NL1033146C2

NL1033146C2 - Werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek.

Info

Publication number: NL1033146C2
Application number: NL1033146A
Authority: NL
Inventors: Benjamin Peter Jeffryes
Original assignee: Westerngeco Seismic Holdings
Priority date: 2002-04-06
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2009-12-04
Also published as: NO20031535L; GB2387226C; GB2387226B; FR2853085A1; US20060158962A1; GB2387226A; GB0207995D0; US20030210609A1; NO20031535D0; NO336129B1; NO20150043L; US20070091721A1; US7376046B2; US7672194B2; FR2853085B1; NL1023118A1; NL1023118C2; US7050356B2; US7602670B2; NL1033146A1

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze i voor het doen van seismisch onderzoek. In het bijzonder heeft het betrekking op een werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek waarin twee of meer groepen vibratorbronnen seismische energie voortbrengen, op een zodanige wijze dat hun aftasttijden elkaar overlappen.

Het principe van seismisch onderzoek is dat een seismische ) energiebron wordt gedreven om seismische energie voort te brengen welke zich in benedenwaartse richting door de aarde voortplant. De seismische energie welke zich naar beneden voortplant wordt gereflecteerd door één of meer geologische structuren in de aarde welke als gedeeltelijke reflectoren van seismische energie optreden. De gereflecteerde seismische 5 energie wordt gedetecteerd door één of meer sensoren (waaraan in het algemeen wordt gerefereerd als "ontvangers"). Het is mogelijk informatie te verkrijgen over de geologische structuur van de aarde uit seismische energie welke reflectie ondergaat in de aarde en welke opvolgend wordt verkregen door de ontvangers.

3 In praktijk omvat een seismische onderzoeksinrïchting een groepering seismische energiebronnen. Het is namelijk nodig om voldoende energie voort te brengen om structuren welke diep in de aarde liggen te verlichten, en een enkele seismische bron kan dit in het algemeen niet.

Er zijn seismische energiebronnen bekend welke seismische 5 energie voortbrengen op meer dan een frequentie. Voorbeelden van dergelijke seismische bronnen zijn vibratorbronnen, welke seismische energie voortbrengen in een frequentiebereik van, bijvoorbeeld, 5 of 10 Hz tot 100 Hz. Wanneer een dergelijke vibratorbron in werking wordt gesteld, wordt seismische energie voortgebracht gedurende een eindige D tijdsperiode, en de frequentie van de voortgebrachte energie verandert gedurende de periode waarin seismische energie wordt voortgebracht. De 033f46 » 2 frequentie van de voortgebrachte energie kan bijvoorbeeld monotoon groter worden gedurende de tijdsperiode waarin seismische energie wordt voortgebracht. Het proces van het de seismische energie vibratorbron laten voortbrengen van seismische energie over het frequentiebereik van 5 de vibrator zal hierin het "aftasten" van de vibrator worden genoemd en de stap van het initiëren van een vibratoraftasting zal het “in werking stellen" van de vibrator worden genoemd. Elke emissie van seismische energie uit een vibrator wordt een "schot" genoemd. De tijdsperioden waarover seismische energie wordt voortgebracht door de vibratorbron zal 0 de "aftasttijd" worden genoemd, en de "aftastsnelheid" is de snelheid waarmee de frequentie verandert gedurende de aftasttijd (een lineaire aftastsnelheid wordt in het algemeen in praktijk gebruikt).

Een seismische vibratorbron voor gebruik op het land bestaat in het algemeen uit een basisplaat welke in contact staat met de 5 grond. Seismische energie wordt in de grond gezonden door het opleggen van een vibrerende kracht op de plaat, en dit wordt gedaan door het aanbieden van een sturingsgolfvorm bekend als een "vooraftasting" aan het vibratorsturingsmechanisme. De vooraftasting is in het algemeen een afgetast frequentiesignaal met constante amplitude, hoewel deze aan elk 0 einde afneemt om het de amplitude van de vibratie mogelijk te maken om op en af te lopen aan het begin en einde van de respectievelijke aftasting.

In praktijk is de golfvorm welke wordt opgelegd aan de grond door de plaat niet exact gelijk aan de voorgolfvorm; in het bijzonder, net zoals het opleggen van een kracht met de gewenste frequentie op elk specifiek 5 moment (bekend als de "fundamentele frequentie"), legt de vibrator eveneens een kracht op bij veelvouden van de fundamentele frequentie (bekend als "harmonischen").

Seismische-energie-vibratorbronnen voor gebruik op zee zijn eveneens bekend. Ook deze worden wederom afgetast voor het voortbrengen ;0 van seismische energie over een frequentiebereik.

Wanneer een seismische vibratorbron in werking wordt 3 gesteld voor het voortbrengen van seismische energie wordt de seismische energie welke invalt op een ontvanger opgenomen als een vooraf bepaalde periode vanaf het begin van de aftasttijd van de bron. De tijd vanaf het einde van de aftasttijd tot het einde van de opnameperiode is in het 5 algemeen bekend als "luistertijd", en gegevens worden verkregen door een ontvanger vanaf het begin van de aftasttijd tot het eind van de luistertijd. De door de ontvanger verkregen gegevens als gevolg van in werking stelling van een bron worden vervolgens verwerkt, bijvoorbeeld door kruiscorrelatie van de verkregen gegevens met de vooraftasting van 0 de bron voor het verschaffen van een opname welke de lengte heeft van de 1 ui stertijd.

Figuur 1 is een schematische weergave van het proces van een conventioneel seismisch onderzoek welke gebruik maakt van een groepering landvibratorbronnen. Op tijdstip TO wordt een seismische bron 5 in de brongroepering in werking gesteld zodat zijn aftasting begint. In dit voorbeeld heeft de vibratoraftasttijd een tijdsduur S en neemt de fequentie van door de vibrator voortgebrachte seismische energie monotoon toe vanaf een frequentie f0 op tijdstip TO tot een frequentie f, (f,>f0) bij de beëindiging van de aftasting (op tijdstip TO + S). De aftasttijd 0 wordt gevolgd door de luistertijd zodanig dat de totale tijd van het proces van het in werking stellen en aftasten van de bron en het luisteren met een ontvanger naar seismische energie S + L is, waarin L de tijdsduur van de luistertijd is.

In een conventioneel seismisch onderzoek worden de bronnen 5 zodanig in werking gesteld dat een ontvanger seismische energie van slechts één bron ontvangt tijdens een gegeven luisterperiode. De minimale vertraging tussen het begin van twee vibratoraftastingen in een dergelijk onderzoek is daarom de som van de aftasttijd S en de luistertijd L. De luistertijd L wordt voldoende lang gemaakt, zodanig dat alle seismische 0 energie vereist door een ontvanger in een specifieke luisterperiode wordt voortgebracht gedurende de aftasttijd direct voorafgaand aan die 4 luisterperiode.

Het conventionele seismische onderzoeksproces heeft het nadeel dat het langzaam kan zijn als gevolg van de behoefte van de minimale tijdsvertraging tussen het begin van twee vibratoraftastingen 5 welke de som dient te zijn van de aftasttijd en de luistertijd. Een bekende poging de tijd vereist voor het uitvoeren van een seismisch onderzoek te reduceren, is de "schuifaftasf-acquisitietechniek. In de schuif-aftasttechniek is de minimale tijdsvertraging tussen het begin van twee opvolgende vibratoraftastingen slechts de luistertijd, niet de som 0 van de aftasttijd en de luistertijd. De opnamelengte naar kruiscorrelatie is de lengte van de luistertijd.

