NO146924B - Fremgangsmaate ved marine seismiske undersoekelser - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår generelt marine seismiske undersøkelser.

U.S.-patent 3.689.874 beskriver en metode for fjernelse av den reverberasjons-distorsjon eller -forvrengning som er tilstede i seismiske data. Metoden omfatter en operasjon som adskiller reverberasjons-forvrengningskomponenten i dataene fra den kom-ponent som representerer de karakteristiske egenskaper ved undergrunnsformasjonen. Denne operasjon er betegnet som de-reverberasjon og innebærer frembringelse av en de-reverberasjons-operator i form av et inverst filter. Dette filter anvendes på

de seismiske data for å avstedkomme et signal som utgjør en til-nærmelse til det signal som ville ha fremkommet ved hjelp av en ønsket skudd-puls som påvirkes av refleksjonsegenskapene for undergrunnsformasjonen ved fravær av reverberasjons-forvrengning.

Selv om de-reverberasjon har vært bruk med hell på mange marine seismogrammer, er metoden ikke effektiv i mange områder.

Nederlandsk patentsøknad nr. 76.01413 beskriver en teknikk for avfyring av en gruppe eller seksjon av kilder efter en tidssekvens som frembringer- en resulterende akustisk trykkbølge med en tidsdomene-operatorkarakteristikk som er det inverse av den forvrengning som skyldes reverberasjonen. Fordi genereringen av de seismiske pulser, refleksjonen og registreringen av disse skjer i et lineært system, har generering av den seismiske puls som en invers forvrengningsoperator den samme ønskede virkning som den inverse filtreringsteknikk. Den teknikk som er beskrevet i den nederlandske patentsøknad, har den ytterligere fordel at den re-duserer det dynamiske område for registreringssystemet som utelukkende tar hånd om reverberasjoner.

For å utløse eller avfyre en seksjon av kilder i en tidssekvens som frembringer en invers operator, er det imidlertid nødvendig å bestemme refleksjonsegenskapene for sjøbunnen og vanndybden eller den toveis gangtid for seismisk energi gjennom denne vanndybde .

Det å fjerne reverberasjonsvirkningen er også gjenstand for den tidligere norske patentsøknad nr. 75.4032. Den tidligere søk-nad beskriver bruk av en tidsdomene-operator for å fjerne filt-reringsvirkningen av vannlaget. Hva som derimot ikke er beskrevet i ovennevnte søknad, er å bestemme den nødvendige inverse karakteristikk av den utsendte seismiske puls,da det tidligere ble antatt at det ville være tilstrekkelig hvis et estimat av reverberasjonskarakteristikkene, dvs. filtervirk-ningen, av undervannslaget ble dannet, slik at en tilnærmet korreksjon ble foretatt.

På ovenstående bakgrunn tar oppfinnelsen utgangspunkt i en fremgangsmåte ved marine seismiske undersøkelser omfattende slepning av en kildeseksjon (array) bak et fartøy og avfyring av kildene sekvensmessig i grupper slik at de seismiske pulser fra kildene kombineres med hverandre for å avstedkomme en" akustisk -. trykkbølge med en karakteristikk i tidsdomenet som representerer det inverse av reverberas jonsforvrengningen i vannlaget mellom' ■ bunnen og vannoverflaten.

Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består

i første rekke i at den avfyringssekvens som er nødvendig for å frembringe den nevnte trykkbølge, blir bestemt ved å generere innledende ikke-formede seismiske pulser fra i det minste én kilde, ved å registrere seismogrammer som representerer de reflekterte pulser, ved å måle refleksjonsevnen av bunnen og vanndybden ut fra de nevnte seismogrammer, og ved å omdanne refleksjonsevne- og dybdemålingene til en tidsdomeneoperator som representerer det inverse av den nevnte reverberasjonsforvrengning.

