NO20101809L - Marine seismikkabelsystemkonfigurasjoner, systemer og fremgangsmater for ikke-lineaer seismikkundersokelsesnavigering - Google Patents

Abstract

Det beskrives fremgangsmåter for bestemmelse av relative posisjoner for marine seismikkabler i et nettverk av slike, ved hjelp av akustisk avståndsmåling. Det beskrives også seismikkabelkonfigurasjoner og systemer som overvinner svake eller ikke-eksisterende akustiske posisjoneringssignaler. Det akustiske nettverket innbefatter et antall akustiske transceiverpar, og fremgangsmåtene innbefatter implementering av en nettverksløsningsbasert rekonfigurasjon av de akustiske trå nscei verpa rene. Når nettverket av seismikkabler endres mer enn i en kritisk grad, rekonfigureres nettverket. Den kritiske graden foreligger når den nettverksløsningsbaserte rekonfigurasjonen ikke lenger er adekvat med hensyn til tilveiebringelsen av nok akustiske signaler for oppnåelse av fornuftige relative posisjoner for de akustiske trå nscei verpa rene i nettverket, som følge av deres spatiale relasjon.

Description

Marine seismiske undersøkelser undersøker og kartlegger strukturen og egenskapene til underjordiske geologiske formasjoner under en vannmasse. En eller flere seismikkabler som inneholder akustiske seismikkmottakere, settes ut i vannet etter et fartøy, og én eller flere kilder kan slepes av det samme, eller av et annet fartøy. Mindre enn nøyaktig kjennskap til kildens nøyaktige posisjoner under avfyring, og aktuelle posisjoner for mottakerne, når de reflekterte seismikkbølgene innkommer, vil kunne medføre mindre aksepterbare seismikkdata.

De fleste marine seismikkundersøkelser gjennomføres i rette linjer, og med parallelle seismikkabler som har en konstant innbyrdes avstand. Derfor har de fleste akustiske avstandsmålingssystemer en forventet fast akustisk avstandslengde. Denne lengden brukes for oppstilling av sender/mottakerparene i en konfigurasjonsfil, noen ganger også betegnet som en "set-up file" med nominelle avstander, som brukes for styring av de akustiske innretningene.

Av de tidligere kjente akustiske avstandssystemene som brukes ved innhenting av seismikkdata, er bare systemer som benytter egenavstandsmåling med modulert akustikk (IRMA), integrert in-line i seismikkabelen. Historisk leveres alle andre akustiske avstandssystemer av en tredje part, i den forstand at de tilpasses til ulike seismikkabler ved ekstern tilknytning til kveilledninger, og således ikke er tett integrert i den programvaren som transformerer de akustiske og andre posisjonsmålingene, til koordinater for kilder og mottakere i den seismiske undersøkelsesspredningen. Slike akustiske tredjepartavstandssystemer kan ha vanskeligheter når relasjonen mellom akustiske sende- og mottakerenheter endrer seg betydelig i forhold til den oppstilte filen for nominelle avstander.

Når et sender/mottakerpar endrer sin relative posisjon utenfor de avstandsbegrensninger som det akustiske systemet har, kan den relative posisjonsmålingen gå tapt. Dette kan eksempelvis skje ved nettverksendringer fra rett linje til krummet linje, i området hvor strøm endrer kabelretningen, eller ved kveilskyting med varierende krumningsradius. Dersom dette fortsetter for et større antall målinger, vil nettverkskvaliteten avta, og vil kunne føre til driftsnedtid (også kalt ikke-produktiv tid), dersom de relative posisjonsspesifikasjonene ikke tilfredsstilles.

I noen tilfeller er det kjent at brukeren manuelt oppdaterer de tilnærmede avstandene mellom sender og mottaker, for derved å holde det akustiske avstandssystemet funksjonsdyktig (denne fremgangsmåten kan betegnes som en manuell avstandssporing). Dette er en kritisk prosess, fordi mange av disse systemene må skille målingstidspunktene ved felles tidstransmisjoner, slik at transmisjonene eller sendingene ikke forstyrrer hverandre. Disse begrensningene begrenser lengden til den akustiske registreringstiden, og således avstandslengden og optimale sender/mottakerpar.

I perioder, når sender/mottakerparene er dårlig tilpasset, som følge av relative avstandsendringer, kan den akustiske avstandsinformasjonen gå tapt i nettverksløsningen. Man vil da være avhengig av kompassmålinger for å kontrollere tverrlinjeposisjonsestimatene, samtidig som i-linjen akustikken ikke vil være følsom overfor seismikkabeldynamikk, og vil fortsette sporingen.