De schuif-aftasttechniek wordt getoond in figuur 2. Net als in de werkwijze van figuur 1 wordt één seismische bron in de brongroepering in werking gesteld om zijn aftasting te beginnen op 5 tijdstip TO, de vibratoraftasttijd heeft een tijdsduur S en de aftastperiode wordt gevolgd door een luistertijd L. Het tijdstip Tl waarop de tweede bron in werking wordt gesteld om zijn aftasting te beginnen, dient echter niet aan Tl > TO + S + L te voldoen, maar dient slechts te voldoen aan Tl > TO + L. Aangezien de minimale tijdsvertraging !0 tussen het in werking stellen van twee bronnen in de schuif- aftasttechniek slechts de luistertijd is, niet de som van de aftasttijd en de luistertijd, maakt de schuifafstandtechniek het mogelijk de tijdsduur van het uitvoeren van een seismisch onderzoek te reduceren. Het nadeel is echter dat harmonischen van de fundamentele frequentie !5 voortgebracht door een vibrator aanwezig zijn op het seismogram opgenomen door een of meer voorafgaande vibratoren.

Een verdere bekende onderzoekstechniek is de techniek van het ''gelijktijdig schieten". In de werkwijze van het gelijktijdig schieten worden twee of meer seismische bronnen welke geplaatst zijn op $0 respectievelijke schietlocaties, in werking gesteld zodat zij hun aftastingen gelijktijdig beginnen. De seismische energie welke door de 5 ontvanger wordt verzameld, zal daarom gebeurtenissen omvatten welke zijn veroorzaakt door seismische energie voortgebracht door alle bronnen. Teneinde het mogelijk te maken de gebeurtenissen overeenkomend met elk van de bronnen van elkaar te scheiden, dient elke vibrator tenminste 5 zoveel malen af te tasten op zijn schotpositie als dat er vibratoren in de groep zijn, en de opgenomen gegevens worden vervolgens algebraïsch gemanipuleerd om de gebeurtenissen overeenkomend met elk van de bronnen te scheiden. Typisch zal elke vibrator over dezelfde tijdsduur aftasten, met dezelfde aftastsnelheid en over hetzelfde frequentiebereik, echter de 10 faserelatie tussen vibratoren verandert per opname. In het geval van een groep van twee vibratoren bijvoorbeeld zou een geschikt schema voor de twee vibratoren het in fase aftasten zijn gedurende de eerste opname en het 180° uit fase aftasten zijn gedurende de tweede opname. Het gemiddelde van de twee signalen verkregen door een ontvanger geeft het L5 signaal dat optreedt bij die ontvanger door in werking stelling van een vibrator, en de helft van het verschil van de twee signalen verkregen door een ontvanger geeft het signaal dat optreedt bij die ontvanger door in werking stelling van de andere vibrator.

Een eerste aspect van de onderhavige uitvinding verschaft >0 een werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek omvattende de stappen van: het in werking stellen van de of elk van de vibratoren in een eerste vibratorgroep op tijdstip T0; en het in werking stellen van de of elk van de vibratoren in een tweede vibratorgroep op tijdstip Tl, waarin T0 < Tl < TO + SI + L waarin SI de aftasttijd is van de eerste >5 vibratorgroep en L de luistertijd is waarin tenminste één van de eerste vibratorgroep en de tweede vibratorgroep tenminste twee vibratoren omvat.

De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek dat de bekende gelijktijdige acquisitietechniek en de bekende schuif-aftastacquisitietechniek 10 combineert. Het maakt gebruik van de gelijktijdige acquisitietechniek in die zin dat ten minste één van de groepen vibratoren twee of meer 6 vibratoren omvat, maar de verschillende groepen worden met behulp van een schuif-aftasttechniek afgetast. De onderhavige uitvinding verschaft een reductie in de tijdsduur benodigd voor het uitvoeren van een seismisch onderzoek in vergelijking tot de tijdsduur benodigd door een 5 conventionele schuif-aftasttechniek.

De uitvinding kan worden toegepast op een enkele vibratorgroep, in welk geval de tweede vibratorgroep de eerste vibratorgroep is, of de eerste en tweede vibratorgroepen kunnen van el kaar verschillen.

10 In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stap van het in werking stellen van de of elk van de vi bratorgroepen tenminste zoveel keren als er vibratoren in de respectievelijke groep zijn, en zodanig dat de bijdrage van elke vibrator in een groep kan worden vastgesteld door algebraïsche bewerking van de ontvangsopname 15 van aftastingen gedaan door de respectievelijke groep.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is Tl - TO > (n-1) SI ƒ,/ n(f1 - fo)» waarin n een natuurlijk getal is, f0 is de lagere frequentielimiet van de vibratoraftasting en ƒ, is de hogere frequentielimiet van de vibratoraftasting. Dit maakt het mogelijk de 20 ruis in de verkregen gegevens als gevolg van de mde harmonische van de fundamentele frequentie te schatten voor alle m<n .

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stappen van: het in werking stellen van de of elk van de vibratoren in de eerste vibratorgroep op tijdstip T2, waarin Tl < T2 < Tl + S2 + L 25 waarin S2 de aftasttijd is van de tweede vibratorgroep; en het in werking stellen van de of elk van de vibratoren in de tweede vibratorgroep op tijdstip T3 waarin T2 < T3 < T2 + S + L; de eerste vibratorgroep verschillend is van de tweede vibratorgroep; en T3 - T2 * Tl - TO.

30 Deze uitvoeringsvorm maakt het mogelijk verdere ruisreductietechnieken toe te passen. De variërende tijdsvertraging tussen een schot van de eerste groep en een schot van een tweede groep 1033146 7 betekent dat harmonische ruis zal optreden op verschillende tijdstippen in de opnamen van de twee schoten. De ruis kan daarom worden geëlimineerd door het geschikt optellen van de twee schotopnamen, onder de aanname dat elk schotopname hetzelfde signaal omvat.

5 Een tweede aspect van de onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het doen van seismisch onderzoek omvattende de stappen van het in werking stellen van een eerste vibrator op tijdstip TO; het in werking stellen van een tweede vibrator verschillend van de eerste vibrator op tijdstip Tl, waarin TO < Tl < TO + SI + L waarin SI de 0 aftasttijd is van de eerste vibrator en L de tijd waarin gegevens worden verkregen door een ontvanger; het in werking stellen van de eerste vibrator op tijdstip T2, waarin Tl < T2 < Tl + S2 +L, waarin S2 de aftasttijd is van de tweede vibrator; en het in werking stellen van de tweede vibrator op tijdstip T3 waarin T2 < T3 < T2 + SI + L en waarin 5 T3 - T2 Φ Tl - TO.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is T3 - T2 > Tl - TO.

Een derde aspect van de onderhavige uitvinding verschaft een seismische onderzoeksinrichting omvattende een veelheid vibratorbronnen; en sturingsmiddelen ingericht voor het in werking 0 stellen van de of elke vibrator in de eerste vibratorgroep op tijdstip TO en het in werking stellen van de of elk van de vibratoren in een tweede vibratorgroep op tijdstip Tl, waarin TO < Tl < TO + SI + L, waarin SI de aftasttijd is van de eerste vibratorgroep en L de tijd is waarin gegevens worden verkregen door een ontvanger.