Ved hjelp av den her angitte fremgangsmåte blir reverberasjonskarakteristikkene for vannlaget fullt ut kompensert og den detek-terte seismiske puls ved undersøkelsene vil utelukkende angi karakteristikkene for de underliggende undergrunnsformasjoner. Ytterligere og mer spesielle trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor: figur 1 viser multippelrefleksjoner fra sjøbunnen,

figurene 2 og 3 viser vann-reverberasjoner,

figurene 4 og 5 viser et marint seismisk undersøkélsessystem, figurene 6-9 viser topunkts og trepunkts tidsdomene-invers-operatorer,

figur 10 viser et konvensjonelt fremkommet seismogram

kombinert med antatte verdier av R og T ,

figur 11 viser et eksempel på et system for utførelse

av denne oppfinnelse,

figur 12 viser en korrelasjons-funksjon for et

utvalgt vindu,

og

figur 13 viser omdannelse fra en anslått refleksjons-

evne til virkelig refleksjonsevne.

Den seismiske energi kan genereres ved hjelp av en seksjon eller et arrangement av seismiske kilder som slepes efter et fartøy.

De resulterende akustiske trykkbølger reflekteres fra undergrunnsformasjonene og registreres som seismogrammer. Uheldigvis omfatter seismogrammene forvrengning som maskerer de karakteristiske egenskaper ved undergrunnsformasjonene. Ved marine undersøkelser er denne forvrengning ofte meget alvorlig. Den omfatter multippelrefleksjoner fra sjøbunnen som vist på figur 1, og reverberasjoner som vist på figurene 2 og 3.

Når den opprinnelige seismiske skudd-puls forplanter seg mot sjø-bunnen, blir den delvis transmittert og delvis reflektert ved denne grenseflate. Den transmitterte del reflekteres av diskon-tinuiteter under vannet, slik at det fremkommer en primær refleksjon. Den reflekterte del vender tilbake til overflaten hvor den igjen reflekteres mot sjøbunnen. Endel av denne puls vil igjen passere gjennom grenseflaten og en del reflekteres. Denne prosess fortsetter uten ende. Hver gang en puls reflekteres mellom overflaten og sjøbunnen, vil en puls tre gjennom grenseflaten ved bunnen og følge den opprinnelige puls inn i profilet. Disse multippel-pulser blir forsinket med like tidsintervaller i forhold til hverandre og deres amplituder blir suksessivt redusert som følge av refleksjonskoeffisienten ved sjøbunnen. Netto-resultatet av dette er at det fremkommer et seismogram bestående av en enkelt primær refleksjon eller registrering efterfulgt av en rekke multippel-refleksjoner eller reverberasjoner som har samme innbyrdes avstand.

Som nevnt foran, er det beskrevet en de-reverberasjonsteknikk i U.S.-patent 3.689.8 74. Denne teknikk anvender et invers-filter som anvendes på de seismiske data for å avstedkomme et signal som er tilnærmet lik det signal som ville ha fremkommet ved hjelp av en ønsket skudd-puls som påvirkes av refleksjonsegenskapene i undergrunnsformasjonen ved fravær av reverberasjons-forvrengning.

Selv om de-reverberasjon har vært brukt med hell på mange marine seismogrammer, er teknikken ikke effektiv i alle områder. Spesielt når sjøbunnen er hård, blir reverberasjonene så kraftige at hele det dynamiske område for registreringssystemet kreves bare for å gi en riktig registrering av reverberasjonene. Følgelig er det ønskelig å undertrykke reverberasjonene før registrering.

Figurene 4 og 5 viser et marint seismisk undersøkelsessystem.

Et fartøy 11 gjennomløper en seismisk undersøkelseslinje ved undersøkelse av en undergrunnsformasjon 12 under et vannlag 13.

En lineær, horisontal rekke eller seksjon av seismiske kilder

14, 15, 16 osv. slepes bak fartøyet ved hjelp av en kabel 17. Overflateflottører bidrar til å holde samme innbyrdes avstand mellom kildene.

En hydrofon-bærer 18 blir også slept bak fartøyet. En overflate-bøye 19 bidrar til å holde det riktige innbyrdes forhold mellom hydrofon-bæreren og kildeseksjonen.

En seismisk trase som fremkommer under seismisk undersøkelse ved hjelp av dette system, kan matematisk beskrives som følger:

hvor

S(t) = seismisk trase,

B(t) = skudd-puls,

H(t) = reverberasjons-forvrengning,

R(t) = refleksjonsfunksjon, og

N(t) = støy.

