NL9101640A - Werkwijze voor het kwantificeren van het niveau van weer- en zeeruis tijdens seismische opsporingen op zee. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: werkwijze voor het kwantificeren van het niveau van weer- en zeeruis tijdens seismische opsporingen op zee.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het kwantificeren van het niveau weer- en zeeruis tijdens seismische opsporingen op zee. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het meten, verwerken en kwantificeren van weer- en zeeruis teneinde het effect van ruis op de resultaten van de seismische opsporing te evalueren.

Het is een bekend feit dat weeromstandigheden invloed hebben op de kwaliteit van de gereflecteerde seismische signalen die tijdens een seismische opsporing op zee door de hydrofoongroepen opgenomen worden. Tijdens slecht-weer-omstandigheden kunnen golven en stroming ruis opwekken die door de hydrofonen geregistreerd kunnen worden en verder wordt door de acquisitiekabel ruis in het water opgewekt, bijvoorbeeld turbulentieruis en andere stromingsruis. Het is daarom een normale gang van zaken de omstandigheden in het opsporingsgebied te evalueren en de opsporing eventueel te onderbreken wanneer de ruisomstandigheden te ongunstig geacht worden. Onderzoek heeft verder aangetoond dat het ruisbeeld verandert nadat de data in het verwerkingscentrum verwerkt is. Ruisspecificaties voor seismische data-acqui-sitie moeten daarom gerelateerd worden aan de invloed van de ruis op de data na verwerking. In dit verband moet speciale aandacht geschonken worden aan de mogelijkheid van stapelen voor verwijdering van ruis en daardoor het verbeteren van de signaal/ruisverhouding. Er moet ook aandacht geschonken worden aan het feit dat het signaalniveau in het opsporingsgebied van opsporing tot opsporing sterk kan variëren.

Het is een bekend feit dat de sterkte van het seismische reflectiesignaal sterk varieert met parameters zoals de geologische condities in het opsporingsgebied, de afstand tot het doel en de sterkte van de gebruikte seismic sche energiebron.

De sterkte van het seismische signaal kan bepaald worden met een aantal werkwijzen, bijvoorbeeld door het analyseren van van voorafgaande opsporingen in hetzelfde gebied afkomstige data, door het analyseren van ruwe stapels voor gemeenschappelijke reflectiepunten buiten het opsporingsschip, of iets directer vanaf een enigszins verwerkte schotregistratie.

Als regel zullen dergelijke werkwijzen een goed beeld geven van het signaalniveau in de eindsectie doordat door verwerking pogingen gedaan worden het signaalniveau te handhaven maar de ruis te beperken, dat wil zeggen de signaal/ruisverhouding te verbeteren.

Het zou echter gewenst zijn het ruisniveau in verwerkte of gestapelde data uit tijdens de werkelijke datapositie uitgevoerde metingen te kunnen kwantificeren. Een algemeen probleem in dit verband is dat een data-acquisitie uitgevoerd moet worden van een volledige lijn van alleen ruisopnamen voor het opwekken van een CMP ("common midpoint", gemeenschappelijk middelpunt) stapel en dus voor het verkrijgen van een goed beeld van het ruisniveau na stapeling.

Deze ruisopnamen kunnen gemaakt worden tijdens de periode tussen de registratie van een enkel schot en de volgende vuring. Een typische operatie wordt uitvoerd met een schotinterval van 10 seconden en een volgende registratieperiode met een duur van 6-7 seconden. Het is echter moeilijk zich ervan te verzekeren of de opgenomen ruis in feite wind- of weerruis is en gedeeltelijk geen restenergie van het voorafgaande schot bevat. Naar alle waarschijnlijkheid zal dit afhangen van de geologie van het gebied en eventueel ook van andere geografische parameters.