En annen kjent fremgangsmåte for avstandssporing, er bruk av signal-til-støy-forholdet (s/n), som en føring for hvordan avstanden endrer seg. Denne fremgangsåten er avhengig av både en god s/n, og at det ikke foreligger forstyrrende refleksjonssignaler. Reflekterende overflater kan være havbunnen, havoverflaten, eller et annet tett grenselag. En vanskelig situasjon foreligger når en refraksjon av mesteparten av det direkte akustiske signalet gjør dette svakt, sammenlignet med en signalrefleksjon som ikke adskiller seg fra den direkte, med mer enn registreringslengden. I et slikt tilfelle vil refleksjonen gi det beste s/n, og vil kunne medføre at en sporingsmetode låser seg til refleksjonssignalet istedenfor til det direkte signalet.

Avstandssporing har vært brukt i akustiske systemer så som IRMA for å redusere den cpu som r nødvendig for korrelering av avstander. Det er imidlertid ikke kjent anvendt for systemer som opererer med oppstilte filer som paringsposisjonerer kilder og mottakere i en tidssekvens med unngåelse av interferens fra refleksjonssignaler.

Når marine seismikkabler slepes ikke-lineært, eksempelvis i forbindelse med en dreiing, eller når retningen til rette seismikkabler endres, eller under kveilskyting, oppstår det et problem med akustiske nettverk, når seismikkablene beveger seg i linjen i forhold til hverandre. Her beskrives det marine seismikkabelsystemkonfigurasjoner, og fremgangsmåter for innhenting av marine seismikkdata for bruk ved enhver seismisk undersøkelsesnavigasjon, særlig i forbindelse med en ikke-lineær seismikkundersøkelsesnavigasjon, som overvinner dette problemet. Som benyttet her skal uttrykket "ikke-lineær" referere seg til seismikkabelslepefartøyets navigeringsbane under i det minste en del av den marine seismikkundersøkelsen. Uttrykket "ikke-rett" brukes også istedenfor uttrykket "ikke-lineær".

I samsvar med ett aspekt beskrives det her en fremgangsmåte for bestemmelse av - relative posisjoner av marine seismikkabler i et nettverk av slike, ved hjelp av akustisk avstandsmåling. Nettverket innbefatter et antall akustisk posisjonerte transceiverpar, og fremgangsmåten innbefatter en implementering av en løsningsbasert nettverksrekonfigurering av de akustiske transceiverparene (eksempelvis kontinuerlig eller intermittent reberegning av den akustiske konfigurasjonsfilen automatisk, basert på den siste detekterte nettverksendringen), og deretter, når seismikkabelnettverket endres mer enn i samsvar med en kritisk grad, akustisk rekonfigurering av nettverket, idet den kritiske graden vil foreligge når den løsningsbaserte nettverksrekonfigureringen ikke lenger er tilstrekkelig til å kunne gi nok akustiske signaler for oppnåelse av fornuftige relative posisjoner for de akustiske transceiverparene i nettverket, som følge av deres spatiale eller romlige relasjon.

Som benyttet her skal uttrykket "akustisk rekonfigurering" bety en fysisk endring av nettverket, mens uttrykket "løsningsbasert rekonfigurering" skal bety en endring, assistering eller styring av programvarealgoritmen (og/eller datainnganger i algoritmen), som brukes for å holde en akseptabel mengde av akustiske nettverksposisjonsdata. I noen utførelser kan "assistering eller styring" innbefatte avstandssporing. Definisjonen av "avstandssporing" i denne beskrivelsen, er at man bruker den beregnede løsningen, som antas å være riktig som følge av de tilgjengelige QC-faktorene, for å bestemme avstanden mellom samtlige sender- og mottakerpar. Avstandssporing kan brukes for oppdatering av den oppstilte filen eller jobbfilen, for å ekskludere reflekterte avstander fra den registreringen som inneholder signalet som går i den direkte banen, og/eller for å finne et intermittent akustisk signal (et signal som er svakt i en periode, men så blir detekterbart og

.utnyttbart igjen).

I de fleste akustiske navigeringssystemer som i dag benyttes i forbindelse med seismikkdataundersøkelser, kan det foreligge perioder hvor signal-støy-forholdet kan være marginalt. Dette innbefatter puls- og kodede/tverrkorrelerte signaltyper. I noen av de her beskrevne utførelsene er det for å fokusere på den mest sannsynlige registreringsdelen for å kunne identifisere signalet, nyttig å styre signaldetekteringsalgoritmen. Dette kan gjøres ved å bruke den sist beregnede avstanden mellom sendere og mottakere i det akustiske nettverket. En slik avstandssporing bruker all kraften i den akustiske informasjonen som er tilgjengelig i én epoke, for styring av signalsøket i den neste epoken. Fremgangsmåten er også meget nyttig når sender-mottakeravstandene endres mer enn registreringslengden, så som når det skyves langs ikke-rette baner, så som i en kurve/vending.