Ligning (1) angir at den seismiske trase fremkommer av skudd-pulsen konvolvert med reverberasjons-forvrengningen konvolvert med refleksjonsfunksjonen, pluss koherent og tilfeldig støy. /konvolusjon er angitt ved en (/)/. Konvolusjon er filtrerings-prosessen. Følgelig er den seismiske trase resultatet av skudd-pulsen efter filtrering med refleksjonsfunksjonen for jord- eller grunnformasjonen og med reverberasjons-forvrengningen.

Fundamentalt sett er reverberasjons-forvrengningen en funksjon

både av størrelsene og fortegnene av refleksjonskoeffisientene R ved sjøbunnen og ved vannoverflaten. Reverberasjonene av skudd-pulsen forsinkes med like tidsintervaller i forhold til hverandre og deres amplituder blir suksessivt redusert som følge av disse refleksjonskoeffisienter. Refleksjonskoeffisienten ved sjøbunnen kan være enten positiv (+) eller negativ (-) i fortegn avhengig av arten av sjøbunnen, mens refleksjonskoeffisienten ved vannoverflaten alltid er negativ (-) og antas å være lik 1 (-1). Videre blir hver multippel-puls redusert i amplitude i forhold til den foregående puls, svarende til størrelsen av sjøbunnens refleksjonsevne eller -koeffisient R. Følgelig kan en de-reverberas jons-operator beskrives ved følgende topunkts operator i(t): i(t) = 5(t) + R *(t+T ) (2)

W

Denne operator, som består av en første impuls av størrelse lik

en enhet ved t = 0 og en annen impuls av størrelse R ved t = T w, kan illustreres i to former. Den første er vist på figur 6 for en positiv bunnrefleksjons-koeffisient +R. Den annen er vist på figur 7 for en negativ bunnrefleksjons-koeffisient -R.

Under forhold hvor sjøbunnen er forholdsvis flat, er den nedad-gående reverberasjons-forvrengning ved skudd-punktet og den oppad-gående reverberasjons-forvrengning ved detektoren tilnærmet den samme. For en flat sjøbunn kan følgelig en total de-reverberasjons-operator I(t) representeres ved konvolusjonen av topunkts operatoren ved skudd-punktet ig(t) med topunkts operatoren i^(t) ved detektoren.

I tilfelle av en positiv bunnrefleksjonskoeffisient +R, kan de-reverberasjons-operatoren illustreres som på figur 8, mens for en negativ bunnrefleksjons-koeffisient -R, kan de-reverbe— "rasjons-operatoren illustreres' som på figur 9. Det vil derfor sees at den totale de-reverberasjons-operator I(t) for en flat bunn er en trepunkts operator bestående av tre impulser, nemlig den første med størrelse lik en enhet ved t = 0, en annen med størrelse 2R ved t = T , og en tredje av størrelse R 2ved t = 2T .

w

Ved å avfyre kildene i forskjellige grupper med forskjellige av-fyringstider for hver gruppe, har den resulterende akustiske trykkbølge slike tidsdomene karakteristikker som er vist på figurene 8 og 9. For eksempel blir operatoren på figur 8 generert ved avfyring av en første gruppe pulser i tidspunktet t = 0. Amplituden av den puls som genereres av denne gruppe blir vilkårlig betegnet som lik 1. En annen gruppe pulser avfyres i tidspunktet T . Amplituden av den puls som frembringes av den annen gruppe står i forhold til den fra den fyrste gruppe med en faktor 2R, hvor R er refleksjonskoeffisienten for sjøbunnen.

En tredje gruppe pulser avfyres i tidspunktet 2T^. Amplituden

av den puls som frembringes av den tredje gruppe, står i forhold til amplituden av den første puls med en faktor R2. Det kan vises at avfyring av kildene i en slik sekvens som ovenfor angitt, avstedkommer undertrykning av reverberasjoner.

For å avfyre kildeseksjonen i en slik sekvens er det nødvendig

å bestemme refleksjons-koeffisienten R og den toveis gangtid TW for akustisk energi gjennom vanndybden. I henhold til denne oppfinnelse blir R og T tilveiebragt ut fra et konvensjonelt seismogram fremkommet ved avfyring av alle kildene 14-16 samtidig. Kildene blir avfyrt samtidig for å bestemme R og T og derefter blir kildene avfyrt i grupper, hvilket tilveiebringer en trepunkts invers forvrenings-operator. Den seismiske energi i denne inverse operator frembringer seismogrammer som er i det vesentlige frie for reverberasjoner.

