NL8903194A - Werkwijze en inrichting voor het bewerken van seismische onderwaterdata. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het bewerken van seismische onderwaterdata,

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bewerken van seismische onderwaterdata verkregen door een bewegende seismische onderwaterontvanger die samenwerkt met een bewegende seismische onderwaterbron. Een dergelijke methode is in het bijzonder effectief met een gecodeerde bron, zoals een onderwatertrillinggenerator, en tenminste een hydrofoon, bijvoorbeeld een aantal hydrofoons of groepen hydrofoons in een gesleepte reeks als ontvanger, die alle achter een vaartuig worden gesleept. Een gecodeerde bron is een bron welke seismische energie opwekt over een langere periode, bijvoorbeeld enige seconden of tientallen seconden voor elk "schot" tegengesteld aan een pulsbron, zoals een reeks luchtkanonnen, welke een uitbarsting van seismische energie opwekken gedurende een korte periode, bijvoorbeeld enkele milliseconden of tien milliseconden.

Seismische onderwaterdata-acquisitie is reeds uitgevoerd, gebruikmakend van een onderwatertrillinggenerator van de soort omvattende een halfbolvormig huis afgesloten door een cirkelvormig membraan dat in trilling wordt gebracht en aldus werkt als bron van akoestische signalen. De trilling-generator is bevestigd aan drijvende elementen die achter een vaartuig worden gesleept, en wordt in trilling gebracht door inwendige aandrijfmiddelen bestuurd vanuit het vaartuig, zodanig dat deze akoestische energie uitzendt die door het water gaat als voortplantende golffronten. Geschikte drukomzetters zoals hydrofonen, bijvoorbeeld in een reeks gesleept, zijn eveneens bevestigd aan drijvende lichamen en worden achter het vaartuig gesleept voor het opnemen van akoestische signalen, gereflecteerd door de zeebodem en substraten.

De trillinggenerator wordt bekrachtigd en bestuurd door een signaal waarvan de frequentie met de tijd varieert, bijvoorbeeld in overeenstemming met een zwaaifunctie waardoor de frequentie varieert van een lage frequentie naar een hoge frequentie tijdens elke registratie van een "schot".

Tijdens de data-acguisitie beweegt het vaartuig met een constante betrekkelijk lage snelheid, in het algemeen enige knopen, zodat de trillinggenerator en de hydrofonen ten opzichte van aarde niet stationair zijn, doch continu bewegen. De zwaaifunctie en de bewegingssnelheid ten opzichte van de aarde zijn in het algemeen zodanig dat de trillinggenerator en de hydrofonen tussen het begin en het einde van de zwaaifunctie een aanzienlijke afstand hebben afgelegd.

Een werkwijze van deze soort is beschreven in US-A-4 780 856; deze publicatie stelt een geschikte zwaaifunctie voor.

De data die met deze methode wordt verkregen, werd volgens de stand der techniek verwerkt onder gebruikmaking van dezelfde technieken als die welke zijn gebruikt bij seismische exploratie met op het vaste land aangebrachte trillinggeneratoren, waarbij de bron en de ontvangers vast zijn. Dit resulteert in een fasevervorming van de golfvorm in het uiteindelijk afgeheelde deel, waarvan de grootte der vervorming afhangt van de hellinghoek of "dip" van de reflecterende laag. Xn het bijzonder is er, wanneer de reflecterende laag een "dip" gelijk nul heeft, geen fasevervorming terwijl de vervorming toeneemt met de hoek van de "dip".

Deze problemen werden besproken in de publicatie getiteld "Marine Vibrators and the Doppler Effect" door W.H. Dragoset, gepresenteerd op de 50e Annual Meeting van de European Association of Exploration Geophysicists in 1988, en een mogelijke oplossing voor dit probleem werd voorgesteld en gepubliceerd in US-A-4 809 235. Het probleem werd geanalyseerd in termen van het Doppler effect en voorgesteld werd dat tijdens het verwerken van de data een correctiefil-ter zou worden toegepast. Tijdens een dergelijke verwerking zijn de uitgezonden en ontvangen signalen gecorreleerd, en voorgesteld werd dat het filter na de correlatie zou worden toegepast. Dit geeft slechts een benaderde oplossing voor het probleem en vergt een verwerking van de verkregen data welke verwerking afhankelijk van de afbuigfunctie is.

gebruikt voor het variëren van de uitgangsfreguentie van de trillinggenerator.

De uitvinding verschaft een werkwijze voor het bewerken van seismische onderwaterdata, verkregen met tenminste een bewegende seismische onderwaterontvanger, samenwerkend met tenminste een bewegende seismische onderwaterbron, welke daarin bestaat dat de seismische data wordt getransformeerd naar een stationair referentieraster.