Det beskrives her fremgangsmåter og systemer som benytter en tett integrering mellom en akustisk nettverksløser og et akustisk avstandssporingssystem for å følge avstandsendringer i perioder med høy dynamikk. Således vil alle avstander som brukes i nettverksløsningen bidra til å definere avstanden mellom et sendermottakerpar. Denne informasjonen brukes for oppdatering av de oppstilte filer som er beskrevet foran for systemer hvor det brukes slike filer eller slik informasjon. Informasjonen er også nyttig i forbindelse med innhentingsmetoder så som kveilskyting, hvor seismikkablene i tillegg til at de utsettes for varierende krumning, også utsettes for tilleggsdynamikk ved at de utsettes for strøm fra ulike retninger når de beveger seg gjennom en kveil.

Et annet problem som det tas lak i ved å relatere avstandslengden til en foreliggende løsning, er refleksjoner. Sporing av en avstand reduserer sannsynligheten for detektering av en refleksjon. Med mindre refleksjonen har en lengde meget lik den til det direkte signalet, vil den ikke fremkomme i registreringens søkeområde. Dersom eksempelvis avstanden mellom direkte signal og refleksjon er større enn fem meter, så kan detekteringsområdet være så lite som fem meter. Så menge sender/mottaker-avstanden ikke endrer seg mer enn fem meter under en målingssyklus, kan man finne den direkte avstanden i registreringens smale fem meterbånd, gitt et adekvat s/n.

I tilfeller hvor det foreligger et temporært fall i s/n, eksempelvis i noen målingssykler, kan i visse utførelser som er beskrevet her, forholdet mellom sender og mottaker likevel være kjent, basert på andre akustiske avstander hvor det foreligger et adekvat s/n. Når det svake området igjen styrkes, vil detekteringsalgoritmen søke i det riktige smale registreringsområdet, for å finne avstanden, basert på andre akustiske avstander som bidrar til etablering av avstanden mellom det intermittente sender/mottakerparet.

I noen utførelser innbefatter den akustiske rekonfigureringen av nettverket en plassering av lengre seismikkabler på utsiden av kurven, dvs. at det utformes en marin seismisk undersøkelse, hvor man under planleggingen vet hvordan den ytre séismikkabelkrumningsradiusen vil være, slik at man kan legge ut seismikkabler som har en lengde som er slik at i den skarpeste krumningen som er planlagt for de indre seismikkablene, vil disse opprettholde en forhåndsbestemt akustisk minimumsforbindelse med noen eller samtlige av de ytre seismikkablene i en kurve.

I andre utførelser innbefatter akustisk rekonfigurering av nettverket en utforming av en marin seismikkundersøkelse, hvor noen eller samtlige av seismikkablene er lengre enn det geofysiske kravet, idet denne "ekstra" lengden bare brukes for akustisk posisjonering. Således vil traser eller spor ved enden av de ytre seismikkablene i en kurve ikke være godt posisjonert, men dette er ikke kritisk for den geofysiske hensikten.

I noen utførelser innbefatter akustisk rekonfigurering av nettverket bruk av multifartøynettverk. I marine multifartøyseismikkdatainnhentinger, brukes akustiske avstander fra andre fartøy, som brukes i undersøkelsen, for å forsterke svake deler av det akustiske nettverket som har endret form.

I noen utførelser kan satellittposisjoneringsteknologi suplementere de her beskrevne systemer og fremgangsmåter, slik det er beskrevet nærmere nedenfor.

De beskrevne fremgangsmåtene kan brukes i marine 3-D og 4-D seismikkdatainnhentinger, hvor dataene kan velges fra seismikkdata, elektromagnetiske data (EM), og fra både seismiske data og EM-data. Innretninger for gjennomføring av fremgangsmåtene er også beskrevet, og utgjør nok et inventivt aspekt.

Hvordan hensiktene med fremgangsmåtene og systemene ifølge oppfinnelsen oppnås, og hvordan ønskede egenskaper kan oppnås, blir forklart nedenfor under henvisning til tegningen, hvor:

Fig. 1-3 viser tidligere kjente seismikkabelkonfigurasjoner i en kurve,

Fig. 4-6 viser marine seismikknettverkskonfigurasjoner i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 7 viser en fremgangsmåte og et system hvor en løsningsbasert rekonfigurasjon etterfølges av en akustisk rekonfigurasjon, Fig. 8 er en virkelig registrering av en tidligere kjent avstandssporing, og viser en registrering av avstandsdata som ikke er sentrert om signalet, og når avstandsbevegelsestiden øker (y-aksen øker nedover), vil signalet migrere ut fra registreringsperioden, og Fig. 9 viser en avstandsdataregistrering målt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, og viser avstandsdata som er sentrert om signalet.