Som et eksempel på den måte R og T bestemmes på ut fra et konvensjonelt seismogram skal det henvises til figur 10. Denne figur viser et konvensjonelt seismogram som er blitt kombinert eller sammenstilt i henhold til følgende:

for forskjellige antatte verdier av R og T . De seismiske snitt eller profiler under linjene 21 ... 22 representerer refleksjoner

•detektert av geofoner 18 som funksjon av tiden (ordinat) efter skuddet.De seismiske profiler under linjene 23-25 representerer det samme seismiske profil sammenstilt med en antatt refleksjons-koeffisient R =0,1 og for forskjellige antatte verdier av T -

Det seismiske profil under linjen 24 er summen av det konvensjonelt frembragte profil pluss det konvensjonelt frembragte profil veiet med en faktor på 2 (0,1) forsinket med 96 msek., pluss den konvensjonelt frembragte trase veiet med en faktor på (0,1)<2 >forsinket med 192 msek. Profilet under linjen 25 er summen av- den konvensjonelt frembragte trase veiet med den samme faktor, men forsinket med 98 msek. og to ganger 98 msek. Det siste profil i dette sett under linjen 26 er summen av den konvensjonelt frembragte trase veiet på samme måte, men forsinket med 120 msek. og

to ganger 120 msek.

Profilene under linjene 27-29 blir kombinert eller sammenstilt

med profiler med samme tidsforsinkelser 94, 96 ... 120 msek.,

men med en antatt refleksjons-koeffisient R = 0,2. Profilene under linjene 30, 31 og 32 er sammenstilte profiler med en antatt refleksjons-koeffisient på R =0,5 og med de samme tidsforsinkelser. Verdiene av R og T wkan bestemmes ut fra en slik analyse ved å velge de verdier av R og T som avstedkommer den minste energi i et profil. Visuell analyse av figur 10 viser at profilet 33 har den minste energi. Dette indikerer at en korrekt verdi av R er 0,5, og den korrekte verdi av T w er 114 msek.

Verdiene av R og T kan automatisk bestemmes på denne måte, men det kreves et meget stort antall regnemaskin-operasjoner, og vanligvis er det ikke praktisk å utføre en slik analyse ombord i fartøyet. Imidlertid kan en forenklet prosess for bestemmelse av R og T ombord i fartøyet anvendes. Figur 10 viser at den korrekte verdi av T kan bestemmes for hvilken som helst antatt verdi av R. Det vil si, profilet 34 har den minste energi i sitt sett og dette indikerer en verdi av T på 114 msek. selv om en ukorrekt verdi av R = 0,2 ble brukt ved sammenstillingen. På lignende måte har profilet 35 den minste energi i sitt sett og dette indikerer en korrekt verdi av T på 114 msek. selv om en ukorrekt verdi av R = 0,1 ble brukt ved sammenstillingen. Dette fenomen utnyttes ved å anta en verdi av refleksjons-koeffisienten ved bestemmelse av T . Så kan refleksjons-koeffisienten bestemmes ut fra en kjent verdi av T .

Figur 11 viser et system for bestemmelse av R og T ombord i far-tøyet. Et seismogram fra et konvensjonelt utført skudd blir registrert på et magnetbånd 40 i henhold til vanlig standard eller praksis. Et parti eller vindu i dette seismogram blir spilt tilbake som angitt ved 41. Dette vindu blir auto-korrelert ved hjelp av en auto-korrelator 42.

Auto-korrelasjonsfunksjonen er vist på figur 12. Som velkjent, krever auto-korrelasjon punkt for punkt multiplikasjon av samplingene i vinduet med seg selv for å avstedkomme et sett auto-korrelas jons-koef f isienter som så blir summert for å frembringe ett punkt i auto-korrelasjons-funksjonen på figur 12. Så blir vinduet tidsforskjøvet, samplingene blir igjen multiplisert med hverandre og summert for å danne et annet punkt på auto-korrelas jons-funksjonen. Prosessen blir gjentatt for forskjellige tidsforskyvninger.

