NO332303B1 - Fremgangsmate for bestemmelse av lokale bolgehoyder og akustisk sensor i marine seismiske signaler - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler for bruk i forbindelse med marine seismiske datainnsamlingsaktiviteter omfatter trinn for: å føle et mottaker-skyggesignal ved å bruke en neddykket akustisk sensor (18); og å estimere høyden på vannsøylen over den akustiske sensoren ved å bruke nevnte mottaker-skyggesignal (30). Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte trinn for: å identifisere endringer i ankomsttider fra seismiske signaler mottatt av flere neddykkede akustiske sensorer(18) lokalisert med forskjellige avvik fra en akustisk kilde; å bestemme tidsforskjeller mellom den identifiserte endringen i ankomsttider og forventede endringer i ankomsttider assosiert med en antatt akustisk sensor dybdeprofil; og å omforme tidsforskjellene til dybdeforskjeller mellom den antatte akustiske sensor dybdeprofilen og den aktuelle dybdeprofilen til nevnte akustiske sensorer. Denne fremgangsmåten gir forbedret bestemmelse av lokale bølgehøyder og akustiske sensorhøyder og tillater at «støy» i seismiske data assosiert med endringer i lokale bølgehøyder og seismiske sensorhøyder blir svekket i etterfølgende dataprosessering.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler og særlig en fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler tilpasset for bruk i forbindelse med marine seismiske datainnsamlingsaktiviteter som gir forbedret bestemmelse av lokale bølgehøyder og akustiske sensordybder, og tillater at «støy» i seismiske data assosiert med endringer i lokale bølgehøyder og seismiske sensordybder blir redusert i etterfølgende dataprosessering.

Seismiske data blir samlet inn for å på avstand føle geologiske tilstander under overflaten, særlig i forbindelse med leting etter, og produksjon av, hydrokarboner, slik som olje og naturgass. For å samle seismiske data i et marint miljø, blir akustiske kilder, slik som luftkanoner, brukt for å produsere et akustisk signal som blir transmittert gjennom sjøvannet og inn i de geologiske formasjonene under overflaten. Endringer i akustisk impedans ved sjøbunnen og mellom forskjellige geologiske lag forårsaker at en del av den akustiske energien blir reflektert og returnert mot sjøoverflaten. Disse reflekterte signalene blir mottatt av akustiske sensorer og blir behandlet for å danne bilder av geologien under overflaten.

I et marint miljø, finnes disse akustiske sensorene (også kalt seismiske sensorer, ofte trykksensorer kjent som hydrofoner) typisk i lange rørformede streamere og blir tauet bak et seismisk undersøkelsesfartøy. Streamerne er ofte fylt med parafin (eng.: kerosene) eller andre flytende materialer som tillater at delene til streamerne får tilnærmet nøytral oppdrift. Streamerne har ofte én eller flere interne belastningselementer (slik som stålkabler) som gir vesentlig strekkstyrke og hindrer strekking av streamerdelene, mens de samtidig tillater at streameren er relativt fleksibel og i stand til å kunne bli tvunnet rundt en trommel med en fornuftig diameter på det seismiske undersøkelsesfartøyet. Dybden (eller «høyden» (eng.: elevation)) som en streamer er tauet på er typisk regulert av en ledeplate (eng.: deflector) plassert på den enden til streameren som er nærmest det seismiske undersøkelsesfartøyet (se, f.eks., vårt US patent nr. 5 357 892) og av kontrollanordninger kalt styreplater (eng.: birds) som typisk er plassert med jevne mellomrom langs streamerens lengde (se f.eks., vår publiserte PCT internationale søknad nr. WO 98/28636).

Dybden til hydrofonene i streamerne blir typisk overvåket på det seismiske undersøkelsesfartøyet ved hjelp av dybdesensorer knyttet til styreplatene. Ettersom styreplatene er utplassert med god avstand langs streameren (slik som hver 300 meter) sammenlignet med den vesentlig kortere avstanden mellom hydrofonene (slik som en gruppe av hydrofoner hver 12,5 meter), må dybden til en bestemt akustisk sensor eller en gruppe akustiske sensorer typisk bli tilnærmet ved interpolering av dybdeverdier til styreplatene på hver side av sensoren eller sensorgruppen.

Denne typen av relativt grovt dybdebestemmelsessystem, gjør det vanskelig for mannskapet på et seismisk undersøkelsesfartøy å bestemme når visse typer problemer opptrer i streamerne. F.eks. blir streamerdeler typisk «balansert» til de har tilnærmet nøytral oppdrift. På grunn av temperaturendringer på det seismiske undersøkelsesfartøyet og i sjøvannet, opptrer det noen ganger balanseringsproblemer (for mye positiv eller negativ oppdrift). Hvis imidlertid dybden til hver hy dro fon i hver del kunne bli overvåket, kan det være mulig å bestemme hvilke deler som opplever balanseringsproblemer og å korrigere disse problemene før de virker inn på kvaliteten til de seismiske dataene som blir innsamlet eller forårsaker taueproblemer.

Dybdesensorer på styreplatene føler typisk det lokale vanntrykket i omgivelsene og omformer denne trykkavlesningen til en dybdeverdi. Vanntrykket målt ved styreplatene, omfatter imidlertid to typer transiente forhold som konstant endrer seg ettersom streameren blir tauet. Den første transiente betingelsen er den lokale bølgehøyden, det lokale sjønivået rett over sensoren minus midlere sjønivå. Endringer i lokal bølgehøyde blir også kalt bølger. Den andre transiente betingelsen er den aktuelle streamerhøyden (eller dybden) målt med hensyn til gjennomsnittelig sjønivå. Endringer i den aktuelle streamerhøyden er typisk forårsaket av krefter, slik som positiv eller negativ oppdrift i streamerdelene, bølgeinduserte krefter, strømmer, ledeplatene, styreplatene, etc. Vanntrykket ved styreplaten blir påvirket av begge disse transiente betingelser. For å eliminere bølgeeffekter, blir de målte vanntrykkverdiene typisk midlet eller filtrert over en utstrakt tidsperiode (slik som mellom 10 og 100 sekunder). Mens denne midlingen eller filtreringsprosessen mer presist «midler» dybdeverdier for styreplatene, eliminerer den enhver mulighet for å bruke de målte dybdeverdiene til å kompensere for transiente betingelser som har en syklisk periode mindre enn halvparten av midlingsperioden eller filterlengden, slik som bølger.

