NO331744B1

NO331744B1 - Fremgangsmate og apparat for korrigering av effekter fra skipsbevegelse i marine seismiske malinger

Info

Publication number: NO331744B1
Application number: NO19993572A
Authority: NO
Inventors: Kenneth Paul Allen
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2012-03-19
Also published as: ID23236A; SG74154A1; AR019457A1; NO993572L; CA2278131A1; DE19934520A1; DE19934520B4; PE20000991A1; CN1246623A; FR2782389A1; CN1206545C; NO993572D0; DZ2855A1; GB2339906A; CA2278131C; FR2782389B1; GB2339906B; US6049507A; GB9917104D0

Abstract

Apparat og fremgangsmåte for å fjerne forvrengning av marine seismiske data som skriver seg fra skipets bevegelse. Skipet sleper etter seg en eller flere seismiske kilder og mottakere og beveger seg fremover med kjent hastighet. De seismiske kilder sender ut seismiske bølger som vandrer gjennom vannet og reflekteres bort fra grensesnitt mellom bergformasjoner under havsbunnen. Bevegelsen av kildene og mottakerne innfører forvrengninger i de registrerte seismiske data, som kan modelleres ved anvendelse av Doppler-teori. Vedkommende data korrigeres fortrinnsvis for kildebevegelse uavhengig av korreksjonen for mottaker- bevegelse. De seismiske data korrigeres først for mottakerbevegelse og derpå for kildebevegelse. Teknikken for å korrigere for kildebevegelse omfatter korrelasjon av de mottaker-korrigerte data med et referanse-sveipsignal, utførelse av en F-K- transformasjon, utførelse av en invers F-K-transformasjon på et valgt delsett av de F-K- transformerte data, samt beregning av hensiktsmessige korreksjonsfiltre for de data som er resultatet av den inverse F-K-transformasjon. Denne prosess gjentas for alle delsett av F-K-transformerte data og de resulterende filtrerte data blir summert sammen.

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt seismikk til sjøs, hvor et bevegelig skip genererer seismiske bølger og detekterer deres refleksjoner. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen korreksjon av de detekterte seismiske bølger for påvirkninger fra skipets bevegelser.

Seismologifeltet tar sikte på bruk av kunstig frembrakte elastiske bølger for å lokalisere mineralforekomster, slik som hydrokarboner, malmårer, vann og geo-termiske reservoarer. Seismologi anvendes også for arkeologiske formål og for å utlede geologisk informasjon for ingeniørarbeider. Ved undersøkelser frembringer seismologien data som når de anvendes i sammenheng med andre tilgjengelige geofysiske, borehulls-, og geologiske data kan gi informasjon om struktur og for-deling av bergarter og deres innhold.

De fleste oljeselskaper benytter seg av seismisk tolkning for å velge invest-eringssteder for undersøkelseutboring av oljebrønner. Skjønt det er et faktum at seismiske data fortrinnsvis anvendes for å kartlegge geologiske strukturer heller enn å finne petroleum direkte, så har likevel oppsamling av seismiske data blitt en viktig faktor ved valg av sted for boring av brønner for undersøkelse og utvikling. Erfaring har vist at bruk av seismiske data i høy grad forbedrer sannsynligheten for et gunstig resultat.

Seismiske dataopptak finner rutinemessig sted både på land og til sjøs. Til sjøs legger skip ut en hydrofonstreng eller kabel bak skipet etter hvert som dette beveger seg fremover. Denne hydrofonkabel omfatter flere mottakere i en konfigu-rasjon av den art som er vist i fig. 1. Hydrofonkabelen 110 slepes etter skipet 100 som beveger seg i retning av pilen 101. Som vist i fig. 1, blir en kilde 112 også tauet bak skipet 100. Kilden 112 og mottakerne 114 ligger utlagt under havoverflaten 70. Hydrofonkabelen 110 omfatter også elektrisk eller fiberoptisk kabelføring for sammenkopling av mottakerne 114 og det seismiske utstyr ombord i skipet 100. Hydrofonkabler konstrueres vanligvis i seksjoner på 25 til 100 meter i lengde og omfatter grupper på opp til 35 eller mer jevnt fordelte mottakere. Hydrofonkablene kan være flere kilometer lange og ofte sleper et seismisk skip flere hydrofonkabler for å øke den mengde seismiske data som oppsamles. Data digitaliseres i nærheten av mottakerne 114 og overføres til skipet 100 gjennom kabelføringen i overføringstakter på 7 (eller flere) millioner databit pr. sekund. Behandlingsutstyr ombord i skipet regulerer driften av den etterhengende lydkilde og mottakerne samt behandler de oppsamlede data.

Ved seismisk teknikk anslås avstanden mellom havoverflaten 70 og under-sjøiske strukturer, slik som den struktur 60 som ligger under havbunnen 63. Ved å bestemme avstanden til en undersjøisk struktur, så kan strukturens geometri eller topografi fastlegges. Visse topografiske trekk kan angi olje- og/eller gassreservoarer.

For å fastlegge avstanden til den undersjøiske struktur 60, avgir lydkilden 112 seismiske bølger 115 som reflekteres bort fra den undersjøiske struktur 60. De reflekterte bølger avføles av mottakerne 114. Ved å fastlegge den tidsperiode som det tok for de seismiske bølger 115 å vandre fra kilden 112 til den undersjøiske struktur 60 og tilbake til mottakerne 114, kan en bestemmelse av avstanden til den undersjøiske struktur 60 utledes.

De mottakere som anvendes ved seismologi til sjøs kalles vanligvis hydrofoner eller vanntrykkfølere, og er vanligvis konstruert ved anvendelse av en piezoelektrisk omformer. Syntetiske piezoelektriske materialer, slik som barium-zirkonat, barium-titanat eller bly-mataniobat, blir vanligvis anvendt. En skive av piezoelektrisk materiale frembringer en spenningsforskjell mellom motstående sideflater når den utsettes for mekanisk bøyning. Tynn elektroplettering av disse sideflater gjør det mulig å opprette en elektrisk forbindelse med denne innretning, slik at vedkommende spenning kan måles. Denne spenning er proporsjonal med graden av mekanisk utbøyning eller trykkforandring som mottakeren er utsatt for og som skriver seg fra seismisk energi som forplanter seg gjennom vannet. Forskjellige typer hydrofoner er tilgjengelige, slik som skive-hydrofoner og sylindriske hydrofoner.

To typer seismiske kilder anvendes for å generere seismiske bølger for

seismiske målinger. Den første kilde omfatter en impulsiv-kilde som genererer en lydimpuls med høy energi og kort varighet. Den tid som forløper mellom utsendel-sen av lydpulsen fra kilden og påvisningen av den reflekterte puls ved hjelp av en mottaker, anvendes for å bestemme avstanden til den undersjøiske struktur som blir undersøkt. Impulsiv-kilden og utstyret for den tilhørende dataoppsamling og databehandling er forholdsvis enkle. Den energimengde som kreves av seismiske

teknikker som anvender impulsiv-kilder kan imidlertid i visse situasjoner være ska-delig for livet i sjøen i umiddelbar nærhet av lydkilden 112.

Hensynet til omgivelsene i forbindelse med impulsiv-kilder har ført til bruk av en annen type seismisk lydkilde som genererer vibrasjonsenergi av lavere styrke. Den målteknikk som utnytter en slik lydkilde blir betegnet som seismisk vibrasjonsteknikk med høy nøyaktighet («HFVS»). I stedet for å sende en puls med høyt trykk ut i sjøen under en meget kort tidsperiode, så avgir vibrasjonskilder trykkbølger med lavere amplitude over en tidsperiode som typisk ligger mellom 5 og 7 sekunder. Videre varierer vibrasjonskildens frekvens fra 5 til 150 Hz, skjønt de spesielle lave og høye frekvenser varierer fra utstyr til utstyr. Kildens frekvens kan variere lineært med tiden eller være ikke-lineær. Frekvensvariasjonene kalles vanligvis et «frekvens-sveip». Frekvens-sveipet finner da sted mellom 5 og 150 Hz og har en varighet på 5 til 7 sekunder. Styrken av de seismiske bølge-oscillasjoner kan variere eller forbli med konstant amplitude. Oscillasjonenes amplitude er imidlertid meget lavere enn lydstyrken fra impulsiv-kildene, og det vil således være færre miljøulemper ved den seismiske HFVS-teknikk.

