NO20110044A1 - Fremgangsmate og anordning for innsamling av marine seismiske data - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en framgangsmåte for å fremskaffe seismiske bølger ved hjelp av en lyttekabel (1) som slepes av et fartøy og som omfatter et flertall seismiske mottakere (4). Lyttekabelen (1) omfatter en hodedel (1a) som er skråstilt i forhold til vannflaten (3) og en haledel (1 b) som har minst en del med en forskjellig skråstilling.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører innsamlingen av marine seismiske data.

Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og innretning for marin seismisk dataakkvisisjon som er i stand til å produsere data som kan bli prosessert for eliminering av spøkelsessignaler (ghost signals).

Et spøkelsessignal er et parasittsignal skapt ved refleksjon av de seismiske bølgene i grensesnittet mellom vann og luft, dannet av vannoverflaten.

Teknikkens stilling

Under seismiske undersøkelser er hensikten å tillate lokalisering av seismiske reflektorer plassert på forskjellige dyp under sjøbunnen. Reflektorer kan ligge på grunne dybder (såkalte grunne tilfeller), på midlere eller store dyp (såkalte dype tilfeller.

En velkjent teknikk som blir benyttet ved olje- eller gassprospektering består i å gjennomføre en seismisk undersøkelse av sjøbunnen. For å danne et bilde av strukturene i sjøbunnen, anvender geofysikerne refleksjonsseismikk ("seismic-reflection" techniques).

Ved marin seismikk består den konvensjonelle teknikk i å slepe bak et fartøy:

- en eller flere energikilder for utsendelse av akustiske bølger, og

- seismiske mottakere anordnet i kabler som benevnes seismiske lyttekabler (streamers) plassert horisontalt på en konstant dybde Az for å fange opp og registrere den akustiske bølge som reflekteres fra grensesnittene mellom geologiske formasjoner.

Kilden sender ut en akustisk bølge til vannet ved å sette opp et bølgefelt (trykkbølger) som forplanter seg koherent og nedover (nedad propagering) inn i sjø-bunnen. Når bølgefeltet treffer et grensesnitt mellom formasjoner, benevnt reflektorer, blir bølgefeltet reflektert tilbake gjennom sjøbunnen og vannet til de seismiske mottakerne (oppad propagering), hvor det blir konvertert til elektriske signaler og registrert.

Seismiske mottakere er anordnet slik at de registrerte signalene, benevnt traser (traces), danner seismiske data som kan bli benyttet for å konstruere et bilde av de geologiske lagene.

Et problem som kan opptre er etterklang (reverberation), som kan bli forklart som følger. En seismisk bølge som blir reflektert av en reflektor passerer gjennom vannet i en generelt oppad rettet retning. Denne bølgen, som er benevnt den "primære", forplanter seg i vannet og passerer gjennom den seismiske mottaker som registrerer dens tilstedeværelse.

Bølgefeltet fortsetter sin bevegelse oppover mot vannflaten (hvis refleksjons-koeffisient er -1), hvor bølgefeltet blir reflektert nedover. Dette reflekterte bølgefeltet, eller "spøkelset", blir også propagert i vannet og passerer gjennom mottakerne hvor det blir registrert nok en gang med motsatt polaritet og med en tidsforsinkelse Åt som, for bølgene som propagerer vertikalt, er:

der:

- At: tidsdifferansen mellom registreringen av henholdsvis primærbølgen og spøkelset, registrert av mottakeren,

- Az: avstanden mellom lyttestrengen og vannflaten,

- c: raten på propageringen av bølgen i vann (det vil si 1500 m/s).

Denne etterklangen av det seismiske bølgefeltet i vann påvirker seismiske data ved å forsterke noen frekvenser og ved å undertrykke andre, hvilket vanskelig-gjør reflektorplasseringen.

I spektralområdet korresponderer spøkelset med en filtertransferfunksjon: Denne transferfunksjonen G(f) er null for multiple frekvenser f av f„ der

Disse frekvensene, for hvilke en transferfunksjon er null, blir benevnt "nofcftes". Notches er en særlig hindring siden de ikke kan bli dekonvolvert.

11980-årene ble det foreslått å benytte datainnsamlingsteknikker basert på bruk av skråstilte seismiske lyttekabler. Nevnte teknikker er tydelig beskrevet i dokumenter som US 4 353121 og US 4 992 992.

I det første dokumentet beskrives bruk av en seismisk lyttekabel med en lengde på 1,2 km, der lyttekabelen danner en vinkel i størrelsesorden 2 grader med vannflaten.

