NO300190B1

NO300190B1 - Procedure for collecting seismic data

Info

Publication number: NO300190B1
Application number: NO885424A
Authority: NO
Inventors: Roland Marschall
Original assignee: Prakla Seismos Ag
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1997-04-21
Also published as: EP0319716B1; EP0319716A2; NO885424D0; DE3742147A1; DE3742147C2; EP0319716A3; DE3880981D1; NO885424L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for innsamling av seismiske data, ifølge den innledende del av det vedføyde patentkrav 1. The present invention relates to a method for collecting seismic data, according to the introductory part of the attached patent claim 1.

I forbindelse med seismikk er det i løpet av de siste år gjennomført i sterkere grad 3D-målinger, hvis vesentlige fordel ligger i den større informasjonstetthet og således den forbedrede verifikasjonsnøyaktighet, idet det foreligger forføyning av ekte vertikale seismogrammer og muligheten for fremstilling av horisontalsnitt. Innsamlingen av et 3D-datavolum finner i forbindelse med sjø-seismikk i det vesentlige sted ved hjelp av hydrofonkabler som slepes etter et fartøy. Nokså ofte blir det slept flere slike streamere eller hydrofonkabler parallelt med hverandre. In connection with seismic, 3D measurements have been carried out to a greater extent in recent years, the main advantage of which lies in the greater information density and thus the improved verification accuracy, as there is the availability of real vertical seismograms and the possibility of producing horizontal sections. The collection of a 3D data volume takes place in connection with marine seismic mainly by means of hydrophone cables that are towed behind a vessel. Quite often several such streamers or hydrophone cables are towed parallel to each other.

For å kunne detektere et forhåndsgitt område, blir slepe-fartøyet, som samtidig sleper senderen eller lydkildene, ført fortrinnsvis i parallelle kurser over hele området. Utifrå de detekterte spor kan man deretter etter dynamisk og statisk korrigering og stabling, fremskaffe et datavolum, samtidig som det kan fremskaffes og beregnes et profil av området i enhver vilkårlig retning. In order to be able to detect a predetermined area, the towing vessel, which simultaneously tows the transmitter or the sound sources, is preferably guided in parallel courses over the entire area. From the detected tracks, one can then, after dynamic and static correction and stacking, obtain a volume of data, while at the same time a profile of the area can be obtained and calculated in any arbitrary direction.

Innsamlingen av et 3D-datavolum krever fremskaffelse av de data som skal legges til grunn, i et tettliggende raster. Dette betinger at såvel fartøyet som hydrofonkabel må posisjoneres nøyaktig, respektive deres posisjoner må kunne beregnes nøyaktig. Som regel finner detektering-en av sporene sted ved en strekning som skal tilbakelegg-es, på flere kilometer, idet avstanden til den foregående kurs da er forholdsvis liten. Ved tilstedeværende strøm-ninger kan avdriften av hydrofonkabelen være betydelig. Selv om denne avdrift kan elimineres ved fremskaffelsen av det endelige datavolum, kan dette imidlertid føre til problemer når målestreningen skjer i områder hvor det er anordnet stedbundne gjenstander, f.eks. oljeplattformer, bøyer, ikke-dype eller andre faste gjenstander. Disse gjenstander kan i mange tilfeller fullstendig forhindre en detektering av et område ved hjelp av en slept hydrofonkabel. Spesielt i områder hvor det finnes boreplattformer, må det opprettholdes sikkerhetsavstander, hvilket medfører at i slike områder er det nesten umulig å utføre slike målinger ved hjelp av hydrofonkabler som slepes bak et fartøy. The collection of a 3D data volume requires the acquisition of the data to be used as a basis, in a closely spaced grid. This requires that both the vessel and the hydrophone cable must be positioned accurately, and their respective positions must be able to be accurately calculated. As a rule, the detection of the tracks takes place at a distance to be covered, of several kilometres, as the distance to the previous course is then relatively small. If currents are present, the drift of the hydrophone cable can be significant. Although this drift can be eliminated by the acquisition of the final data volume, this can however lead to problems when the measurement exercise takes place in areas where there are arranged site-bound objects, e.g. oil platforms, buoys, non-deep or other fixed objects. These objects can in many cases completely prevent the detection of an area by means of a towed hydrophone cable. Especially in areas where there are drilling platforms, safety distances must be maintained, which means that in such areas it is almost impossible to carry out such measurements using hydrophone cables that are towed behind a vessel.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger således den oppgave, idet det tas utgangspunkt i den teknikk som er angitt i den innledende del av det vedføyde patentkrav 1, å angi en fremgangsmåte for innsamling av seismiske data for et område, som ikke umiddelbart er tilgjengelig for detektering i sin helhet, spesielt i forbindelse med en 3D-innsamling av seismiske data. The present invention is thus based on the task, based on the technique stated in the introductory part of the attached patent claim 1, to specify a method for collecting seismic data for an area which is not immediately accessible to detection in its entirety, especially in connection with a 3D collection of seismic data.

