NL1019427C2 - Werkwijze en inrichting voor geo-seismisch acquisitie, in het bijzonder voor een verticale seismische acquisitie. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor geo-seismisch acquisitie, in het bijzonder voor een verticale seismische acquisitie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een techniek voor geo-seismische acquisitie.

Het is gebruikelijk in geo-seismische technieken op het land en in het bijzonder in verticale seismische technieken, om seismische bronnen van 5 het luchtcompressietype te gebruiken die vaak in smalle boorgaten worden geplaatst, gewoonlijk in de orde van 20 tot 30 meter diepte. Seismische energie van de bron die zich voorplant door de aarde wordt dan gedetecteerd en opgenomen door ontvangers die op enige afstand van de bron zijn verwijderd, gepositioneerd. In het geval van verticale seismische technieken 10 worden de ontvangers in een boorgat gepositioneerd, zodanig dat deze tot op enige duizenden meters afstand van de bron kunnen zijn met het doel de structuur en de eigenschappen van de ondergrond te onderzoeken.

Men heeft reeds voorgesteld om, teneinde substantiële seismische signalen bij de bron te hebben, een veelheid van seismische bronnen in de 15 omgeving van elkaar te gebruiken.

Een probleem dat zich voordoet met een dergelijke ordening van de bronnen is de nauwkeurige synchronisatie van de individuele bronsignalen.

Wanneer een bron wordt opgesteld in een smal boorgat kan men doorgaans de positie daarvan niet nauwkeurig bepalen. De 20 onzekerheidsmarge kan in de orde van 1 of 2 meters in de horizontale richting en 1 meter in de verticale richting zijn.

Verder kan het gebied van de aarde in de onmiddelijke omgeving van elke bron verschillende eigenschappen van bron positie tot bron positie en van tijdstip tot tijdstip hebben, zodanig dat de daardoor veroorzaakte 25 propagatie van seismische energie ook varieert van bron tot bron en tijdstip tot tijdstip.

1019427 2

Zulke factoren verhinderen het gebruik van bestaande technieken die gewoonlijk worden gebruikt om the synchronisatie van de vuurmomenten van de bronnen te regelen, aangezien deze een nauwkeurige kennis van de bronlocaties vereisen en uniformiteit veronderstellen in the 5 gebied van de aarde ter plekke van de bronnen.

De uitvinding stelt een oplossing voor dat een oplossing van deze problemen verschaft.

In het bijzonder wordt een methode voorgesteld voor de acquisitie van seismische signalen, waarbij tenminste twee bronnen van het 10 luchtcompressietype worden geplaatst binnenin één of meer verticale gaten die zich in de ondergrond uitstrekken.

In overeenstemming met deze methode wordt het activeren van de verschillende bronnen zodanig aangepast, dat de verschillende seismische signalen die door genoemde bronnen worden gegenereerd, tegelijkertijd 15 worden ontvangen door tenminste één referentiesensor, die is geplaatst in een verticaal gat dat zich uitstrekt in de nabijheid van het (de) gat(en) dat (die) de bronnen opneemt (opnemen), of die is geplaatst in één van die gaten.

De referentiesensor is bij voorkeur geplaatst op een diepte onder 20 het aardniveau die dieper is dan die van de seismische bronnen zodanig dat de sensor het voornaamste seismische energiepad in de richting van de ondergrond opvangt die door middel van seismische technieken wordt onderzocht.

Een voordeel kan worden bereikt door het gebruik van meerdere 25 bronnen die in hetzelfde gat zijn verspreid, de ene onder de andere.

Een voordeel kan worden bereikt door het gebruik van meerdere verticale gaten en een referentiesensor te gebruiken die in een verticaal gat is geplaatst in het gebied in de nabijheid van en bij voorkeur tussen de verschillende gaten die de seismische bronnen opnemen.

1019427 3

In het bijzonder kunnen seismische bronnen worden geplaatst in twee verticale gaten, waarbij een referentiesensor is geplaatst in een verticaal gat dat zich halverwege tussen deze twee gaten uitstrekt.