Een dergelijke werkwijze is geen deel van de verwerking van de data, doch verschaft een bewerking van de data voor de verwerking. Seismische data wordt gewoonlijk opgeslagen tijdens de acquisitie ervan en daaropvolgend verwerkt, bijvoorbeeld in een op het vaste land aangebrachte verwer-kingscentrum, zodat de bewerkingsmethode kan worden toegepast bij het verwerven der data en voorafgaand aan het opslaan daarvan of wanneer de opgeslagen data wordt uitgelezen, bijvoorbeeld voorafgaand aan het verwerken. De bewerkte data is vrij van fasedispersie-effecten, veroorzaakt door de bewegende bronnen en ontvangers, welke effecten intrinsiek zijn voor de niet-bewerkte data, zodat geen fasedispersie aanwezig is tijdens de dataverwerkingsstap. Ook is het bewerken afhankelijk van de afbuigfunctie in het geval van een seismische bron waarvan de frequentie gedurende elk schot wordt gewijzigd, zoals een onderwatertrillinggenera-tor. Voorts is de werkwijze theoretisch exact zodat geen benaderingen behoeven te worden gemaakt.

Bij onderwateracquisitie van seismische data zijn de bron en de ontvanger in het algemeen zodanig in het water aangebracht, dat zij in een in hoofdzaak constante diepte zijn en in dezelfde richting bewegen. Bij dergelijke situaties is het voldoende de transformatie uit te voeren in een enkele coördinaat of richting, wat de operaties noodzakelijk voor het transformeren naar een stationair referentieraster reduceert. Bij voorkeur is het, door gebruik te maken van middenpunt verschoven coördinatien voldoende een transforma-tiestap in uitsluitend de middenpuntcoördinaten uit te voeren, waardoor de eisen die worden gesteld aan de bewerking wordt verlicht.

De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het verkrijgen en bewerken van seismische onderwaterdata gebruikmakend van tenminste een bewegende seismische onderwa-terbron en een aantal bewegende seismische onderwaterontvan-gers, waarbij de bron herhaald wordt bekrachtigd en voor elke bekrachtiging van elke bron de sporen van akoestische signalen ontvangen door de ontvangers worden vastgelegd, waarbij volgens de uitvinding de sporen worden getransformeerd naar een stationair referentieraster.

Volgens een derde aspect der uitvinding wordt een toestel verschaft voor het bewerken van seismische onderwaterdata, verkregen met tenminste een bewegende seismische onderwaterontvanger, samenwerkend met tenminste een bewegende seismische onderwaterbron, en gekenmerkt door middelen voor het transformeren van de seismische data naar een stationair referentieraster.

Volgens een vierde aspect der uitvinding wordt een stelsel verschaft voor het verkrijgen en bewerken van seismische onderwaterdata, met tenminste een seismische onderwaterontvanger, tenminste een seismische onderwaterbron en middelen voor het transformeren van de seismische data naar een stationair referentieraster.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening waarin is:

Figuur 1 een schematische afbeelding waarin het verkrijgen van onderwaterdata gebruikmakend van een onderwater-trillinggenerator als bron wordt toegelicht;

Figuur 2 toont het effect van de beweging van trilling-generator en ontvanger bij een schuin staande reflector;

Figuur 3 is een schematisch blokschema ter toelichting van de werkwijze volgens de voorkeursuitvoeringsvorm der uitvinding;

Figuur 4 is een schematische afbeelding welke een voorkeursuitvoeringsvorm van een seismisch onderzoekstelsel toont; en

De figuren 5 en 6 zijn schematische afbeeldingen welke stappen in de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding toelicht.

Figuur 1 toont een seismisch exploratievaartuig 1, dat beweegt in de richting aangegeven met de pijl 2 door de zee waarvan het oppervlak is aangegeven met 3. Het achterdek van het vaartuig 1 is via een sleepkabel verbonden met een vlot 4, dat elk geschikt drijvend toestel kan zijn, zoals een Noorse boei of een paravaan. Een onderwatertrillinggenerator 5 hangt aan het vlot 4 tot een in hoofdzaak constante diepte in het water. De trillinggenerator 5 is in het algemeen halfbolvormig en heeft een membraan 6 dat in trilling wordt gebracht voor het uitzenden van een akoestisch signaal.