To typer av «støy» blir introdusert i dataene fra fluktuasjoner i streamerdybden og den lokale bølgehøyden. En første type støy blir forårsaket av skyggeeffekter (eng.: ghost). Akustiske refleksjoner fra sjøoverflaten over en akustisk sensor eller en akustisk kilde, vil forårsake kansellering av de mottatte akustiske signalene ved frekvenser som angår dybden til sensoren eller kilden (dvs. skyggeeffekten). Skygger er brudd i frekvensspekteret som opptrer ved frekvensene F = n/Tg, hvor n er et heltall (0, 1, 2, ...) og skyggeperioden Tg er lik to ganger mottaker (eller kilde) dybden H (avstanden til sjøoverflaten) delt på sjøvannets akustiske transmisjonshastighet. Dybden H (og derfor skyggebruddfrekvensen F) må bli korrigert for innfallsvinkelen (som vil bli diskutert mer detaljert under). Det er to skygger, én introdusert på kildesiden og én introdusert på mottakersiden. Variasjoner i skyggenes bruddfrekvens opptrer når dybden til mottakeren eller kilden varierer. Disse variasjoner kan være forårsaket av en endring i den absolutte høyden til streameren eller kilden eller på grunn av endringer i bølgehøyden over streameren eller kilden.

For å kompensere for disse skyggeeffekter, blir seismiske sensorer typisk tauet på en dybde hvor den første skyggebruddfrekvensen som er forskjellig fra null er utenfor det seismiske spektrum (mellom ca. 5 Hz og ca. 80 Hz) hvor den største delen av informasjonen angående den interessante geologiske flaten under overflaten blir oppnådd ved en seismisk undersøkelse. En dekonvolusjonsprosedyre kan bli brukt for å kompensere for den frekvens-avhengige svekkelsen av de mottatte seismiske signalene forårsaket av skyggeeffekter (dvs. «av-skygging» av dataene). I konvensjonelle seismiske databehandlingsprosedyrer, antar imidlertid denne dekonvolusjonsprosedyren at de seismiske sensorene er plassert en konstant avstand under havoverflaten. Ethvert avvik i posisjonen til sensoren fra denne antatte posisjonen, vil forårsake at av-skyggeprosedyren til en viss grad opererer feilaktig; noen frekvenser vil bli over-forsterket og noen frekvenser vil forbli underforsterket. Ettersom dybdeverdiene blir midlet eller filtrert på annen måte over en utstrakt tidsperiode for å fjerne bølgeeffekter på dybdeverdiene, kan ikke dybdeverdiene som tilveiebringes av konvensjonelle seismiske datainnsamlingsutstyr bli brukt for å gi tilpasset eller individualisert av-skygging av seismiske data for å redegjøre for de aktuelle (og endrende) dybdeverdier til sensorene da de mottok de interessante seismiske data.

En annen type støy er forårsaket av endringer i den absolutte høyden til streameren som forårsaker utilsiktede forskyvninger i ankomsttidene til de akustiske signalene mottatt fra de underliggende seismiske reflektorene. Ettersom seismisk dataanalyse hovedsakelig omfatter å kombinere flere seismiske traser som avbilder den samme posisjonen under overflaten, vil disse tidsforskyvningene forårsake uskarpheter i det seismiske bildet av reflektorene.

Mens disse to typer av avvik ikke introduserer «støy» i vanlig forstand (dvs. uønskede signaler som påvirker eller maskerer de ønskede signalene), vil det klart bli forstått at de forhindrer riktig seismisk avbildning av det som befinner seg under overflaten og derfor utgjør støy i mer generell forstand. For noen typer seismisk avbildning, slik som analyser av tidsforkortede bilder av produserende hydrokarbonreservoarer, kan disse effektene være tilstrekkelig for å maskere enhver endring i den seismiske responsen som kunne forventes å resultere fra tilbaketrekningen av reservoarvæsker. En studie utført på vegne av søkeren har konkludert at hvis det brukes konvensjonelle seismiske databehandlingsplaner, kan grov sjøeffekter fra kun 2 meter signifikant bølgehøyde (SWH) maskere enhver endring i seismisk respons som kunne være ventet å være tilknyttet hydrokarbonproduksjon, i det minste for noen reservoartyper.

I konvensjonell marin seismisk undersøkelse, omfatter de eneste forsøkene på å kompensere for endringer i lokal bølgehøyde å kompensere for endringer i midlere havnivå på grunn av tidevanneffekter. Ingen forsøk er gjort på å korrigere de seismiske data for bølgeeffekter eller korte syklustidsvariasjoner i streamernes dybdeverdier. Mens det er velkjent at kvaliteten til seismiske data vil bli alvorlig degradert hvis de seismiske data er innsamlet i perioder med grov sjø, blir det normalt ikke gjort forsøk på å kompensere for disse typer av transiente forhold. Når mannskapet på et seismisk undersøkelsesfartøy eller klientens observatør ombord bestemmer at sjøforholdene er for grove eller ikke møter spesifikasjonene man har blitt enige om i kontrakten, blir innsamlingen av seismiske data av undersøkelsesfartøyet simpelthen stoppet. Klienten må rett og slett leve med det faktum at seismiske data innsamlet ved grove sjøforhold har mer støy (dvs. av lavere kvalitet) enn seismiske data innsamlet ved roligere sjøforhold.

Leverandører av seismisk datainnsamling har en vesentlig drivkraft for å innsamle seismiske data under «tvilsomme» værforhold ettersom de typisk ikke får kompensert for død-tid på grunn av dårlig vær, og mengden død-tid brukt på grunn av dårlig vær kan lett være i området mellom 10 % og 50 % av hele mobiliseringsperioden. Noen leverandører av seismisk datainnsamling er særlig aggressive med hensyn til å fortsette seismiske datainnsamlingsaktiviteter i dårlig vær. Dette er særlig sant når det seismiske undersøkelsesfartøyet innsamler multi-klientdata. Multi-klientdata blir typisk innsamlet «som spesifisert» (eng.: on-spec) hvor den seismiske leverandøren betaler kostnadene for innsamlingsaktivitetene og så prøver å kompensere for disse kostnader og få et overskudd ved å lisensiere tilgang til de innsamlede seismiske data. Noen leverandører tror åpenbart at effekten av dårlig vær kan bli fjernet (eller i det minste maskert) ved senere databehandling eller at klientene ikke innser hvor mye støy dataene faktisk har. Denne situasjonen har tidligere blitt ytterligere komplisert fordi klienter har manglet en fremgangsmåte for uavhengig å kunne bestemme hva sjønivået var når de seismiske dataene ble samlet inn.