Denne oppgave blir i henhold til oppfinnelsen løst ved de kjennetegn som fremkommer av det vedføyde patentkrav 1. Fordelaktige videreutviklinger av oppfinnelsen er angitt i de avhengige patentkrav. According to the invention, this task is solved by the characteristics that emerge from the attached patent claim 1. Advantageous further developments of the invention are indicated in the dependent patent claims.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig også for slike områder å innsamle et 3D-datavolum, hvor en vanlig innsamling ved hjelp av en streamer eller hydrofonkabel som slepes etter et fartøy, ikke er mulig. Using the method according to the invention, it is also possible for such areas to collect a 3D data volume, where a normal collection using a streamer or hydrophone cable that is towed behind a vessel is not possible.

I henhold til oppfinnelsen blir det hele område som skal detekteres først oppdelt i flere delområder, hvis orientering og størrelse er valgt i avhengighet av foreliggende, stedbundne gjenstander. Fortrinnsvis blir det dannet rettvinklede delflater, hvis halvdeler er dannet ved den hydrofonkabel som er anordnet mellom to stedbundne gjenstander . According to the invention, the entire area to be detected is first divided into several sub-areas, the orientation and size of which are chosen depending on the available, location-bound objects. Preferably, right-angled partial surfaces are formed, the halves of which are formed by the hydrophone cable which is arranged between two fixed objects.

Istedenfor som ved tidligere kjent hydrofonkabelteknikk, ved hvilket både lydsender som lydmottaker i det vesentlige blir beveget langs en felles vei under forandring av posisjonen, blir i henhold til den foreliggende oppfinnelse bare lydkildene beveget, mens mottakerne er stedbun-det anordnet mellom gjenstandene. Stedbestemmelsen for mottakerne blir således meget enklere enn ved en slept hydrofonkabel. Posisjonen for et skip kan til og med bestemmes forholdsvis nøyaktig. Instead of, as with previously known hydrophone cable technology, in which both sound transmitter and sound receiver are essentially moved along a common path while changing the position, according to the present invention only the sound sources are moved, while the receivers are fixed in place arranged between the objects. Determining the location of the receivers is thus much easier than with a towed hydrophone cable. The position of a ship can even be determined relatively accurately.

Oppfinnelsen muliggjør dessuten den fordel at senderen også kan beveges på tvers av mottakerraden, slik det er vanlig i forbindelse med 3D-landseismikken. The invention also enables the advantage that the transmitter can also be moved across the receiver row, as is usual in connection with 3D land seismic.

Da den seismiske mottakerkjede ikke lenger trenger å slepes av et skip, kan det anvendes en meget mindre sik-kerhetsavstand fra skipet til den respektive boreplatt-form, uten at det foreligger deri at hele opptakerord-ningen er kvasi-beregnet til skipets lengde, mens den ved en vanlig slepeseismikk oppviser en lengde som rommer skipet og hydrofonkabelkjeden. As the seismic receiver chain no longer needs to be towed by a ship, a much smaller safety distance from the ship to the respective drilling platform shape can be used, without the fact that the entire recording system is quasi-calculated to the length of the ship, while in the case of a normal towed seismic, it exhibits a length that accommodates the ship and the hydrophone cable chain.