Seismiske skip må av mange grunner bevege seg fremover mens seismiske målinger registreres. Hydrofonene 114, koplingsledningene og strekkstykk-ene som er anordnet på hydrofonkabelen er i fig. 1 anbrakt inne i et neopren-rør (ikke vist i fig. 1) med diameter på 10-13 cm. Dette rør blir så fylt med væske som er tilstrekkelig lettere enn vann til å gi hydrofonkabelen nøytral flyteevne. En innledende seksjon 111 av hydrofonkabelen 110 med en lengde på omtrent 100 meter og et antall strekkseksjoner av omtrent 50 meters lengde ligger mellom skipets akterstevn og selve hydrofonseksjonen 116 hvori mottakerne 114 inngår. En avbøynings-paravane 113 trekker kabelseksjonen 116 ut til en passende drifts-bredde. Dybderegulatorer (ikke vist) er festet til hydrofonkabelen på forskjellige steder langs dens lengdeutstrekning. Disse innretninger avføler det hydrostatiske trykk og skråstiller fuglevinger (bird wings) slik at vannstrømmen over disse hever eller senker hydrofonkabelen til den ønskede dybde. Den dybde som regulatorene skal søke å opprettholde kan reguleres ved hjelp av et signal som sendes gjennom hydrofonkabelføringen, og denne dybde kan således forandres etter ønske. For at hydrofonkabelens dybdereguleringsutstyr skal fungere effektivt, må skipet 100 bevege seg fremover med en hastighet gjennom vannet på omtrent 4 knop.

For det andre er hydrofonkabelen 110 vanligvis en bøyelig kabel og skipet må således bevege seg fremover for å opprettholde et ønsket fast skille mellom lydkildene og hydrofonkablene, samt mellom kablene innbyrdes. Avstanden mellom lydkildene og hydrofonkablene er viktig i marine-seismologien og må ikke variere mens de seismiske målinger utføres.

For det tredje har seismiske skip ofte utlagt flere hydrofonkabler under anvendelse av paravaner som gjør det mulig å opprettholde en fast avstand mellom hydrofonkablene. Disse paravaner tvinger hydrofonkablene utover til siden når båten beveger seg fremover. Uten slike paravaner ville hydrofonkablene bli in-filtrert i hverandre. Båtens hastighet bestemmer graden av atskillelse mellom hydrofonkablene.

For det fjerde må seismiske skip dekke så meget av havoverflaten som mulig hver dag på grunn av omkostningene ved skipets drift. Av disse og andre grunner bør seismiske skip bevege seg fremover mens de tar målingene og frem-driftshastigheten bør være rimelig konstant. Typiske skipshastigheter er da omtrent 2-3 meter pr. sekund. Da hydrofonkabelen er utlagt bak skipet, så vil også lydkilden og mottakerne bevege seg med en hastighet på omtrent 2,5 meter pr. sekund.

Skjønt skipets bevegelse er nødvendig slik som beskrevet ovenfor, så vil denne bevegelse forstyrre eller «smøre ut» de oppsamlede seismiske data. Stort sett er denne utsmøring resultater av det forhold at skipet, og således også lydkildene og mottakerne, er under bevegelse mens dataoppsamlingen finner sted. Det er alminnelig erkjent at utsmøringsvirkningen fra skipets bevegelse på seismiske data skriver seg fra to analytisk separate fenomener, nemlig lydkildens bevegelse og mottakerens bevegelse. Skjønt mottakerne og lydkilden slepes bak skipet og således beveger seg med samme hastighet som skipet, så vil virkningen av lydkildens bevegelse på vedkommende data vanligvis bli analysert uavhengig av virkningen fra mottakerbevegelsen. Kildebevegelsen er til mindre ulempe enn mottakerbevegelsen i impulsivkilde-basert seismisk utstyr, da kilden beveger seg i ubetydelig grad under den korte tid lydimpulsen avgis fra kilden. Data-utsmøring i HFVS-utstyr omfatter et betydelig bidrag fra både mottaker- og kildebevegelse. De HFVS-oppsamlede data bør således korrigeres både for mottakerbevegelse og lydkildebevegelse.

De høye omkostninger som foreligger i sammenheng med drift av et seismisk skip krever at de fremgangsmåter og prosedyrer som anvendes er effektive. Det er således ønskelig å maksimere dataoppsamlingen innenfor så kort tid som mulig. På grunn av frekvenssveipets lengde (vanligvis 5 sekunder eller mer) vil HFVS-kilder typisk bli aktivert hvert 10 til 20 sekund. På grunn av skipets hastighet (2-3 meter pr. sekund), vil en HFVS-kilde ikke kunne aktivere oftere enn for hver 25 til 37,5 meter. Skjønt en større datamengde på et sted kunne oppnås hvis skipet kunne bringes til å vandre med lavere hastighet, så ville i dette tilfelle hydrofonkabel-reguleringen gå tapt og mindre havoverflate ville kunne dekkes for hver dag, og dette ville da øke omkostningene som ville kreves for å gjøre seismiske målinger over et ønsket område av havet.

Minst ett forsøk er blitt gjort på å korrigere for mottaker- og kildebevegelse på HFVS-registrerte data. I en artikkel med tittelen «The Effects of Source and Receiver Motion on Seismic Data», av Hampson and Jakubowicz, Geophysical Prospecting, 1995, siden 221-244, er det angitt en fremgangsmåte for å korrigere for mottaker- og kildebevegelse. Skjønt en fremgangsmåte som er angitt av Hampson og Jakubowicz kan ha teoretiske fortrinn, så er metoden upraktisk for bruk i forbindelse med vanlig seismisk utstyr til sjøs, da den krever at HFVS-kilden aktiveres med tids- og romskille som er upraktisk. Det vil være velkjent at for en bølge som vandrer med en hastighet V gjennom et visst medium, slik som vann, og med en frekvens på F (hvilket vil si antall fullstendige bølgeperioder pr. sekund), så vil forholdet mellom hastighet V og frekvens F være lengden av en bølge, som vanligvis betegnes som bølgelengden { X). Dette forhold er da:

Bølgelengden X er således V/F. I vann vil seismiske bølger forplante seg med en kjent hastighet på omtrent 1500 meter pr. sekund (omtrent 3325 miles pr. time). Hvis den høyeste frekvens for et sveip antas å være 60 sykler pr. sekund (eller 60 «Hz»), så vil bølgelengden for en slik seismisk bølge være 25 meter (1500/60). For å unngå en viss type data-forvrengning som er kjent som «aliasing», så må kilden aktiveres innenfor en avstand på minst én halv bølgelengde. For at fremgangsmåten til Hampson og Jakubowicz skal kunne fungere så må således vibra-sjonskildene aktiveres i det minste for hver 12,5 meter og fortrinnsvis oftere. For å aktivere en kilde med så korte avstandsmellomrom, så må skipet vandre meget langsommere enn det som er å foretrekke, nemlig 3-4 meter pr. sekund.