US 4353121 beskriver et stratigrafisk system med høy oppløsning som benytter seismiske signaler innsamlet av flere neddykkede seismiske sensorer.

Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler.

En fordel med den beskrevne utførelsen av den foreliggende fremgangsmåten, er at den tillater at lokale bølgehøyder og akustiske sensorhøyder blir bestemt i forbindelse med marine seismiske datainnsamlingsaktiviteter.

En ytterligere fordel med den beskrevne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, er at den tilveiebringer en hensiktsmessig fremgangsmåte for å bestemme de lokale bølgehøydene direkte fra seismiske data.

En annen fordel med den beskrevne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, er at høyden til individuelle akustiske sensorer eller nettverk av akustiske sensorer kan bli bestemt i fravær av konvensjonelle vanntrykk-baserte dybdesensorer.

En ytterligere fordel med den beskrevne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, er at «støy» introdusert i de seismiske data av endringer i lokale bølgehøyder og/eller endringer i høyden til seismiske sensorer kan bli dempet ved senere databehandling.

Sammendrag av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler innsamlet av flere neddykkede seismiske sensorer som svar på drift av en akustisk kilde ved en marin seismisk undersøkelse, hvor fremgangsmåten omfatter, for hvert av minst noen av signalene, trinn for: å velge et tidsvindu i signalet som omrammer en relativt veldefinert hendelse representert i signalet; å bestemme mottakerens skygge-brudd-frekvens fra amplitude/frekvens-spekteret til signalet i nevnte vindu; og å avlede fra nevnte mottakers skygge-brudd-frekvens et estimat av høyden til vann-kolonnen over sensoren som produserte signalet. Fremgangsmåten kan videre omfatte trinn for: å identifisere endringer i ankomsttider fra seismiske signaler mottatt av flere neddykkede akustiske sensorer lokalisert med ulik avstand fra en akustisk kilde; å bestemme tidsdifferanser mellom de identifiserte endringer i ankomsttider og forventede endringer i ankomsttider assosiert med en forventet akustisk sensordybde-profil; og å omforme tidsforskjellene til dybdeforskjeller mellom den antatte akustiske sensordybde-profilen og den aktuelle dybdeprofilen til nevnte akustiske sensorer. Denne fremgangsmåten gir forbedret bestemmelse av lokale bølgehøyder og akustiske sensorhøyder og tillater at «støy» i seismiske data assosiert med endringer i lokale bølgehøyder og seismiske sensorhøyder blir dempet ved senere databehandling.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et skjematisk diagram av et seismisk undersøkelsesfartøy som utfører en marin seismisk undersøkelse; Fig. 2 er et forstørret riss av en del av den seismiske streameren og sjøoverflaten fra fig. 1; Fig. 3 er en flate med seismiske traser mottatt fra en enkelt akustisk puls; Fig, 4 er en andel seismiske traser fra fig. 3 i et vindu etter at sjøbunns-refleksjoner har blitt opplinjert til omtrent samme ankomsttid; Fig. 5 er et plott som viser amplitude mot frekvens spekteret til de seismiske trasene i vinduet fra fig. 4; Fig. 6 er et diagram som plotter ankomsttider for refleksjonen fra vannbunnen mot avviksavstander og en moveout-kurve for forplantningstiden; og Fig. 7 er et plott som viser seismiske sensordybder og lokale sjøhøyder bestemt i henhold til den foreliggende oppfinnelsen for en gruppe seismiske traser vist i fig. 3.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Fig. 1 viser et skjematisk riss av et seismisk undersøkelsesfartøy og tilknyttet utstyr som utfører en marin seismisk undersøkelse. Et konvensjonelt marint seismisk undersøkelsessystem 10 omfatter et seismisk undersøkelsesfartøy 12, en akustisk kilde 14, én eller flere streamere 16 (som hver omfatter flere hydrofoner 18, en type akustisk sensor), og opptaksutstyr 20. Når seismisk data samles inn ved hjelp av det seismiske undersøkelsessystemet 10, produserer den akustiske kilden 14 (typisk én eller flere luftkanoner) en akustisk puls som blir transmittert gjennom sjøvannet 22 og blir delvis reflektert av både sjøbunnen 24 og grenseflatene 26 mellom forskjellige geologiske lag hvor de akustiske impedansene til lagene endrer seg.

Når seismiske data samles inn ved bruk av denne type seismisk undersøkelsessystem 10, vil den mest utpregede refleksjonshendelsen som tas opp typisk være den direkte vannbunnankomsten 28. Den direkte vannbunnankomsten 28 kan også bli tenkt på som en første del 28 av den akustiske pulsen produsert av den akustiske kilden 14 som reflekteres direkte fra sjøbunnen 24 og blir mottatt direkte av hydrofonen 18. En andre del 30 av den akustiske pulsen reflekteres fra sjøbunnen 24, reflekteres fra sjøoverflaten 32 over hydrofonen 18, og blir så mottatt av hydrofonen. Denne andre delen 30 (kjent som mottakerens skyggesignal) er ut av fase med hensyn til den første delen 28 og vil resultere i destruktiv interferens i det mottatte akustiske signalet ved mottakerens skygge-brudd-frekvenser, som diskutert over. En tredje del 34 av den akustiske pulsen reflekteres fra sjøoverflaten 32 rett over den akustiske kilden 14 før den reflekteres fra sjøbunnen 24 og blir mottatt av hydrofonen 18. Denne tredje delen 34 vil tilsvarende være ute av fase med hensyn til den første delen 28, og vil resultere i destruktiv interferens i det mottatte akustiske signalet ved kildens skygge-brudd-frekvenser. Mens den første delen 28, den andre delen 30 og den tredje delen 34 er vist som strålebaner, er dette kun for bekvemmelighet, og det skal forstås at akustiske signaler sprer seg på en generelt sfærisk måte og at lignende strålebaner ville eksistere mellom den akustiske kilden 14 og hver av hydrofonene 18. Det seismiske undersøkelsesfartøyet 12 er også typisk utstyrt med en dybdesonde (eng.: sounder) 36 som tillater monitorering av vanndybden under fartøyet.