I den etterfølgende beskrivelsen angis flere detaljer for å klargjøre oppfinnelsen, men fagpersoner vil forstå at fremgangsmåtene og systemene kan gjennomføres uten disse detaljene, og at det kan tenkes ulike varianter eller modifikasjoner av de beskrevne utførelsene.

I mange marine seismikkdatainnhentinger med slepte seismikkabler, er modellen med faste (innenfor visse grenser) relasjoner mellom sender/mottakerpar utilstrekkelig. Fremgangsmåtene og systemet ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør at den akustiske konfigurasjonsfilen kan reberegnes basert på en oppdatert nettverksform. I noen utførelser blir filen automatisk reberegnet basert på den siste nettverksformen. (For å unngå unødvendige repetisjoner, skal uttrykket "nettverk" her bety et akustisk nettverk, med mindre annet er sagt). Denne løsningsbaserte rekonfigureringen er meget verdifull når den akustiske nettverksformen endrer seg slik, så som under overgangen fra en rett linje til en krummet linje, i områder hvor strømmene endrer kabelretningen, ved kveilskyting med varierende krumningsradius, og i lignende situasjoner.

En løsningsbasert rekonfigurasjon er utnyttbar for bibehold av et godt nettverk i perioder hvor det forekommer nettverksformvariasjoner, hvor de indre seismikkablene i en konvensjonelt utplassert spredning kan forskyve seg så betydelig i en krummet form, at løsningsbasert rekonfigurasjon ikke vil nytte. Problemet må løses ved å tilveiebringe akustiske avstander for andre posisjoneringsenheter til disse isolerte akustiske punktene, som brukes for posisjonering av seismikkspor som måtte være av interesse. Fremgangsmåter for tilveiebringelse av akustiske avstander innbefatter plassering av seismikkabler som har større lengder, i det minste for de indre seismikkablene, og eventuelt å utplassere seismikkabler som er lengre enn nødvendig for oppnåelse av det geofysiske objektivet, eller å forsterke de manglende avstandene med ekstra fartøy, som enten er dedikert for dette formålet, eller benyttes for geofysiske formål som del av en flerfartøyundersøkelse.

Fig. 1-3 viser tidligere kjente seismikkabelkonfigurasjoner i en kurve. Det er fordelaktig å innhente seismikkdata i kurvene, men dersom posisjonen til sporene eller trasene ikke kan bestemmes på en adekvat måte, vil sporene ikke være utnyttbare. Fig. 1 viser fire seismikkabler 2a, 2b, 2c og 2d (det kan også være færre eller flere) med et antall akustiske posisjonssendere, -mottakere, eller transceivere 4, på i og for seg kjent måte. Seismikkablene kan ha

seismikkabelposisjoneringsinnretninger 6, eksempelvis slike som er kjent under varemerket Q-FIN fra WesternGeco LLC. Det kan også brukes andre seismikkabelposisjoneringsinnretninger. Et slepefartøy (ikke vist i fig. 1-3) trekker seismikkablene 2a-2d generelt opp til venstre i hver figur, slik at kablene går i en kurve. Det samme, eller et annet slepefartøy kan slepe én eller flere seismikkildeenheter. Slike fartøy er ikke vist. Bruken av seismikkildeenhetene er

velkjent, og krever ingen ytterligere beskrivelse her. En initiell konfigurasjonsfil for akustisk posisjonering av seismikkablene lastes inn i et computersubsystem om bord på fartøyet, og definerer par av mottakere/sendere som muliggjør posisjonering ved hjelp av akustisk avstandsmåling, slik det er indikert med de stiplede linjene 8, mellom seismikkablene 2a-2d. Som vist i den øvre høyre delen av fig. 1, vil, som følge av seismikkablenes haleendelinjeforskyvning i en kurve, en del av seismikkabelen 2a ikke være adekvat posisjonert med konfigurasjonsfilen. Fig. 2 viser at avstandene 8a er adekvate, men avstandene 8b er blitt større, som følge av linjeforskyvningen av kablene 2a og 2b. Fig. 3 viser at en del 10 av seismikkabelen 2a ikke er posisjonert i det hele tatt, hvilket skyldes en ekstrem linjeforskyvning.