Det ville da være fordelaktig å kunne frembringe praktisk seismisk utstyr for anvendelse til sjøs, og som kunne korrigere data for skipets bevegelse uten de ulemper som er iboende i den fremgangsmåte som er angitt av Hampson og Jakubowicz. Et slikt utstyr burde da fortrinnsvis kunne korrigere for både mottakerbevegelse og lydkildebevegelse og gjøre dette på en kostnadsvennlig måte. På tross av disse åpenbare fordeler, har inntil nå alle forsøk på å frembringe slikt utstyr vært mislykket.

De problemer som er angitt ovenfor vil i stor utstrekning kunne løses ved det seismiske måle- og behandlingsutstyr i henhold til foreliggende oppfinnelse. Det seismiske måle- og behandlingsutstyr som vil bli angitt her vil fjerne alle de forvrengninger i marine seismiske data som skriver seg fra skipsbevegelsen.

I et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for å korrigere seismiske data for forvrengning som er frembrakt ved bevegelse av en seismisk kilde og bevegelse av en seismisk mottaker, idet fremgangsmåten omfatter:

(a) korreksjon av de seismiske data for mottakerens bevegelse,

(b) korrelering av de mottakerkorrigerte seismiske data fra trinn (a) med et referansefrekvens-sveipesignal som anvendes av nevnte seismiske kilde for å generere seismiske bølger, (c) beregning av en fremoverrettet F-K-transformasjon av de korrelerte

data fra trinn (b) for derved å frembringe F-K-transformerte data,

(d) valg av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data, (e) beregning av en invers F-K-transformasjon av nevnte konstante fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data for å frembringe inverst F-K-transformerte data, og (f) beregning av et hensiktsmessig korreksjonsfilter for nevnte inverst

F-K-transformerte data.

I et andre aspekt tilveiebringer oppfinnelsen et seismisk apparat som omfatter: seismisk måle- og behandlingsutstyr,

en bruker-inngangsinnretning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr,

en fremviseranordning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr,

hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr omfatter en behandlingsenhet og en lagringsenhet, og nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr er innrettet for å korrigere seismiske data for kildebevegelse ved å beregne en F-K-transformasjon av nevnte seismiske data, ved å beregne en invers F-K-transformasjon av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data samt å beregne og anvende hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver konstant fallinje-skive av F-K-transformerte data.

I et tredje aspekt tilveiebringer oppfinnelsen et apparat som omfatter:

seismisk måle- og behandlingsutstyr,

minst én seismisk kilde koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr,

minst én seismisk mottaker koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr,

en bruker-inngangsinnretning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, og

en fremvisningsanordning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr,

hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr omfatter en kilde- og mottaker-grensesnittenhet, en behandlingsenhet, og en lagringsenhet, og nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr er innrettet for å korrigere for kildebevegelse ved å beregne en F-K-transformasjon av seismiske data som er detektert av nevnte mottakere, å beregne en invers F-K-transformasjon av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data, og å beregne og anvende hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver kakestykkelignende skive av F-K-transformerte data.

Foretrukkede utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

I henhold til oppfinnelsen tauer skipet etter seg én eller flere seismiske lydkilder og hydrofonkabler mens det beveger seg fremover med konstant hastighet. De seismiske kilder sender ut seismiske bølger som vandrer gjennom vannet og reflekteres bort fra grenseflater mellom bergformasjoner under havbunnen. Bevegelsen av lydkildene og mottakerne innfører forvrengninger i de registrerte seis miske data, og dette kan modelleres ved anvendelse av Doppler-teori. Vedkommende data blir fortrinnsvis korrigert for kildebevegelse uavhengig av korreksjonen for mottakerbevegelse. I henhold til en foretrukket utførelse blir de seismiske data først korrigert for mottakerbevegelse ved anvendelse av en hvilken som helst av mange forskjellige teknikker, samt derpå for kildebevegelse.

Teknikken for å korrigere for kildebevegelse omfatter korrelering av de mottakerkorrigerte data med et referanse-sveipesignal, utførelse av en transformering (slik som en F-K transformering), utførelse av en invers transformering (slik som en invers F-K transformering) på et valgt delsett av de transformerte data, samt beregning av hensiktsmessige korreksjonsfiltre for de data som utgjør resultatet av den inverse F-K-transformering. De inverst transformerte data tilsvarer seismisk energi som vandrer oppover fra undersjøiske strukturer i en viss vinkel som betegnes som en fallvinkel. Hensiktsmessige Doppler-korreksjonsfiltre beregnes for hvert sett inverst transformerte data, og prosessen gjentas for alle delsett av F-K transformerte data. Doppler-filtrene benyttes på de seismiske data, og de filtrerte data summeres sammen.

Disse og andre fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå for en fag-kyndig på området ved gjennomlesning av følgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen.

En bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse kan oppnås når følgende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse ses i sammenheng med de ved-føyde tegninger, hvorpå: fig. 1 viser et skip for utførelse av seismiske målinger med en tauet hydrofonkabel-gruppe som omfatter en seismisk lydkilde og flere mottakere,

fig. 2 viser seismisk måleutstyr i henhold til en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 viser den foretrukne fremgangsmåte for korrigering av seismiske data for den forvrengning som forårsakes av lydkildens- og mottakernes bevegelse,

fig. 4 viser eksempel på trykkdata fra flere mottakere samt mottakerbeveg-elsens forvrengningsvirkning på vedkommende data,

fig. 5 viser en foretrukket fremgangsmåte for å korrigere seismiske data for den forvrengning som frembringes av mottakerbevegelse,

fig. 6 viser eksempel på opptegninger av seismiske data i F-K kontrollom-rådet,

fig. 7 viser eksempel på skuddregistreringer ved flere mottakere, hvor bare data med en viss konstant fallvinkel inngår i skudd-registreringene,

fig. 8 viser sammenhengen mellom en tilsynelatende bølgehastighet og dens sanne bølgehastighet,

fig. 9 viser den foretrukne fremgangsmåte for å konstruere Doppler-forskyvningsfiltre og anvender disse på skuddregistreringene i fig. 6,

fig. 10 viser geometrien i sammenheng med en bevegelig kilde, en enkeltpunkts-diffraktor og en mottaker for å beregne graden av Doppler-forskyvning som forårsakes av den bevegelige kilde, og

fig. 11 viser den foretrukne fremgangsmåte for å beregne korrigerende filtre for Doppler-forskyvning ved flere diffraktorer.

Ut i fra foreliggende oppfinnelse kan det korrigeres seismiske data som er oppsamlet av seismisk marineutstyr for virkningen fra bevegelsen av de tauede seismiske mottakere og lydkilder. For enkelthets skyld vil denne teknikk bli beskrevet under henvisning til en «diffraktor» (også kalt en «spreder»), som er et reflek-sjonspunkt anbrakt på det fysiske grensesnitt mellom tilstøtende undersjøiske formasjoner. På grunn av at et undersjøisk grensesnitt består av mange diffraktorpunkter, kan hele grensesnittet kartlegges ganske enkelt ved å overlagre resultatene fra de forskjellige diffraktorpunkter.

Det skal nå henvises til fig. 2, hvor det er vist seismisk utstyr 50 som er oppbygget i samsvar med den foretrukne utførelse og generelt omfatter utstyr 51 for seismisk måling og behandling, en bruker-inngangsinnretning 59 (fortrinnsvis et tastatur, trykknapper, omkoplere, og reguleringsknotter), en fremviserinnret-ning 52, én eller flere seismiske kilder 112, samt én eller flere kabelføringer (også kalt hydrofonkabler) for seismiske mottakere 114. En kabel med mottakere blir også kalt en «samler». Det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 omfatter en behandlingsenhet 53 som er koplet til en datalagringsenhet 54, samt en kilde- og mottaker-grensesnittenhet 56. Det bør erkjennes at det seismiske måleutstyr 50 kan omfatte andre komponenter som ikke er vist fig. 2. Bruker-inngangsinnretningen 59 gjør det mulig for en bruker å føre inn kommando- og konfigurasjons-informasjon i utstyret 50. Fremviser-innretningen 52 angir visuelt data, konfigurasjonsinformasjon og statusinformasjon for brukeren. Kilden og mottakerne er fortrinnsvis koplet til det seismiske måleutstyr over fiberoptiske kab-

ler 57. Lydkilden 112 omfatter en hvilken som helst egnet seismisk lydkilde, slik som HFVS-kilder og impulsiv-kilder. Mottakere 114 omfatter egnede hydrofonmot-takere, innbefatter piezoelektrisk-baserte innretninger, eller seismiske mottakere av en hvilken som helst annen egnet type.