5 Een vierde aspect van de onderhavige uitvinding verschaft een seismische onderzoeksinrichting omvattende: een veelheid vibratorbronnen; en sturingsmiddelen ingericht voor het: (a) in werking stellen van een eerste vibrator op tijdstip TO; (b) het in werking stellen van een tweede vibrator verschillend van de eerste vibrator op 0 tijdstip Tl, waarin TO < Tl < TO + SI + L, waarin SI de aftasttijd is van de eerste vibrator en L de tijd is waarin gegevens worden verkregen door 8 een ontvanger; (c) het in werking stellen van de eerste vibrator op tijdstip T2, waarin Tl < T2 < Tl + S2 + L, waarin S2 de aftasttijd is van de tweede vibrator; en (d) het in werking stellen van de tweede vibrator op tijdstip T3 waarin T2 < T3 < T2 + SI + L en waarin T3 - T2 *T1 - TO.

5 In een voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de sturingsmiddelen een programmeerbare gegevensverwerker.

Een vijfde aspect van de onderhavige uitvinding verschaft een medium omvattende een programma voor de gegevensverwerker van een seismische onderzoeksinrichting zoals deze hierboven gedefinieerd is.

10 Voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen nu worden beschreven door middel van illustratieve voorbeelden onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, waarin:

Figuur 1 een schematische tijdsdiagram is van een conventioneel seismisch onderzoek; L5 Figuur 2 een schematisch tijdsdiagram is van een conventioneel schuifaftast-seismisch onderzoek;

Figuur 3 een schematisch tijdsdiagram is van een seismisch onderzoek overeenkomstig een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 20 Figuur 4 een blokschematisch stroomschema is van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Figuur 5 een schematische illustratie is van ruwe seismische gegevens;

Figuur 6 de resultaten toont van het verwerken van de ruwe ?5 seismische gegevens van figuur 5 overeenkomstig een eerste werkwijze van de onderhavige uitvinding;

Figuur 7 de resultaten toont van het verwerken van de seismische gegevens van figuur 5 overeenkomstig een tweede werkwijze van de onderhavige uitvinding; 30 Figuur 8 de resultaten toont van het verwerken van de seismische gegevens van figuur 5 overeenkomstig een eerste en een tweede 9 werkwijze van de uitvinding;

Figuur 9(a) een schematisch diagram is van een seismische onderzoeksinrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding; en

Figuur 9(b) een schematisch diagram is van sturingsmiddelen 5 van de seismische onderzoeksinrichting van figuur 9(a).

De werking van een seismische onderzoeksinrichting overeenkomstig een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt schematisch getoond in figuur 3, dat een tijdsdiagram is van de werkwijze. De werkwijze maakt het mogelijk de benodigde tijd voor het ) uitvoeren van een seismisch onderzoek te reduceren in vergelijking tot de conventionele schuifaftastmethode welke hierboven beschreven is.

Voor de werkwijze wordt aangenomen dat het seismisch onderzoek een groepering van seismische vibratorbronnen omvat. Teneinde de werkwijze uit te voeren, dienen de vibratoren te worden gegroepeerd in 5 twee of meer groepen, waarbij een groep vibratoren onafhankelijk kan worden bestuurd van de of elk van de andere groepen vibratoren. De groepering kan een fysische groepering zijn, bijvoorbeeld met de vibratoren gerangschikt in een tweedimensionale matrix waarbij elke rij of kolom een groep vormt. In het alternatieve geval kan de groepering een D denkbeeldige groepering zijn, waarin vibratoren in een matrix denkbeeldig worden verdeeld in twee of meer groepen. Het is niet nodig dat elke groep hetzelfde aantal vibratoren omvat, echter ten minste één groep dient twee of meer vibratoren te omvatten.

Op tijdstip TO wordt een eerste groep vibratoren in werking 5 gesteld. Dat betekent dat elke vibrator in de eerste groep zijn aftasting begint op tijdstip TO. Alle vibratoren in de eerste groep zullen dezelfde aftasttijd hebben. (Voor elke groep hebben alle vibratoren in de groep dezelfde aftasttijd. In principe kunnen verschillende groepen verschillende aftasttijden hebben, hoewel het gebruikelijk is dat alle 0 groepen dezelfde aftasttijd hebben als alle andere groepen.) Indien de aftasttijd van vibratoren in de eerste groep SI is, dan duurt de 10 aftastperiode van de eerste vibratorgroep vanaf tijdstip T0 tot tijdstip T0 + SI. De aftastperiode van de eerste groep wordt dan gevolgd door een luistertijd, welke en duur heeft van L en eindigt derhalve op tijdstip TO + SI + L.

5 Een tweede vibratorgroep wordt in werking gesteld om hun aftastingen op tijdstip Tl te beginnen. De tijd Tl ligt voor het einde van de luisterperiode van de eerste vibratorgroep - dat betekent dat Tl < TO + SI + L. De groep vibratoren welke op tijdstip Tl in werking wordt gesteld, wordt voor het gemak de tweede groep vibratoren genoemd, 0 echter de tweede vibratorgroep kan verschillend zijn van, of kan hetzelfde zijn als, de eerste groep vibratoren. De aftastperiode van de tweede groep heeft een tijdsduur S2 (welke gelijk kan zijn aan SI) en strekt zich derhalve uit vanaf Tl tot Tl + S2, en de luisterperiode strekt zich uit tot Tl + S2 + L (de twee groepen zullen dezelfde 5 luistertijd hebben.) De tijdvertraging tussen het begin van de aftasting van de eerste vibratorgroep en het begin van de aftasting van de tweede vibratorgroep dient de luistertijd te overschrijden (en indien dezelfde groep twee maal opvolgend wordt afgetast, dient de vertraging groter te zijn dan de aftasttijd van die groep).

0 Figuur 3 toont slechts de eerste aftasting van de eerste groep en de eerste aftasting van de tweede groep. De werkwijze overeenkomstig de uitvinding vereist echter dat elke groep vibratoren tenminste zoveel keer wordt afgetast als er vibratoren in de groep zijn, in een reeks van waaruit de bijdrage van elke vibrator op de seismische 5 gegevens welke zijn verkregen met de ontvanger kan worden vastgesteld, bijvoorbeeld algebraïsch.

In het algemeen zullen er M groepen vibratoren zijn met N vibrators in elke groep. Indien elke groep K schoten maakt, waarin K > N, zal er een reeks van MK schoten zijn. Indien er bijvoorbeeld twee Ό groepen van drie vibratoren (M = 2, N = 3) zijn, dient elke groep ten minste drie schoten (K k 3) te maken. Indien elke groep exact drie 11 schoten maakt, kan een mogelijke reeks de volgende zijn: groep 1; groep 2; groep 1; groep 2; groep 1; groep 2. Enige differentiatie tussen de aftastingen, bijvoorbeeld een faseverandering, is vereist om het mogelijk te maken de opnamen algebraïsch te bewerken voor het isoleren van de 5 bijdrage van elke vibrator. (In principe indien elke groep meer schoten

zou maken dan er vibratoren in de groep zijn (dat is het geval indien K > N) kunnen sommige schoten identiek zijn mits er tenminste N

onafhankelijke schoten zijn.)

Nog een voorbeeld, beschouw een enkele groep van vier 0 (M = 1, N = 4). In dit geval is de kleinste waarde van K 4, dus de groep dient vier keer afgetast te worden en de kortst mogelijke reeks is: groep 1; groep 1; groep 1; groep 1.