Fig. 4-6 viser akustiske rekonfigurasjoner. I fig. 4a er det vist et fartøy 12 som sleper fire neddykkede seismikkabler 2a-2d mot venstre. Seismikkablene 2a, 2b, 2c og 2d trekkes i hovedsaken vekk fra en senterlinje, under påvirkning av deflektorenheter 13a, 13b, 13c og 13d, på i og for seg kjent måte. Halebøyer 14a, 14b, 14c og 14d er vist ved seismikkablenes 2a-2d respektive haleender, og er her vist dannende en linje 15, som danner en vinkel 9 med kursretningen 17. Akustiske avstander er fremdeles aksepterbare i denne konfigurasjonen, men nær halebøyene' vil posisjoneringen ikke være ideell. Ved en sving mot babord, med radius r, som vist i fig. 4b, danner halebøyene 14a-14d en linje som ikke lenger egner seg for akustisk avstandsmåling, og derfor må seismikkablenes posisjoner bestemmes på bedre måte i kurven. Når vinkel 9 blir mindre, kan det arbeides med en mindre radius i svingen, ved et kompromiss med dårligere akustiske avstander nær seismikkablenes haleender når de beveger seg lineært. Når vinkel cp øker mot 90°, kan det på adekvat måte brukes en større krumningsradius i svingen. Det skal her selvfølgelig nevnes at svingen eller dreiingen ikke behøver å være sirkulær, den kan være kveilformet (som en spiral), hvor radius endrer seg, eller ha en elliptisk eller en annen form.

Fig. 5 viser en utførelse hvor seismikkablene 2a-2d er lengre enn som nødvendig for å tilfredsstille det geofysiske kravet. En første lengde "A" er indikert mellom linjene 1 og 2. En slik lengde vil i samsvar med kjent teknikk være stor nok til å tilfredsstille de geofysiske kravene. Avstanden "B" mellom linjene 1 og 5, indikerer at det kan brukes lengre seismikkabler, slik at det i en kurve kan oppnås seismikkdata med trygghet for at seismikkablenes posisjoner vil være kjent med tilstrekkelig sikkerhet til å kunne unngå en andre eller ytterligere undersøkelse for innsamling av data som man ikke har fått tak i, i en første undersøkelse. Forholdet mellom lengdene A og B, vil variere i samsvar med undersøkelsestypen, antall seismikkabler, og i samsvar med andre parametere, men generelt gjelder at jo mindre svingradius r (fig. 4B) er, desto lengre bør seismikkablene være, dvs. at med andre ord bør forholdet B/A bli større når svingradius avtar. Fordi de ekstra seismikkabelavsnittene mellom linjene 1 og 3 brukes for posisjonering, og ikke brukes for geofysisk undersøkelse, kan de i struktur være identiske med de regulære seismikkabelavsnittene som brukes for en geofysisk undersøkelse, eller de kan adskille seg fra disse. I førstnevnte tilfelle brukes signaler fra hydrofonene i de ekstra seismikkablene for akustisk avstandsmåling, og således ikke for registrering av seismikkdata. I det sistnevnte tilfellet er de ekstra seismikkabelavsnittene kompatible med hensyn til navigering og håndtering, men har en annen intern struktur. De inneholder bare akustiske transceivere for posisjoneringsnettverket. Fig. 6 viser en annen utførelse, hvor det benyttes flere fartøy for suplementering av akustiske avstander som enten er for svake, eller som ikke er mulige med en løsningsbasert rekonfigurasjon. Fartøyene 20 og 22 tilveiebringer ekstra akustiske sendere (eller mottakere, eller transdusere etter behov), for tilveiebringelse av henholdsvis supplerende avstander 28 og 30. Fartøyene 20 og 22 kan være overflatefartøy, eller undervannsfartøy. Ett eller flere fartøy vil kunne være tilstrekkelig. Egnede fartøy innbefatter seismikkfartøy, arbeidsfartøy, AUVer, ROVer og lignende. Fartøy 20 og 22 som tilveiebringer et minimum av akustisk støy, kan brukes i visse tilfeller. Fartøyene 20 og 22 kan kommunisere og dele informasjon med slepefartøyet, eller ikke. Fig. 7 viser en fremgangsmåte og et system hvor en løsningsbasert rekonfigurasjon etterfulgt av en akustisk rekonfigurasjon vil kunne være gunstig. I fig. 7A sleper fartøyet 12 fire seismikkabler mot høyre, i en tverrstrøm Cl, som medfører at seismikkablene avviker med en vinkel a. Når fartøyet 12 og de slepte seismikkablene beveger seg videre mot høyre, som vist i fig. 7B, vil fartøyet 12 møte en tverrstrøm C2, som er en størrelsesorden kraftigere enn Cl, dette gjelder også for deler av seismikkabler som befinner seg nærmest fartøyet 12, slik at seismikkablene får en avviksvinkel P, idet P > a. I fig. 7A og 7B kan løsningsbasert rekonfigurasjon, beregnet kontinuerlig eller i en regulær eller irregulær tidsperiode, kunne levere adekvate posisjoner for seismikkablene. Imidlertid, når fartøyet og seismikkablene har nådd posisjonen i fig. 7C, kan forholdene være slik at den løsningsbaserte rekonfigurasjonen ikke lenger vil kunne levere adekvate posisjoner mot seismikkabelendene, og det kan da brukes en akustisk rekonfigurasjon for seismikkabelendene, som indikert med det ekstra fartøyet 20, som har supplementerende akustiske sendere, eller mottakere, eller transdusere (som i fig. 6). Den løsningsbaserte rekonfigurasjonen kan således benyttes for de fleste av seismikkablene, mens akustisk rekonfigurasjon kan benyttes nær seismikkablenes haleender. Fig. 8 er en virkelig registrering av en tidligere kjent avstandssporing, og viser avstandsdata som ikke er sentrert om signalet. Når avstandsbevegelsestiden øker (y-aksen øker nedover), så vil signalet migrere ut fra registreringsperioden. Fig. 9 viser en avstandsdataregistrering opptatt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, og viser registreringsdata som er sentrert om signalet. Hver skuddsyklus i det beregnede området mellom to transceiverpar, sammenlignes med registreringssenteret, basert på styrken til samtlige avstander i det akustiske nettverket kombinert. Dersom forskjellen mellom disse to er større enn portterskelen, så resentreres registreringen om den beregnede verdien. Dette muliggjør at avstanden kan spores, og sikrer adekvate, akustiske avstandsmålinger, slik at nettverket kan løses også i meget dynamiske miljøer.