Etter fullstendig detektering av de ønskede seismiske spor i hvert av delområdene, følger deretter en dynamisk og statisk korrektur såvel en stabling av de geometriske sammenknytninger av de innsamlede data til et enhetlig datavolum av hele området. I den forbindelse kan dataene for de overlappende dataområder ennå en gang underkastes en tilleggsstabling, for å forbedre riktigheten hos disse data. After complete detection of the desired seismic traces in each of the sub-areas, a dynamic and static correction follows as well as a stacking of the geometric connections of the collected data into a uniform data volume of the entire area. In this connection, the data for the overlapping data areas can once again be subjected to an additional stacking, in order to improve the correctness of this data.

Som et resultat av den foreliggende oppfinnelse, skaffes det et d,atavolum, som uten hinder i det minste er jevn-byrdig med et på vanlig måte fremskaffet datavolum av et sjøområde. As a result of the present invention, a data volume is obtained, which, without hindrance, is at least equal to a data volume of a sea area obtained in the usual way.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til et utførelseseksempel anskueliggjort In the following, the invention will be described in more detail with reference to an illustrative embodiment

på tegningsfigurene. on the drawing figures.

Figur 1 er en fremstilling av det felles område som skal detekteres, omfattende inntegnede delområder. Figur 2a, 2b, 2c er fremstillinger over de trinn som omfatter transformeringen av et måleraster. Figur 3 viser denne fremstilling for et ferdig transform-ert måleraster. Figur 4 viser fremstillingen av et datavolum, som er fremskaffet ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Figure 1 is a representation of the common area to be detected, including drawn sub-areas. Figures 2a, 2b, 2c are representations of the steps that comprise the transformation of a measuring grid. Figure 3 shows this representation for a fully transformed grid. Figure 4 shows the production of a data volume, which has been obtained by means of the present invention.

Fremstillingen ifølge figur 1 viser tre stasjonære gjenstander 1, 2 og 3, f.eks. oljetårn eller plattformer, som befinner seg i et bestemt sjøområde. Når det ønske foreligger at dette sjøområde omfattende de foreliggende oljeplattformer, skal detekteres ad seismisk vei, er det normalt ikke mulig å trekke en hydrofonkabel mellom disse plattformer, fordi det rundt plattformen må tas hensyn til bestemte sikkerhetsgrenser. The production according to Figure 1 shows three stationary objects 1, 2 and 3, e.g. oil towers or platforms, which are located in a certain sea area. When it is desired that this sea area including the present oil platforms is to be detected seismically, it is not normally possible to lay a hydrophone cable between these platforms, because certain safety limits must be taken into account around the platform.

Ifølge oppfinnelsen blir det mellom to og to stasjonært anordnede gjenstander anordnet en rekke av stasjonære mottakere, f.eks. en hydrofonkalbel 4. Dette blir ved hjelp av vanlige midler senket til en ønsket dybde. Ved betraktning av plattformene 1 og 2 danner hydrofonkabelen 4 halveringslinjen for en firkant 5, som fremstiller et delområde av det totalområde som skal detekteres. For detektering av det første delområde 4 kan det samtidig detekteres ytterligere delområder 6 og 7, idet det er innrettet mottakerkjeder 8 respektive 9 mellom stasjonene 2 og 3, respektive 1 og 3. Delområdene kan detekteres seismisk, samtidig eller etter hverandre. According to the invention, a number of stationary receivers are arranged between two stationary objects, e.g. a hydrophone cable 4. This is lowered to a desired depth using usual means. When considering the platforms 1 and 2, the hydrophone cable 4 forms the bisector of a square 5, which produces a partial area of the total area to be detected. For detection of the first sub-area 4, further sub-areas 6 and 7 can be simultaneously detected, as receiver chains 8 and 9 are arranged between stations 2 and 3, respectively 1 and 3. The sub-areas can be detected seismically, simultaneously or one after the other.