Nog een voorbeeld, beschouw zes vibratoren gerangschikt in drie groepen van elk twee vibratoren (M = 3, N = 2). In dit geval is de 5 kleinste waarde van K 2. Indien elke groep exact twee schoten maakt, is een mogelijke reeks: groep 1; groep 2; groep 3; groep 1; groep 2; groep 3.

In deze werkwijze van de uitvinding vindt ten minste één van de schoten plaats gedurende de tijd S + L vanaf het begin van het 0 voorgaande schot. Bij voorkeur begint zoveel mogelijk schoten minder dan S + L na het voorgaande schot. Het zal worden opgemerkt dat het allerlaatste schot geen schuifaftastruis zal bevatten - bijvoorbeeld in het eenvoudige voorbeeld van het schieten met slechts twee vibratoren, zou de tweede vibrator binnen de luistertijd van de eerste vibrator 5 schieten (dat betekent binnen tijd S + L vanaf het begin van het eerste schot). Beide vibratoren zouden dan worden verplaatst naar hun volgende schotpunten zodanig dat het schot van de tweede vibrator geen schuifaftastruis omvat.

In bovenstaande voorbeelden omvat elke vibratorgroep 0 hetzelfde aantal vibratoren. De uitvinding is daardoor niet beperkt en de groepen dienen niet alle hetzelfde aantal vibratoren te omvatten (hoewel 12 er één groep dient te zijn die meer dan één vibrator omvat). Indien de groepen niet hetzelfde aantal vibratoren omvatten, moet elke groep ten minste één keer meer worden afgetast dan dat er vibratoren in de groep zijn.

5 Figuur 3 geeft aan dat vibratoren in een derde vibratorgroep (welke de eerste of tweede vibratorgroep zou kunnen zijn) in werking worden gesteld om hun aftastingen te beginnen op tijdstip T2 welke voldoet aan T2 < Tl + S2 + L, waarin S2 de aftasttijd is van de tweede vibratorgroep. Het zou echter mogelijk zijn de derde groep in 0 werking te stellen op tijdstip T2 > Tl + S2 + L, aangezien het slechts voor één schot vereist is om te beginnen binnen S + L vanaf het begin van het voorgaande schot.

Zodra elke groep een voldoende aantal keren in werking is gesteld, kunnen de vibratoren worden verplaatst naar verschillende 5 posities om een nieuw onderzoek uit te voeren.

Oe responsie op elke ontvanger als gevolg van de seismische energie voortgebracht door elke individuele vibrator kan worden berekend uit de verkregen seismische energie door de ontvanger(s) met behulp van elke geschikte techniek. Een geschikte techniek wordt geopenbaard in 0 GB octrooiaanvrage nr. 2 359 363. In principe kan de responsie worden berekend zodra de gegevens verkregen zijn, echter het is gebruikelijker de gegevens op te slaan bijvoorbeeld op een magnetische band of schijf, voor het vervolgens verwerken op afstand van de onderzoekslocatie.

Een probleem van de schuif-aftastacquisitie is dat de 5 gegevens die worden verkregen in de luisterperiode volgend op een aftasting harmonische ruis zullen omvatten afkomstig van de opvolgende aftastingen. Het is wenselijk deze harmonische ruis te elimineren gedurende het verwerken van de gegevens. Een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het schatten van 0 de harmonische ruis in de verkregen gegevens in een luisterperiode van de verkregen gegevens.

13

De harmonische ruis in verkregen gegevens in een luisterpeiode is de responsie van de aarde op de harmonische uitvoer van de opvolgende aftasting. De responsie van de aarde voor harmonischen van de opvolgende schoten is hetzelfde als de responsie van de aarde op de > fundamentele aftastingen van het met de luisterperiode geassocieerde schot. Vibratordeconvolutietheorie is gebaseerd op het kennen van de inhoud van de fundamentele aftasting, aangezien dit een meting van de aardresponsie verschaft. Indien het mogelijk is de harmonische uitvoer van de vibrator te schatten, dan is het mogelijk de harmonische bijdrage ) te schatten op het voorgaande schot door het convolueren van de aardsresponsie zoals deze bepaald is uit de inhoud van de fundamentele aftasting, met de harmonische uitvoer van de vibrator. Zodra de harmonische bijdrage aan het voorgaande schot op deze wijze gevonden is, is het mogelijk deze van de opgenomen gegevens af te trekken.

5 In principe zou het mogelijk zijn metingen te gebruiken van de seismische energie voortgebracht door de vibrator voor het schatten van de harmonische uitvoer van de vibrator. Echter de niet-1ineaire effecten van het gedrag van de aarde in de buurt van de vibrator kunnen betekenen dat de harmonische ruis bij de ontvanger van de harmonische 3 ruis welke zal worden geschat uit metingen van de vibrator verschilt. Het schatten van de harmonische uitvoer van de gegevens zelf is daarom een methode die meer betrouwbaar is.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze voor het elimineren van de harmonische ruis uit gegevens verkregen in de gelijktijdige 5 schuif-aftastacquisitietechniek van figuur 3 zal nu worden beschreven onder verwijzing naar figuur 4. In eerste instantie, in stap 101, worden vibratorbronnen gegroepeerd in twee of meer groepen. Deze groepen'ngsstap kan een fysieke groeperingsstap zijn, bijvoorbeeld gedurende het plaatsen van de vibratoren. In het alternatieve geval kan het bestaan uit het 0 definiëren van denkbeeldige groepen in een vibratorgroepering. Ten minste één van de groepen omvat twee of meer vibratoren.

14

In stap 102 worden gelijktijdige schuifaftestgegevens verkregen met behulp van een acquisitietechniek van het type dat in het algemeen beschreven is met betrekking tot figuur 3.

In stap 103 wordt de pulsresponsie berekend voor elke groep 5 uit de posities van de vibratoren in die groep. Deze stap kan worden uitgevoerd op een conventionele wijze met behulp van kruiscorrelatie en een inversiematrix welke constant is met een frequentie, of het kan in het alternatieve geval worden gedaan op de wijze beschreven in GB-A-2 359 363.

.0 Vervolgens worden in stap 104 de verkregen gegevens gekruiscorreleerd met de harmonische frequentieaftasting. De gebruikte aftasting in deze kruiscorrelatiestap is in essentie hetzelfde als de fundamentele aftasting van de vibrator, met uitzondering van het feit dat het een aftastsnelheid heeft welke een gehele veelvoud is van de .5 afstandssnelheid van de fundamentele aftasting. De aftasting gebruikt in de kruiscorrelatiestap zou dus tweemaal de aftastsnelheid hebben van de fundamentele vibratoraftasting indien het gewenst is de tweede harmonische te verwijderen, echter deze zou driemaal de aftastsnelheid van de fundamentele aftasting hebben voor het verwijderen van derde !0 harmonische, etcetera. Het is niet noodzakelijk voor de in de kruiscorrelatiestap gebruikte aftasting zich uit te strekken boven de hogere frequentielimiet van de fundamentele aftasting - en in elk geval dient de hogere frequentie de Nyquistfrequentie voor het bemonsteren niet te overschrijden - dus wordt een versmalling toegepast op de harmonische !5 aftasting na een frequentie in de buurt van de hoge frequentie van de fundamentele aftasting. Voor elke harmonische kan dezelfde harmonische aftasting worden gebruikt in de kruiscorrelatiestap voor alle ontvangers en voor alle schoten.