Fig. 2 viser en forstørret del av den seismiske streameren 16 og sjøoverflaten 32 fra fig. 1 på et bestemt tidspunkt. Sjøoverflaten 32 er overlagret av en stiplet for referanselinje 38 midlere sjønivå. Det midlere sjønivået 38 er typisk kompensert for tidevanns effekter og vil ideelt representere sjønivået som ville eksistere hvis sjøene i området var fullstendig rolige. Sjøhøydevariasjonen 40 kvantifiserer avstanden sjøoverflaten 32, rett over hydrofonen 18, er over eller under dette midlere sjønivå 38. Lignende, er streameren 16 og hydrofonene 18 overlagret av en stiplet referanselinje 42 for ønsket streamerdybde. Denne ønskede streamerdybden 42 representerer typisk dybden under det midlere sjønivået 38 hvor streameren 16 er ment å bli tauet. Selv om ledeplaten og styreplatene fungerer korrekt, er det imidlertid forstått at streameren 16 vil bølge til en viss grad og at hydrofonene 18 i streameren ikke vil være presis lokalisert på den ønskede streamerdybden 42. Sensorenes dybde variasjon 44 kvantifiserer avstanden hydrofonene 18 er over eller under den ønskede streamerdybden 42. Graden av variasjon i sjøhøyden 40 og variasjon i sensordybden 44 har blitt overdrevet i fig. 2 av illustrative formål. Også vist i fig. 2, er en avviksvinkel 46, også referert til som theta, som representerer vinkelen mellom strålebanen til det direkte treffet av vannbunnen 28 og en vertikal strålebane. Denne av viks vinke len 46 blir senere brukt til å beskrive beregninger som gjøres i den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 3 er en seismisk traseflate 48 som viser et antall seismiske traser som har blitt mottatt av hydrofonene 8 på en enkel streamer 16 fra en enkelt akustisk puls produsert av en akustisk kilde 14. Fagmannen vil forstå at disse seismiske trasene reflekterer endringer i vanntrykkamplituden målt av hver av hydrofonene 18 over tid. Den første og tydeligste hendelsen i denne seismiske traseflaten 48, er det direkte treffet av vannbunnen 50.1 dette tilfellet, er den nødvendige tiden for en akustisk puls produsert av den akustiske kilden 14 for å nå havbunnen 24 og bli reflektert til hydrofonen 18 nærmest det seismiske undersøkelsesfartøyet 12, tilnærmet 4,2 sekunder (vanndybden er ca. 3100 meter i dette eksemplet). Den nødvendige tiden for den direkte vannbunnstreffdelen av denne samme pulsen for å nå hydrofonen 18 lengst fra det seismiske undersøkelsesfartøyet 12, er like over 5 sekunder. Det ble notert at sjøtilstanden var ca. 2 meter signifikant bølgehøyde og at innfallsvinkelen til strålebanen til det direkte vannbunn treff et ved de fjerne avvikene var ca. 35°, når denne bestemte seismiske traseplaten 48 ble innsamlet. Fig. 4 viser deler 52 i vindu av de seismiske trasene fra fig. 3 etter at det direkte vannbunnstreffet 50 har blitt moveout-korrigert slik at de er rettet inn på tilnærmelsesvis den samme tiden og en identisk 32 ms del av hver trase (omfattende det direkte treffet av vannbunnen 50) har blitt valgt. Ingen «strekking» av trasedelen fra fig. 3 i vinduet har funnet sted. Trasen har ikke blitt normal moveout-korrigert for å forsøke å danne en ekvivalent null-offsett trase. Tidsvinduet har rett og slett blitt tidsforskjøvet slik at det direkte treffet av vannbunnen 50 opptrer på omtrent det samme stedet i vinduet for hver av trasene.

Det skal forstås at den lokale sjøhøyden rett over hydrofonen 18 konstant endres ettersom de seismiske dataene blir samlet inn. Den tidsvariante naturen til dette problemet søler til skyggebruddet som ville blitt oppnådd for hele den seismiske trasen. For å adressere dette, blir det valgt et kort tidsvindu (fortrinnsvis mindre enn ca. 250 ms) for å gi et «øyeblikksbilde» av vannkolonnens høyde i nærheten av den akustiske sensoren over en relativt kort tidsperiode. I den foretrukne utførelsen, er dette den tidsperioden rett før og rett etter det direkte treffet av vannbunnen 50 er mottatt av hydrofonen 18. Bruken av disse korte tidsvinduene, kan imidlertid forårsake at tradisjonelle metoder for utvinning av små bølger (som kan bli brukt for å bestemme skyggebrudd-frekvenser) feiler, på grunn av (f.eks.) feilaktig antagelse av stasjonær bølge. Amplitude mot frekvensspektra blir fortrinnsvis brukt istedenfor, for å bestemme mottakerens skyggebruddfrekvens for hver av de valgte tidsvinduene. Fig. 5 er et diagram som viser amplitude mot frekvensspektrum for et antall av delene i vinduer i de seismiske trasene fra fig. 4 (trasene har avvik på 0-800 meter). Fig. 5 viser hvordan kildenes bruddfrekvenser 58 praktisk talt er konstante for hver av trasene (fordi de seismiske trasene kom fra én enkelt akustisk kildepuls slik at kildenes bruddfrekvenser bare vil variere med cosinus til innfallsvinkelen til treffet), mens mottakerens bruddfrekvens 56 varierer betydelig fordi høyden til vannkolonnen over hver av hydrofonene 18 i streameren 16 er forskjellig, hovedsakelig på grunn av bølgeeffekter.

Hvis kildedybden er nær til mottakerdybden, vil de to skyggebruddene være nær i frekvens, og det kan være vanskelig å skille mellom dem og å gjøre nøyaktige utvelgelser. Dette er enklest løst ved å plassere kilden og mottakerne på forskjellige dybder. Den nødvendige dybdeseparasjonen er ikke enkel å definere ettersom det avhenger av bruddvariasjonen, som prinsipielt er bestemt av bølgehøyden. Hvis kilden og mottakeren er separert i dybde med minst halve den maksimale peak-til-gjennom bølgehøyden (den signifikante bølgehøyden), så er det usannsynlig at bruddene noensinne vil være sammenfallende.