Med denne konfigurasjonen er det operasjonen av datastakking som sikrer eliminasjonen av spøkelset. De innsamlede dataene er faktisk redundante og prosesseringsmetoden omfatter et trinn med datastakking. Registreringene som bidrar til denne stakkingen, som ble registrert av forskjellige mottakere, viser notches ved forskjellige frekvenser, slik at informasjonen som mangler på grunn av tilstede-værelsen av en notch i en seismisk mottaker, blir oppnådd fra andre mottakere.

En innretning som anvender en seismisk lyttekabel med en lengde på 1 km har en begrenset undersøkelsesdybde på grunn av sin lengde og muliggjør ikke lokalisering av seismiske reflektorer som ligger på flere kilometers dyp.

Lyttekablene som for tiden anvendes i marine seismiske 3D-undersøkelser, tilpasset for å lokalisere dype reflektorer, har generelt en lengde i størrelsesorden 6 til 10 kilometer. Prinsippet med skrådde lyttekabler som er foreslått i ovennevnte fremtrukne publikasjoner, kan ikke anvendes for disse, siden det med en vinkel på 2 grader vil lede til en maksimumsdybde på 280 meter, mens en dybde på 50 m i praksis anses å være et maksimum. På denne bakgrunn har ikke dette prinsippet vært anvendt siden slutten på 80-tallet.

Siden 1990-årene har interessen vært rettet mot geologiske strukturer på større dyp.

For å lokalisere dype reflektorer er ikke høyfrekvente akustiske bølger egnet på grunn av den store undertrykkingen som de blir utsatt for under deres propagering.

For å opprettholde en båndbredde ved store dyp, omfattende et tilstrekkelig antall oktaver som er den nødvendige betingelsen for en god avbildning, må en oktav bli oppnådd i de lave frekvenser for derved å øke den konvensjonelle båndbredden på 3 oktaver 5-40 Hz til en båndbredde på for eksempel 2,5-20 Hz for tilstanden. For å gjøre dette, så er det mulig å øke dybden til lyttekabelen. Det er imidlertid ikke tilstrekkelig å prioritere lave frekvenser siden høye frekvenser er nødvendig for å estimere presist hastighetsmodellen til overflatelagene.

Forholdet signal/støy må derfor forbedres for lavfrekvente akustiske bølger, uten at dette forholdet blir forringet for de høyfrekvente akustiske bølgene.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å foreslå en teknikk for innsamling av marine seismikkdata som har bred dynamikk med hensyn til dybden til reflektorene som en skal være i stand til å kunne lokalisere og som er enkel og effektiv med hensyn til operasjonene og økonomien.

Presentasjon av oppfinnelsen

Ifølge oppfinnelsen er det skaffet tilveie en fremgangsmåte for seismiske bølgeakkvisisjon, som omfatter:

- å slepe med et fartøy minst én lyttekabel som omfatter et flertall seismiske mottakere, der nevnte lyttekabel er utstyrt med et flertall birds for styring av kabelens dybde i sjøen, idet nevnte birds er plassert i avstand fra hverandre i kabelens lengderetning, - individuell justering av nevnte birds ved å starte fra lyttekabelens hode, slik at lyttekabelen omfatter en hodedel som har en første skråstilling der dybden til mottakerne øker jo større deres avstand fra fartøyet er, og en haledel som omfatter minst en seksjon som har en andre skråstilling som er forskjellig fra den første skråstillingen, - registrering av seismiske bølger med et flertall seismiske mottakere under sleping av kabelen.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for innsamling av seismiske bølger, der fremgangsmåten omfatter: - å slepe med et fartøy minst én lyttekabel som omfatter et flertall seismisk mottakere, idet nevnte lyttekabel er utstyrt med et antall birds for styring av kabelens dybde i vannet, idet nevnte birds er plassert i avstand fra hverandre langs kabelens lengderetning, og -individuell justering av nevnte birds startende fra lyttekabelens hode, slik at dybden til mottakerne øker jo større deres avstand fra fartøyet er, og at lyttekabelen omfatter minst to deler med forskjellig skråstilling.

Oppfinnelsen vedrører også en innretning for innsamling av seismiske bølger, slept etter et fartøy og inkluderer minst en lyttekabel som omfatter et flertall seismiske mottakere og som er utstyrt med dybdestyringsinnretninger plassert i avstand fra hverandre langs lyttekabelens lengderetning, der nevnte styringer er justert slik at i lyttekabelens hodedel, øker mottakernes dybde jo lenger bort fra fartøyet de ligger, idet lyttekabelen har en første skråstilling i forhold til vannflaten, og en haledel som omfatter minst én seksjon som har en andre skråstilling som er forskjellig fra den første skråstillingen.