Behandlingsenheten styrer fortrinnsvis driften av det seismiske måleutstyr 50, lagrer data i lagringsenheten 54 (som fortrinnsvis utgjøres av magnet-bånd, en hard magnetplate eller CD ROM-drev), som styrer arbeidsfunksjonen for kilden 112 og mottakerne 114. Seismiske signaler som detekteres av mottakerne overføres til det seismiske måleutstyr, behandles av behandlingsenheten 52 og lagres i lagringsenheten 54.

Det skal nå henvises til fig. 2 og 3, og slik det vil bli mer detaljert i den følg-ende omtale, vil det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 fortrinnsvis korrigere de registrerte seismiske data for påvirkning fra bevegelsen av mottakerne 114 og kilden 112, i samsvar med de metoder som er anskueliggjort i flytskjemaet 150. Alternativt kan de seismiske data lagres på magnetiske bånd eller magnetplate og overføres til annet datamaskinutstyr for analyse på et sted fjernt fra det seismiske skip, i samsvar med den foretrukne utførelse. Ved den foretrukne datakorrek-sjonsmetode korrigeres det først for virkningen av mottakerbevegelse i trinn 160 hvorpå vedkommende data korrigeres for virkninger fra kildebevegelse i trinnene 170-240. Hver av disse prosesstrinn er forklart nedenfor.

Korreksjon for mottakerbevegelse ( trinn 160)

Det skal nå henvises til fig. 4, hvor det er vist en samling 114 av mottakere 125, 126, 127, 128 med et trykksignal 120 registrert ved hver mottaker. Disse trykksignal 120 betegnes samlet som en «skudd-registrering». Tiden er angitt langs den vertikale akse og avstanden langs den horisontale akse. Et eksempel på en forplantningsbane er vist for én mottaker 125, og for enkelhet skyld er en rett linje benyttet for å representere de øvrige skuddregistreringer.

Hvis mottakerne ikke var i bevegelse under opptak av skudd-registreringene, så ville forplantningsbanen 120 bli registrert på et fast sted, og de ville da bare være en funksjon av tiden og ikke av rommet. På grunn av at mottak erne slepes bak et bevegelig skip (antatt å være i bevegelse mot høyre i fig. 4), vil hvert skuddforløp bli registrert som en funksjon, ikke bare av tiden, men også av rommet, slik som angitt ved forplantningsbanene 122 for hver mottaker. Ban-ene 122 angir bane 120 når mottakeren trekkes frem bak skipet. Hvert datapunkt på skuddregistreringene 122 representerer således trykksignaler som avføles av mottakeren i et bestemt punkt i tid og rom.

Fremdeles med henvisning til fig. 4, antas hver mottaker å være plassert i en posisjon r0når skuddregistrering begynner. Mottakeren 125 begynner således på et sted r125o- Mottaker 126 begynner på stedet r126o, mottaker 127 på stedet r127oog mottaker 128 på stedet r128o. Avstanden mellom den innledende lokali-sering ro og sluttposisjonen er en funksjon av mottakernes fremdriftshastighet. Med henblikk på denne omtale omtales det at mottakernes hastighet, såvel som lydkildenes hastighet, er den samme som skipets hastighet, skjønt det teoretisk kan forekomme små hastighetsforskjeller på grunn av slike faktorer som elastisite-ten av kabeltrekket 110.

Skuddregistreringen 122 er i fig. 4 angitt som rette skrålinjer. Disse linjer (som representerer trykkbølger) er rette da mottakerhastigheten antas å være konstant. Hvis mottakerhastigheten er ur, så vil hver mottakers posisjon ved et hvilket som helst tidspunkt t under en skuddregistrering være ro + urt. Den lineære skråstilling av skudd-registreringene 122 tilsvarer en tidsvarierende romlig forskyvning. Hvis p(s,us,S(t),r,ur,t) representerer størrelsen (trykket) p i skudd-registreringen som en funksjon av kildeplasseringen s, kildehastigheten us, det seismiske signal S(t) som frembringes av lydkilden, mottakerplasseringen r, mottakerhastigheten ur, og tiden t, så kan den tidsvarierende romlige forskyvning matematisk moduleres som konvolveringen av p(s,us,S(t),r,ur,t) med en «Dirac»-deltafunksjon (også kalt en «enhetspuls»):

hvor<*>er en operator som angir konvolvering og 8 angir en deltafunksjon. Konvolveringen av to funksjoner (en funksjon representerer en rekke verdier i forskjellige punkter i tid eller rom) er en kjent matematisk operasjon som går ut på å erstatte hvert element i én funksjon med en utgangsfunksjon som er skalert i samsvar med størrelsen av inngangselementet, hvorpå utgangsverdiene overlagres. For en

mer detaljert forklaring av overlagring, kan det til henvises til «Eksploration Seismology), av Sherrif og Geldart, som er publisert av Press Syndicate of the University of Cambridge, 1995, sidene 279-81.

Den rommelige forskyvning som er representert ved 5(ro + urt) i ligning (2) kan fjernes ved å konvolvere resultatet i ligning (2) med en romforskyvning i mot-satt retning. Korreksjonen for mottakerbevegelse er derfor:

I ligning (3), resulterer konvolveringen av den romlig forskjøvede skuddregistrering med deltafunksjonen 5(r0- urt) i en skuddregistrering som om mottakeren hadde vært stillestående (ur=0) i posisjon r0. Virkningen av mottakerbevegelsen på skuddregistreringen er således nøytralisert ved konvolveringen av skuddregistreringen med en deltafunksjon som representerer en romlig forskyvning. Det bør således erkjennes at den ovenfor angitte analyse omfatter funksjoner og mate-matiske operasjoner som opptrer som funksjoner av tid og rom (de såkalte tids- og rom-domener).

Det er også tilgjengelig andre fremgangsmåter for å korrigere skudd regis-treringer for påvirkning fra mottakerbevegelse. Den korreksjon som er angitt i ligning (3) kan også f.eks. representeres i frekvens-domene hvor alle funksjoner varierer med frekvens og ikke med tid. Funksjonene kan konverteres fra å være representert i sitt tids- og romdomene til å representeres i frekvens-domene ved anvendelse av en matematisk operasjon som kalles en Fourier-transformering. De frekvenser som inngår i slike Fourier-transformeringer omfatter tids- og romfrek-venser. Fourier-transformeringen av deltafunksjonen 8(r0- urt) er e"<l2>,<tk>u<rt>hvor i representerer den imaginære enhet (kvadratroten av -1), k representerer romfrekvensen (også betegnet som bølgetallet) og n er en kjent konstant. Det er velkjent at konvolvering i tids- og rom-områdene tilsvarer multiplikasjon i frekvens-domenet. Den rommelige forskyvning som er innført i ligning (3) for å motvirke den romforskyvning som forårsakes av mottakerbevegelsen kan da i frekvensdomene representeres som produktet av Fourier-transformeringen av skuddregistreringen

-i27tkurt.

og e

Hvor P(f, k) er Fourier-transformasjon av skudd-registreringen og er en funksjon av tidsfrekvensen f og romfrekvensen k. Symbolet «•» angir multiplikasjon.