Med null tidsforskyvning blir eksempelvis samplingene i vinduet multiplisert med seg selv for å avstedkomme auto-korrelasjons-koef f isientene for null forsinkelse eller efterslep. Disse blir summert for å frembringe verdien SQ på kurven på figur 12. Så blir samplingene i vinduet forskjøvet med et tidssamplingstrinn, multiplisert med hverandre for å frembringe koeffisientene ved en tidssamplingsforsinkelse. Disse summeres for å danne et annet punkt på korrelasjons-funksjonen, som vist på figur 12. Vanligvis blir vinduet forskjøvet i forhold til seg selv med et antall tidssampiinger betegnet n.

Auto-korrelasjons-koeffisientene SQfor null forsinkelse eller efterslep (lag) blir kombinert med auto-korrelasjons-koeffisientene for et efterslep på n og for et efterslep på 2n for forskjellige

r

verdier av n. Endingen i verdien av n er angitt ved 43 på figur 11. Kombinasjonen finner sted i multiplikasjonskretser 44. Null-efterslepsverdien SQ blir multiplisert med 2,0625. Verdien av

.kbrrelasjons-funksjonen ved et.s-.ef terslep på n multipliseres med

2,5.og verdien ved et eftersiépKpå 2n multipliseres med 0,5. Dis-

se produkter blir summert ved 45. Den minste effekt, dvs. den minste sum, i de kombinerte auto-korrelasjons-funksjoner blir utvalgt ved 46. Den minste effektsum angir den korrekte n, hvilket er betegnet M.

Da M foreligger i samplingstider, kan dette direkte omdannes til Tw fordi tiden pr. sampling er kjent. For eksempel har profilene på figur 10 et samplingsintervall på 2 msek. Antas det at en minste effekt i de kombinerte auto-korrelasjons-koeffisienter blir detektert når n = 57, så er utgangen ved 47 en verdi av T på 114 msek.

Bestemmelsen av refleksjonsevne er en forbedring av den teknikk som er beskrevet i Pflueger: "SPECTRA OF WATER REVERBERATIONS FOR

PRIMARY AND MULTIPLE REFLECTIONS", GEOPHYSICS, Vol. 37, Nr. 5

(oktober 1972), sidene 788-796. Ved denne kjente teknikk blir refleksjonsevnen satt i relasjon til forholdet mellom amplituden av sidelobene av auto-korrelasjons-funksjonen som opptrer ved multipla av T . Denne prosedyre gir et godt estimat for refleksjonsevnen når auto-korrelasjonsvinduet er forholdsvis langt. Imidlertid medfører bruk av et langt auto-korrelasjonsvindu

andre problemer, spesielt innføring av støy. Det er av denne grunn at det vindu som velges ved 41, er et forholdsvis kort multiplum av T .

w

Bestemmelsen av refleksjonsevne som illustrert på figur 11, be-nytter Pfluegers teknikk for å bestemme et første estimat 11.

En divisjonskrets 48 danner forholdet:

hvor S,w er den bestemte verdi av korrelasjonsfunksjonen ved

IM

T og S„„ er verdien av auto-korrelasjons-funksjonen ved 2 T .

w 2M w Auto-korrelasjonsfunksjonen interpoleres for å få en finere samplingshyppighet. For eksempel kan auto-korrelasjons-koeffisientene dannes med 4 msek. intervaller og det er ønskelig å omdanne dette til en samplingshyppighet eller -takt på 1 msek."'- For å utføre dette gjøres den antagelse at auto-korrelasjons-funksjonen har for-men sin x/x. Anvendelse av denne interpolasjonsteknikk bevarer amplitudespektret for dataene og innfører ingen nye frekvenser.