De effecten van de krui scorrelati estap is het in de tijd J0 concentreren van de aardresponsie op een harmonische. De aardresponsie op andere harmonischen en op de fundamentele frequentie worden in de tijd 15 verspreid. In het bijzonder, hoewel de aardresponsie op de fundamentele aftastingsfrequentie nog steeds de voornaamste bijdrage is aan de verkregen gegevens, zijn de effecten van de kruiscorrelatiestap dat het nu zal aankomen op een later tijdstip in de opname.

5 In stap 105 worden de kruisgecorreleerde gegevens Fourier- getransformeerd over een tijdsraam dat de eerste voornaamste aankomst als gevolg van de gewenste harmonische omvat, echter dat eindigt voordat de aardresponsie van de fundamentele vibratorfrequentie wordt gezien of (in het geval van het schatten van hoge harmonischen) wanneer de 0 aardresponsie op een hogere amplitudeharmonische wordt gezien. De lengte van een tijdsraam gebruikt in deze stap kan variëren van de ene ontvanger tot de andere. Voor elke frequentie en ontvanger is het resultaat van de Fouriertransformatie een vector 6„ met een lengte N, waarin N het aantal schoten is. Deze vector is het vroege deel van de aardresponsie op de 5 gekozen vibratorharmonische.

In stap 106 wordt de impulsresponsie voor elke ontvanger en elke vibratorpositie behandeld met een Fouriertransformatie van dezelfde lengte als in stap 105. De Fouriertransformatie wordt uitgevoerd over hetzelfde tijdsraam, of een net iets korter tijdsraam, dan de 0 Fouriertransformatie in stap 105. De resultaten van deze Fouriertransformatiestap zijn een vector Rn voor elke ontvanger en frequentie, waarin Rn een lengte heeft van M waarin M het aantal vibratorposities is.

In stap 107 wordt de GnR*„ berekend voor elke frequentie en 5 ontvanger. R*„ is de complex geconjungeerde van de getransponeerde van Rn. Dit levert een N x M-matrix op. Deze matrix wordt dan gemiddeld over de ontvangers voor het verschaffen van de krui scorrel atiematrix ( G„R*„ ).

Een op de ontvanger gebaseerde normalisatie kan worden toegepast in dit middelingsproces om het variëren van de signaal amplitude bij 0 verschillende ontvangers mogelijk te maken.

In stap 108 wordt de M x M-matrix RnR*n berekend voor elke 16 frequentie en ontvanger. Deze wordt vervolgens gemiddeld over ontvangers voor het verschaffen van de autocorrelatiematrix ( R„R*„ ). Indien een op de ontvanger gebaseerde normalisatie was uitgevoerd in stap 107 dient dezelfde normalisatie te worden uitgevoerd in stap 108.

5 In stap 109 wordt de schatting van de nde harmonische Hn welke door de vibrator is voortgebracht bepaald. In principe wordt H„ gegeven door H„ = ( G„R*n )( RnR*n )l'l). Echter in de praktijk zal de oude correlatiematrix slecht geconditioneerd zijn - dat betekent dat de kleinste eigenwaarde veel kleiner zal zijn dan de grootste eigenwaarde en ;0 het nemen van een exacte inverse brengt het risico met zich mee dat deze gedomineerd wordt door ruis. Een standaard singuliere-waarde-decompositie van ( RnR*„ ) ontbindt deze in het product van drie matrices, U, V en □,

waarin ( R„R'n ) = U □ V*, U en V zijn zodanig dat UU' = VV* = I waarin I

de eenheidsmatrix is en Q is diagonaal en reëel. U en V zijn de matrices 15 van respectievelijk rechter en linker eigenvectoren, Q bestaat uit eigenwaarden. De ware inverse matrix wordt gegeven door VU1!/*. De schatting van H„ wordt gegeven door H„ = ( G„R*„ ) (VLlf) waarin L een diagonaalmatrix is, identiek aan 0(‘°, echter de kleinste elementen zijn vervangen door nul. Een manier om te bepalen hoeveel eigenwaarden te ?0 behouden en hoeveel op nul te stellen, komt door het vergelijken van de standaarddeviatiegrootte (root-mean-square (rms)) van de elementen van ( RnR*B ). De rms-grootte van de elementen van VLU* maal de rms-grootte van ( R„R*„ ) dient van orde 1 te zijn. Vaak is slechts één eigenwaarde nodig. Hn is een N bij M matrix voor elke frequentie en elk stel schoten. 25 In stap 110 wordt de matrix Hn Fourier-teruggetransformeerd tot het tijdsdomein voor het verkrijgen van h„. De Fourier-transformatie wordt uitgevoerd voor een tijdsraam rond T = 0 met behulp van een gladde versmalling, en met een halve breedte van ongeveer 0,25 seconden of minder.

17

In stap 111 wordt hn geconvolueerd met de harmonische aftasting gebruikt in stap 104. De resultaten van deze convolutie is de schatting van de vibratoruitvoer voor de nde harmonische. Dit is een schatting van de ruis welke optreedt in de verkregen gegevens gedurende 5 het voorgaande schot. De verkregen gegevens voor het voorgaande schot kunnen worden gecorrigeerd voor harmonische ruis, bijvoorbeeld door het aftrekken van de harmonische ruis die geschat is uit de ruwe gegevens verkregen met de ontvanger. In het alternatieve geval, indien het deconvolutiestadium is uitgevoerd op gecorroleerde gegevens, kan de 0 harmonische ruis worden gecorreleerd met de geschikte vooraftasting en dan worden afgetrokken van de geschikte gecorreleerde opnamen.

De bovenstaande stappen kunnen worden herhaald voor elke harmonische welke naar wens dient te worden verwijderd. Typisch hebben de tweede en derde harmonische de grootste amplitude zodat verwijdering van 5 deze harmonischen alleen voldoende kan zijn.

In stap 112 worden de schotopnamen, waarvan de harmonische ruis is verwijderd, gescheiden in hun individuele schotpuntcomponenten. Deze stap kan worden gedaan op zowel gecorreleerde als ongecorreleerde schotopnamen. In het alternatieve geval kan het scheidingsstadiurn worden 0 uitgevoerd op de gesommeerde ruisschattingen alleen en deze gescheiden ruisschattingen worden dan afgetrokken van de eerder berekende i ndi vi duele schotpuntcomponenten.

De bovenstaande werkwijze is beschreven onder verwijzing naar de gelijktijdige schuif-aftastacquisitiewerkwijze van figuur 3. Het 5 kan in het alternatieve geval worden toegepast op een conventionele schuifaftastingsacquisitiemethode van het type getoond in figuur 2. De werkwijze kan worden vereenvoudigd wanneer deze wordt toegepast op een dergelijke conventionele schuif-aftasttechniek, aangezien die kruiscorrelatie en de oude correlatie geen matrices zijn, maar een aantal ;0 voor elke frequentie. In stap 109 kan dus de ware inverse van de autocorrelatie worden gebruikt.

18

Gebruik van deze werkwijze vereist een zekere minimale tijd tussen de aftastingen. Teneinde de nde harmonische te verwijderen, wordt de minimale tijd tussen de opvolgende aftastingen gegeven door: 0,- 1)/,5 “min " / r y· \ (1) «Ui-Λ) 5 Hierbij wordt aangenomen dat de fundamentele aftasting lineair varieert tussen frequentie f0 en frequentie f, en een aftasttijd heeft van S.