Hier moet opgemerkt worden dat een CMP stapel een optelling is van sporen die hetzelfde reflectiepunt in het suboppervlak voorstellen. Een dergelijke CMP stapel wordt opgewekt door het optellen van de sporen afkomstig van verschillende schoten met verschillende looptijden tussen bron en hydrofoongroep. Het aantal vouden, dat wil zeggen het aantal sporen die hetzelfde gemeenschappelijke reflec- tiepunt of CMP bedekken, zal afhangen van het aantal hydro-toongroepen en de afstand tussen elk schot. Zelfs hoewel er apparatuur aan boord van het opsporingsvaartuig is om

dataverwerking uit te voeren, zoals een eenvoudige CMP

stapeling, zal het in werkelijkheid moeilijk zijn een voldoende hoeveelheid ruisopnamen te verzamelen om te corresponderen met een complete CMP collectie ("gather").

De uitvinding heeft daarom als doel een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen en om in het bijzonder het niveau van de door het weer en de zee opgewekte ruis na verwerking te kwantificeren. Voor het bereiken van deze doelstelling heeft de werkwijze volgens de uitvinding de in het kenmerk van conclusie 1 genoemde eigenschappen.

De uitvinding zal nu met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen meer in detail toegelicht worden. In de tekeningen tonen:

Fig. 1 de situatie tijdens het opnemen van sporen die bedoeld zijn om hetzelfde reflectiepunt in het suboppervlak voor te stellen, dat wil zeggen CMP ("common midpoint", gemeenschappelijk middelpunt);

Fig. 2 een diagram van het ruisprofiel voor zes opeenvolgende ruisopnamen tijdens slecht-weeromstandigheden als de effectieve ("RMS") waarde van de opgenomen ruis op de afzonderlijke kanalen;

Fig. 3 een afbeelding van de sporen voor twee opeenvolgende ruisopnamen;

Fig. 4 het ruisniveau in tijdsvensters van 20 ms voor drie CMP gestapelde sporen afkomstig van verschillende punten in de ruislijn, waarbij de X-as de tijd voorstelt en de Y-as het ruisniveau voorstelt;

Fig. 5 hetzelfde als fig. 4 toont voor gestapelde sporen binnen dezelfde CSP ("common shot point or source point", gemeenschappelijk schotpunt of brandpunt) opname;

Fig. 6 een vergroting van een typisch ruisprofiel na stapeling als getoond in fig. 4;

Fig. 7 een vergroting van het typische ruisprofiel na stapeling als getoond in fig. 5; en

Fig. 8 diagrammen van signaalsterkten voor seismische reflectiedate in een bepaald tijdsvenster en het gestapelde ruisniveau in hetzelfde tijdsvenster.

Om te beginnen wordt vastgesteld dat de werkwijze volgens de uitvinding toegepast kan worden omdat weer- en zeeruis typisch voorbeelden van incoherente ruis zijn. Deze eigenschap is duidelijk in fig. 2 getoond, waarin een typisch onsystematisch patroon getoond is, zowel binnen elke afzonderlijke ruisopname als tussen de opeenvolgende ruisopnamen. Dit onsystematische patroon of de incoherentie van de ruis betekent dat een stapel sporen van dezelfde ruisopname in de CSP richting als getoond in fig. 1 zal leiden tot een ruisniveau dat correspondeert met dat welke verkregen wordt uit stapeling van alle registraties van het afzonderlijke gemeenschappelijke reflectiepunt CMP ("common midpoint", gemeenschappelijk middelpunt; de CMP richting van fig. 1) . De voorbeelden zijn verkregen uit registratie over een lijn van ongeveer dertien km, dat wil zeggen met ongeveer 500 ruisopnamen of schotpuntopnamen.

In het kort beoogt de werkwijze volgens de uitvinding nu één of meer ruisopnamen langs de seismische lijn te nemen voordat de eigenlijke seismische opsporing van schot-registraties begint. Na beëindiging van de seismische opsporing zullen verdere ruisopnamen langs de seismische lijn genomen worden. In dit verband kan de ruisopname opgewekt worden door registratie op enkele of ook op alle hydrofoongroepen in de seismische kabel. Wanneer de seismische lijn of de schotlijn bijzonder lang is kan het gunstig zijn de schotregistraties te onderbreken voor het doen van een ruisregistratie, bijvoorbeeld in het midden langs de seismische lijn.