Det kan vises at estimatet R star i relasjon til den virkelige re-fleks jonskoef f isient R slik som vist på figur 13. Her er F lengden av korrelasjonsvinduet regnet som det antall T wsom omfattes av vinduet. Hvis det f.eks. antas at auto-korrelasjonsvinduet strek-ker seg fra 3T til 7T og R er bestemt til å være 0,4 ved hjelp av Pfluegers teknikk, så er F = 4 og figur 13 viser at R er tilnærmet lik 0,425. Ved praktisk utførelse av metoden blir det ikke henvist til et diagram som på figur 13.- Derimot blir koeffisienter lagret i en hukommelse og påtrykkes på estimatet R for å omdanne dette til den virkelige verdi av R. Koeffisientene er A^, A^ og A^ i som påtrykkes på R som indikert ved 49.

Koeffisientene er en minste kvadraters tilpasning (least square fits) til en overflate beskrevet ved plotting av den virkelige verdi av R som funksjon av N og det første estimat av R. Mer spesielt blir koeffisientene bestemt slik som angitt ved 50. Verdien av F for denne prosedyre finnes ved å dividere lengden

av vinduet med T som angitt ved 51.

Lengden av auto-korrelasjonsvinduet som velges ved 41, er en funksjon av den toveis gangtid som bestemt ved hjelp av et ekkolodd 52. Auto-korrelasjons-efterslepet M bestemmes ved to ganger å dividere ekkolodd-avlesningen med lydhastigheten i vann som antas å være 1.450 m pr. sek. Dette forhold blir bestemt ved 52A. Lengden av auto-korrelasjonsvinduet er et multiplum av auto-korrelasjons-efterslepet M. Vanligvis vil et vindu som strek-ker seg fra 5M til 15M for hver trase, være passende.

En bedre forståelse av disse operasjoner kan bli oppnådd ut fra den følgende beskrivelse av den underliggende teori:

En seismisk trase med en påtrykt reverberasjons-operator kan representeres ved:

'hvor er sampling nr. i av seismogrammet og S^_n er en sampling med tidsforskyvning n.

I henhold til denne oppfinnelse antas hvilken som helst rimelig verdi av R. For eksempel kan R antas å være lik 0,5. Da blir ligning (6) som følger:

Ifølge teorien om det minste kvadrat blir den korrekte verdi av R og n oppnådd når summen av kvadratene av de foregående har et minimum. Det vil si at den korrekte n opptrer når følgende uttrykk har et minimum:

Å utføre den foregående beregning krever et meget stort aiYtall regnemaskin-operasjoner. Bestemmelse av den korrekte n på denne måte ville kreve omkring 200.000 operasjoner. Bestemmelse av ti forskjellige verdier av n ville kreve omkring 2.000.000 operasjoner.

I henhold til et aspekt ved denne oppfinnelse gjøres visse for-

enklende antagelser. Hvis lengden av vinduet er stor sammen-

lignet med tidsforskyvningen n, vil samplingene i to vinduer som er forskjøvet i forhold til hverandre med n, være de samme.

Derfor kan følgende antas:

Ved anvendelse av disse antagelser fremkommer følgende av ligning (7):

Brukes en antatt verdi av R = 0,5 blir dette:

Det er på denne måte at de forenklende multiplikasjonskretser

brukt ved 44 er oppnådd.

Ved utførelse av fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse er det nød-vendig å finne korrelasjonsfunksjonen bare en gang. Som tidligere nevnt kunne dette kreve omkring 200.000 operasjoner. For å utføre dette for ti forskjellige verdier av n, er det nødvendig å gjenta multiplikasjonen av SM og S2M med 2,5 og 0,5 bare ni ganger i tillegg. Dette medfører ytterligere atten operasjoner slik at det blir i alt 200.018 operasjoner. Dette er tilnærmet en tiendedel av det antall operasjoner som kreves uten de forenklende antagelser.

Efter bestemmelse av R^ og R avfyres kildene i grupper slik at

den ønskede trepunkts operator fremkommer. Kildene avfyres i tre grupper betegnet a, b og c. Gruppen a avfyres i tidspunktet t = 0. Gruppe b avfyres i tidspunktet t = T , og gruppe c avfyres ved

t = 2T . De viste utløsnings- eller avfyringskretser 53 for utførelse av dette kan være av samme type som vist i US-patent 3.687.218.