Presentasjon av figurene

Andre karakteristika og fordeler ved oppfinnelsen vil bli ytterligere åpenbare fra følgende beskrivelse som ene og alene er illustrerende og ikke begrensende, og som må leses under henvisning til de medfølgende tegninger, der: - figurene 1 og 2 illustrerer akkvisisjonsinnretninger som tilhører den kjente teknikk; - figurene 1' og 2' illustrerer spektra av et grunt tilfelle, innhentet ved å anvende innretningene illustrert i figurene 1 og 2; - figurene 3 og 4 illustrerer to utførelsesformer av en akkvisisjonsinnretning ifølge oppfinnelsen; - figurene 3' og 4' illustrerer spektra for grunne tilfeller oppnådd ved å bruke innretningene illustrert i figurene 3 og 4; - figur 5 illustrerer en andre utførelsesform av akkvisisjonsinnretningen ifølge oppfinnelsen; og - figur 6 er en skjematisk illustrasjon av en fremgangmåte som tillater prosessering av marine seismiske data, registrert av akkvisisjonsinnretningen ifølge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av utførelsesformer

Det vises til figur 1 som illustrerer en akkvisisjonsinnretning ifølge den kjente teknikk, omfattende en seismisk lyttekabel som slepes av et fartøy 2. Lyttekabelen 1 omfatter et flertall mottakere 4a, 4b plassert med jevne intervaller i størrelsesorden noen få meter langs lyttekabelen. Mottakerne er vanligvis hydrofoner. Lyttekabelen 1 er også utstyrt på konvensjonell måte med dybdestyringsenheter benevnt som birds 5, montert på lyttekabelen med jevne mellomrom, for eksempel rundt 300 meter fra hverandre. Nevnte dybdestyrende birds er kommersielt tilgjengelig. Hver bird 5 kan være individuelt justerbar for å posisjonere lyttekabelen til en fastlagt dybde.

Ved innretningen vist i figur 1 er innretningen 5 tilpasset økende dybder, startende fra lyttekabelens 1 hode, slik at lyttekabelen er skråstilt i forhold til vannflaten 3. Den seismiske mottaker 4a som er nærmest fartøyet 2, er posisjonert på en dybde på 7,5 meter, og den seismiske mottaker 4b som ligger lengst vekk fra far-tøyet 2 (i en horisontal avstand som generelt ligger mellom 6 og 10 kilometer for de vanligst benyttede akkvisisjonsinnretninger), ligger på et dyp på 37,5 meter. Det er anført i figur 1, som i de andre figurene, at den viste skråstilling er svært overdrevet sammenlignet med virkeligheten.

To spektra 10, 20 av de siste avbildingene (etter stakking) av en grunn reflektor (dybde 800 meter), er illustrert i figur 1'.

Det første spekteret 10 (benevnt " ideelt spektei" i de gjenstående deler av beskrivelsen) er oppnådd ved modellering som ikke inkluderer noe spøkelse. Det er derfor det ideelle spekter som ville bli oppnådd om det parasittaktige spøkelses-signalet var fullt ut eliminert i de signaler som er registrert av hydrofonene (traser).

Det andre spekteret 20 (benevnt " effektive spektruirt' i de gjenværende deler av beskrivelsen) blir oppnådd ved å anvende innretningen illustrert i figur 1.

Det er funnet ut at disse to spektrene har svært forskjellig form. Bredden til det effektive spekteret 20 er i særdeleshet mindre enn bredden til det ideelle spekteret 10: det effektive spekteret 20 inneholder mindre energi forde lave frekvensene (lavere enn 10 Hz) og høyere frekvenser (høyere enn 60 Hz) enn det ideelle spekteret 10.

Likevel er det presist innenfor disse frekvensbåndene at forholdet mellom signal og støy må bli forbedret.

Det vises nå til figur 2. Figuren illustrerer en annen akkvisisjonsinnretning som omfatter en lyttekabel 1 som slepes etter et fartøy 2. De dybdestyrende birds 5 som inngår i lyttekabelen blir justert slik at lyttekabelen 1 blir skråstilt i forhold til vannflaten 3. Denne gangen er de seismiske mottakerne 4a som ligger nærmest fartøyet 2 plassert på en dybde på 15 meter og de seismiske mottakerne 4b som ligger i størst avstand fra fartøyet 2 (i en horisontal avstand på 8 km eller mer) ligger på et dyp på 37,5 meter.

Den eneste forskjellen sammenlignet med innretningen ifølge figur 1 utgjøres derfor av dybden på de seismiske mottakerne som ligger nærmest fartøyet.