En hydrofonkabel mellom to stasjoner oppviser en rekke av seismiske mottakere anordnet på avstand fra hverandre. Ved hjelp av denne faste anordning av mottakerraden mellom stasjonene, ligger posisjonene av mottakerne fast. Lydkilden, f.eks. en vann- eller luftpulser, blir slept av et skip, som beveger seg fortrinnsvis på tvers av mottakerradens lengdeutstrekning. I den forbindelse kjør-er skipet via parallelt med hverandre liggende kurslin-jer, f.eks. som angitt ved henvisningstall 10, hvis lengde utgjør ca. det dobbelte av bredden av de respektive delområder 5, 6 eller 7, slik at det muliggjøres en fullstendig seismisk detektering av et undergrunnsområde, hvis flate tilsvarer ca. en delflate 5, 6 eller 7. A hydrophone cable between two stations exhibits a series of seismic receivers arranged at a distance from each other. By means of this fixed arrangement of the receiver row between the stations, the positions of the receivers are fixed. The sound source, e.g. a water or air pulser, is towed by a ship, which preferably moves across the length of the receiver row. In this connection, the ship runs via parallel course lines, e.g. as indicated by reference number 10, whose length amounts to approx. twice the width of the respective sub-areas 5, 6 or 7, so that a complete seismic detection of an underground area, whose area corresponds to approx. a partial surface 5, 6 or 7.

Skipet beveger seg med lydkilden langs et forhåndsvalgt mønster via en raster, hvis rasterpunkter 11 bestemmer de respektive skuddposisjoner, ved hvilke senderen blir påvirket. The ship moves with the sound source along a preselected pattern via a raster, whose raster points 11 determine the respective shot positions, at which the transmitter is affected.

Etter at samtlige delområder av det totale område er After all sub-areas of the total area are

blitt detektert, blir de detekterte spor først underkastet en vanlig statisk og dynamisk korreksjon, såvel som en stabling. Man fremskaffer i den forbindelse deldatavolum-er for det totale område. have been detected, the detected tracks are first subjected to a normal static and dynamic correction, as well as a stacking. In this connection, partial data volumes are obtained for the total area.

For fremstillingen av et 3D-datavolum for hele området er det nødvendig med en sammenføyning av datavolumene for de enkelte delområder, idet datavolumene for delområdene blir underkastet en translasjon, diletasjon og/eller rotasjon av det måleraster som ligger til grunn for data-innsamlingen. Dette finner fortrinnsvis sted ved hjelp av et datamaskinprogram, hvis grunnlag f.eks. er angitt i f.eks. F. Kirchheimer, Transformation of Seismic 3D Data by Separates Sine Interpolation, 48. EAEG Tagung 1986,. Oostende. Deretter kan et forhåndsbestemt datavolum, som ble fremskaffet i et bestemt måleraster, transformeres geometrisk i et annet datavolum for et annet måleraster, som ble realisert ved fremskaffelsen av dataene i det annet måleraster, idet i det vesentlige den opprinnelige måleraster først ble underkastet en dilasjon, og i til-slutning til dette dreiet i den flateavhengige orientering, slik at det opprinnelige datavolum oppviser den ønskede orientering. For the production of a 3D data volume for the entire area, it is necessary to join the data volumes for the individual sub-areas, as the data volumes for the sub-areas are subjected to a translation, dilation and/or rotation of the measurement grid that forms the basis of the data collection. This preferably takes place with the help of a computer program, the basis of which is e.g. is indicated in e.g. F. Kirchheimer, Transformation of Seismic 3D Data by Separates Sine Interpolation, 48th EAEG Tagung 1986,. Ostend. Subsequently, a predetermined data volume, which was obtained in a certain measurement grid, can be geometrically transformed into another data volume for another measurement grid, which was realized by the acquisition of the data in the second measurement grid, since essentially the original measurement grid was first subjected to a dilation, and in addition to this rotation in the surface-dependent orientation, so that the original data volume exhibits the desired orientation.

Ved hjelp av denne forholdsregel kan samtlige deldata-volumer av delområdet sammenfattes, slik at alle deldata-volumer oppviser den samme orientering. Spesielt for de enkelte områder hvor det foreligger overlappinger av delområdene, kan det utføres en ytterligere stabling av dataene. With the help of this precaution, all sub-data volumes of the sub-area can be summarized, so that all sub-data volumes show the same orientation. Especially for the individual areas where there are overlaps of the sub-areas, a further stacking of the data can be carried out.

Figurene 2a og 2c viser de vesentlige skritt ved transformasjon. Det ble fremstilt to rastere, idet raster 21 er utgangsrasteret, og henvisningstall 20 betegner det ønskede målraster. Figures 2a and 2c show the essential steps in transformation. Two rasters were produced, raster 21 being the output raster, and reference number 20 denotes the desired target raster.