Het achterdek van het vaartuig 1 is voorts verbonden met een sleepkabel 7 die is bevestigd aan een ontvangerstelsel dat eenvoudigheidshalve is aangegeven als bestaande uit een hydrofoon 8, die hangt aan een vlot 9. Het vlot 9 kan elke geschikte vorm hebben en kan meer dan een hydrofoon 8 ondersteunen. Ook kan een lange sleepreeks ("streamer") vanuit het achterdek van het vaartuig 1 zijn uitgebracht.

Een dergelijke "streamer" kan bijvoorbeeld 5 kilometer lang zijn met hydrofonen of groepen hydrofonen op regelmatige afstanden langs de lengte ervan verdeeld op intervallen van 25, 12,5 of 6,25 meter.

Figuur 1 toont een stralingsbaan 10 welke een signaal voorstelt, uitgezonden door de trillinggenerator 5, gereflecteerd door het zeeoppervlak op het substraat 11, en ontvangen door de hydrofoon 8.

Het membraan 6 van de trillinggenerator 5 wordt bekrachtigd door een gecodeerd signaal, bijvoorbeeld in de vorm: sin (at^) waarin a een constante en t de tijd is. Deze functie is zodanig, dat de trillinggenerator een signaal uitzendt, waarvan de frequentie begint op een lage aanvangswaarde en wordt gewijzigd naar een uiteindelijke hoge waarde voor elk "schot", geleverd door de trillinggenerator en omgekeerd.

Figuur 2 toont het algemene geval waarin er een aantal bronnen en een aantal ontvangers zijn, en toont hoe fasedis-persie optreedt bij reflecties op een schuin staande reflector. Gedurende de tijd, nodig voor elke complete frequentie- zwaai, bewegen zowel de bronnen als de ontvangers over een aanzienlijke afstand Δ s ten opzichte van de aarde. Op het begin van een zwaai op het moment Tl is de i-de bron op de positie, aangegeven met 20 in figuur 2 en zendt akoestische straling uit met een frequentie F2, en de j-de ontvanger is op de positie aangegeven met 21. De schuin staande reflector is aangegeven met 22 en de stralingsbaan van de i-de bron bij 20 en de j-de ontvanger bij 21 zijn aangegeven met 23.

De totale twee-wegs looptijd van het golffront van de bron naar de ontvanger via de reflectie op de schuin staande reflector 22 is tl. Aan het einde van de zwaai op het moment van T2 bevindt de j-de bron zich op 24 en zendt akoestische straling uit met een frequentie F1 (afwijkend van F2), de j-de ontvanger bevindt zich op 25 en de corresponderende stralingsbaan is aangegeven met 26, welke de twee-wegs looptijd t2 representeert. Afhankelijk van de helling van de schuin staande reflector 22 zal er een aanzienlijk verschil zijn tussen de looptijden tl en t2, wat leidt tot fasedis-persie.

Teneinde fasedispersie uit het verwerken van de verkregen data te verwijderen, wordt de volgende werkwijze voor elk schot toegepast. Eenvoudigheidshalve wordt aangenomen dat er een enkele bron en een enkele ontvanger is; de bewerkingstechniek kan echter ook worden toegepast in stelsels die gebruikmaken van een willekeurig aantal bronnen en ontvangers.

Figuur 3 toont schematisch de stappen in het uitvoeren van de onderwaterexploratie volgens de voorkeurswerkwijze der uitvinding. De exploratie begint met een data-acquisi-tiestap 30, bijvoorbeeld gebruikmakend van een stelsel zoals afgeheeld in de figuren 1 en 2. De trillinggenerator 5 en de hydrofoon 8 worden met een snelheid van een paar knoop achter het vaartuig 1 door het water gesleept en de trillinggenerator 5 wordt periodiek bekrachtigd, bijvoorbeeld steeds bij elke afgelegde 25 meter. Het resulterend druksig-naal, ontvangen door de hydrofoon 8 wordt toegevoerd aan het vaartuig waar het wordt vastgelegd.

De data die is vastgelegd tijdens de acquisitiestap 30 wordt onderworpen aan een bewerkingsstap 31 welke de data transformeert naar een stationair referentieraster. Een analyse en beschrijving der transformatie zal in het nuvol-gende worden gegeven. De bewerkte data worden dan onderworpen aan een dataverwerkingsstap 32 waar de bewerkte data wordt onderworpen aan verwerking via een geschikte techniek, bijvoorbeeld correlatie met de zwaaifunctie welke de tril-linggenerator bestuurt. De dataverwerkingsstap 32 wordt normaal uitgevoerd op een ander moment en op een plaats verschillend van de acguisitiestap 30. De opgeslagen data kan bijvoorbeeld van het vaartuig worden gezonden naar een op het land opgericht verwerkingscentrum.