Andre metoder for å skille mellom kilde- og mottakerbrudd kan også bli brukt. Kildens bruddfrekvens 58 varierer typisk mindre enn bruddfrekvensen 56 til mottakeren, ettersom systemet til luftkanonopphenget «rir» på bølgene, og holder kildens skyggeperiode mer konsistent. Også, ved å arbeide i felles-skuddområdet, vil kildens bruddfrekvens 58 være konstant (selv om den varierer med cosinus til innfallsvinkelen) for alle mottakere assosiert med det samme skuddet. Den tilsynelatende skyggebrudd-perioden minker med avviket med cosinus til innfallsvinkelen fra vertikalen. Denne moveout-kurven må bli fjernet fra brudd- utvalgene før inversjon til lokal høyde på sjøoverflaten, enten gjennom beregning som bruker avvikene og vanndybde, eller ved å tilpasse en beste-tilpasnings glattet kurve gjennom utvalgene (slik som en cosinus-type kurve eller en annen- eller tredjeordens polynom-kurve). Avvikene vil også påvirke den laterale posisjonen til de inverterte sjøoverflate-punktene siden refleksjonspunktene ikke lenger vil være vertikalt over mottakerne. Som diskutert over, er det enkelt å korrigere dette laterale skift med avvik.

Som diskutert over, er inversjon av mottakerens skyggefrekvens for å beregne høyden på vannkolonnen over den akustiske sensoren relativt rett frem. Hvis den første bruddfrekvensen til skyggen som er forskjellig fra null blir valgt, kan høyden på vannsøylen bli estimert som følgende:

WCH = (ATV)/(2<*>RGNF<*>COS(THETA))

der:

WCH = Vannkolonnehøyde

ATV = Akustisk transmisjonshastighet

RGNF = Første bruddfrekvens for mottakerens skygge som er forskjellig fra null. THETA = Ankommende innfalsvinkel.

Hvis, f.eks., en hydrofon 18 med 400 meter avvik har en ankommende innfalsvinkel på 2° (THETA = 2°, cosinus til THETA 0,9994), er den første bruddfrekvensen til mottakerskyggen som er forskjellig fra null funnet ved 160 Hz (RGNF = 160), og den akustiske transmisjonshastigheten til sjøvann er 1460 meter/sek. (ATV = 1460), så kan vannsøylens høyde over hydrofonen bli estimert med følgende beregning: WCH = (1460)1(2<*>160<*>0,9994) = 4,6 meter.

Den tilnærmede dybden til kilden og mottakeren, vanndybden og avviksavstanden vil typisk være kjent, og tillate at THETA-verdien blir beregnet ganske nøyaktig.

Mens formelen over gir et estimat på vannsøylens høyde over hydrofonen 18, estimerer den mer presist vannsøylens høyde over et horisontalt plan som passerer gjennom hydrofonen for et punkt som er WCH<*>TAN(THETA) nærmere kilden enn hydrofonen, ettersom dette er den laterale posisjonen hvor den andre delen 30 til den akustiske pulsen antas å ha blitt reflektert fra sjøoverflaten 32.

Fremgangsmåten over tillater å bestemme estimater av vannsøylens høyde i nærheten av en bestemt akustisk sensor fra den bestemte mottakerens skyggebruddfrekvens 56. Hvis disse beregningene blir gjort for flere forskjellige hydrofoner 18 i en streamer 16, og det antas at hydrofonene 18 er horisontale, kan også den lokale sjøtilstanden bli bestemt. En forbeding av denne fremgangsmåten tillater at avvik mellom den aktuelle posisjonen til hydrofonene 18 og denne antagelsen om horisontal opplinjering blir bestemt.

Hvis endringer i ankomsttider kan bli identifisert for en gruppe akustiske sensorer som er lokalisert med forskjellige avvik fra en akustisk kilde, og hvis tidsforskjeller kan bli bestemt mellom disse identifiserte tidsendringene og tidsendringene som ville vært ventet hvis de akustiske sensorene var posisjonert med en bestemt dybdeprofil, så er det mulig å omforme disse bestemte tidsforskjellene til dybdeforskjeller mellom den antatte sensorprofilen og den aktuelle dybdeprofilen.

Fig. 6 er et kryssplott 60 som viser en forventet moveout-kurve 62 for forplantningstid for vannbunnrefleksjon og aktuelle utvalg 64 for ankomsttid for vannbunnrefleksjon. Størrelsen på avviket mellom ankomsttidutvalgene 64 og forplantningshastighetens moveout-kurve 62 har blitt svært overdrevet i fig. 6 for å beskrive prosessen tydeligere. Forplantningstidens moveout-kurve 62 forbinder forventede ankomsttider for de direkte vannbunns-refleksjonene 28 med avviksavstander (avstanden mellom den akustiske kilden 14 og hydrofonene 18). De forventede ankomsttidene tilsvarer forplantningstidene som ville vært ventet hvis hver av sensorene 18 var lokalisert presis på den ønskede streamerdybden 42.

Ankomsttid-utvalgene 64 representerer de aktuelle direkte ankomsttidene til vannbunnen for hydrofonene 18 lokalisert ved det bestemte avviket og disse tidsutvalgene er dannet fra de seismiske trasene vist i den seismiske traseflaten 48. Mens det ville være mulig å bruke andre teknikker for å identifisere disse reflektorenes ankomsttider (eller ekvivalente endringer i reflektorenes ankomsttider), slik som ved å bruke en korrelasjonsteknikk for å bestemme tidsforskyvningen til ankomsten mellom nærliggende traser eller vindus-deler til nærliggende traser, har søkeren funnet at gode resultater kan bli oppnådd ved presis utvelgelse av de små bølgenes starttid for de direkte vannbunnsankomstrefleksjonene. Fortrinnsvis bør ankomsttid-utvalgene 64 bli gjort til det nærmeste 0,1 ms, som tilsvarer til en nøyaktighet på tilnærmet 15 cm. Hvis de seismiske signalene blir tatt opp med et prøvetakings-intervall større enn 0,1 ms, kan det være nødvendig å interpolere de opptatte verdiene for å korrekt velge hendelsens ankomsttider med tilstrekkelig nøyaktighet. Enhver forsterket støy i de mottatte seismiske signalene bør bli fjernet, fortrinnsvis med et minimum-fase lav-kutt filter. Det er også fordelaktig å velge så nær bølgens startpunkt som mulig (første ankomst, første topp), slik at de varierende skygge-ankomstene ikke interfererer med tidsutvalgene. Hvis korrelasjonsteknikker ble brukt for å bestemme endringen i hendelsens ankomsttider, ville det være fordelaktig å strengt begrense andelen av traser som blir korrelert, for å unngå at kilde og/eller mottakerskyggene interfereres med den nøyaktige bestemmelsen av hendelsenes ankomsttidsdifferanser.