Det skal nå henvises til fig. 2, 3 og 5, hvor det seismiske måleutstyr 50 fjer-ner virkningen av mottakerbevegelsen under anvendelse av ligning (4) ved først å beregne Fourier-transformasjonen av skudd-registreringen i trinn 162. Det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 beregner Fourier-transformasjonen ved å bruke en hvilken som helst av flere kjente teknikker, slik som den raske Fourier-transformering. I trinn 164 multipliserer det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 Fourier-transformasjonen av skudd-registereringen med Fourier-transformasjonen av deltafunksjonen i ligning 3, representert ved e"l27tKurt. I prosesstrinn 166 blir til slutt produktet fra trinn 164 omformet tilbake til tids- og rom-domene ved hjelp av en operasjon som kalles invers Fourier transformasjon, som også er en kjent teknikk.

En annen fremgangsmåte for å korrigere for mottakerbevegelsen vil bli beskrevet under henvisning til fig. 4 som angir korreksjon av skuddregistreringen for påvirkningen fra mottakernes bevegelse. Denne fremgangsmåte vil bli beskrevet under henvisning til én slik mottaker, slik som mottakeren 127. Ved denne fremgangsmåte velger det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 data fra en viss mottaker mens denne mottaker befinner seg nær det sted hvor skudd-registreringen skal fastlegges. For å fastlegge skudd-registreringen for stedet r1270, f.eks., velger det seismiske måleutstyr det parti av skuddregistreringene fra mottakerne 127, 126 og 125 når hver av disse mottakerne befinner seg nær stedet r1270. Den del av skuddregistreringene som skal velges av det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 er angitt ved henvisningstallene 127a, 127b og 127c. Det seismiske måleutstyr velger således innledningsvis partiet 127a av skuddregistreringen fra mottakeren 127 inntil denne mottaker har beveget seg en avstand som omtrent er lik halvparten av gruppeintervallet bort fra stedet r127o-Ved dette punkt velger det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 midtpartiet 127b av skuddregistreringen fra mottaker 126 inntil også denne mottaker har beveget seg halvparten av gruppeintervallet bort fra plasseringen r1270. Endelig velges den siste andel 127c av skuddregistreringen fra mottakeren 125 av utstyret 51.

De metoder som er beskrevet ovenfor er bare eksempler på de fremgangsmåter som kan anvendes for å korrigere for mottakerbevegelse, og oppfinnelsen er ikke ment å være begrenset til noen spesiell slik metode. Etter korreksjon for mottakerbevegelse, vil det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 fortrinnsvis korrigere vedkommende data for virkning fra kildebevegelsen.

Korreksjon for kildebevegelse ( trinn 170- 240)

Under henvisning til fig. 3 korreleres i den foretrukne fremgangsmåte 150 for å korrigere vedkommende data for virkningen fra kildebevegelse, det seismiske måle- og behandlingssystem 51 vedkommende data (som nå er korrigert for mottakerbevegelse ved prosesstrinn 160) med HFVS-referansesveipesignalet. Dette HFVS-referansesveipesignal kan være et hvilket som helst ønsket sveipesignal og kan omfatte lineære frekvens-sveip (frekvensforandringer i konstant takt under sveipet) eller ikke-lineære frekvens-sveip (frekvensforandringer i varierende takt under sveipet). Som det vil bli forklart nedenfor, er korrelasjonstrinnet 170 nødvendig i et HFVS-system for å komprimere relativt lange sveip til en kortvarig hendelse.

Jorden kan tenkes som et filter for seismisk energi. Dette vil si at hvis seismisk energi tilføres jorden, så vil en mottaker plassert på jordoverflaten motta seismisk energi av en karakter som er blitt forandret av jorden. De forskjellige faktorer som modifiserer den seismiske bølge når den passerer gjennom jorden omfatter: (a) den sone som befinner seg nær kilden og hvor trykkpåkjenningene og

energiabsorpsjonen ofte er ekstreme,

(b) virkningen av diffraktorer som omfatter underjordiske grensesnitt (det

signal som man søker å finne ved det seismiske arbeidet)

(c) sonen nær overflaten, som har en uforholdsmessig stor virkning for å

modifisere bølgen, og

(d) ytterligere modifiserende virkninger på grunn av absorpsjon, bølge-konversjon, multipler samt diffraksjoner og lignende.

I praksis registrerer mottakerne ikke bare primære seismiske refleksjoner, men også multipler, diffraksjoner, spredte bølger, reflekterte avbøyninger, overflatebøl-ger og lignende, som alle overlapper hverandre i tid.

Generelt er et filter en anordning som frembringer et utgangssignal ved et gitt inngangssignal. Dette utgangssignal kan beregnes hvis filterets pulsreaksjon er kjent. Pulsreaksjonen er det utgangssignal som filteret frembringes ved et gitt puls-inngangssignal. Utgangssignalet er ganske enkelt inngangssignalet konvol-vert med filterets pulsreaksjon.

Det seismiske signal som detekteres av mottakerne representerer inngangs-referansesignalet påvirket av de faktorer som er beskrevet ovenfor. Seismiske data (eller «seismogrammer») er hensiktsmessig for å fastlegge beliggenheten av olje- og gassreservoarer, når de data som representerer inngangs-referansesignalet bare er påvirket av diffraktorer som utgjør grensesnitt under overflaten, i motsetning til et referanse-inngangssignal som også er blitt påvirket av de ovenfor beskrevne signalforandrende faktorer. Den virkning som diffraktorene har på seismiske bølger som forplanter seg gjennom jorden er betegnet som jordens impulsreaksjon. På grunn av de signalforandrende tilleggsfunksjoner som er beskrevet ovenfor, vil det seismiske signal som mottas av mottakerne i et HFVS ha liten likhet med jordens puls-reaksjon. Seismisk arbeide er beregnet på å fastlegge jordens pulsreaksjon og derved fjerne de påvirkninger på data som ikke er av interesse for seismologer.

For å fjerne den lange sveipvarighet fra de registrerte data, så korrelerer det seismiske måleutstyr 50 de registrerte data med referanse-sveipesignalet. Korrelasjonen av de to datasett er en kjent matematisk operasjon hvor det ene datasett forskyves i varierende grad i forhold til det andre datasett og tilsvarende verdier av de to datasett multipliseres sammen, og summen av disse produkter gir korrelasjonsverdien. I prosesstrinn 170, som er vist i fig. 3, blir data fra trinn 160, som er blitt korrigert for mottakerbevegelse, korrelert med referanse-sveipesignalet.

I trinn 180 utføres det en F-K transformasjon (F refererer til tids-frekvens og K henviser til rom-frekvens eller bølgenummer) på de korrelerte data fra trinn 170, skjønt andre egnede transformasjoner, slik som Laplace-transformasjonen, radon-transformasjonen og x-p-transformasjon også kan anvendes. F-K transformasjonen er en dobbelt Fourier-transformasjon hvor et signal som er en funksjon av tid, t, og rom, x, transformeres til et signal som er en funksjon av frekvens, f, og bølge-tall, k. Det transformerte signal kan opptegnes på en grafisk fremstilling som kalles en F-K-opptegning, slik som vist i fig. 6. Konvertering av en funksjon fra tid- og rom-domene til frekvens- og bølgetall-domene betegnes som en fremoverrettet F-K-transformering. Analogt betegnes da en konvertering av en funksjon fra frekvens- og bølgetalldomene tilbake til tids- og romdomene som en invers F-K-transformasjon. Den foroverrettede F-K-transformasjon er matematisk representert med et dobbelt integral, slik som: hvor P(k,f) er F-K-transformasjonen av p(x,t). Den inverse F-K-transformasjon (ut-ført i trinn 200) er representert ved:

Det skal atter henvises til fig. 3, hvor i trinn 190 seismiske måleutstyr velger en konstanttids-fallskive av data (beskrevet nedenfor) fra F-K-opptegningen. Dette prosesstrinn vil best kunne forstås under henvisning til fig. 6, 7 og 8. Fig. 6 viser en F-K-opptegning av en transformert skuddregistrering fra fig. 7. Frekvens målt i sykler pr. sekund eller «Hertz» (Hz) er angitt langs den vertikale akse, og bølgetal-let målt i sykler pr. meter er angitt langs den horisontale akse. De F-K-transformerte data er representert ved områdene 191 i F-K-opptegningen.