Hoewel de bewerkingsstap 31 in figuur 3 is aangegeven als plaatsvindend nadat de ruwe data in de acquisitiestap 30 is opgeslagen is het ook mogelijk dat de bewerkingsstap 31 wordt uitgevoerd op hetzelfde moment als de acquisitie zodat de bewerkte data voor de daaropvolgende verwerking wordt opgeslagen.

De volgende analyse en beschrijving hebben betrekking op een gemeenschappelijke schotregistratie en een gemeenschappelijke ontvangerregistratie.

Onderwaterdata (gecodeerd of pulsvormig) wordt verkregen met een stelsel van continu bewegende bronnen en ontvangers. Het is voor gecodeerde bronnen met lange tijdduur, zoals trillinggeneratoren, noodzakelijk een datatransforma-tie te vinden die een registratie in een stationaire referentieraster ten opzichte van de vaste grond (dus de reflecterende lagen) kan simuleren.

Uitgegaan wordt van registratie van een enkel gemeenschappelijke bron (bijvoorbeeld een "schotregistratie"). Zelfs hoewel de bronfunctie is gecodeerd, en de bron zelf bewegend is, is het, wanneer eenmaal een pakket energie zich begint voort te platen, onafhankelijk van de beweging van zijn bron en wordt slechts afhankelijk van het voortplan-tingsmedium, dat goed stationair is. De golven die zich voortplanten in een stationair medium bevatten het ondervra-gingsmechanisme dat inherent is in de seismische techniek.

De golven die zich voortplanten in een stationair medium worden geregistreerd door een bewegende ontvanger. Een eenvoudige datatransformatie wordt afgeleid teneinde de registratie te simuleren alsof de ontvanger stationair zou zijn. Wanneer S en R de bewegende (dus tijdafhankelijke) schot- en ontvangercoördinaten zijn gedurende een enkele schotregistratie, en t de tijdcoördinaat voor elke schotre-gistratie, zodat t=0 bij het begin van het schot, en wanneer de stationaire (dus op de aarde gebaseerde) schot- en ontvangercoördinaten gedurende dit schot (bij t=0) worden gegeven door respectievelijk:

XS en terwijl de snelheid van het schip (ten opzichte van de aarde) wordt gegeven door

VB

en de tekenafspraak voor de bootsnelheid zodanig is dat deze positief is in de richting van toenemende ruimtelijke coördinaten:

XR of XS

dan wordt de relatie voor de ontvangercoördinaten: XR = R + VBt

De registratie van het golfveld "P" geschiedt in coördinaten s, R en t. Dit betekent dat een datastel p (s, R, t) wordt geregistreerd waarin S een enkele waarde heeft voor een gemeenschappelijke schotregistratie, en waar het ontvangerkanaal zich bevindt in het bewegende referentieras-ter. Doel van deze techniek is het omzetten van P (S, R, t) in een getransformeerd stel data.

In alle standaard verwerkingstechnieken wordt aangenomen dat de data is in de vorm P’ (Xg, XR/ t) terwijl in feite de data is in de onbewerkte vorm P (S, R, t). De verschillen zijn voor pulsvormige bronnen klein doch worden groter naarmate de gecodeerde bronnen langer zijn, dus nemen toe wanneer de tijdduur van de gecodeerde bron toeneemt. Het is nu slechts noodzakelijk een verandering uit te voeren der variabelen van R naar de stationaire coördinaat voor de ontvanger, gebruikmakend van bovenstaande vergelijkingen.

Deze transformatie is een tijdvariërende statiële herraste-ring (herbemonstering) van de data, waarin ruimtelijke interpolatie wordt uitgevoerd.

De data zijn zodanig getransformeerd dat zij die, geregistreerd met stationaire ontvangers, te simuleren. De volgende stap is het voortzetten der transformatie voor het simuleren van data geregistreerd met een stationaire bron, bijvoorbeeld een niet-bewegende trillinggenerator.

Aangenomen wordt dat er een gemeenschappelijke ontvanger is waar data vanuit een ontvangerplaats (niet-kanaal) wordt verzameld. De ontvanger is stationair omdat de transformatie in bovengenoemde vergelijking is toegepast, doch de of elke bron is nog bewegend. Het principe van "reciprociteit" geldt hier dat in de geofysica een welbekend en goed gedocumenteerd principe is. Het houdt in dat bron en ontvanger kunnen worden verwisseld zonder de vastgelegde data (met uitzondering voor uitwendige ruisbronnen) te beïnvloeden.