Door de referentiesensor op een verticale diepte onder dat van de 5 seismische bronnen te plaatsen op een afstand voldoende groter dan de laterale afstand daarvandaan, kan de referentiesensor worden beschouwd de energie te meten die zich voortplant verticaal naar beneden vanaf de bronnen. Daarom kan het referentiesensorsignaal worden gebruikt om de synchronisatie van de bronenergie in de verticale richting te meten en te 10 regelen.

Bovendien kan, door de positie van een referentiesensorgat opzettelijk een offset te geven vanaf het middelpunt tussen de brongaten, een referentiesensor worden gebruikt om de synchronisatie van de bronsignalen in andere richtingen te meten en te regelen.

15 De uitvinding betreft ook het gebruik van een inrichting voor genoemde voorgestelde methode.

In het bijzonder wordt een inrichting voorgesteld voor het gebruik in de acquisitie van seismische signalen die worden gegenereerd door tenminste twee bronnen van het luchtcompressietype die zijn verdeeld over 20 één of meerdere verticale gaten die zich uitstrekken in de ondergrond en die één of meerdere sensoren bevatten die de seismische signalen opnemen, die zich voortplanten vanaf genoemde bronnen en die bij de verschillende locaties van genoemde sensoren aankomen, opnemen, ofwel direct, ofwel door gereflecteerd te zijn door de grensvlakken tussen de verschillende 25 lagen van de ondergrond, met het kenmerk dat de inrichting een regeleenheid bevat die de activering van de verschillende bronnen regelt en dat de inrichting middelen bevat die voor het aanpassen van genoemde activering, zodanig, dat de seismische signalen die door genoemde bronnen worden gegenereerd, tegelijkertijd door tenminste één referentiesensor 30 worden ontvangen, die in een verticaal gat is opgesteld, dat zich uitstrekt in 1019427 4 de omgeving van het (de) gat(en) dat (die) de bron(nen) opneemt (opnemen), of dat één van de genoemde gaten is.

Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen later worden toegelicht door de beschrijving die hierop volgt, die bedoeld is om 5 illustratief en niet beperkend te zijn en die begrepen moet worden in samenhang met de bijgevoegde figuren. Hierin toont fig. 1 een mogelijke implementatie van de uitvinding; en fig. 2 een andere mogelijke implementatie.

10

In het voorbeeld in figuur 1 worden drie verticale gaten la, lb, lc en ld getoond. De gaten liggen alle in hetzelfde verticale vlak.

Verticaal gat la is een boorgat dat gewoonbjk wordt gebruikt in olie-exploratie en is bijvoorbeeld enkele duizenden meters diep. Een 15 seismische sensor of veelheid van sensoren, A, bijvoorbeeld van het geophoon- of hydrophoontype, wordt opgesteld op een reeks dieptes in gat la. De dieptes kunnen bijvoorbeeld een bereik hebben van 300 tot 3000 meter.

Verticaal gat lb is 50 meter gelegen van gat la en wordt gebruikt 20 om een referentiesensor B op een diepte van 50 meter ten opzichte van het oppervlak S op te stellen.

Verticale gaten lc en ld bevinden zich op een afstand van 5 meter aan elke kant van gat lb en worden gebruikt om seismische bronnen, C, op te stellen op een diepte van 20 meter ten opzichte van het oppervlak S.

25 De referentiesensor B en de seismische bronnen C zijn verbonden met een regeleenheid, D, dat het vuurmoment van de genoemde bronnen regelt, en dat hun activeringstijdstippen in reactie op genoemde regeleenheid na ontvangst van een vuursignaal regelt.

Voor het aanpassen van de synchronisatie van genoemde bronnen 30 worden, wanneer de bronnen C binnenin de gaten lc en ld in positie zijn en 1019427 5 vóór de acquisitie van data van de sensoren A, de regelsignalen die de bronnen C activeren aangepast door de regeleenheid D, zodat de tijd die verloopt tussen een vuurmoment en het tijdstip waarop de naar beneden gaande golven die door genoemde bronnen worden uitgezonden, door 5 genoemde referentiesensor B worden ontvangen, voor elke bron hetzelfde is.