Fordelen med å øke dybden til de seismiske mottakerne som ligger nærmest fartøyet består i å kunne minimalisere effekten av svellstøyen som kun påvirker områdene tett opp mot overflaten.

De endelige avbildningenes spektre 10, 20 (etter stakking) for de samme grunne reflektorene (dybde 800 meter) er illustrert i figur 2'.

Det ideelle spekter 10 blir oppnådd når modelleringen ikke inkluderer noe spøkelse. Det effektive spekter 20 er oppnådd ved å anvende innretningen illustrert i figur 2.

Her igjen er det funnet ut at disse to spektrene har svært forskjellig form, idet det effektive spekter 10 inneholder notchen til en mottaker ved 15 m, beliggende på 50 Hz, idet denne notch fremdeles er tilstede om enn i en undertrykket form.

Den ufullstendige spøkelseseiiminering som oppnås ved å anvende akkvisisjonsinnretningen illustrert i figurene 1 og 2 er relatert til dybden til den reflektor (800 meter) som er under vurdering.

For en reflektor på denne dybden har dataene registrert av mottakerne relativt nær den seismiske kilden en dominerende innvirkning i stakkingen, mens fjerne mottakere gir et neglisjerbart bidrag.

For en grunn reflektor benyttes derfor bare registreringene gjort av seismiske mottakere plassert i lyttekabelens hodedel (de som ligger nærmest fartøyet).

For innretningene illustrert i figurene 1 og 2 betyr dette at dybdedynamikken til mottakerne som fastlegger mangfoldet til notchene, er utilstrekkelig for å oppnå god kvalitet på spøkelseseliminasjonen ved prosesseringen.

Det vises nå til figurene 3, 4 og 5, som illustrerer forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen. For enkelthets skyld viser disse figurene bare en seismisk lyttekabel 1, men i praksis omfatter foreliggende seismiske dataakkvisisjonsinnretninger et flertall lyttekabler 1 (åtte, ti eller flere), slept av fartøyet 2, og oppfinnelsen er anvendbar uavhengig av antallet lyttekabler som slepes av fartøyet.

Hver lyttekabel 1 omfatter et flertall seismiske mottakere 4, typisk hydrofoner som produserer signaler når de mottar marine seismiske bølger sendt fra en ut-strålingskilde 6, slept av fartøyet 2, og aktivert ved jevne intervaller (representert som en punktkilde, men i praksis bestående av flere parallelle rader med luftkanoner), og videre omfattende dybdestyrende birds 5. Lyttekablene er hensiktsmessig solide lyttekabler markedsført av Sercel under varemerket Sentinel, men oppfinnelsen er også anvendbar med andre typer lyttekabler. De dybdestyrende birds kan hensikts-messig være innretninger av typen Nautilus (registrert varemerke for Sercel), som også tillater sideveis posisjonering av lyttekablene, men igjen kan også andre typer dybdestyringsinnretninger anvendes ved implementering av oppfinnelsen. Avstanden mellom tilstøtende mottakere 4 kan være i størrelsesorden noen få meter, og hensiktsmessig avstand mellom tilstøtende dybdestyrende birds kan være mellom 200 og 400 meter.

Per i dag er det kjent innretninger, som ikke er vist, for å fastlegge posisjons-koordinatene til kilden 6 og mottakerne 4 for hver skudd som blir avfyrt av kilden 6.

Hver lyttekabel 1 omfatter en hodedel 1a og en haledel 1b. Hver del omfatter et flertall seismiske mottakere 4. De dybdestyrende birds 5 i hodedelen 1a blir justert for respektive dybder, som øker jo lengre vekk fra fartøyet de ligger, slik at delen 1 a ligger med en skråstilt vinkel i forhold till vannflaten 3. Ifølge utførelsesformene illustrert i figurene 3 og 4, er de dybdestyrende birds 5 i haledelen justert likt, slik at denne delen 1 b ligger horisontalt, med andre ord er dens skråvinkel null.

Disse forskjellige konfigurasjonene tillater at tilstrekkelig notchdynamikk blir oppnådd for grunne reflektorer, ved å anvende mottakere som ligger på dybder som i praksis er akseptable.

Ifølge utførelsesformen vist i figur 3, ligger den seismiske mottaker som er nærmest den seismiske kilden 6 på en dybde på 7,5 meter. Hodedelen 1a har hensiktsmessig en lengde på mellom 1 og 3 kilometer, for eksempel 2 kilometer. Den seismiske mottaker 4 i den første delen 1a med den største avstand fra den seismiske kilden 6 ligger på en dybde på 37,5 meter. I den andre delen 1 b, som ligger horisontalt, ligger mottakeren 4 i den andre delen 1 b med den lengste avstand fra kilden også på en dybde på 37,5 meter. Det er åpenbart at denne verdien kun er gitt som en illustrasjon. Dybden vil bli valgt i hvert tilfelle ut fra de spesielle forhold (dybden til vannseksjonen, geologiske karakteristika).