Seismikkabler som kan brukes for utøvelse av de her beskrevne ulike utførelser, kan innbefatte en hvilken som helst type marin seismikkabel, og dersom det forefinnes mer enn én seismikkabel, kan disse være like eller ulike, så lenge de bare innbefatter tilstrekkelige akustiske posisjoneringsinnretninger for gjennomføring av de foran beskrevne fremgangsmåtene. Egnede seismikkabler innbefatter tradisjonelle seismikkabler, som bare har hydrofoner eller hydrofongrupper, fordelt over lengden, flerkomponentseismikkabler (seismikkabler som har mer enn én type seismisk sensor, eksempelvis har både hydrofoner og geofoner), og lignende. Seismikkablene er typisk bygget i lengder, ved hjelp av seismikkabelseksjoner. Seismikkablene kan også innbefatte seismikkabelstyreinnretninger, som kan være tilknyttet i linjen, eller festet på utsiden av seismikkablene. Seismikkablene vil typisk innbefatte innvendige styrkeelementer, og kan innbefatte oppdriftsmidler, faste, væskeformede, eller til og med gassformede. Samtlige av disse trekkene er forklart nærmere andre steder, og anses som kjent.

Her beskrevne fremgangsmåter og systemer innbefatter enten løsningsbasert rekonfigurasjon, akustisk rekonfigurasjon, eller begge kan også trekke fordel av systemer hvor det benyttes målinger som relaterer en GPS-antenneposisjon til én eller flere akustiske innretninger som inngår som deler av det akustiske seismikkspredningsnettverket, eksempelvis de metodene som finnes beskrevet i US patentsøknad nr. 12/049923, innlevert 17.03.2008, dokument nr. 14.0373-US, og viss innhold det her vises til. Den nevnte patentsøknaden beskriver bevegelsesmålingsinnretninger som vil bedre nøyaktigheten i forholdet mellom GPS-antennen eller en annen satellittantenne, og én eller flere akustiske avstandsmåleinnretninger, som utgjør en del av det akustiske nettverket. For å unngå unødvendige gjentagelser, bruker man her uttrykket GPS, idet det skal være underforstått at det kan brukes andre satellitlposisjoneringssystemer. En slik fremgangsmåte innbefatter bestemmelse av relative posisjoner for seismiske posisjoneringskomponenter i et slept seismisk undervannsnettverk, med akustisk avstandsmåling, idet de relative posisjonene relateres til en

koordinatreferanseramme som tilveiebringes av én eller flere

satellittposisjoneringsantenner tilknyttet et stivt legeme som flyter på overflaten til en vannmasse over det seismiske nettverket. Det kan også benyttes bestemmelse, ved hjelp av akustiske signaler, av en avstand fra en akustisk innretning, som er festet til det stive legemet, og til en akustisk innretning som er én av de seismiske posisjoneringskomponentene i det seismiske undervannsnettverket. En mulig fremgangsmåte er også måling av et tilstrekkelig antall orienteringsparametere for det stive legemet, for bestemmelse av 3D-forskyvninger i