Op deze manier bereiken, in reactie op een algemeen vuursignaal, de van elk van de genoemde bronnen naar beneden gaande golven de referentiesensor op hetzelfde tijdstip. De golven worden op elkaar gesuperponeerd op een constructieve wijze en worden na voorplanting door 10 de ondergrond ontvangen door de verschillende sensoren A als een enkele golf met een grote amplitude. Hiermee wordt de signaal-ruis verhouding van de opgenomen data verbeterd.

De aanpassing van de vuurvertragingen kan worden uitgevoerd door een automatische synchronisatiereeks waarin elke seismische bron C 15 individueel wordt geactiveerd, waarbij voor elke seismische bron de tijd wordt gemeten die verloopt vanaf het vuursignaal dat naar elke seismische bron C wordt gezonden tot de energie daarvan wordt gedetecteerd door de referentiesensor B. Deze tijdsverschillen worden daarna gebruikt om de vuurvertragingen voor elke seismische bron C automatisch zo aan te passen, 20 dat wanneer de regeleenheid D een algemeen vuursignaal ontvangt de gewenste samenvallende energie aankomst bij de referentiesensor B wordt bereikt.

De synchronisatie kan tijdens gebruik herhaaldelijk worden uitgevoerd om mogelijke timingsverschuivingen te verifiëren en te 25 minimaliseren.

In de implementatie die is geïllustreerd in figuur 2, worden verticale gaten 2a en 2b, gelijkvormig aan la en lb in figuur 1 geïllustreerd. Verder wordt een aantal bronnen C geïllustreerd, waarbij de bronnen boven elkaar, alle in hetzelfde verticale gat 2c, worden geplaatst.

1019427 6

Genoemde bronnen worden gesynchroniseerd door gebruik te maken van hetzelfde principe dat wordt geïllustreerd door figuur 1. Deze worden geregeld door regeleenheid D zodanig dat de seismische energie die deze elk genereren en die de referentiesensor B bereikt, samenvalt.

5 Andere uitvoeringsvormen en implementaties kunnen worden overwogen.

In het bijzonder kan worden overwogen dat een referentiesensor wordt geplaatst op een diepte ten opzichte van de aarde die minder is dan de diepte van de seismische bronnen.

10 Uitvoeringsvormen waarin de referentiesensor(en) is (zijn) geplaatst onder de bronnen verdienen echter de voorkeur, omdat genoemde bronnen dan in het pad van de naar beneden gaande en de ondergrond in reizende energie zijn.

Verder kan een referentiesensor worden geplaatst in hetzelfde gat 15 als wordt gebruikt voor het opstellen van een enkele of een veelheid van seismische bronnen.

Men kan ook overwegen een veelheid van referentiesensoren te gebruiken en niet slechts één.

Bovendien kan men overwegen dat de referentiesensoren zodanig 20 kunnen worden gepositioneerd dat de gecombineerde energie van de seismische bronnen wordt gesynchroniseerd in een richting die anders is dan het gebied verticaal onder de bronnen.

Verder, zoals begrepen zal zijn, veronderstellen de implementaties die zijn voorgesteld, dat de seismische referentiesensor voldoende ver van de 25 seismische bronnen is verwijderd, zodat men het propagatiepad van de energie van elke bron naar genoemde referentiesensor als parallel kan benaderen.

In de praktijk, in het geval waarbij door gebruik te maken van de seismische bronnen om de ondergrond in het gebied verticaal onder de 30 locatie daarvan te onderzoeken, is het nodig dat de referentiesensor wordt 101942? 7 geplaatst op een diepte van tenminste twee of drie keer de laterale afstand tussen het referentiemeetgat en de gaten die één of meer seismische bronnen opnemen.