Figur 3' illustrerer to spektre 10, 20 for de endelige avbildningene (etter stakking) for en grunn reflektor (dybde på 800 meter).

Det første spekteret 10 ("ideelt spekter") blir oppnådd når modelleringen ikke inkluderer noe spøkelse. Det er derfor det ideelle spekteret ville bli oppnådd, dersom det parasittiske spøkelsessignal var fullt ut eliminert fra signalene som er registrert av hydrofonene (spor).

Det andre spekter 20 ("det effektive spekter") blir oppnådd ved å anvende innretningen illustrert i figur 3.

Det er funnet at elimineringen av spøkelset virkelig er oppnådd, siden det effektive spekter 20 følger det ideelle spekter 10.1 særdeleshet har det effektive spekteret 20 den samme oppførsel som det ideelle spekter for de lave frekvensene og de høye frekvensene. Figur 4 illustrerer en utførelsesform som skiller seg fra den som er vist i figur 3 ved dybden til den seismiske mottaker som er nærmest den seismiske kilden. I tilfellet vist i figur 4 ligger denne mottakeren på en dybde på 15 meter. Figur 4' illustrerer spektrene for de endelige avbildningene (etter stakking) for den samme grunne reflektor, oppnådd fra innretningen ifølge figur 4, for det ideelle tilfellet og for det effektive tilfellet.

Ved å sammenligne det ideelle spekteret 10 og det effektive spekteret 20 er det verifisert at spøkelseseliminasjonen er blitt korrekt oppnådd, ved at adferden til det effektive spekteret 20 i de lave og de høye frekvenser er like oppførselen til det ideelle spekteret 10, og at identifisert notch ved 50 Hz er passende fylt.

For å gi oppmerksomhet til hydrodynamiske overveielser, er skråstillingen til hodedelen 1a fortrinnsvis mindre enn 2%. Derved unngås oppsetting av turbulens som ville være skadelig for kvaliteten til signalene som registreres av de seismiske mottakerne. Denne skråstillingen er fortrinnsvis mer enn 1%, hvilket skaper et tilstrekkelig område av mottakerdybder for å oppnå kvalitativ god spøkelseseliminering under prosesseringen.

Det vises til figur 5 som illustrerer en annen utførelsesform der de dybdestyrende birds 5 er justert slik at lyttekabelens 1 haledel 1b, på eller etter sammen-føyningen med hodedelen, omfatter en seksjon 1c med mindre skråstilling enn hodedelen 1a, en seksjon 1d som har en skråstilling som er mindre enn skråstillingen til seksjonen 1c og en seksjon 1e som har en mindre skråstilling enn seksjonen 1d. Ved denne utførelsesformen ligger den seismiske mottaker som er nærmest vannflaten på en dybde mellom 7 og 8 meter. Ifølge en variant av utførelsesformen kan seksjon 1e være horisontal, det vil si med en skråstilling som er null. Ifølge en annen variant kan seksjonene 1d og 1e danne en enkelt seksjon med uniform skråstilling.

Det vil forstås at for å oppnå dybdevariasjonen til mottakerne ifølge oppfinnelsen, er det tilstrekkelig om skråstillingen til en lyttekabelseksjon som vist til ovenfor, er et gjennomsnitt over den angjeldende seksjon. Hellingsvinkelen innen en seksjon av lyttekabelen trenger ikke nødvendigvis å være helt konstant.

Prosesserinasmetode

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir seismiske data registrert av mottakere plassert på ulike dyp. Fremgangsmåtene for å prosessere marine seismiske data er generelt tilpasset mottakere som alle ligger på det samme dyp.

Operasjonen av "datuming" består i å anvende registrerte data for å konstruere data som ville ha blitt oppnådd om mottakerne hadde vært på samme dybde. Fremgangsmåten for å prosessere data utledet fra en skråstilt lyttekabel beskrevet i US 4 353 121 omfatter et 1D datuming trinn som antar at bølgepropa-geringen er vertikal. Patent US 4 992 992 erstatter nevnte 1D datuming i US 4 353 121 med 2D datuming, hvilket tar i betraktning vinkelen til propageringen i retningen til lyttekabelen og implisitt legger til grunn at propageringen skjer i det vertikale planet som passerer gjennom lyttekabelen. I tillegg er det begrenset til tilfellet der lyttekabelen har en konstant skråningsvinkel.