Gebruikmakend van het reciprociteitsbeginsel kan de gemeenschappelijke ontvangerverzamelaar worden beschouwd als in hoofdzaak dezelfde te zijn als een gemeenschappelijke schotverzamelaar. In deze reciproke schotverzamelaar is de reciproke bron de stationaire ontvanger, en zijn de reciproke ontvangers de bewegende bronnen. In dit geval is reeds betoogd dat, wanneer eenmaal een energiepakket is geproduceerd door de reciproke bron, dit kan worden beschouwd als een golfveld dat zich voortplant in een stationair medium.

De reciproke ontvangers kunnen nu worden getransformeerd in een stationair coördinatenstelsel op een wijze parallel aan die in het bovenstaande gegeven voor de gemeenschappelijke schotontvanger, gebruikmakend van de volgende vergelijking: Xs = S + VBt

In deze transformatie blijft de tijdcoördinaat t ongewijzigd.

De transformatie van de geregistreerde data in een stationair coördinaatraster via twee aparte transformaties van de ruimtelijke coördinaten voor het schot en de ontvanger is nu compleet. De transformatie is vóór enige correlatie uitgevoerd. De volgorde is essentieel: correlatie moet pas worden uitgevoerd na de coördinaattransformatie. Het is gunstig de transformatie uit te voeren in middenpuntver- schuivingscoördinaten in plaats van in schot-ontvangercoör-dinaten. De volgende definities worden gebruikt: Y en H hebben betrekking op het bewegend middenpunt respectievelijk halfverschoven coördinaten, en:

Xy en Xjj hebben betrekking op het stationaire middenpunt en halfver-schoven coördinaten. Middenpunt en halve verplaatsing zijn standaardcoördinaten in de geofysische theorie en de per definitie vastgelegde relaties voor deze variabelen in termen van schot en otnvangen coördinaten zijn als volgt:

De transformatievergelijkingen zullen worden afgeleid voor de volgende directe transformatie:

Gebruikmaken van de in het voorgaande vastgelegde relaties tussen de variabelen geeft:

Aldus kan de transformatie naar een stationair coördinaat-stelsel worden uitgevoerd in middenpunt verschoven coördinaten in plaats van tweemaal in de schot-ontvangercoördinaten daar de halfverschoven coördinaat door de transformatie ongewijzigd blijft. De transformatie kan dus worden uitgevoerd op de data in een stap op gemeenschappelijke verschui-vingssecties.

Deze werkwijze van het corrigeren van de fasedispersie van "marine vibroseis" data heeft verschillende voordelen, inclusief de mogelijkheid deze techniek als een voorbewer-kingsstap te realiseren tijdens de acquisitie. Een aan boord aanwezige computer kan een buffer van inkomende data in een pijplijn opslaan en in reële tijd een tijd-variërend ruimtelijke filter gebruiken dat de data interpoleert met geschikte filters, afgeleid uit de bovenstaande vergelijkingen voor het transformeren van de stationaire coördinaten. Dit is geen voorverwerking, doch eenvoudig een voorbewerking van de data. Dit betekent dat de data nog onverwerkt blijft, doch op de juiste wijze is voorbewerkt voor aanpassing aan aannamen, inherent in de standaard onderwaterverwerkingsse-quentie.

Deze techniek heeft de volgende voordelen: de correctiestappen zijn totaal onafhankelijk van de gebruikte zwaaifunctie; met uitzondering voor numerieke fouten is de methode exact; de methode is verenigbaar met normale bewegings (NMO)-en hellingsbeweging (DMO) in vooropslagverwerking; de methode kan worden gebruikt tijdens acquisitie als een voorbewerking van de data; en de techniek bewerkt de data zodanig voor dat gedurende geen enkele stap van de verwerking datadispersie optreedt.

In het nuvolgende zal een praktische voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding worden beschreven. In deze uitvoeringsvorm beweegt een vaartuig 40 (figuur 4) met een constante snelheid in de richting van de pijl 41 en sleept een enkele gecodeerde bron 40 in de vorm van een onderwater-trillinggenerator, en een "streamer" 43 met een aantal op gelijke afstanden aangebrachte ontvangers 44, zoals hydrofo-nen of groepen hyfonen. De afstand tussen aangrenzende ontvangers is Δ g meter, bijvoorbeeld 25 meter.

Een "gemeenschappelijke verschoven sectie" is, zoals op zich bekend, een stel opeenvolgende sporen ontvangen door een bepaalde ontvanger voor opeenvolgende schoten van de bron 42, waarbij de term "verschoven" de afstand is tussen de bron 42 en de betreffende ontvanger (de i-de verschuiving voor de i-de ontvanger is in figuur 4 aangegeven).