1019427

Claims (14)

1. Werkwijze voor de acquisitie van seismische signalen, waarbij tenminste twee bronnen van het luchtcompressietype worden geplaatst in één of meer verticale gaten die zich in de ondergrond uitstrekken en waarin één of meer seismische sensoren de seismische signalen opnemen, die zich 5 voortplanten vanaf genoemde bronnen en bij genoemde sensoren aankomen, opnemen, ofwel direct, ofwel door gereflecteerd te zijn door de grensvlakken tussen de verschillende lagen van de ondergrond, met het kenmerk dat het activeren van de verschillende bronnen zodanig is aangepast, dat de verschillende seismische signalen die door genoemde bronnen worden 10 gegenereerd, tegelijkertijd door tenminste één referentiesensor worden ontvangen, die in een verticaal gat is geplaatst dat zich uitstrekt in de omgeving van het (de) gat(en) dat (die) de bron(nen) opneemt (opnemen), of dat één van de genoemde gaten is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de 15 seismische referentiesensor op een diepte van de ondergrond wordt geplaatst, die onder het niveau van de seismische bron(nen) ligt.

3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een veelheid van seismische bronnen in hetzelfde gat worden verdeeld, de één onder de ander.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het activeren van de bronnen wordt gesynchroniseerd, zodat de naar beneden gaande golf voor elk van de genoemde bronnen 50 ps na een vuursignaal wordt ontvangen.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk dat de seismische bronnen in meerdere verticale gaten worden geplaatst en dat een referentiesensor in een verticaal gat wordt geplaatst 1019427 dat zich uitstrekt in de nabijheid van de verschillende gaten waarin de seismische bronnen zijn geplaatst.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat een referentiesensor wordt geplaatst in een verticaal gat dat zich uitstrekt 5 tussen de verschillende gaten die de seismische bronnen opnemen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de seismische bronnen in twee verticale gaten worden geplaatst en dat een referentiesensor in een verticaal gat wordt geplaatst dat zich uitstrekt halverwege tussen deze twee gaten.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot 6, met het kenmerk dat de positie van het referentiesensorgat uit het middelpunt tussen de brongaten is gelegen, zodat een synchronisatie van de bronnen in een andere richting dan een verticale richting wordt geregeld.

9. Inrichting voor het gebruik in de acquisitie van seismische signalen 15 die worden gegenereerd door tenminste twee bronnen van het luchtcompressietype die zijn verdeeld over één of een veelheid van verticale gaten die zich in de ondergrond uitstrekken en die één of meerdere sensoren bevatten die de seismische signalen opnemen, die zich voortplanten vanaf genoemde bronnen en die bij de verschillende locaties van genoemde 20 sensoren aankomen, ofwel direct, ofwel door gereflecteerd te zijn door de grensvlakken tussen de verschillende lagen van de genoemde ondergrond, met het kenmerk dat de inrichting een regeleenheid bevat die het activeren van de verschillende bronnen regelt en dat de inrichting middelen bevat die geschikt zijn om de aanpassing van genoemde activering toe te 25 laten, zodanig, dat de seismische signalen die door genoemde bronnen worden gegenereerd, tegelijkertijd door tenminste één referentiesensor worden ontvangen, die in een verticaal gat is geplaatst dat zich uitstrekt in de omgeving van het (de) gat(en) dat (die) de bron(nen) opneemt (opnemen), of dat één van de genoemde gaten is. 1019427

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de referentiesensor is geplaatst in de ondergrond op een grotere diepte dan die van de akoestische bron(nen).

11. Inrichting volgens een van de conclusies 9 of 10, met het kenmerk 5 dat een aantal seismische bronnen in een boven elkaar gestelde ordening in hetzelfde gat zijn geplaatst.

12. Inrichting volgens een van de claims 9 tot 11, met het kenmerk dat de bronnen in meerdere verticale gaten worden geplaatst en dat een referentiesensor in een verticaal gat is geplaatst, dat zich uitstrekt tussen 10 de verschillende gaten die de bronnen opnemen.

13. Inrichting volgens claim 12, met het kenmerk dat de bronnen in twee verticale gaten worden geplaatst en dat een referentiesensor in een verticaal gat is geplaatst dat zich uitstrekt halverwege tussen deze twee gaten.

14. Inrichting volgens een van de claims 9 tot 12, met het kenmerk dat een referentiesensor in een verticaal gat is geplaatst dat een offset heeft ten opzichte van het middelpunt tussen de brongaten, op zodanige wijze, dat een synchronisatie van de bronnen wordt geregeld in een andere richting dan de verticale richting. 20 1019427