Tredimensjonal generalisering av fremgangsmåten beskrevet i US 4 992 992, som erstatter 2D-datuming med 3D-datuming, kommer opp mot y-samplingsrestrik-sjoner av de eksisterende 3D geometrier: moderne akkvisisjonsgeometrier har flere lyttekabler som sampler dimensjon y, men samplingspitch (tverravstand mellom to lyttekabler) er i størrelsesorden 150 meter, en størrelsesorden som er større enn avstanden mellom to påfølgende mottakere i en lyttekabel (12,5 m).

Det kan utledes at fremgangsmåten beskrevet i US 4 353 121 og US 4 992 992 ikke er anvendbar for en akkvisisjonsgeometri som korresponderer med utfør-elsesformene av oppfinnelsen beskrevet ovenfor.

Prosesseringsmetoden beskrevet under kan bli anvendt for å oppnå et bilde direkte på overflaten ved å anvende data utledet fra ovennevnte beskrevne 3D-akkvisisjon og ved å ta i betraktning propageringens ikke-vertikale retninger.

Denne fremgangsmåten omfatter mottak av marine seismiske data utledet fra 3D-akkvisisjon, 3D-migrasjon av seismiske data og oppnåelse av et bilde som representerer topografien i undergrunnen.

3D-migrasjon per skuddpunkt er en moderne fremgangsmåte for å prosessere seismiske data, som tillater oppnåelse av et presist bilde av undergrunnen som skal oppnås, idet en tar bølgepropagering nøyaktig i betraktning i komplekse media.

Nevnte migrasjon består av syntetisering av den innfallende bølge fra informasjonen i den seismiske kilde og reflekterte bølger ved å anvende registrerte data.

For migrasjon av "en-veis" typen er prinsippet som følger:

Den innfallende bølge D (det vil si bølgen sendt ut fra kilden) er antatt å være nedadgående. Denne innfallende bølge D (x,y,z,t) er syntetisert rekursivt på en dybde z, der den nedadgående bølge blir initialisert på dybden til den seismiske kilden zs. Den innfallende bølgen D på hver dybde nAz blir deretter beregnet rekursivt ved å beregne den innfallende bølgen på dybde z+Az fra den innfallende bølgen på dybde z.

Tilsvarende forutsettes det at den reflekterte bølgen U(x,y,z,t) beveger seg oppad og er initialisert ved z=zrmed data registrert av de seismiske mottakerne (om alle mottakerne har den samme dybde). Den reflekterte bølgen U i hele volumet blir deretter beregnet rekursivt ved å beregne den oppadgående bølge U på dybde z+Az fra den oppadgående bølge ved dybde z.

Avbildningen av undergrunnen blir kalkulert av tidskrysskorrelasjonen til de to volumene D (x,y,z,t) og U (x,y,z,t).

Høydemålingen, det vil si det faktum at kilden og mottakerne kan ha ikke-null dybder (og alle forskjellige dybder), kan bli tatt i betraktning ved å addere kildene og mottakerne som z gjennom alle de rekursive kalkulasjonene: for eksempel blir en mottaker på en dybde zrbeliggende mellom nAz og (n+1)Az addert under den rekursive kalkulasjonen av U((n+1)Az) fra U(nAz).

Også migrasjonstrinnet blir hensiktsmessig en tilpasset speilmigrasjon, såkalt ved analogi med speilmigrasjon og det tilpassede filter som benyttes for signalbe-handling (bestående av å konvolvere en måling s(t), perturbert av konvolusjon med et h(t)-filter, ved h(-t) for derved å optimere signal-til-støy-forholdet.

For speilmigrasjon blir havflaten benyttet som speil: i stedet for "sikting" av sjøbunnen, det er vannflaten som er " siktet" for å se reflektorene plassert under de seismiske mottakerne.

I praksis blir de seismiske data ansett som ikke å ha blitt registrert ved de seismiske mottakerne i lyttekabelen, men ved en høyde over vannflaten lik dybden til mottakeren plassert på den største dybden, som illustrert i figur 6.

En speilavbildningsteknikk som anvender speilmigrasjon er beskrevet i publikasjonen " Facilitating technologies for permanently instrumented oil fields", Dan

Ebrom, Xiuyuan Li, og Dwight Sukup, The Leading Edge, Vol. 19, N°3, sidene 282-285, mars 2000.