Als gevolg van de discrete aard der individuele schoten representeert de ontvangen data ruimtelijke bemonstering en problemen kunnen optreden wanneer de monsterafstand te grof is. In het bijzonder kan "spacial aliasing" resulteren in een verlaagde resolutie van reflectiegrenzen in de data resulterend uit de seismische exploratie.

Verschillende met elkaar in strijd zijnde eisen beperken het minimum bemonsterinterval dat kan worden gebruikt.

In het ideale geval zullen de opeenvolgende schoten worden uitgevoerd met de zo klein mogelijke ruimtelijke scheiding. Met gecodeerde bronnen echter levert de bron, teneinde voldoende energie te verschaffen voor het bereiken van bevredigende signaal-ruisverhoudingen, energie over een aanzienlijke tijdperiode, daar de totale geleverde energie afhankelijk is van de werkduur van de bron voor elk schot.

Een nieuw schot kan niet beginnen voordat het voorgaande schot is gecompleteerd. Hoewel de snelheid van het slepend vaartuig kan worden gereduceerd teneinde de bemonsterinter-vallen te verkleinen is er een praktische grens in de snelheidsreductie van het vaartuig, bijvoorbeeld voor het goed constant houden van de geometrie van de bron en de ontvangers.

Er is daarom een praktische en commerciële grens aan de reductie van de bemonsterintervallen en dit bepaalt de mate van "spacial aliasing" die zal optreden.

Voor een bepaalde combinatie van parameters echter, zoals ontvangerafstand Δ g en minimum vaartuigsnelheid kunnen de bemosnterintervallen effectie worden gereduceerd door een tussenvoegtechniek die nu zal worden beschreven.

De uitdrukking Δ s representeert de afstand tussen posities van de bron 42 aan het begin van de opeenvolgende schoten. De zwarte punten in figuur 5 representeren de posities van ontvangers in de bewegingsgrichting Y van het vaartuig 40 ten opzichte van de aarde bij het begin der opeenvolgende schoten. De rij punten aangegeven met "verschil i-1" representeert de posities van de "i-l"-de ontvanger ten opzichte van aarde bij het begin der schoten, en de rij punten aangegeven met "verschil i" en "verschil i+1" representeert de posities voor de i-de en (i+1)-de ontvangers. Figuur 5 illustreert de tussenvoegtechniek voor het drievoudig vergroten van de bemonsterresolutie (een "tussen-voegverhouding" van 3:1), doch elke geschikte tussenvoegver-houding n groter dan 1 kan worden gebruikt.

Teneinde een tussenvoegverhouding van n te verkrijgen wordt de afstand Δ s ingesteld gelijk aan het produkt van (n/2) en de ontvangerafstand Ag. Voor een tussenvoegverhouding van 3:1, zoals figuur 5 dit toont, wordt As gelijk gemaakt aan 1, 5 x Ag.

Het effect daarvan is in figuur 5 aangegeven. Tussen elk n-de schot (met de (i-1)-de ontvanger op 51) en een (n+l)-de schot (met de i-l-de ontvanger op 52) beweegt de ontvanger van 53 naar 54 en beweegt de (i+1)-de ontvanger van 55 naar 56. De sporen van de gemeenschappelijke verschoven secties van de (i-1)-de, i-de en (i+1)-de ontvangers zijn aldus onderin tussengevoegd en verschaffen een ruimtelijk bemonsterinterval van Ag/2 resulterend in een drievoudige verbetering der resolutie ten opzichte van de afstand As, zoals aangegeven in de rij punten aangeduid als "CMP interval".

Hoewel het niet strikt noodzakelijk is tussenvoeging met gelijke afstanden toe te passen, is een dergelijke gelijkelijke tussenvoeging gemakkelijk omdat het resulteert in een constant ruimtelijk bemonsterinterval en een maximale resolutie geeft voor een bepaalde tussenvoegorde.

In de praktijk is het gunstig een seismisch onderwater-onderzoek als volgt uit te voeren. Als eerste stap worden enkele verschoven secties gevormd door het associëren van opeenvolgende sporen van elke ontvanger met een bepaalde verschuiving. De dichtheid der sporen voor elke enkele verschoven sectie wordt dan vergroot (equivalent aan het reduceren van de spoorafstand) naar die van de gemeenschappelijke middenpunt (CMP) spoorafstand door het invoegen van een geschikte aantal "nulsporen" dus blanko registraties toegevoegd aan de tussengevoegde posities tussen de oorspronkelijke sporen van de verschoven sectie. Met andere woorden: het aantal sporen wordt vermenigvuldigd met de tussenvoegverhouding.