Dus teneinde de tweede harmonische te verwijderen, dient de verschuiving tussen de opvolgende aftastingen (bijvoorbeeld Tl - TO) in 0 figuur 2 of figuur 3) net iets meer dan de helft van de totale aftastduur te zijn, voor het verwijderen van de derde harmonische dient deze net iets meer dan tweederde van de aftasttijd te zijn, etcetera.

Figuren 5 en 6 tonen de resultaten van de werkwijze van figuur 4. (In figuren 5 en 6 geeft de horizontale as 40 de tijd weer en 5 geeft de verticale as 41 het geofoongetal weer). Figuur 5 toont in grafiek 43 één seconde avn een seismogram een deel van een gegevensopname verkregen met een ontvanger gedurende gelijktijdige in werking stelling van drie seismische vibratoren, waarbij elke vibrator vier maal in werking is gesteld. Hoewel de gegevens werden verkregen met een 0 conventionele gelijktijdige acquisitietechniek, in plaats van een gelijktijdige schuif-aftastacquisitietechniek, werden de opnamen gesommeerd voor het simuleren van gegevens verkregen met een gelijktijdige verschuiving-aftasttechniek van de onderhavige uitvinding. Het zal duidelijk zijn dat er harmonische ruis van hoge frequentie 5 aanwezig is in veel van de gegevens. De twaalf sporen getoond in figuur 5 werden verkregen op twaalf gescheiden ontvangerlocaties.

Figuur 6 toont in grafiek 44 de resultaten van het toepassen van een harmonische schatting- en verwijderingsmethode van het type beschreven onder verwijzing naar figuur 4 op de tweede en derde 19 harmonische in de gegevens van figuur 5. Het kan worden gezien dat de harmonische ruis van hoge frequentie significant is gereduceerd.

Een alternatieve techniek voor het verwijderen van harmonische energie zal nu worden beschreven. In tegenstelling tot de 5 boven beschreven werkwijze van harmonische ruisreductie welke vertrouwt op het kunnen schatten van de harmonische ruis, vereist de hieronder beschreven techniek zeer weinig kennis van de harmonische energie. De werkwijze vereist slechts kennis van de tijdstippen waarop verschillende orden harmonische energie arriveren bij de ontvanger. Deze werkwijze kan ) worden toegepast op zowel de gelijktijdige schuif-aftastacquisitie van figuur 3 of op de conventionele schuif-aftastacquisitie van seismische gegevens. De beperking van deze techniek is dat er ten minste één aftasting meer dient te worden gemaakt dan het aantal schotpunten dat dient te worden gescheiden. Volgens standaard schuif-5 aftastgegevensacquisitie dient elke vibrator dus ten minste twee maal in werking te worden gesteld in elke schotlocatie. In een gelijktijdige schuif-aftastacquisitietechniek waarin elke groep twee vibratoren omvat, dienen ten minste drie aftastingen te worden gemaakt in elke locatie.

Beschouw in het eerste geval het geval van een standaard 3 schuif-aftastacquisitietechniek waarin elke vibratorgroep ten minste twee schoten in elke locatie maakt. Na kruiscorrelatie of deconvolutie zullen de signaal componenten van de gegevensopnamen voor één schot hetzelfde zijn als de signaal componenten van een gegevensopname voor de andere schoten. Indien de harmonische ruiscomponenten in de twee opnamen kunnen 5 worden gerangschikt om van elkaar te verschillen, is het mogelijk de harmonische ruis te reduceren of elimineren door het geschikt combineren van de twee opnamen. Eén manier om dit te doen, zoals eerder is voorgesteld, is het variëren van de fase van de schoten. Indien de fase van de nde harmonische n maal groter is dan de fase van de fundamentele 3 aftasting (dat normaal gesproken bij benadering waar is), dan zal bij het kiezen van een geschikt faseverschil en het sommeren van de opnamen na 20 kruiscorrelatie een of meer harmonischen teniet worden gedaan. Indien de twee schoten 90° uit fase zijn, zal de derde harmonische worden geannuleerd. Indien de twee schoten 180° uit fase zijn, zullen de tweede en vierde harmonischen worden geannuleerd. Indien er drie schoten zijn, 5 welke elk 120° uit fasen zijn met de andere twee schoten, zullen de tweede en derde harmonische annuleren.

De hieronder beschreven werkwijze gebruikt de combinatie van een acquisitietechniek en een verwerkingstechniek en hangt niet af van enige algebraïsche faserelatie.

0 De werkwijze hieronder beschreven is gebaseerd op het principe dat indien harmonische ruis in een schot optreedt op een verschillend tijdstip van harmonische ruis in een ander schot, het geschikt stapelen de ruis vervolgens kan elimineren of substantieel kan reduceren. De stapelmethode welke wordt gebruikt is tijd- 5 frequentiediversiteitsstapeling. Deze stapelmethode werkt goed wanneer de signaal component van twee opnamen hetzelfde is, echter de ruis in verschillende locaties in het tijd-frequentiedomein optreedt.

Om harmonische ruis op verschillende tijden in verschillende schoten te laten optreden, kan de vertraging tussen de 0 schoten worden gevarieerd. Het gekozen tijdsverschil tussen een schot in een locatie en het opvolgende schot (in een andere locatie) dient te verschillen van de tijdvertraging tussen een volgend schot gemaakt in de eerste locatie en een daarop volgend schot zodanig dat na tijd-frequentiedecompositie de grootste pieken in de ruis elkaar niet 5 substantieel overlappen. De exacte benodigde tijdvertraging zal afhangen van de aftastsnelheid, echter het is waargenomen dat een verschil van tussen de 1 en 2 seconden in het algemeen voldoende is indien de aftasttijden minder dan 10 seconden zijn.

In een variatie op deze techniek wordt het effect van 0 tijdvertraging tussen de schoten nagedaan met behulp van meerdere vibratorgroepen waarin de ruis is ingericht om te komen van schoten van 21 verschillende, weids gescheiden vibratorgroepen. De ruimtelijke scheiding tussen de vibratorgroepen zal een tijdsvertraging induceren, zodanig dat voor de meeste ontvangen harmonische ruis zal arriveren op verschillende tijden en tijd-frequentiediversiteitsstapeling zal effectief zijn voor 5 het verwijderen van harmonische ruis. Voor sommige ontvangers zullen de pieken in de ruis van verschillende schoten elkaar overlappen, echter deze ruis kan worden verwijderd gedurende het stapelen met behulp van een techniek geopenbaard in Engelse octrooiaanvrage nr. GB 2 359 363.