I henhold til denne publikasjonen er denne teknikken anvendt for datainnsamling ved bruk av seismiske mottakere plassert på sjøbunnen 8a. Prinsippet som benyttes er prinsippet om resiprositet, og fiktive overveielser blir derfor gitt til kildene på sjøbunnen (ved mottakerposisjonene) og til mottakerne på overflaten (ved kildens posisjoner).

Speilavbilding består i bruk av den fiktive spøkelseskilden, som kan bli oppnådd ved å plassere de fiktive kildene ved deres speilposisjoner i forhold til vannflaten, idet kildeposisjonene (xS)ys,zs,) blir endret til (xs,ys,-zs).

Speilavbilding tillater bedre opplysing av de grunne reflektorene.

Med hensyn til den bearbeidede speilmigrasjonen, der (xr,yr,zr) er posisjonene til mottakerne på lyttekabelen, blir den reflekterte bølgen U (forutsatt å være oppadgående) initialisert med høydemålingsmigrasjon ved en høyde -zmax, zmaxsom er den maksimale dybden til de seismiske mottakerne (maksimumet for alle zr) og høyde 0 som tilsvarer vannflaten. Verdiene for mottakernes respektive posisjoner xr,yrer oppnådd ved de kjente metodene som benyttes i konvensjonell marin seismisk dataakkvisisjon med lyttekabler. Som for dybdeposisjonene zr, kan en verdi for hver seismiske mottaker bli fastlagt ved lineær interpolering mellom dybdeverdiene til to birds plassert nærmest mottakeren på hver side av denne, hvilket styrer dybdeprofilet til lyttekabelen i området til nevnte mottaker på basis av avstanden mellom disse to birds, idet begge avstander er kjent.

I løpet av den rekursive nedad rettede bevegelsen av bølgen U som z mellom verdiene -zmaxog 0, adderes den gjeldende mottakerens registrering med en endring i fortegn ved mottakernes speilposisjoner i forhold til sjøbunnen, det vil si ved (xr,<y>r,-<z>r).

Ved å fortsette nedover for z=0 til zmax, blir registreringene til den angjeldende mottakeren addert for deres reelle posisjoner (xr,yr,zr). Det gjenværende av den rekursive kalkulasjonen av U, der genereringen av den innfallende bølgen D (antatt å være nedad bevegende) og krysskorreiasjonstrinnet mellom den innfallende bølge og reflektert bølge for å oppnå avbildningen, blir gjennomført på samme måte som ved en konvensjonell enveismigrasjon.

På denne måten blir undergrunnsavbildningen oppnådd direkte fra data innhentet ved å anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, der en tar i betraktning de eksakte mottakerposisjonene og bølgenes eksakte 3D-propagering.

Trinnet der registreringene adderes ved speilposisjonene til mottakerne, frem-skaffer styrking av signal-til-/støy-forholdet ved avbilding basert på spøkelsesmot- takeren, uten dobling av migrasjonskalkuleringstiden som ellers ville være tilfellet om to avbildninger blir kalkulert og deretter stakket som foreslått i " Facilitating technologies for permanently instrumented oil ffe/cfe". Ovennevnte beskrevne prosessering muliggjør oppnåelse av en avbildning av undergrunnen direkte fra data utledet fra 3D-akkvisisjonen ifølge foreliggende oppfinnelse.

I motsetning til fremgangsmåtene beskrevet i US 4 353 121 og US 4 992 992 så omfatter ikke prosesseringsfremgangsmåten beskrevet ovenfor, noen trinn bestående av rekonstruksjon av seismiske data som ville ha vært registrert av en horisontal lyttekabel som anvender seismisk data registrert av den skråstilte lyttekabel forut for deres migrasjon.

Prosesseringsfremgangsmåten beskrevet ovenfor tar i betraktning vinklene for propagering både ved x og y.

Denne fremgangsmåten gjør det mulig å forbedre forholdet signal/støy ved å anvende spøkelsesdata for å forsterke primære refleksjonsdata.

Om sensorenes dybdemangfold ikke tillater full eliminering av spøkelses-bølger, blir den resulterende perturbasjon på sluttdataene konvolusjon ved et filter som er symmetrisk (nullfase). Dette dekonvolveringstrinnet er forenklet av det faktum at det er en nullfase dekonvolvering.

Beskrivelsen av den tilpassede speilmigrasjon gitt ovenfor vedrører tilfellet ved 3D-migrasjon for "enveis" skuddpunkt. Det er andre typer migrasjoner som kan bli tilpasset, slik som tilpasset speilmigrasjon ved å addere til kalkuleringen av den reflekterte bølge, i tillegg til mottakernes registrering ved deres eksakte posisjoner, de motsatte registreringer ved deres speilposisjoner.