Hver rett linje, slik som linjene 194, 195, 196, som begynner fra origo for F-K-aksene og strekker seg utover representerer seismiske data med en bestemt tilsynelatende hastighet. Videre er helningen for hver sådan rett linje lik en tilsvarende hastighet. I fig. 7 er mottakere 125,126, 127 og 128 vist med en seismisk bølge 132 som forplanter seg gjennom jorden (innbefattet vann) i retning av pilen 129. Linjen 130 representerer forplantningsretningen forden seismiske bølge 132 og danner en vinkel med den vertikale linje 134. Denne vinkel betegnes som innfallsvinkelen, den tilsynelatende fallvinkel, eller ganske enkelt som fallvinkelen og er angitt i fig. 7 og 8 som 9Dip. Linjen 130 vil da bli henvist til som fallinjen eller innfallslinjen i forbindelse med denne søknad.

Det skal henvises til fig. 8, hvor den rette linje 133 står vinkelrett på fallinjen 130 og representerer skjematisk bølgefronten for bølgene 132 når de vandrer oppover med fallvinkel Gdip- Bølgefronten 133 forplanter seg oppover gjennom jorden med en viss hastighet som betegnes som den sanne hastighet, nemlig Vtrue- Denne sanne hastighet for seismiske bølger som forplanter seg gjennom vann er omtrent 150 meter pr. sekund (3325 miles pr. time), og denne anses stort sett å være en konstant. Sanne hastigheter kan lett bestemmes ved å anvende en hvilken som helst av én av mange kjente teknikker.

Det skal atter henvises til fig. 8, hvor horisontalkomponenten av den sanne hastighetsvektor er betegnet som den tilsynelatende hastighet, nemlig Vapp. Den tilsynelatende hastighet, Vapp er da:

Hvor «sin» er den trigonometriske sinusfunksjon. Den tilsynelatende hastighet har sin fysiske betydning ved at det er den hastighet som den seismiske bølge 132 detekteres med av mottakerne. Etter hvert som bølgefronten 133 beveger seg oppover, så vil mottakeren 128 detektere bølgefronten før mottaker 127 detekterer den. På grunn av at avstanden mellom mottakerne 127 og 128 og tidsintervallet mellom det tidspunkt bølgefronten detekteres av mottaker 128 på det tidspunkt den registreres av mottaker 127, vil bølgefronten synes å vandre horisontalt med hastighet Vapp.

Som det vil fremgå av ligning (7), er Vapp inverst proporsjonalt med sinus for fallvinkelen Gdip, forutsatt at Vtrueer konstant. Hver rett linje i F-K-opptegningen i fig. 7, hvis helning er Vapp, definerer således en fallvinkel, Gdip i fig. 7 og 8. Videre representerer data i F-K-opptegningen i fig. 6 langs en rett linje, slik som lin-

jen 195, bare den seismiske energi som forplanter seg opp gjennom jorden i en bestemt fallvinkel, og utelukker seismisk energi som forplanter seg oppover i alle øvrige fallvinkler.

Det skal nå henvises til fig. 3, 6 og 7, hvor det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 fortrinnsvis korrigerer data for kildebevegelse ved å velge en tall-skive av data med konstant tid fra F-K-domene i trinn 190 (fig. 3). Et eksempel på en slik konstanttid-fallskive er vist i fig. 6 som det dataparti innenfor området 191 som er avgrenset av de rette linjer 194 og 196. Da linjene 194 og 196 definerer en kakestykke-formet kile i F-K-opptegningen, kan de data som befinner seg mellom linjene 194 og 196 betegnes som en konstanttid-fallskive eller kakestykke-skive. Ved å velge en kakestykke-skive av F-K-data og inverst F-K-transformere disse utvalgte kakestykke-data i trinn 200, vil det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 velge bare den seismiske energi som forplanter seg oppover gjennom jor den innenfor et område av fallvinkler som er fastlagt ved helningene av linjene 194 og 196.1 henhold til den foretrukne utførelse av oppfinnelsen blir således en konstanttid-fallskive av F-K-data valgt i trinn 190 og inverst F-K-transformert i trinn 200. Størrelsen av kakeskiven kan innstilles til hvilken som helst ønsket stør-relse og er vanligvis en funksjon av den nøyaktighet som ønskes. Størrelsen av kakestykket har således sammenheng med et område av fallvinkler, Bdip+ABdip-Resultatet av prosesstrinn 200 er da en skudd-registrering som er blitt korrigert for mottakerbevegelse og som representerer den seismiske energi som tilsvarer et område av fallvinkler tilsvarende 6dip±A6dip, og slik som beskrevet ovenfor har sammenheng med den tilsynelatende hastighet som er definert ved kakeskiven. Det bør erkjennes at den seismiske energi ved fallvinkelen 6Dip inkluderer en innbyrdes overlagring av seismiske bølger som er blitt reflektert fra millioner av diffraktorer langs linjen 130. Ved å anvende prinsipper med grunnlag i klassisk Doppler-teori, kan da data korrigeres for kildebevegelse.

For å forstå denne anvendelse av Doppler-teori, skal det henvises til fig. 7 hvor en kilde 112 beveger seg fra stedet so ved begynnelsen av HFVS-frekvenssveipet til en beliggenhet send ved slutten av frekvensensveipet. Diffraktor-punktene 140, 142 og 144 representerer eksempler på diffraktor-steder langs linjen 130. Linjene 145 og 146 representerer retningen av de seismiske bølger som vandrer bort fra henholdsvis den opprinnelige kildeplassering s0og den endelige kildebeliggenhet send, frem til diffraktorpunktet 140. Lignende linjer kan trekkes opp for seismiske bølger som vandrer til diffraktorene 142 og 144. De seismiske bøl-ger som reflekteres av diffraktorene 140, 142 og 144 vandrer oppover langs linjen 130 med fallvinkel Gdip-

Som vist, beveger kilden 112 seg fra venstre mot høyre og forflytter seg således bort fra diffraktoren 140. På grunn av at kilden beveger seg bort fra diffraktoren, så vil perioden av det utsendte frekvenssveipsignal fra kilden synes å være lengre. Alternativt vil lengden av frekvenssveipet synes å være lengre ut i fra betraktningspunktet for diffraktoren 170. Denne forandring i frekvens og lengde av frekvenssveipet betegnes som frekvens-forskyvning ut i fra Doppler-teorien. I dette eksempel vil imidlertid kilden nærme seg diffraktoren 144 under frekvenssveipet, og frekvenssveipet vil da synes kortere fra et betraktningspunkt ved diffraktoren 144. Diffraktoren 142 befinner seg under midtpunktet for kildens bevegelse- bane under frekvensveipet, og det vil således være null total frekvensforskyvning i forbindelse med diffraktoren 142. Den forvrengning som skriver fra kildens bevegelse kan videre representeres ved størrelsen av frekvensforskyvningen ut i fra Doppler-teorien. Som det vil fremgå nedenfor kan størrelsen av Doppler-forskyvningen beregnes for hver diffraktorbeliggenhet, eller området av diffraktor-steder, og hensiktsmessige filtre kan opprettes for å korrigere data for denne forvrengning.