In het geval van N-vibratoren is het nodig ten minste (N+l) 0 schoten gecodeerde aftastingen te maken, van waaruit de n individuele schotopnamen kunnen worden geëxtraheerd. Beschouw bijvoorbeeld twee groepen van twee vibratoren elk met een aftasttijd S van 8 seconden en een luistertijd L van 5 seconden. Deze vibratoren kunnen drie schoten voor elke groep op zijn snelst als volgt uitvoeren: 5

Tabel 1

Groep 1 schot 1 begint 0 seconden

Groep 2 schot 1 begint 5 seconden 5 seconden tijdsverschuiving !0

Groep 1 schot 1 stopt 8 seconden Groep 1 schot 2 begint 10 seconden

Groep 2 schot 1 stopt 13 seconden 5 seconden tijdsverschuiving !5 Groep 2 schot 2 begint 15 seconden 5 seconden tijdsverschuiving

Groep 1 schot 2 stopt 18 seconden Groep 1 schot 3 begint 20 seoonden 10 Groep 2 schot 2 stopt 23 seconden 5 seconden tijdverschuiving

Groep 2 schot 3 begint 25 seconden 5 seconden tijdverschuiving

Groep 1 schot 3 stopt 28 seconden (5 Groep 2 schot 3 stapt 33 seconden 5 seconden tijdverschuiving 22

Het optellen van de vertragingen tussen de door de eerste groep geloste schoten en de schoten welke volgen op elk schot van de eerste groep maakt het mogelijk de harmonische ruis op verschillende tijden in de schotopnamen te plaatsen. Het bovenstaande schotschema kan 5 bijvoorbeeld worden gewijzigd door het vergroten van de vertraging tussen een schot van de eerste groep en het overeenkomstige schot van de tweede groep, als volgt:

Tabel 2 0

Groep 1 schot 1 begint 0 seconden

Groep 2 schot 1 begint 5 seconden 5 seconden tijdverschuiving

Groep 1 schot 1 stopt 8 seconden Groep 1 schot 2 begint 10 seconden 15

Groep 2 schot 1 stopt 13 seconden 5 seconden tijdverschuiving

Groep 2 schot 2 begint 16 seconden 6 seconden tijdverschuiving

Groep 1 schot 2 stopt 18 seconden ZO Groep 1 schot 3 begint 22 seconden

Groep 2 schot 2 stopt 24 seconden 6 seconden tijdverschuiving Groep 2 schot 3 begint 29 seconden 7 seconden tijdverschuiving 25 Groep 1 schot 3 stopt 30 seconden

Groep 2 schot 3 stopt 37 seconden 7 seconden tijdverschuiving

In dit gewijzigde schotschema van tabel 2 betekenen de 10 variërende vertragingen tussen een schot van een eerste groep en het overeenkomstige schot van de tweede groep dat harmonische ruis zal optreden op verschillende tijden in de schotopnamen. Het is daarom mogelijk de harmonische ruis te elimineren met behulp van de "diversiteits-gelijktijdige inversietechniek" geopenbaard in GB 2 359 15 363.

Figuur 7 toont in grafiek 45 de resultaten van het 23 toepassen van de diversiteits-geli jkti jdige inversietechniek op de gegevens getoond in figuur 5. Het zal wederom duidelijk zijn dat een aanzienlijke reductie van harmonische ruis verschaft is. (In figuur 7 geeft de horizontale as 40 de tijd aan en geeft de verticale as 41 het 5 geofoongetal aan.)

In het schotschema van tabel 2 neemt de tijdvertraging tussen een schot van de eerste vibratorgroep en het overeenkomstige schot van de tweede vibratorgroep toe met het schotnummer. De uitvinding is daartoe niet beperkt en de tijdsvertraging tussen een schot van de eerste 0 vibratorgroep en het overeenkomstige schot van de tweede vibratorgroep kan in het alternatieve geval afnemen met het schotnummer.

De techniek van diversiteitsgelijktijdige inversie kan worden gecombineerd met harmonische benadering en verwijdering voor die schoten waarin de tijdvertraging voldoet aan vergelijking (1) hierboven. 5 Bijvoorbeeld indien de vibratoraftasting van 10 Hz tot 100 Hz is, kan de tweede harmonische worden benaderd en verwijderd indien de schuiftijd groter is dan 4,5 seconden, de derde harmonische kan worden benaderd en verwijderd indien de schuiftijd groter is dan 6 seconden en de vierde harmonische kan worden verwijderd indien de schuiftijd meer dan 6,7 0 seconden is. Voor het acquisitieschema van tabel 2 kan dus de tweede harmonische worden benaderd en verwijderd van de harmonische ruis in alle schoten, de derde harmonische kan worden benaderd en verwijderd van de ruis in het tweede en derde schot van elke groep en de vierde harmonische kan worden benaderd en verwijderd van de ruis in het derde schot van elke 5 groep.

Figuur 8 toont in grafiek 46 resultaten van het toepassen van zowel de harmonische benadering en verwijderingstechniek als de diversiteitsgelijktijdige inversietechniek. (In figuur 8 geeft de horizontale as 40 de tijd aan en geeft de verticale as 41 het 0 geofoongetal aan.) Figuur 8 toont de resultaten van het uitvoeren van de diversiteitsgelijktijdige inversietechniek op de gegevens getoond in 24 figuur 6 - welke reeds een harmonisch benaderings- en verwijden'ngstechniek hebben ondergaan voor de tweede en derde harmonische. Het zal duidelijk zijn dat de opeenvolgende toepassing van de diversiteitsgelijktijdige inversietechniek heeft, dat wil zeggen de » combinatie van beide technieken geleid tot een verdere reductie van ruis.

De wijze waarop de bovenstaande technieken worden gebruikt, hangt af van factoren zoals het aantal groepen, de benodigde tijd voor het verplaatsen van een vibrator van een gewenste schietpositie naar een andere en de verhouding van de totale vibratoraftasttijd tot de ) luistertijd.

Indien de luistertijd gelijk is aan de totale aftasttijd gedeeld door het aantal vibratoren in een groep, dan is het hebben van twee groepen een efficiënte implementatie. Op elke tijdstip kan een groep worden geherpositioneerd terwijl de andere groep gegevens verkrijgt. De > groep welke gegevens verkrijgt, schiet hetzelfde aantal schoten als er vibratoren in de groep zijn. Elke vibrator tast bijna continu af met slechts een korte pauze aan het einde van elke aftasting voor het herstellen van de apparatuur. Wanneer de eerste groep het schieten heeft beëindigd, is de tweede groep in positie en begint het schieten terwijl ) de eerste groep naar de volgende locatie verplaatst. De schuiftijd is 100% van de aftasttijd, dus harmonische benadering en verwijdering kan worden toegepast op de verkregen gegevens. Echter, aangezien het aantal schoten gelijk is aan het aantal vibratoren in elke groep, is diversiteitsgelijktijdige inversie niet mogelijk.

) Indien in een ander voorbeeld de aftasttijd voor elke vibrator ongeveer tweemaal de luistertijd is, kan een werkwijze welke gebruik maakt van drie groepen bruikbaar worden toegepast. In het geval van negen vibratoren zal het mogelijk zijn drie groepen van drie vibratoren te hebben waarbij vibratoren in elke groep vier maal in ) werking worden gesteld met variërende vertragingen tussen de schoten. Het schietpatroon zou zijn ingericht zodanig dat de eerste twee schoten van 25 elke groep alterneren met de laatste twee grootten van de voorgaande groep en zodanig dat de derde en vierde schoten van elke groep alterneren met de eerste twee schoten van de opvolgende groep. Voor die schoten waarvoor aan vergelijking (1) is voldaan, kan harmonische ruis worden 5 benaderd en verwijderd. Diversiteitsgelijktijdige inversie kan dan worden toegepast op de verkregen gegevens voor elke groep.