Hjørnepunktene for en rasterfirkant 12 hos utgangsrasteret blir først (figur 2a) komprimert eller bearbeidet til en ny firkant 13, idet den øvre kant av utgangsfirkanten blir parallelt forskjøvet til punktet 14. Deretter følger ifølge figur 2b en sideveis forskyvning av punkt 16 og 17 av firkanten 13, og samtidig en sideveis dreining, slik at det oppstår et parallellogram 15. Detter blir da ved forskyvning av punkt 17 og 22, se figur 2c, brakt til å dekke målrasteret 20. Da oppstår det en ny firkant 18, ved hvilken hjørnepunktet 19 er oppstått ved forskyvning av punktet 17. The corner points for a grid square 12 of the output grid are first (figure 2a) compressed or processed into a new square 13, the upper edge of the output square being shifted in parallel to point 14. Then follows, according to figure 2b, a lateral displacement of points 16 and 17 of the square 13, and at the same time a sideways turn, so that a parallelogram 15 is created. This is then, by shifting points 17 and 22, see figure 2c, brought to cover the target grid 20. A new square 18 is then created, at which the corner point 19 has arisen by displacement of point 17.

Figur 3 viser den felles vannrette orientering av master-rasteret for alle delområder 5, 6 og 7 etter den utførte trans formas j on. Figure 3 shows the common horizontal orientation of the master grid for all sub-areas 5, 6 and 7 after the carried out transformation.

Ved en anordning ved hvilken det er anordnet to hydrofonkabler mellom tre stasjonære stasjoner, finner det sted en måleprosess fortrinnsvis vinkelrett i forhold til en av hydrofonkablene, mens den annen hydrofonkabelkjede samtidig blir tilbakelagt i en 90° avvikende vinkel. Også denne anordning tillater en geometrisk transformasjon av de innsamlede data. With a device in which two hydrophone cables are arranged between three stationary stations, a measurement process preferably takes place perpendicular to one of the hydrophone cables, while the other hydrophone cable chain is simultaneously traversed at a 90° deviating angle. This device also allows a geometric transformation of the collected data.

Etter at man må denne måte har fremskaffet et datavolum for hele området, kan det finne sted en vanlig 3D-migra-sjon, slik at det står en fullstendig 3D-datasats til forføyning, som ikke kunne vært fremskaffet på noen annen måte. After a data volume for the entire area has been obtained in this way, a normal 3D migration can take place, so that a complete 3D data set is available, which could not have been obtained in any other way.

Figur 4 viser horisontalsnitt av forskjellige delområder som er sammenføyet ved forskyvning, komprimering og dreining til et enhetlig 3D-datavolum. Figure 4 shows horizontal sections of different sub-areas which have been joined by displacement, compression and rotation into a uniform 3D data volume.

Claims

1. Procedure for collecting seismic data in an area that includes obstacles, a) which area is divided into sub-areas, in which a respective row of seismic receivers is arranged stationary, b) comprising at least one seismic transmitter arranged on a ship which in relative to the row of receivers are moved according to a specific pattern in a predetermined grid, c) whereby a complete collection of seismic data takes place in each sub-area, d) whereby the seismic traces detected in the individual sub-areas are then summarized into a uniform data volume for the entire area using geometric coordinates, characterized in that the orientation and size of the sub-areas are chosen depending on the position of the obstacles in the following way: e) the row of stationary receivers runs along the connecting line between two obstacles, f) as the sub-areas form squares, parallelograms or trapezoids, in which the row of the Stationary receivers always lie on the center line.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the objects are drilling devices.

3. Procedure as stated in claim 1 or 2, characterized in that the ship is essentially moved across the length of the receiving row on courses parallel to each other at a distance.

4. Procedure as stated in claim 1 or 2, characterized in that the ship is essentially moved parallel to the longitudinal extent of the receiving row on parallel courses at a distance.

5. Procedure as specified in claim 1, characterized in that for at least the overlapping sub-areas, a complementary stacking of the collected data is carried out before joining to form the uniform data volume.

6. Method as specified in claim 1 or 2, characterized in that the ends of several receiver rows are simultaneously arranged at a stationary object, and that the transmitter moves along a course over several sub-areas.

7. Method as stated in one of the preceding claims, characterized in that a uniform 3D data volume is used for the entire area for a seismic detection of the subsoil.