Antall kilder i hver gruppe bestemmes av verdien av R. Hvis a,

b og c angir antall kilder i hver gruppe, står disse antall i relasjon til den bestemte refleksjons-koeffisient som følger:

a + b + c = totalt antall kilder

En typisk seksjon som har vært bruk i praksis, omfatter førti kilder som er betegnet med tallene "1" til "40". I dette eksempel brukes det fire kilder som reserve og kildene avfyres i følgende grupper:

Hvis R = 0,3 (a,b,c) = (20,28,39)

a = 40,39,37,36,33,32,30,29,27,23,22,19,18,13,12,10,9,7,4,3,1

b = 38,34,31,28,24,21,20,16,14,11,8,5,2

c = 25,17

Hvis R = 0,4 (a,b,c) = (23,26,38)

a = 40,38,36,33,31,29,27,23,22,19,18,13,11,9,7,4,3,1

b = 39,37,34,32,30,28,24,20,16,14,12,10,8,5,2

c = 25,21,17

Hvis R = 0,5 (a,b,c) = (25,25,37)

a = 40,38,36,33,31,29,25,22,18,14,12,10,8,5,3,1

b = 39,37,34,32,30,27,23,21,19,17,13,11,9,7,4,2

c = 28,24,20,16

Hvis R = 0,6 (a,b,c) = (27,24,26)

a = 39,37,34,32,28,24,23,19,12,11,9,7,4,2

b = 40,38,36,33,31,30,27,22,20,18,16,14,10,8,5,3,1

c = 29,25,21,17,13

Hvis R = 0,7 (a,b,c) = (29,23,35)

a = 39,37,34,30,27,22,18,14,11,8,4,2

b = 40,38,36,33^,31,29,25,23,21,19,17,13,10,9,7,5,3,1

c = 32,28,24,20,16,12

Hvis R = 0,8 (a,b,c) = (30,23,34)

a = 39,37,32,31,28,23,19,16,11,7,3

b = 40,38,36,34,30,27,24,22,20,18,14,12,10,8,5,4,2,1

c = 33,29.25,21,17,13,9

Avfyringsprosedyren er som følger: Når fartøyet foretar et gjennomløp, blir kildene vekselvis avfyrt konvensjonelt med alle kilder utløst samtidig, henholdsvis i tre grupper for å frembringe den trepunkts operator. Traser fra de siste fem hydrofoner i hydrofonbæreren eller -rekken, som fremkommer ved et konvensjonelt skudd, brukes til å bestemme T . Denne verdi av T brukes som

w w forsinkelsestid for det påfølgende skudd for frembringelse av trepunkts operatoren. For hvert skudd for trepunkts operatoren brukes verdien av T w bestemt ved det umiddelbart forutgående! konvensjonelle skudd.

Verdien av refleksjons-koeffisienten R blir også bestemt ut fra trasene fra de siste fem hydrofoner i bæreren. Fordi R endres langsomt mens fartøyet beveger seg, blir R ikke på nytt beregnet for hvert skudd. Derimot brukes en optimal verdi av R som opptrer over lengden av kabelen under overflaten, for å styre antallet av kilder i hver gruppe for de skudd som skal gi trepunkts operatoren.

Som tidligere nevnt, kan direktiviteten av kildeseksjonen eller -arrangementet også reguleres i avhengighet av målinger av fall. Ved denne teknikk blir kildeseksjonen fortrinnsvis styrt slik at energi fra kildene reflekteres fra den fallende formasjon tilnærmet vertikalt og slik at den treffer hydrofonarrangementet i rett vinkel.

Først blir det foretatt en konvensjonell undersøkelse for å iden-tifisere den undergrunnsformasjon som er av interesse. Ut fra seismiske refleksjonssignaler som fremkommer ved denne undersøkelse, kan formasjonens fall bestemmes. Det blir så gjort en undersøkelse for å frembringe seismogrammer som har fremhevede refleksjoner fra vedkommende formasjon. Under denne del av undersøkelsen er avfyringen av hver kilde i seksjonen forsinket slik at den resulterende seismiske bølge er direktiv. Det vil si at den seismiske bølge ikke forplanter seg vertikalt mot den fallende formasjon,

men derimot med en vinkel i forhold til vertikalen. Denne vinkel

er slik at når den seismiske energi treffer den fallende formasjon, blir den reflektert i vertikal retning. Denne retningsvirkning kan eventuelt oppnås ved endring av lengden av kabelen mellom hver overflatebøye og tilhørende kilde. Ved å slepe suksessive kilder i forskjellige dybder vil kildeseksjonen frembringe en seismisk bølge som forplanter seg med den ønskede vinkel.