Forplantningstidens moveout-kurve 62 tegner opp forventede endringer i ankomsttider med endrende avvik for en gitt akustisk sensor dybdeprofil. I denne beskrevne utførelsen, som vil være tilfelle for så og si alle tauede streamer-relaterte anvendelser av denne fremgangsmåten, er den antatte akustiske sensor dybdeprofilen horisontal, dvs. parallell til den ønskede streamer-dybden 42. Estimater eller antagelser angående kilde/mottaker avviks-avstander, kildedybden, den midlere mottakerdybden, refleksjonspunktdybdene, og/eller den akustiske transmisjonshastigheten (eller hastighetene) kan bli brukt for å begrense forplantningstidens moveout-kurve 62.

I de fleste forenklede modeller, er streameren 16 antatt å være horisontal, sjøbunnen 24 er antatt å være horisontal, sjøvannet 22 er antatt å ha en enkelt akustisk transmisjonshastighet og derfor er den forventede vannbunns forplantningstids moveout-kurve 62 forventet å være en enkel hyperbol (dvs. den direkte vannbunns-ankomsten vil utvise hva geofysikere viser til som «normal moveout» eller «hyperbolsk moveout»). En hyperbel som best passer til de aktuelle vannbunns-refleksjonenes ankomsttidsutvalg 56 kan så bli valgt og brukt for å bestemme tidsforskjellene mellom de forventede reflektorankomsttider og de aktuelle reflektorankomsttider (eller, ekvivalent, mellom de forventede endringer og de aktuelle endringer i reflektorankomsttidene). I praksis, har typisk en tredje ordens polynom-kurve blitt tilpasset til ankomsttidsutvalgene 56 for å produsere forplantningstidens movout kurve 62. Den tredje polynomkoeffisienten tillater en viss grad av variasjon i de forenklede antagelsene identifisert over.

Mer sofistikerte antagelser kan også bli gjort angående den korrekte forplantningstids-moveout-kurven 62. Dybdemålinger fra dybde-sonden 36 kan bli brukt, f.eks., for å danne en profil av sjøbunnsoverflaten. Denne sjøbunns-profilen og den planlagte layout av den akustiske kilden 14 og hydrofonene 18 kan bli brukt for å danne en forventet forplantningstid-moveout-kurve 62. Denne modell-baserte beregnede moveout-kurven 62 for forplantningstid kan videre bli tilpasset til sjøbunnens ankomstutvalg 62. Fysiske parametere som påvirker den forventede forplantningstidens moveout-verdier, slik som langsomme endringer av sjøbunnstrukturene, variasjoner i vannhastighet med dybde, og direkte effekter på bølgene, kan tilsvarende bli modellert for å bestemme en passende forplantningstid-moveout-kurve 62. Det er også mulig å identifisere disse parametre ved å se etter korrelasjoner blant resultatene oppnådd fra forskjellige akustiske pulser.

Avstanden hydrofonen 18 er over eller under den ønskede streamerdybden 42, kan bli beregnet ved å bruke den følgende formel:

hvor:

AASE = Aktuell akustisk sensorhøyde

EASE = Forventet akustisk sensorhøyde

ARAT = Aktuell refleksjons-ankomsttid

ERAT = Forventet refleksjons-ankomsttid

ATV = Akustisk transmisjonshastighet

THETA = Ankommende innfallsvinkel

Hvis, f.eks. hydrofonen 18 med 2000 meter avvik har en forventet høyde på - 5 meter (EASE -5), er den forventede ankomsttiden for vannbunns-refleksjonen fra forplantningstidens moveout-kurve 54 for 2000 meter avvik, 4,4050 sekunder (ERAT 4,4050), den aktuelle ankomsttiden for vannbunnrefleksjon identifisert fra den seismiske trasen innsamlet av hydrofonen er 4,4046 sekunder (ARAT 4,4046), den akustiske transmisjonshastigheten til sjøvann er 1460 m/s (ATV = 1460), og den ankommende innfallsvinkelen er 20° (THETA = 20°, og cosinus til THETA = 0,9397), så kan den aktuelle akustiske sensordybden bli beregnet som følger:

Mens enhver seismisk hendelse på en dybde forskjellig fra kildens og mottakernes kan bli brukt i fremgangsmåten (slik som en dominant seismisk reflektor i et interessante geologisk område), er vannbunns-refleksjoner generelt de sterkeste refleksjoner i det seismiske opptaket og det er ofte mulig å presis isolere denne hendelsen fra andre interfererende refleksjoner. Sjøbunnen er også ofte relativt flat

(eller har i det minste en relativt uniform gradient over den interessante avstanden)

og dette forenkler i en stor grad prosessen å velge en passende forplantningstid moveout-kurve 62. Den aktuelle akustiske sensorhøyden kan da bli brukt for å «finjustere» estimatet til de lokale sjøhøydene diskutert tidligere, ved å korrigere den estimerte høyden til vannsøylen med avstanden sensoren er over eller under den ønskede streamerdybden 42.

Fig. 7 er et kryssplott 66 som viser lokale sjøhøyder 68 og streamerdybder 70 bestemt i henhold til den foreliggende oppfinnelsen for noen av de seismiske trasene vist i fig. 3. Disse trasene har avvik på 300-725 meter, hvor skalaen i bunnen representerer relativavstanden fra sensoren nærmest det seismiske undersøkelsesfartøyet. Dette plottet representerer et «øyeblikksbilde» av sjøoverflatens høyde over sensorene og de seismiske sensordybdene under midlere

sjønivå for en kort tidsperiode rundt tiden når den direkte sjøbunnsankomsten nådde hver av hydrofonene 18. Tiden for øyeblikksbildenes verdier for de større avvikene er derfor en brøkdel av et sekund senere enn tiden for øyeblikksbildenes verdier for de mindre avvikene. Midlere sjønivå 38 er antatt å være null dybde, og alle dybder er plottet relativt til dette nivå. Ettersom de beregnede lokale sjøhøydeverdier 68 har blitt justert for både lokale vannsøylehøyder og avvik mellom ønsket streamerdybde og aktuell streamerdybde, kan midlere sjønivå 38 bli bestemt ved

enkel midling av de beregnede sjøoverflatehøydene over et relativt stort område med avvik. Det har blitt foretatt en korreksjon for den laterale forskyvningen med avvik VCH<*>TAN (THETA) korreksjonen nevnt over), selv om dette utgjør liten forskjell ved disse små ankomstvinkler (< 13°). Den ønskede streamerdybden 42 var 5 meter, med styreplatene satt til å kontrollere dybden til pluss eller minus 1 meter, og det kan ses at de aktuelle streamerdybdene 70 bestemt i samsvar med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen faller innenfor disse grensene.