Figuur 9(a) is een schematische illustratie van een seismische onderzoeksinrichting overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De seismische onderzoeksinrichting omvat een veelheid D vibratoren 1, 2, 3, 4 en sturingsmiddelen 5. Twee groepen vibratoren A, B zijn gedefinieerd in figuur 9(a), waarbij elke groep twee vibratoren in elke groep omvat, echter de seismische onderzoeksinrichting van de uitvinding wordt niet beperkt tot dit specifieke aantal groepen of tot het aantal vibratoren in een groep. De sturingsmiddelen 5 kunnen elke 5 groep onafhankelijk in werking stellen van de andere groep. Bijvoorbeeld de sturingsmiddelen kunnen elektrisch verbonden zijn met elke groep vibratoren, zodat deze een elektrisch signaal kunnen zenden naar een gekozen groep voor het in werking stellen van alle vibratoren in de gekozen groep. De sturingsmiddelen zijn ingericht voor het in werking 0 stellen van de vibratoren overeenkomstig, bijvoorbeeld, een "gelijktijdige schuifaftast"-methode van het type beschreven onder verwijzing naar figuur 3 of een "variërende tijdsvertraging"-methode van het type beschreven onder verwijzing naar tabel 2.

Vier vibratoren zijn getoond in figuur 9(a) gegroepeerd in 5 twee groepen, elk omvattende twee vibratoren, echter een seismische onderzoeksinrichting volgens de uitvinding wordt niet beperkt tot dit aantal vibratoren en groepen. Een seismische onderzoeksinrichting overeenkomstig de uitvinding voor gebruik met de "gelijktijdige schuifaftast"-methode kan twee of meer onafhankelijk in werking te 0 stellen groepen vibratoren omvatten met ten minste één groep omvattende meer dan een vibrator. Een seismische onderzoeksinrichting overeenkomstig 26 de uitvinding voor gebruik met de "variërende tijdvertraging"-methode kan twee of meer onafhankelijk in werking te stellen groepen vibratoren omvatten, of kan in het alternatieve geval twee of meer onafhankelijk in werking te stellen vibratoren omvatten.

De seismische onderzoeksinrichting van figuur 9(a) omvat verder een groepering van een of meer seismische ontvangers (twee ontvangers 6, 7 zijn getoond in figuur 9(a), maar de seismische onderzoeksinrichting wordt niet beperkt tot twee ontvangers).

Figuur 9(b) is een schematisch blokschema van de sturingsmiddelen 5. De sturingsmiddelen omvatten een programmeerbare dataprocessor 8 met een programmageheugen 9, bijvoorbeeld in de vorm van een geheugen dat slechts kan worden uitgelezen (read only memory - ROM), welke een programma opslaat voor het besturen van de sturingsmiddelen 5 voor het in werking stellen van de vibratoren 1, 2, 3, 4, overeenkomstig, bijvoorbeeld, een werkwijze als getoond in figuur 3 of tabel 2 of als gedefinieerd door vergelijking (1) hierboven. Het systeem omvat verder niet-vluchtig lees/schrijfgeheugen 10 voor het opslaan, bijvoorbeeld, van alle gegevens welke moeten worden bewaard bij afwezigheid van spanningsvoeding. Een "werk-" of "schrijfblad"-geheugen voor de dataverwerker wordt verschaft door een willekeurig toegangsgeheugen (random access memory - RAM) 11. Een ingangsinterface 12 wordt verschaft bijvoorbeeld voor het ontvangen van commando's en gegevens. Een uitgangsinterface 13 wordt verschaft bijvoorbeeld voor het uitvoeren van werkelijke signalen naar een gekozen ontvanger of naar een gekozen groep ontvangers. Een programma dat de in-werking-stel 1 ingsreeks van de ontvangers of ontvangergroepen definieert, kan worden verschaft via inganginterface 12 of kan in het alternatieve geval worden verschaft met een door een machine leesbare opslag 14.

Het programma voor het werken met de sturingsmiddelen en voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijze wordt opgeslagen in het programmageheugen 9 welke kan zijn uitgevoerd als een τι halfgeleidergeheugen, bijvoorbeeld van het bekende ROM-type. Echter het programma kan zijn opgeslagen in elk ander geschikt opslagmedium, zoals magnetische gegevensdrager 9' (zoals een "floppy disk") of CD-ROM 9".

De onderhavige uitvinding is toepasbaar op zowel op land i gebaseerde vibratorbronnen van seismische energie als vibratorbronnen van seismische energie voor gebruik op zee.

28

LIJST VAN VERWIJZINGSCIJFERS

1-4 vibratoren 5 sturingsmiddelen 5 6, 7 ontvangers 8 programmeerbare gegevensverwerker 9 programmageheugen [ROM] 9' floppy disk

9" CD-ROM

0 10 niet-vluchtig lees-/schrijfgeheugen 11 "werk"-geheugen [RAM] 12 invoerinterface 13 uitvoerinterface 14 data-opslag 5 20 aftasting 1 21 luisteren 1 22 aftasting 2 23 luisteren 2 24 tijdas 0 25 aftasting 1 26 luisteren 1 27 aftasting 2 28 luisteren 2 29 aftasting groep 1 5 30 luisteren 1 31 aftasting groep 2 32 luisteren 2 33 aftasting groep 3 34 luisteren 3 0 40 tijd (ms) 41 geofoongetal 29 43 ruw 44 harmonischen 45 diversiteit 46 gecombineerd 5 101 stap 1 definieer vibratorgroepering 102 stap 2 verkrijg schuif-aftestgegevens 103 stap 3 bepaal impulsresponsie 104 stap 4 kruiscorrelatie met harmonische aftasting D 105 stap 5 Fouriertransformatie 106 stap 6 Fouriertransformatie impulsresponsie 107 stap 7 bepaal ( GnR*n ) 108 stap 8 bepaal ( R„R*„ ) 109 stap 9 bepaal Hn 5 110 stap 10 Fouriertransformatie Hn 111 stap 11 convolueer hn met harmonische aftasting 112 stap 12 bepaal schotpuntcomponenten f033146

Claims

1. Werkwijze voor het verwijderen van harmonische ruis uit gegevens verkregen door middel van het in werking stellen één of 5 meer vibratoren in een eerste vibratorgroep op tijdstip TO; en het in werking stellen van één of meer vibratoren in een tweede vibratorgroep op tijdstip Tl, waarin TO < Tl < TO + SI + L, waarin SI de aftasttijd is van de eerste vibratorgroep en L de luistertijd is, waarin de stappen van het in werking stellen van de of elke 10 vibrator in de eerste vibratorgroep en het in werking stellen van de of elke vibrator in de tweede vibratorgroep behoren bij een fundamentele aftastbewerking, waarin de harmonische ruis wordt bepaald door middel van kruiscorrelatie van de verkregen gegevens met een harmonische aftastbewerking, en waarin de harmonische 15 aftastbewerking een harmonische aftastsnelheid heeft, en waarin de harmonische aftastsnelheid een geheel veelvoud is van de aftastsnelheid van de fundamentele aftastbewerking.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de stap van het in de tijd concentreren van het responsiesignaal van de aarde op 20 het harmonische signaal, terwijl het responsiesignaal wordt uitgespreid over andere harmonische signalen en over een fundamentele frequentie.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de kruisgecorreleerde gegevens Fourier-getransformeerd zijn.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 3, waarin de kruisgecorreleerde gegevens zich in een tijdsraamwerk bevinden.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, verder omvattende de stap van het convolueren van een schatting van een harmonisch signaal met een harmonische frequentie-aftastbewerking.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de bepaling van 1 0 3 3 1 A 6 de harmonische ruis uit één salvo wordt afgetrokken van de gegevens die zijn verkregen gedurende een voorgaand salvo.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarin een benadering van een harmonisch signaal wordt geconvolueerd met de harmonische 5 frequentie-aftastbewerking en het resultaat van de convolutie wordt afgetrokken van de gegevens verkregen gedurende een voorgaand salvo. ^033146