De volgende stap bestaat uit het uitvoeren van de coördinaattransformatie op elk van de individuele verschoven secties gevormd in de vorige stap, door transformatie van het bewegend coördinaatsysteem van de gemeenschappelijke verschoven sporen naar het vaste coördinaatsysteem der aarde. Dit is grafisch in figuur 6 aangegeven als een tijdvariabele ruimtelijke interpolatie van de individuele sporen. In figuur 6 verloopt de tijdas verticaal omlaag en is voor elk nieuw schot herhaald, waarbij de individuele grafieken horizontaal zodanig op afstand liggen, dat het begin van elk schot op de tijdas is weergegeven op dezelfde hoogte. De horizontale as representeert de positie ten opzichte van het bewegend coördinatenstelsel. Aldus begint het eerste schot aangegeven in figuur 6 met 61 op het moment tg, en eindigt op t^. Het vervolgend schot begint bij 62 op het moment t'Q en eindigt op het moment t'^, en zo verder voor de resterende in figuur 6 aangegeven schoten.

De data ontvangen door de i-de ontvanger tussen het moment tQ en t^ wordt getransformeerd naar het stationaire coördinaatsysteem zodat, op elk moment gedurende dit interval, de data betrekking heeft op de feitelijke positie van de ontvanger met betrekking tot het vaste coördinatenstelsel, dus de aarde. Teneinde dit te bereiken wordt data van een of meer van de omringende sporen gecombineerd door een geschikt interpolatie-algoritme voor het vormen van de nieuwe getransformeerde sporen die in figuur 6 met de streeplijnen zijn aangegeven. Zo kan bijvoorbeeld een lineaire interpolatie van de twee omringende sporen worden gebruikt voor het vormen van het nieuwe spoor. Zo wordt bijvoorbeeld op het moment tQ een nieuw spoor op het punt 63 gevormd door het sommeren van de waarde van het spoor op het moment tg vermenigvuldigd met een weegfactor B/(A+B) met de waarde van het spoor op het moment t'0, vermenigvuldigd met de weegfactor A/(A+B).

Als gevolg van de in het voorgaande beschreven stappen is de data verzameld door het seismisch onderzoek voorbewerkt om "spacial aliasing" te reduceren en, zoals beschreven, deze data te transformeren van bewegende naar ten opzichte van aarde vaste coördinaten. De voorbewerkte data kan daarna worden onderworpen aan elke geschikte verwer-kingsstap teneinde de gewenste informatie betreffende de structuur van het aardoppervlak onder de zeebodem te verkrijgen, bijvoorbeeld volgens de bekende, als "vibroseis" bekend staande techniek. Omdat echter de "nulsporen" nog steeds aanwezig zijn als onafhankelijke sporen, is de data in dit stadium nog niet geschikt te worden afgebeeld. Volledigheidshalve zal een voorbeeld van een geschikte volgende verwerkingsstap kort worden beschreven.

De voorbewerkte data wordt onderworpen aan een correla-tiebewerking welke als effect heeft het comprimeren van de gecodeerde bronfunctie. Deze correlatiebewerking is in de stand der techiek bekend en zal niet verder worden beschreven.

Een techniek bekend als "differential normal moveout" (NMO) wordt dan toegepast op elke verschoven sectie teneinde deze te transformeren naar de gemiddelde verschuiving in elke verschoven sectiegroep. Deze techniek wordt gebruikt voor het compenseren voor de verschillende baanlengten en dus de verschillende tijdvertragingen tussen de bron en elk van de ontvangers in de ontvangerstroom voor horizontale reflectors. Zo kunnen bijvoorbeeld ook correcties worden toegepast en wel zodanig dat alle verschoven secties corresponderen met een tijdvertraging die zou optreden wanneer de akoestische energie vanuit de bron verticaal omlaag was bewogen, en na reflectie verticaal omhoog was bewogen na elke ontvanger.

Opgemerkt wordt dat elke verschoven sectiegroep wordt gedefinieerd door de tussenvoegbewerking. Voor een tussen-voegverhouding van 2:1 omvatten de verschoven sectiegroepen paren van verschoven secties bij verschuivingen 1 en 2, 3 en

4, 5 en 6, etc. Voor een tussenvoegverhouding van 3:1 zijn de verschoven sectiegroepen verschoven volgens 1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9, etc. en zo verder voor hogere tussenvoegver-houdingen.