Mens fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har blitt beskrevet i forbindelse med punkt-mottagende streamerinnsamlingsutstyr (dvs. de seismiske signalene innsamlet av hver individuelle hydrofon er tatt opp) og bedre oppløsning kan bli oppnådd for denne type data, kan også fremgangsmåten bli brukt med konvensjonelle gruppeformede data (dvs. de seismiske signalene mottatt av en gruppe nærliggende hydrofoner blir lagt sammen før de blir tatt opp). Under minst noen forhold, når det brukes data fra en enkelt sensor, kan lokale sjøhøyder og streamerdybder forventes å bli bestemt ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen med en presisjon større enn pluss eller minus 50 cm.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan bli brukt for å overvåke lokale bølgehøyder og seismiske sensorhøyder ved marine seismiske datainnsamlingsaktiviteter. Dette kan bli nyttig, f.eks. for å overvåke sjøtilstanden for å sikre oppfyllelse av kontraktuelle forpliktelser med hensyn til værforhold. Den kan også være nyttig for overvåkning av påvirkningen sjøtilstanden har på utstyr i sjøen, slik som streamerne, ledeplatene og styreplatene. De bestemte sensordybdeverdiene kan også bli brukt for å kontrollere

sensorposisjoneringsanordninger, slik som ledeplatene og styreplatene.

Denne fremgangsmåten kan også bli nyttig i senere seismiske databehandlingsanvendelser. Seismiske data innsamlet under ikke-ideelle værforhold kan bli beregnet om igjen og lokale bølgehøyder og seismiske sensorhøyder kan bli bestemt for hver seismiske sensor (eller seismiske sensorgruppe). Denne informasjonen kan bli brukt for å evaluere sjøforholdene som var tilstede når de seismiske data ble samlet inn og hvor presise hydrofoner ble holdt på deres ønskede dybde. De seismiske data kan bli ytterligere beregnet om igjen ved å bruke denne informasjonen for å bedre av-skygge dataene (dvs. justere dekonvolusjonsoperatoren for å ta hensyn til den aktuelle avstanden mellom den seismiske sensoren og sjøflaten heller enn den antatte avstanden mellom den seismiske sensoren og sjøflaten) og å korrigere reflektorankomsttidene for tidsforskyvningen forårsaket av at den seismiske sensoren er på den aktuelle høyden heller enn på den ønskede høyden.

Ettersom denne fremgangsmåten kan bli utført ved å bruke seismiske data innsamlet ved å bruke konvensjonelle seismiske datainnsamlingsteknikker og utstyr, kan fremgangsmåten bli brukt for å vesentlig forbedre de avbildende karakteristikkene til seismiske data innsamlet i ikke-optimale værforhold. De fleste seismiske undersøkelser krever en stor mengde data over områder som, til slutt, ikke identifiserer potensielle hydrokarbonutsikter. I disse områdene som ikke viser særlig potensiale, kan det imidlertid være en fordel å beregne om igjen seismiske data ved å bruke fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å «finjustere» det seismiske bildet av leteområdet.

Mens utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen beskrevet over benytter seg av direkte vannbunns-ankomster (og derfor bestemmer de akustiske sensorhøydene og lokale bølgehøyder på den tiden den direkte vannbunns-ankomsten når hver hydrofon), er ikke oppfinnelsen begrenset til å bruke denne ankomsten. Særlig, under enkelte omstendigheter blir det dannet enn vann-saltinnhold-grensesnitt-refleksjon, og denne refleksjonen kan bli brukt som erstatning for den direkte vannbunns-ankomsten. I tillegg kan andre seismiske reflektorer og refraktorer bli brukt med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Selv om ankomsttidene for disse andre seismiske reflektorer typisk ikke vil være så enkle å velge ut, og skyggebruddene vil bli mindre utpregede enn de assosiert med direkte vannbunns-ankomstene, hvis to eller flere tids-forsinkede lokale bølgehøyder og akustiske sensorhøyder kan bli bestemt for en bestemt seismisk trase, åpner dette opp muligheten for å ekstrapolere verdiene for å forbedre bildet for et bestemt geologisk målområde. Hvis vi f.eks. er interessert i et hydrokarbonreservoar lokalisert på en dybde på 5000 meter, og den akustiske sensorhøyden og lokale bølgehøydeverdier for én bestemt trase fra den direkte sjøbunns-ankomsten er henholdsvis -5,6 meter og 1,2 meter, og den akustiske sensorhøyden og lokale bølgehøydeverdier for den trasen når de er bestemt fra en dominerende geologisk reflektor lokalisert på 3000 meter, er henholdsvis -5,8 meter og 1,0 meter, kan det være ønskelig å tidsforskyve og av-skygge denne trasen ved å bruke de ekstrapolerte verdiene på henholdsvis -5,9 meter og 0,9 meter. På denne måten, kan det være mulig å mer presist avbilde det geologiske målområdet.

I noen tilfeller, særlig for relativt store avvik, kan den første opptatte seismiske hendelsen være en avbøyd heller enn en reflektert ankomst. Den avbøyde ankomsten forplanter seg fra den akustiske kilden til sjøbunnen, langs sjøbunnen, og så opp til den akustiske mottakeren. Disse avbøyde ankomstene vil demonstrere samme type skyggebrudd for mottakeren som diskutert angående vannbunns-ankomsten 50, selv om ankomstvinkelen, theta, vil være konstant. Forplantningstidens moveout-kurve 62 for avbøyde ankomster kan også, som en første ordens tilnærmelse, være lineær, eller en hyperbolsk. Ved å gjøre relativt små endringer til den foretrukne utførelsen til fremgangsmåten beskrevet over ved å bruke vannbunns-refleksjoner, kan disse avbøyde ankomster også bli brukt for å bestemme lokale bølgehøyder og seismiske sensorhøyder. Fortrinnsvis vil den seismiske reflektor- eller avbøyerhendelsen brukt med fremgangsmåten til oppfinnelsen bli brukt tidligere i det seismiske opptaket enn andre typer ankomster for å begrense interferens forårsaket av «pseudo-skygger» og andre typer akustisk interferens forårsaket av alternative transmisjonsmoder.