Det finnes også en 3D-migrasjon per skuddpunkt som kalles " Reverse Time Migratiorf' som ikke antar at den innfallende bølgen er en nedadgående bølge og at det reflekterte bølge er en oppad bevegende bølge. I dette tilfellet kan den tilpassede speilmigrasjonen være gjennomført ved å addere mottakerne ved deres effektive posisjon (xr,yr,zr), men ved å anvende de såkalte frioverflategrensebetingelser ved vannflaten i stedet for de vanligvis benyttede absorberende grensekondisjoner.

Ifølge utførelsesformen beskrevet ovenfor utgjøres lyttekablenes seismiske mottakere av hydrofoner. Akkvisisjonsgeometriene beskrevet kan også bli anvendt når lyttekablene omfatter i kombinasjon hydrofoner som er følsomme for trykk og mottakere som er følsomme for bevegelse, slik som geofoner eller akselerometere.

I et slikt tilfelle kan den tilpassede speilmigrasjonsprosesseringen beskrevet ovenfor også bli anvendt, når en er oppmerksom på at denne prosesseringen må bli oppnådd separat for hver type av mottaker.

Videre må ikke fortegnendring bli anvendt på registreringene av vertikale geofoner, men bare på horisontale geofoner. Resultatene som oppnås på denne måten kan bli kombinert ved å anvende en kalibreringsoperator, et verktøy som er velkjent for fagmannen på området.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å samle inn seismiske bølger, omfattende: - å slepe etter et fartøy minst én lyttekabel (1) som omfatter et flertall seismiske mottakere (4), der nevnte seismiske lyttekabel er utstyrt med et flertall birds (5) for styring av dens dybde i vannet, der nevnte birds er plassert i avstand fra hverandre langs kabelens lengde , og - individuell justering av nevnte birds (5) med startpunkt fra hodet til den seismiske lyttekabel (1), slik at den seismiske lyttekabel omfatter: - en hodedel som har en første skråstilling (1a) i hvilken dybden til mottakerne øker jo større deres avstand fra fartøyet er, og - en haledel (1b) som omfatter minst én del som har en andre skråstilling som er forskjellig fra den første skråstillingen, - registrering av seismiske bølger med flertallet av seismiske mottakere (4) mens kabelen slepes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der hodedelen (1 a) er skråstilt i forhold til horisontalplanet med en skråvinkel på mellom 1 og 2%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, der hodedelen (1a) har en lengde på mellom 1 og 3 km.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 -3, der den seismiske mottaker (4) som er nærmest vannflaten (3) ligger på en dybde mellom 7 meter og 8 meter.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, der haledelen (1b) har null skråstilling.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 -4, der haledelen (1 b) omfatter minst to deler (1 c, 1 d) hvis mottakere har en dybde som øker jo lenger avstanden fra fartøyet er, idet delen (1c) nærmest fartøyet har en skråstilling som er større enn skråstillingen til delen (1d) som ligger lengst vekk fra fartøyet.

7. Fremgangsmåte i følge et av kravene 1 -6, der de seismiske mottakerne (4) på lyttekabelen (1) er hydrofoner.

8. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 1-6, der de seismiske mottakerne (4) på lyttekablene (1) omfatter i kombinasjon hydrofoner og geofoner.

9. Fremgangsmåte for innsamling av seismiske bølger, der fremgangsmåten omfatter: - å slepe med et fartøy minst én lyttekabel (1) omfattende et flertall mottakere (4), idet nevnte lyttekabel er utstyrt med et flertall birds (5) for å styre lyttekabelens dybde i vannet, idet nevnte birds er anordnet i avstand fra hverandre i lyttekabelens lengderetning, og - individuell justering av nevnte birds (5) startende fra lyttekabelens hode, slik at dybden til mottakerne øker jo større deres avstand fra fartøyet er, og lyttekabelen omfatter minst to deler med forskjellig skråstilling.

10. Innretning for innsamling av seismiske databølger slept av et fartøy (2) og som inkluderer minst én lyttekabel (1) som omfatter et flertall seismiske mottakere (4) og som er utstyrt med dybdestyringsinnretninger (5) anordnet i avstand fra hverandre i lyttekabelens lengderetning, karakterisert vedat nevnte styringsinnretninger (5) er justert slik at dybden til mottakerne i lyttekabelens hodedelen (1a) øker jo lenger de ligger i avstand fra fartøyet, idet lyttekablene har en første skråstilling i forhold til vannflaten (3), og at dens haledel (1 b) omfatter minst én seksjon som har en andre skråstilling som er forskjellig fra den første skråstillingen.