De volgende verwerkingsstap kan bestaan uit het uitoefenen van "differential dip moveout" (DMO) op elke verschoven sectie teneinde deze te transformeren naar de gemiddelde verschuiving in elke verschoven sectiegroep, of volledige DMO individueel aan elke verschoven sectie voor het compenseren voor schuin staande reflectoren. In het eerste geval moet een verdere DMO bewerking worden toegevoegd na de volgende stap. Het effect van het toepassen van het DMO is een schuin staande reflector zich te doen gedragen als een horizontale reflector voor wat betreft aankomsttijd als functie der verschuiving. Met andere woorden: DMO compenseert voor verschillen in aankomsttijd van gereflecteerde signalen voor verschillende posities langs een reeks bronnen en ontvangers wanneer reflecties zijn opgetreden aan een schuin staande reflecterende grenslaag.

De volgende stap is het doen plaatsvinden van een ministapeling van alle secties in elke verschoven sectiegroep en het toekennen van de gemiddelde verschuiving aan elke resulterende sectie na deze stap gereduceerd door de tussenvoegverhouding. Met andere woorden: verschillende sporen van verschillende verschuivingen, welke corresponderen met dezelfde posities ten opzichte van het vaste coördinatenstelsel worden gesommeerd zodat de sporen, corresponderend met de "nulsporen" welke waren toegevoegd in de voorgaande stap als bovenomschreven, op effectieve wijze als individuele sporen worden verwijderd. Opgemerkt wordt dat de bovenomschreven transformatie de nulsporen heeft veranderd in sporen die echte data bevatten.

In figuur 5 zijn enkelen van de toegevoegde nulsporen getekend als lege cirkels, zoals bij 58, en het apart optreden van deze sporen is nu door de ministapeling verwijderd. Opgemerkt wordt dat bij deze stap geen resolutie verloren gaat, omdat de voorgaande NMO en DMO stappen de data op de juiste wijze zodanig hebben voorbewerkt dat de tijdelijke en ruimtelijke resolutie voor de ministapeling behouden blijft. Met andere woorden: de secties in elk stel sectiegroepen zijn zodanig bewerkt dat rekening is gehouden met de diverse aankomsttijden van gereflecteerde signalen en zij corresponderen met dezelfde posities ten opzichte van het vaste coördinatenstelsel, zodat zij eenvoudigweg kunnen worden gesommeerd zonder enig informatieverlies.

Verdere verwerking, zoals stapeling, kan dan op de normale wijze worden uitgevoerd, daar de data resulterend uit de ministapeling nu een vorm heeft waarop de gebruikelijke verwerkingstechnieken kunnen worden toegepast. In dit stadium is de data volledig gecorrigeerd en het enige verschil met data verkregen met de gebruikelijke techniek is dab er als gevolg van de ministapeling minder verschoven secties zijn.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het bewerken van seismische onderwater-data verkregen met behulp van tenminste een bewegende seismische onderwaterontvanger, samenwerkend met tenminste een bewegende seismische onderwaterbron, gekenmerkt door de stap van het transformeren van de seismische data naar een stationair referentieraster.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de seismische onderwaterdata betrekking hebben op bewegende middenpunt en verschoven coördinaten, met het kenmerk, dat de transforma-tiestap het transformeren van de bewegende middenpuntcoördi-naat naar een stationaire middenpuntcoördinaat omvat.

3. Werkwijze voor het verkrijgen en bewerken van seismische onderwaterdata, omvattende het gebruik van tenminste een bewegende seismische onderwaterbron en een aantal bewegende seismische onderwaterontvangers, het herhaald bekrachtigen van de bron, en het voor elke bronbekrachtiging registreren van door de ontvangers ontvangen sporen van akoestische signalen, gekenmerkt door de stap van het transformeren van de sporen naar een stationair referentieraster .

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de sporen worden gevormd als een aantal enkele verschoven secties, met het kenmerk, dat de enkele verschoven secties in stellen worden tussengevoegd en de transformatiestap wordt uitgevoerd op de tussengevoegde secties.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de ontvangers zich bevinden op gelijke onderlinge afstanden met een voorafbepaalde afstand Δ g, met het kenmerk, dat elke ontvanger zich beweegt over een afstand hs tussen opeenvolgende bekrachtigingen van de of elke bron en wel zodanig dat 2 Δ s/ Δ g in hoofdzaak gelijk is aan een geheel getal groter dan één.

6. Inrichting voor het bewerken van seismische onderwaterdata verkregen met behulp van tenminste een bewegende zich seismische onderwaterontvanger, samenwerkend met tenminste een bewegende seismische onderwaterbron, gekenmerkt door middelen (31) voor het transformeren van de seismische data naar een stationair referentieraster.

7. Stelsel voor het verkrijgen en bewerken van seismische onderwaterdata, omvattende tenminste een seismische onderwa-terontvanger en tenminste een seismische onderwaterbron, gekenmerkt door middelen (31) voor het transformeren van de seismische data naar een stationair referentieraster.