koordinatreferanserammen til den akustiske innretningen som er festet til det stive legemet, og korrigering av avstanden med bruk av 3D-forskyvningen i et subsystem om bord. I noen utførelser velges orienteringsparameterne fra gruppen som innbefatter stamping, rulling, giring, jaging, og kombinasjoner av disse. I andre utførelser velges det stive legemet fra gruppen som innbefatter en bøye, og en seismikkildeflottør. I andre utførelser velges bøyen fra gruppen som innbefatter en styrbar bøye, og en ikke-styrbar bøye. I noen utførelser bestemmes 3D-.forskyvningen tilstrekkelig til å gi en submeternøyaktighet for bestemmelsen av 3D-forskyvningen. Som brukt her, skal uttrykket "submeter" bety en nøyaktighet som ligger innenfor pluss eller minus 1 meter eller mindre, eksempelvis pluss eller minus 0,9 meter, eller pluss eller minus 0,8 meter, pluss eller minus 0,5 meter, eller pluss eller minus 0,3 meter, eller til og med pluss eller minus 0,1 meter. I andre utførelser kan det stive legemet være en bøye, eksempelvis én eller flere seismikkabelhalebøyer, eller -frontendebøyer. Disse bøyene kan helt enkelt slepes med et fartøy, eller seismikkabel (uten energi eller integrert styremekanisme, dvs. bare passivt styrbare), eller de kan være aktivt styrbare. "Aktivt styrbare" betyr her en innretning som har en egen mekanisme for posisjonsendring, så som et ror, én eller flere vinger, hydrofoiler, balanseror, og lignende, og innbefatter ikke passivt styrbare innretninger. En aktivt styrbar innretning kan eventuelt motta signaler fra

en fjerntliggende innretning, enten gjennom ledninger eller trådløst, hvilke signaler indikerer hvilke posisjonsendringer som er ønsket. "Aktivt styrbar" innbefatter ikke innretninger som bare kan styres ved at de er forbundet med andre innretninger som er aktivt styrbare, så som et marint slepefartøy, et arbeidsfartøy, en ROV, eller lignende. I noen utførelser er komponenten i undervannsnettverket en enkelt

seismikkabel, og den akustiske avstandsmålingen gjennomføres mellom avsnitt av seismikkabelen. I andre utførelser er komponentene mer enn én seismikkabel, og de relative posisjonene som bestemmes er relative posisjoner mellom to eller flere seismikkabler. Seismikkablene kan innbefatte akustiske seismikksensorer, elektromagnetiske sensorer (EM), eller begge deler. I noen utførelser vil målingen av bevegelsene til det stive legemet innbefatte bruk av én eller flere inertmåleenheter, så som akselerometre, gyroskoper, og lignende. I noen utførelser innbefatter bevegelsesmåling av det stive legemet en måling av orienteringen til minst tre satellittantenner som er festet til det stive legemet. I andre utførelser innbefatter det stive legemets bevegelsesmåling måling av kurs, inklinasjon vertikalt i tverrlinjen, og i-linjen sleperetninger.

En annen fremgangsmåte innbefatter bestemmelse av relative posisjoner for komponenter i et slept seismisk undervannsnettverk, med akustisk avstandsmåling, idet det seismiske undervannsnettverket innbefatter en seismikkabelhalebøye som er forbundet med en seismikkabel, hvilken bøye har én eller flere satellittantenner festet til seg, og som rager opp over vannet, og relatering av koordinater for én av satellittantennene til koordinater for en akustisk node i en referanseramme, hvilken akustiske node er på eller i et ikke-horisontalt avsnitt av seismikkabelen på et punkt som ligger i retning skipet, regnet fra bøyen og i en kjent avstand fra bøyen, innbefattende måling av inklinasjon, dybde og tverrlinjevinkel for det ikke-horisontale avsnittet i punktet.

I noen utførelser plasseres seismikkabler i forhold til hverandre ved hjelp av akustisk avstandsmåling. De relative posisjonene blir så relatert til en jordfiksert koordinatreferanseramme, som typisk tilveiebringes ved hjelp av satellitt (eksempelvis GPS, GLONASS, eller andre satellittposisjoneringssystemer, eller kombinasjoner av disse)-kontrollpunkter på slepte bøyer (seismikkabelhale- eller frontbøyer) på havoverflaten, over de neddykkede seismikkablene. Det brukes en akustisk innretning som bestemmer en avstand fra den slepte bøyen, og til én eller flere av de neddykkede komponentene (viss relative posisjoner er kjent). Den fysiske forbindelsen eller sammenkoblingen mellom satellittantennen og den akustiske innretningen, er en nøkkelkomponent med hensyn til posisjonsnøyaktigheten. Den fysiske forbindelsen må ikke endres ødeleggende i lengden (mer enn få cm), i posisjoneringsmetodene. I noen utførelser kan det brukes inklinometere, en trykkføler for å bestemme dybden, og et kompass. Disse instrumentene kan være integrert i, eller tilknyttet et avsnitt mellom det stive legemet, hvor én eller flere GPS-antanner (i noen tilfeller vil én antenne kunne være tilstrekkelig), er montert, og en akustisk node i det seismiske nettverket. En fordel med denne fremgangsmåten er at den relaterer GPS-antennepunktet og akustiske punkter uten at en akustisk node er stivt tilknyttet det stive legemet. En stiv forbindelse mellom en akustisk innretning, og et stivt legeme, har i noen tilfeller medført akustiske ytelsesproblemer for transmisjonen. Jo dypere transmitteren er, desto bedre er det akustiske signalet. Akustiske mottakere nær havoverflaten vil kontamineres av havoverflatestøy, og innretninger så som en stiv stang, som er festet til en flytende overflateinnretning, eksempelvis en halebøye, representerer en sleperisiko fordi stangen kan støte på rester i havet under slepet, og derved skades. Videre er det nødvendig med en plasserings- og innhentingsløsning, for å beskytte stangen, og den akustiske enheten i forbindelse med disse operasjonene.

