sísmica vibratoria de manera que la primera señal sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, el método comprende: determinar un primer espectro objetivo para la primera señal sísmica vibratoria; establecer un primer grupo de restricciones para la primera señal sísmica vibratoria; y generar una primera señal de excitación para la primera señal sísmica vibratoria basándose en el primer grupo de restricciones y el primer espectro objetivo, en donde las primeras trazas registradas con una pluralidad de receptores pueden ser identificadas cuando la primera señal sísmica vibratoria es dirigida sin ningún tiempo de escucha, basándose en la primera señal de excitación.

20. El medio de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el paso de generar comprende: generar una primera secuencia pseudo-aleatoria en el dominio de frecuencia de tiempo; aplicar una transforma rápida de Fourier a la primera secuencia pseudo-aleatoria para obtener una primera secuencia pseudo- aleatoria de transforma de Fourier; la convolución de la primera secuencia pseudo-aleatoria de transforma de Fourier con uno o más filtros recíprocos de restricción para obtener señales de restricción correspondientes (LD, LC, LV), en donde uno o más de los filtros recíprocos de restricción corresponden a una restricción que es un miembro del primer grupo de restricciones; volver a escalar la primera secuencia pseudo-aleatoria de transforma de Fourier basándose en las señales de restricción; y aplicar una transforma rápida inversa de Fourier a la primera secuencia de transforma de Fourier re-escalada para crear la primera señal de excitación.