Nadat de seismische opnamen gemaakt zijn worden de afzonderlijke sporen binnen elke opname gestapeld. Het aantal in de stapel op te nemen sporen hangt af van het werkelijke aantal vouden in de opname van het afzonderlijke gemeenschappelijke reflectiepunt CMP. Wanneer bijvoorbeeld de opname uitgevoerd wordt over 120 kanalen of hydrofoongroepen en elk gemeenschappelijk reflectiepunt CMP 60 keer geregistreerd wordt, dat wil zeggen dat de bedekking van elke CMP 60-voudig is, wordt elk ander spoor in de ruisopname gestapeld wanneer de laatste over alle 120 kanalen gemaakt werd.

Na het stapelen kan het ruisniveau van de ruisstapel geanalyseerd worden door middel van op zich bekende data-verwerkingswerkwijzen en eventueel nadat de stapel verder verwerkt is, bijvoorbeeld door gebruik van frequentiefilte-ring.

Daarna wordt het niveau van de gestapelde ruis vergeleken met het signaalniveau van de seismische signalen die ontvangen werden tijdens de daaropvolgende schotpuntregis-traties en dat deze signalen gekwantificeerd en gemiddeld worden, bij voorkeur met benadrukking op de zwakste reflectors die van belang voor de opsporing zijn. Daarna kan de signaal/ruisverhouding van de seismische signalen tijdens de kwaliteitscontrole aan boord van het vaartuig berekend worden.

Het kan gunstig zijn deze soort kwaliteitscontrole actueel uit te voeren en te baseren op een aanvaardbaar niveau voor de signaal/ruisverhouding in de geregistreerde signalen die voorafgaand aan de seismische opsporing bepaald zijn.

Door gebruik van de werkwijze volgens de uitvinding kan op bijzonder eenvudige wijze een beeld van de weer- en zeeruis tijdens een gaande seismische opsporing verkregen worden, doordat het aanvaardbare niveau correspondeert met die welke gevonden wordt in de verwerkte en CMP gestapelde seismische reflectiedata. Het ruisniveau kan direct voordat het schieten van de seismische lijn begint bepaald worden, en ruisopnamen die na het beëindigen van de schotregistra-ties verkregen zijn en eventueel ook tijdens een onderbreking in de schotregistraties, bijvoorbeeld in het midden langs de seismische lijn, zullen in staat zijn de vereiste controle op het gevonden ruisniveau te leveren. Zoals eerder gezegd zijn weer- en zeeruis extreem incoherent aan en vormen een isotropisch willekeurig fluctuerend, 3-dimen-sionaal geluiddrukveld in het opsporingsgebied. Hierdoor zijn geen speciale correcties nodig, bijvoorbeeld voor NMO ("normal move out", reflectietijdvariatie ten gevolge van afstand ("offset") tussen schotpunt en geofoon).

Het zal voor deskundigen op het onderhavige gebied duidelijk zijn dat de werkwijze volgens de uitvinding geïmplementeerd kan worden door middel van eenvoudige middelen in een geautomatiseerd kwaliteitscontrolestelsel aan boord van het opsporingsvaartuig.

Claims (4)

1. Werkwijze voor het kwantificeren van het niveau van weer- en zeeruis in seismische opsporingen op zee, met het kenmerk, dat langs een seismische lijn één of meer ruisopnamen gemaakt worden op enkele of alle kanalen in de seismische acquisitiekabel op een gegeven tijdstip of tijdstippen voor en/of na de feitelijke schotregistratie die deel uitmaakt van de seismische opsporing en eventueel ook tijdens een onderbreking in de schotregistratie, bij voorkeur op de helft van de seismische lijn, waarna de afzonderlijke sporen die deel uitmaken van de ruisopname gestapeld worden, en het aantal in de stapel gebruikte sporen bepaald wordt door het aantal vouden in de collectie ("gather") van elk gemeenschappelijk reflectiepunt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gestapelde ruissporen gefilterd worden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de gestapelde ruissporen met betrekking tot het ruisniveau geanalyseerd en gekwantificeerd worden.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gekwantificeerde ruisniveau vergeleken wordt met de amplitude van de tijdens de schotopname ontvangen seismische signalen, en dat deze signalen gekwantificeerd en gemiddeld worden met benadrukking van de significant zwakkere reflectors, waarna de signaal/ruisverhouding van de seismische signalen bepaald wordt.