NO316885B1 - Fremgangsmate for a redusere virkningen av multippel-reflektert energi i registrerte seismiske signaler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å redusere virkningene av multippel-reflektert energi. En slik fremgangsmåte kan for eksempel brukes på marine seismiske refleksjonsdata oppnådd ved hjelp av seismiske kilder og mottakere plassert i vann og tauet bak et seismisk undersøkelsesfartøy, eller særlig for datainnsamling med mottakere som er plassert på sjøbunnen. Denne fremgangsmåten kan brukes under de egentlige undersøkelser og/eller senere med registrerte data fra slike undersøkelser.

Under seismiske undersøkelser blir en seismisk kilde gjentatt aktivert, og seismiske mottakere, så som hydrofoner i marinseismiske undersøkelser, mottar energi direkte fra kilden og reflektert fra forskjellige avgrensningsflater eller mellomliggende grenseflater. I tilfellet med marinseismiske undersøkelser forplanter energien seg inn i jorden og blir reflektert tilbake til hydrofonene fra avgrensnings- eller grenseflater i undergrunnen, for eksempel mellom strata av forskjellige typer. De registrerte seismiske data kan behandles for å gi informasjon om strukturen i jorden i det området som blir undersøkt. Slike refleksjoner blir imidlertid påvirket av andre refleksjonsbaner. For eksempel blir energi fra kildene reflektert i sjø-overflaten direkte til hydrofonene. Energi kan også bli reflektert mer enn en gang mellom kildene og mottakerne. Slike multippel-refteksjoner kan finne sted inne i jorden. Energi som fra begynnelsen beveger seg nedover fra kildene kan også bli reflektert oppover og deretter nedover igjen fra overflaten av sjøen før de ankommer til hydrofonene. Refleksjoner av denne typen er kalt «fri overflate multippel-refleksjoner». Fri overflate multippel-refleksjoner kan klassifiseres i henhold til deres orden, som er lik antallet refleksjoner fra den frie overflaten. Første ordens frioverflate refleksjoner omfatter således energi som fra begynnelsen beveger seg nedover fra kildene (i motsetning til "spøkelse" (eng. "ghosting"), hvor energien beveger seg oppover og blir reflektert fra den frie overflate), blir reflektert oppover fra sjøbunnen eller en grense nedenfor sjøbunnen, og blir så reflektert nedover fra den frie overflaten til hydrofonene. Andre ordens fri overflate multippel-refleksjoner gjennomgår to nedadgående refleksjoner fra sjøoverflaten før de blir detektert av hydrofonene, osv.

Oppfinnelsen gjør bruk av et generelt konsept med flerfoldig svekning, ved bruk av en såkalt invers spredningsrekke eller "Born-spredningsrekke". For dette generelle konsept henvises til publisert internasjonal patentsøknad WO95/10787 og britisk patentsøknad nr. 9 426 255.7, med publikasjonsnr. GB-A-2296567.

Fra disse dokumentene er det kjent hvordan man utleder Bom-spredningsrekken for å fjerne frie overflate-multipler.

hvor Dp betegner signalet uten fri overflate multipler og A betegner den inverse av kildesignaturen. Det første ledd i spredningsrekken Do er de egentlige seismiske data, det andre ledd, D1f fjerner første ordens fri overflate multipler, det følgende ledd, D2 fjerner andre ordens fri overflate multipler, osv.

Det er et mål for den foreliggende oppfinnelse å forbedre og benytte den ovenstående fremgangsmåte for operasjoner med seismisk oppsamling på sjøbunnen.

Målet for oppfinnelsen nås i henhold til oppfinnelsen gjennom en fremgangsmåte slik som nøyaktig definert i det vedføyde patentkrav 1. Fordelaktige utføreIsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkravene 2-6.

Det anses som et viktig trekk ved oppfinnelsen at for sjøbunns-dataoppsamling benyttes bare en undermengde bestående av like ledd i Born-rekken, eller en hvilken som helst matematisk ekvivalent formulering av denne. Det er klart at bare et endelig antall ledd i den nevnte rekken, også kjent som en «delsum» blir brukt for numeriske beregninger.

I en variant av oppfinnelsen blir bare en første koeffisient D2 av rekken beregnet ved bruk av det målte bølgefelt, mens de øvrige koeffisientene D4, De o.s.v. blir utledet ved en iterativ prosess som bruker eti delsum, spesielt de første to leddene, av selve spredningsrekken. I en annen variant blir alle koeffisientene D2, D4, D6 o.s.v. først beregnet fra det målte bølgefelt, og så innført i spredningsrekken.