Selv om det her bare er beskrevet noen få mulige utførelsesformer av oppfinnelsen, så vil fagpersoner forstå at det kan tenkes mange modifikasjoner av disse, uten at man derved går utenfor den nye lære, og de fordeler som de her beskrevne fremgangsmåter og systemer medfører. Derfor er alle slike modifikasjoner ment å være dekket av rammen som definert av patentkravene.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for med akustisk avstandsmåling å bestemme relative posisjoner for marine seismikkabler i et nettverk av seismikkabler, ved en seismisk undersøkelse når seismikkablene dreier, hvilket nettverk innbefatter et antall akustiske transceiver(kombinert sender/mottaker)-par, hvilken fremgangsmåte innbefatter: a) implementering av en nettverksløsningsbasert rekonfigurasjon av det akustiske transceiverparet, og b) akustisk rekonfigurering av nettverket når seismikkabelnettverket endrer posisjoner over en kritisk grad, hvilken kritiske grad er når den nettverksløsningsbaserte rekonfigurasjonen ikke lenger er tilstrekkelig til å holde en akseptabel mengde av akustiske nettverksposisjonsdata, for å kunne gi fornuftige relative posisjoner for de akustiske transceiverparene i nettverket, som følge av deres spatiale relasjoner.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den løsningsbaserte rekonfigureringen innbefatter endring, assistering, eller styring av en programvarealgoritme som brukes for å holde den aksepterbare mengden av akustiske nettverksposisjonsdata.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at endringen, assisteringen, eller styringen innbefatter avstandssporing.

4. -Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at avstandssporingen innbefatter bruk av en beregnet nettverksløsning for bestemmelse av avstander mellom alle transceiverparene.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at avstandssporingen brukes for oppdatering av en oppstilt fil av nominelle transceiverpar.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at avstandssporingen ekskluderer reflekterte avstander fra avstandsdata som innbefatter både refleksjonssignaler og direkte signaler som beveger seg i direkte baner mellom transceiverparene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den akustiske rekonfigureringen av nettverket innbefatter utplassering av minst én av seismikkablene som er lengre enn det geofysiske undersøkelseskravet.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den lengre seismikkabelen er på utsiden av en kurve i forbindelse med en undersøkelsesdreining.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den akustiske rekonfigureringen av nettverket innbefatter utplassering av minst én seismikkabel, som har et akustisk posisjoneringsavsnitt ved sin bakre ende, regnet fra et slepefartøy.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den akustiske rekonfigureringen av nettverket innbefatter utplassering av ett eller flere ekstra fartøy, som har ekstra akustiske posisjoneringsinnretninger, idet akustiske avstander fra de ekstra fartøyene forsterker svake deler av det akustiske nettverket som har endret form.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den akustiske rekonfigureringen av nettverket innbefatter benyttelse av ett eller flere satellittposisjoneringssubsystemer.

12. Marin seismikkabelkonfigurasjon for innhenting av marine seismikkdata i en ikke-lineær marin seismisk undersøkelse, hvilken seismikkabelkonfigurasjon innbefatter én eller flere seismikkabler, som hver har en lengde B som er lengre enn en lengde A, som er nødvendig for tilfredsstillelse av geofysiske datakrav for undersøkelsen.

13. Marin seismikkabelkonfigurasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at seismikkablene innbefatter akustiske innretninger for akustisk posisjonering bare langs lengden utover lengden A.

14. Marin seismikkabelkonfigurasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at seismikkablene innbefatter både seismiske innretninger for seismisk undersøkelse, og akustiske innretninger for akustisk posisjonering langs lengden utover lengden A.

15. Marin seismikkabelkonfigurasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at seismikkablene har slike lengder at deres ender definerer en linje som danner en vinkel cp, som bestemmes av en svingradius r som er en minimumradius for en dreiebevegelse under undersøkelsen.

16. Marin seismikkabelkonfigurasjon ifølge krav 12, karakterisert ved ekstra akustiske posisjoneringsinnretninger over antallet innretninger i seismikkablene, hvilke ekstra akustiske posisjoneringsinnretninger tilveiebringes med ett eller flere fartøy utenom et fartøy som sleper seismikkablene.

17. Marin seismikkabelkonfigurasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at i det minste noen av seismikkablene er flerkomponentseismikkabler.