Det skal nå henvises til fig. 9, hvor det er angitt at de foretrukne prosesstrinn 210 for å beregne og anvende Doppler-korreksjonsfiltre med henblikk på å korrigere for kildebevegelse omfatter ført beregning av forstyrrelsens størrelse i trinn 212. På grunn av at Doppler-frekvensforskyvningen forandrer lengden av frekvenssveipet ved hver diffraktorbeliggenhet, så kan omfanget av den forstyrr-else som skriver seg fra kildebevegelse angis ved å beregne lengdeforandringen av frekvenssveipet for hver diffraktor. lengdeforandringen av frekvenssveipet, målt i millisekund-enheter, angis som utvidelse (eller sammentrykning) og i trinn 212 blir da denne utvidelse beregnet for hver diffraktor. Utvidelsen vil variere med dif-fraktorens beliggenhet og blir da oppdelt i tids-porter i trinn 214, slik at det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 kan danne et korreksjonsfilter for hver tidsport i prosesstrinn 216. Til slutt vil det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 i trinn 218 anvende korreksjonsfiltrene på skuddregistreringen for å korrigere for utvidelsen.

Det skal nå henvises til fig. 10, hvor det er vist at den geometri som har sammenheng med utledningen av utvidelsen for en diffraktor 140 omfatter kilden 112 som beveger seg fra en begynnelseposisjon so ved innledningen av frekvenssveipet til en sluttposisjon send ved slutten av frekvenssveipet. Diffrakto-

ren 140 befinner seg i en dybde Z under den stasjonære mottaker 127 samt i en avstand X bort fra mottakeren. Avstanden H representerer avstanden mellom mottakeren og kilden 112 i dens begynnelseposisjon so- Vinkelen 6r er vinkelen mellom fallinjen 130 og den horisontale akse. Vinkelen 9r har sammenheng med fallvinkelen Gdip ved ligningen 6r = 90 - Gdip- Så snart et konstant kakestykke av data er valgt fra F-K-domene, er således Gr definert. Seismiske bølger fra kilden i en posisjon so vandrer langs linjen 145 i den angitte retning, reflekteres bort fra diffraktoren 140 og vandrer langs linjen 130 til en mottaker 127. På lignende måte vil

en seismisk bølge som sendes ut fra kilden 112 i posisjon send vandre langs linjen 146 i den angitte retning og bli reflektert bort fra diffraktoren 140 og deretter også vandre langs linjen 130 til mottakeren 127. Graden av utvidelse beregnes som forskjellen mellom den tid en seismisk bølge tar for å vandre fra kilden 112 i sin begynnelseposisjon so til mottakeren 127 og den tid en bølge tar for å vandre fra kilden til mottakeren når kilden befinner seg i sin sluttposisjon send- I betraktning av at de seismiske bølger vil ta samme tid for å vandre langs linjen 130 mellom diffraktoren 140 og mottakeren 127 i de to tilfeller, så er utvidelsen ganske

enkelt forskjellen mellom den tid en bølge tar for å vandre fra kilden 112 i posisjon So langs linjen 145 til diffraktoren, og forplantningstiden fra kildens posisjon send til diffraktoren langs linjen 146. Hvis Tsorepresenterer den førstnevnte tid langs linjen 145 og Tsendrepresenterer forplantningstiden langs linjen 146, så vil utvidelsen være:

hvor DIL er utvidelsegraden. Utvidelseverdien DIL er således positiv når Tsender større enn Ts0(hvilket vil si når kilden beveger seg bort fra diffraktoren) samt negativ når Tsender mindre enn Tso(kilden beveger seg mot diffraktoren).

Fremdeles under henvisning til fig. 10 og under anvendelse av Pythagoras læresetning har man ligningene:

hvor V er forplantningshastigheten for seismiske bølger i vann (1500 meter/ sekund), T er den tid en seismisk bølge tar for å vandre fra kilden ved s0 langs linjen 145 til diffraktoren 140 samt langs fallinjen 130 til mottakeren 127. Ligning (9) kan omskrives til en kvadratisk ligning og da løses med henblikk på X, hvilket gir:

Det bør bemerkes at X i ligning (11) har positiv verdi hvis fallretningen er nedover og til høyre, og negativ verdi hvis fallretningen er oppover og til høyre. Ved anvendelse av ligningen (11), kan X beregnes ved tiden T, og så snart X er kjent, kan Z beregnes ved anvendelse av ligning (10). Ved beregning av X og Z for hver konstant 9r gir plasseringen av en diffraktor for en seismisk hendelse ved tiden T.

Ligning (8) kan omskrives til:

hvor us er kildens hastighet og Tsler tidsvarigheten av frekvenssveipet. Som det vil fremgå ved betraktning av ligningene (11)-(15), er utvidelsen DIL en funksjon av beliggenheten av diffraktoren (X og Z), T, båthastigheten us, samt lengden av frekvenssveipet Tsl- Videre har ligningen (14) bare en løsning når T>H/V.

Det skal nå henvises til fig. 9 og 11, hvor det er vist en opptegning av for-tynningen DIL som en funksjon av tiden for en kilde 112 og en mottaker 127. Som vist, er positive DIL-verdier inntegnet til høyre for aksen 188 med negative DIL-verdier til venstre for aksen. Skjønt korreksjonsfilteret kan beregnes på grunnlag av stikkprøve-for-stikkprøve (hvilket kan være å foretrekke), kan tilfredsstillende resultater oppnås på mindre tid hvis utvidelseskurven oppdeles i segmenter og korreksjonsfiltre fremstilles for hvert segment, heller enn for de utførte stikkprøver som utgjør segmentene. I henhold til den foretrukne utførelse blir da utvidelsen DIL oppdelt i segmenter 252, 253, 254, 255 og tilhørende tidsporter 256, 257, 258, 259, 260. Størrelsen av segmentene 252-255 og således størrelsen av tids-portene 256-260, kan innstilles til en hvilken som helst ønsket størrelse.

Tallrike teknikker er tilgjengelig for å fremstille hensiktsmessige filtre for å kompensere skudd-registreringene for den foreliggende utvidelsesgrad i hver tidsport. Sveipet kan f.eks. gjentas med ny prøvetakning med At', hvor:

hvor At er prøvetakningsperioden for skudd-registreringen. Etter den nye prøve-takningen blir den nye prøvetakningstakt overstyrt og kalt At idet den gir en ny skuddregistrering. Som et overdrevet eksempel, kan for et 1-sekunds sveip utvidet med 1 sekund og prøvetatt i en takt på 2 millisekunder (en stikkprøve tatt hvert annet millisekund) sveipet prøvetatt på nytt til 1 millisekund som da gir dobbelt så mange stikkprøver. De på nytt utprøvede data gis så en prøvetakningstakt på 2 millisekunder hvilket vil gjøre registreringen dobbelt så lang. Det utvidede sveip blir så korrelert med det ikke-utvidede sveip. Fasen av resultatet er den påkrevde fasekorreksjon.

Fasekomponenten av vedkommende data er ikke lik null på grunn av de Doppler-forskyvninger som er resultat av skipets bevegelse. Videre kan hovedvirk-ningen av forvrengningen på grunn av kildebevegelse bare ses i fasespekteret for disse data. Forvrengningen kan elimineres ved å drive fasekomponenten for vedkommende data til en konstant verdi, fortrinnsvis da null-fase. I samsvar med den foretrukne utførelse, vil da det seismiske måle- og behandlingsutstyr 51 ekstra-here fasekomponenten av utvidelsemodellen krysskorrelert med referansesveipet. Et standard helpasserende inverst filter, slik som et Wiener-Levinson filter velge til å utelukke faseinnholdet i de registrerte data etter korreleringen med referanse-sveipesignalet. Et alt-passerende inverst filter forandrer ikke amplitudeinnholdet av vedkommende data, men bare faseinnholdet. Dette filter er fortrinnsvis utført for å fjerne faseinnholdet, og derved bringe utgangssignalet fra filteret til å ha null-fase.