Det er en fordel at de kjente fremgangsmåter for å anvende den inverse spredningsrekken og for å anslå kildens signatur, som beskrevet i de ovennevnte referanser, kan brukes uten modifikasjon.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen, foretrukne utførelser og varianter av disse, mulige anvendelser og fordeler, vil bli forstått av fagfolk i teknikken, fra den følgende detaljerte beskrivelsen, og med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et 1D syntetisk eksempel som representerer en marin

undersøkelse med sjøbunns-mottakere.

Fig. 2 illustrerer de seismiske hendelser som tilsvarer leddene i Born- spredningsrekken. Fig. 3 viser virkningen av flerfoldig (multippel) svekning i henhold til tidligere

teknikk.

Fig. 4 viser virkningen av flerfoldig (multippel) svekning ifølge et eksempel på oppfinnelsen.

I det følgende er den nye fremgangsmåten anvendt på et syntetisk datasett som tilsvarer et seismisk eksperiment på overflaten, med en sjøbunnskabel, dvs. seismiske mottakere plassert på sjøbunnsnivå. På figur 1 er de genererte kurver avbildet i tidsforskyvningsdiagram. Virkelige og tilsynelatende seismiske hendelser er merket (1 - 5, 8).

Primære og multippel-hendelser er videre illustrert på figur 2, som viser en undergrunn med en reflektor 21, sjøbunnen 22, og (den frie) sjøoverflaten 23. Et antall mulige bevegelsesbaner for den seismiske bølge er illustrert, med referansetall som tilsvarer tallene på figur 1.

Det henvises nå til figur 3, hvor signalene på figur 1 er behandlet i henhold til fremgangsmåter i den tidligere teknikk som beskrevet i ovennevnte britiske publikasjon med nr. GB-A-2296567, ved bruk av de første fire ledd i den fulle Born-spredningsrekken.

Ved sammenligning av dette resultatet med de opprinnelige data (figur 1) er det verdt å bemerke, at skjønt noen multipler er svekket, er nye og uønskede skapt.

Det henvises nå til figur 4, hvor signalene på figur 1 er behandlet ved bruk

- av den samme fremgangsmåte som det foregående eksempel på tidligere teknikk. Ifølge oppfinnelsen er imidlertid ligning 2 erstattet med Born-spredningsrekkens like under-rekke. Igjen, og av praktiske grunner, er bare de første fire leddene i rekken brukt i prosessen.

Man skal forstå at koeffisientenes betegnelser er tilfeldige. Den notasjon som er brukt her, er imidlertid ment å hjelpe til å forklare forskjellen mellom den tidligere teknikk og den foreliggende oppfinnelse.

Koeffisientene D2, D4> D6 bestemmes ved bruk av den rekursive relasjon for koeffisientene i den fulle spredningsrekken:

som er vist som ligning nr. 2 i den tidligere nevnte britisk patentpublikasjon med nr. GB-A-2296567, og er også beskrevet av P.M. Carvalho, A.B. Weglein, R.H. Stolt i: Mtg. Soc. Expl. Geophys. (1991), Expanded Abstracts, 1319 -1322. Følgelig er den første koeffisient i den nye, like rekken D2) bestemt av D0 og av den første koeffisient i den frie overflate spredningsrekken, Di.

Det er vist at bare den første ankommende energi 1 og det reflekterte signal 2 er til stede i dataene. Alle andre hendelser opptrer svekket.

Så snart D2 er bestemt, i en videre utførelse av oppfinnelsen, kan en iterativ prosess bli brukt til å bestemme delsummen opptil det ønskede antall ledd. Den iterative prosess begynner med

Man kan se at en fordel med denne tilnærmingen er at den rekursive relasjonen (ligning 4) bare brukes til å utlede den første koeffisient D2.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for å redusere virkningen av multippel-reflektert energi i registrerte seismiske signaler ved bruk av en delsum av en invers spredningsrekke som representerer fri overflate multippel-refleksjon og som omfatter et polynom for en invers av en energikilde-signatur, karakterisert ved at den nevnte delsum består av en sum av et endelig antall av like ledd i den nevnte inverse spredningsrekke.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de registrerte signaler oppsamles av mottakere som er plassert på sjøbunnen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en koeffisient bestemmes ved bruk av et rekursivt forhold som setter koeffisienter og de registrerte seismiske data i relasjon til hverandre.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man benytter en iterativ prosess basert på de første to av de like ledd.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de registrerte data omfatter transformerte, registrerte data.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de registrerte data omfatter seismiske data før stakking.