Konvensjonelle analoge kretser eller digitale kretser kan brukes til å realisere denne oppfinnelse. Det foretrekkes imidlertid å anvende en liten universal siffer-regnemaskin som plasseres ombord i fartøyet. Et eksempel på en slik regnemaskin som har vært brukt med hell, er en regnemaskin av typen Texas Instruments 980A.

Selv om spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen er vist og beskrevet under henvisning til marine seismiske undersøkelser,

er det klart at modifikasjoner er mulige, inkludert anvendelse for seismiske undersøkelser på landejorden.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved marine seismiske undersøkelser, omfattende slepning av en kildeseksjon (array) bak et far-tøy og avfyring av kildene sekvensmessig i grupper slik at de seismiske pulser fra kildene kombineres med hverandre for å avstedkomme en akustisk trykkbølge med en karakteristikk i tidsdomenet som representerer det inverse av reverberas jonsf orvrengningen i vannlaget mellom bunnen og vannoverflaten, karakterisert ved at den avfyringssekvens som er nødvendig for å frembringe den nevnte trykkbølge, blir bestemt ved å generere innledende ikke-formede seismiske pulser fra i det minste én kilde, ved å registrere seismogrammer som representerer de reflekterte pulser, ved å måle refleksjonsevnen av bunnen og vanndybden ut fra de nevnte seismogrammer, og ved å omdanne refleksjonsevne- og dybdemålingene til en tidsdomene-operator som representerer det inverse av den nevnte reverberas jonsf orvrengning .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avfyringen av kildeseksjonen i grupper omfatter avfyring av henholdsvis en første, en annen og en tredje gruppe slik at den^fremre flanke av trykkbølgene fra disse forsterker hverandre slik at det genereres henholdsvis første, andre og tredje akustiske impulser i vannet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den energi som frembringes av den annen gruppe, settes i relasjon til den energi som produseres av den første gruppe av kilder, med en faktor på to ganger den målte refleksjonsevne for sjøbunnen, og at den energi som frembringes av den tredje gruppe, settes i relasjon til den energi som frembringes av den første gruppe kilder, med kvadratet av den målte refleksjonsevne.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved forsinkelse av avfyringen av den annen gruppe kilder efter avfyringen av den første gruppe kilder, med et tidsintervall T wsom står i relasjon til den målte vanndybde, og forsinkelse av avfyringen av den tredje gruppe kilder.i forhold til avfyringen av den første gruppe, med et tidsintervall 2T . w

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sjøbunnens refleksjonsevne og vanndybden måles ved generering av auto-korrelasjons-koeffisientene ved null efterslep, for et vindu i seismogrammet, generering av auto-korrelas jons-f unks jonene for dette vindu med et efterslep på n tidssamplinger, generering av auto-korrelasjons-funksjonene for vinduet med et efterslep på 2n tidssamplinger, gjentagelse av det foregående for forskjellige verdier av n, kombinering av de auto-korrelasjons-koeffisienter som er generert for hver verdi av n, og utvelgning av den verdi av n som gir minimum i de kombinerte auto-korrelasjons-funksjoner, som representativ for vanndybden.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved generering av verdiene Sq, og av auto-korrelasjonsfunksjonen for vinduet ved samplings-tidspunktene 0 henholdsvis n og 2n, og ved kombinering av auto-korrelasjons-funksjonene ved å summere verdiene av auto-korrelasjons-funks jonen i henhold til følgende: 2,0625 SQ + 2,5 S± + 0,5 S^

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved omdannelse av antall tidssamplinger n til Tw, som er den toveis gangtid for akustisk energi gjennom vanndybden.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 5-7, karakterisert ved at vanndybden måles med et ekkolodd og vinduet i seismogrammet utvelges med en lengde som er lik den dobbelte av ekkolodd-avlesningen dividert med hastigheten av den seismiske energi i vannet.