Korreksjonsfilterne anvendes fortrinnsvis på hele datasporet, og derfor blir de ønskede segmenter fra hvert korrigert spor valgt og kombinert sammen til å danne et fullstendig korrigert datasett. Datakorreksjonen for en tidsport på 1 sekund, f.eks. påført disse data. På lignende måte blir korreksjoner for tidsporter på 2 sekunder, 3 sekunder, 4 sekunder og så videre også påført datasettet, slik at det derved dannes fire datasett som hver er korrigert av et bestemt korreksjonsfilter. Bare de korrigerte data fra 0 til 1,5 sekunder blir da valgt fra det første datasett, de korrigerte data fra 1,5 til 2,5 sekunder velges fra det andre datasett, de korrigerte data fra 2,5 til 3,5 sekunder velges fra det tredje datasett, og de korrigerte data fra 3,5 til 4,5 sekunder blir valgt fra det fjerde datasett, og så videre.

Etter å ha korrigert de seismiske data for bevegelse av mottaker og kilde innenfor en konstant fall-skive i trinn 210 (fig. 3), blir den neste fall-skive av F-K-data valgt i trinn 240, og trinnene 200-210 gjentas inntil samtlige F-K-data er blitt valgt. Så snart samtlige data er blitt korrigert for hver fallinje-skive av F-K-data, blir resultatene summert sammen i trinn 230 for å frembringe de ønskede data korrigert for kilde- og mottakerbevegelse.

Tallrike utførelsevarianter og modifikasjoner vil være åpenbare for fagkyn-dige på området så snart beskrivelsen ovenfor er fullstendig forstått. De følgende patentkrav bør derfor tolkes slik at de omfatter alle slike variasjoner og modifikasjoner.

Claims

1. Fremgangsmåte for å korrigere seismiske data for forvrengning som er frembrakt ved bevegelse av en seismisk kilde og bevegelse av en seismisk mottaker, idet fremgangsmåten erkarakterisert ved: (a) korreksjon av de seismiske data for mottakerens bevegelse, (b) korrelering av de mottakerkorrigerte seismiske data fra trinn (a) med et referansefrekvens-sveipesignal som anvendes av nevnte seismiske kilde for å generere seismiske bølger, (c) beregning av en fremoverrettet F-K-transformasjon av de korrelerte data fra trinn (b) for derved å frembringe F-K-transformerte data, (d) valg av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data, (e) beregning av en invers F-K-transformasjon av nevnte konstante fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data for å frembringe inverst F-K-transformerte data, og (f) beregning av et hensiktsmessig korreksjonsfilter for nevnte inverst F-K-transformerte data.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og hvor nevnte trinn som går ut på å velge en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data omfatter valg av F-K-transformerte data som tilsvarer et forut bestemt område av fallvinkler.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, og hvor nevnte trinn som går ut på å velge en konstant fallinje-skive av F-K-transformerte data (trinn (d)), å beregne en invers F-K-transformasjon av nevnte valgte konstante fallinje-skive av data (trinn (e)), og å beregne et hensiktsmessig korreksjonsfilter for nevnte inverse F-K-transformerte data (trinn (f)) gjentas for ytterligere konstante fallinje-skiver av F-K-data.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, og hvor nevnte korreksjonsfilter anvendes på nevnte seismiske data for å korrigere for nevnte kildebevegelse.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, og hvor nevnte trinn som går ut på å beregne et hensiktsmessig korreksjonsfilter omfatter beregning av minst én utvid-elseverdi for nevnte inverse F-K-transformerte data.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, og hvor nevnte seismiske data genere-res av nevnte kilde som sender ut seismiske bølger under anvendelse av nevnte referansefrekvens-sveipesignal, og nevnte utvidelsesverdi beregnes ved å subtra-here den tid en seismisk bølge tar for å vandre fra kilden til mottakeren ved enden av frekvenssveipet, fra den tid en seismisk bølge tar for å vandre fra kilden til mottakeren ved begynnelsen av frekvenssveipet.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, og hvor nevnte inverse F-K-transformerte data omfatter seismiske data som reflekteres bort fra flere diffraktorer som befinner seg langs linjer som tilsvarer nevnte forutbestemte område av fallvinkler, og flere utvidelsesverdier beregnes for nevnte seismiske data.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, og hvor nevnte utvidelsesverdier oppdeles i segmenter.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, og hvor nevnte trinn som går ut på å beregne et hensiktsmessig korreksjonsfilter omfatter fornyet prøvetagning av nevnte seismiske data med en prøvetakningsperiode som er forskjellig fra den prøvetakningsperiode som ble anvendt for innledningsvis å ta prøver fra nevnte seismiske data.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, og hvor nevnte trinn som går ut på å beregne et hensiktsmessig korreksjonsfilter også omfatter beregning av flere alt-passerende inverse filtre, slik at hvert alt-passerende inverst filter tilsvarer et bestemt segment av nevnte utvidelsesverdier.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, og hvor resultatene av å anvende nevnte korreksjonsfiltre på nevnte seismiske data blir addert sammen.

12. Seismisk apparat, karakterisert vedat apparatet omfatter: seismisk måle- og behandlingsutstyr, en bruker-inngangsinnretning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, en fremviseranordning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr omfatter en behandlingsenhet og en lagringsenhet, og nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr er innrettet for å korrigere seismiske data for kildebevegelse ved å beregne en F-K-transformasjon av nevnte seismiske data, ved å beregne en invers F-K-transformasjon av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data samt å beregne og anvende hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver konstant fallinje-skive av F-K-transformerte data.

13. Seismisk apparat som angitt i krav 12, og hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr velger en konstant fallinjeskive fra nevnte F-K-transformerte data og som tilsvarer et forutbestemt område av fallvinkler.

14. Seismisk apparat som angitt i krav 13, og hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr velger flere kakestykkelignende skiver av F-K-transformerte data, beregner et sett av hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver valgt konstant fallinje-skive av data, anvender nevnte sett av hensiktsmessige korreksjonsfiltre på nevnte seismiske data som detekteres av nevnte mottaker, samt adderer sammen de seismiske data etter at de er blitt filtrert av nevnte sett av korreksjonsfiltre.

15. Seismisk apparat, karakterisert vedat apparatet omfatter: seismisk måle- og behandlingsutstyr, minst én seismisk kilde koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, minst én seismisk mottaker koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, en bruker-inngangsinnretning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, og en fremvisningsanordning koplet til nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr, hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr omfatter en kilde- og mottaker-grensesnittenhet, en behandlingsenhet, og en lagringsenhet, og nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr er innrettet for å korrigere for kildebevegelse ved å beregne en F-K-transformasjon av seismiske data som er detektert av nevnte mottakere, å beregne en invers F-K-transformasjon av en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data, og å beregne og anvende hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver kakestykkelignende skive av F-K-transformerte data.

16. Seismisk apparat som angitt i krav 15, og hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr velger en konstant fallinje-skive av nevnte F-K-transformerte data og som tilsvarer et forutbestemt område av fallvinkler.

17. Seismisk apparat som angitt i krav 16, og hvor nevnte seismiske måle- og behandlingsutstyr velger flere konstante fallinje-skiver av F-K-transformerte data, beregner et sett av hensiktsmessige korreksjonsfiltre for hver valgt konstant fallinje-skive av data, anvender nevnte sett av hensiktsmessige korreksjonsfiltre og nevnte seismiske data som detekteres av nevnte mottaker, og adderer sammen de seismiske data etter at de er blitt filtrert av nevnte sett av korreksjonsfiltre.