Mens den beskrevne utførelsen av den foreliggende oppfinnelse benytter en konvensjonell seismisk kilde slik som en luftkanon, som sin akustiske kilde og benytter en konvensjonell seismisk sensor, slik som en hydrofon, som sin akustiske sensor, er ikke oppfinnelsen begrenset til bruk av slike anordninger. Det er også mulig å bruke én eller flere dedikerte, ikke-seismiske akustiske kilder, slik som signalsendere (eng.: pingers) eller gnistsendere (eng.: sparkers). Konvensjonelle luftkanoner samarbeider bra med fremgangsmåten til oppfinnelsen hovedsakelig fordi de typisk produserer et bredbåndet akustisk signal. Hvis dedikerte akustiske kilder ble brukt med fremgangsmåten, kan det være fordelaktig å plassere dem i fronten, midten og enden av streamerne 16 fordi fremgangsmåten ser ut til å virke best når avviksvinkelen 46 er tilnærmet 45° eller mindre.

Lignende er det mulig å bruke dedikerte ikke-seismiske akustiske sensorer som er ment å motta de direkte ankomstene fra refleksjonene fra sjøbunnen.

Konvensjonelle hydrofoner virker særlig godt med fremgangsmåten til oppfinnelsen siden de er svært nøyaktige og har god høyfrekvent respons. Imidlertid må det ikke være nødvendig å oppnå streamerdybde- og lokale bølgehøydemålinger med samme romlige prøvetakingsintervall som hydrofonene 18 er plassert med i streameren 16. Hvis dedikerte sensorer og prosesseringsutstyr blir brukt for å bestemme den lokale bølgehøyden over sensorene og høyden til sensorene, kan det være fordelaktig at de dedikerte sensorene har større romlig avstand i prøvetakingsintervallet enn hydrofonene 18 og å ta prøve av den reflekterte delen av det akustiske signalet med et prøvetakingsintervall signifikant mindre enn det 2 eller 3 ms samplingsintervallet brukt i konvensjonell seismisk datainnsamling (slik som hvert 0,1 ms). De seismiske signalene må lignende ikke være «seismiske data» som blir brukt for å analysere geologien under overflaten. De kan i stedet være innsamlet alene i forbindelse med målingene beskrevet over. Mens den foretrukne utførelsen til oppfinnelsen er beskrevet ved å bruke konvensjonelle hydrofoner 18 (vanntrykksensorer), vil fremgangsmåten virke på en lignende måte med geofoner (partikkelhastighetssensorer), akselerometere og andre typer akustiske sensorer. Mottakerens bruddfrekvens 56 angår direkte forskjellen i ankomsttider mellom det direkte treffet av vannbunnen 28 og mottakerens skyggesignal 30. Alternative utførelser av fremgangsmåten til oppfinnelsen som benytter forplantningshastighetsmålinger for mottakerskyggesignalet 30 for å estimere høyden på vannsøylen kan også bli brukt.

Mens den beskrevne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen er skissert i forbindelse med konvensjonell seismisk datainnsamling med tauede marine streamere, er fremgangsmåten ikke begrenset til denne type miljø. Den kan lignende bli brukt i havbunnskabel, vertikalt utplasserte sensorgrupper og andre typer seismiske datainnsamlingssystemer.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å analysere seismiske signaler innsamlet av flere neddykkede seismiske sensorer i respons til drift av en akustisk kilde i en marin seismisk undersøkelse, idet sensorene er lokalisert med forskjellig avvik fra kilden, hvor fremgangsmåten omfatter, for hver av minst noen av signalene, følgende trinn: å velge et tidsvindu i signalet som innrammer en hendelse representert i signalet; å bestemme mottakerens skyggebruddfrekvens fra amplitude-/frekvensspekteret til signalet i nevnte vindu; å utlede fra nevnte mottakers skyggebruddfrekvens et estimat av høyden til vannsøylen over sensoren som produserte signalet; å identifisere endringer i ankomsttider fra seismiske signaler mottatt av sensorene; å bestemme tidsforskjeller mellom nevnte identifiserte endringer i ankomsttider og forventede endringer i ankomsttidene assosiert med en antatt akustisk sensordybdeprofil; og å konvertere nevnte tidsforskjeller til dybdeforskjeller mellom nevnte antatte akustiske sensordybdeprofil og den aktuelle dybdeprofilen til nevnte akustiske sensorer.

2. Fremgangsmåte som i krav 1, hvor nevnte hendelse er en refleksjon fra en akustisk reflektor under sensorene.

3. Fremgangsmåte som i krav 2, hvor nevnte reflektor er sjøbunnen.

4. Fremgangsmåte som i et av kravene 1-3, hvor nevnte mottaker skyggebruddfrekvens er bestemt ved å beregne amplitude-/frekvensspekteret til seismiske signaler mottatt av nevnte akustiske sensor og så velge ut nevnte mottakers skyggebruddfrekvens fra nevnte spektrum.

5. Fremgangsmåte som i krav 4, hvor nevnte amplitude-/frekvensspektrum omfatter både en skyggebruddfrekvens for en kilde og nevnte mottakers skyggebruddfrekvens, og hvor nevnte fremgangsmåte ytterligere omfatter trinn for å skille nevnte mottakers skyggebruddfrekvens fra nevnte kildes skyggebruddfrekvens på basis av den relative variasjonen til nevnte mottakers skyggebruddfrekvens og nevnte kildes skyggebruddfrekvens.

6. Fremgangsmåte som i et av de foregående krav, hvor nevnte trinn for å identifisere endringer i ankomsttider omfatter å identifisere ankomsttider assosiert med en felles reflektor fra nevnte seismiske signaler mottatt av nevnte akustiske sensorer, og nevnte trinn for å bestemme tidsforskjeller omfatter å bestemme tidsforskjeller mellom nevnte identifiserte ankomsttider og korresponderende tider fra en forplantningstid moveout-kurve som assosierer forventede endringer i ankomsttider med endringer i avvik for nevnte antatte akustiske sensordybdeprofil.

7. Fremgangsmåte som i krav 7, hvor nevnte felles reflektor er sjøbunnen.

8. Fremgangsmåte som i et av de foregående krav, hvor nevnte mottatte seismiske signaler blir filtrert før nevnte endringer i ankomsttider blir identifisert.

9. Fremgangsmåte som i krav 8, hvor nevnte filtrering av nevnte mottatte seismiske signal blir utført ved å bruke et minimum-fase lav-kutt filter.

10. Fremgangsmåte som i et av de foregående kravene, hvor nevnte mottatte seismiske signaler blir digitalisert med et prøvetakingsintervall og nevnte tidsforskjeller blir bestemt med en presisjon finere enn nevnte prøvetakingsintervall ved interpolering mellom nevnte digitaliserte mottatte seismiske signal.

11. Fremgangsmåte som i et av de foregående kravene, hvor nevnte forventede endringer i ankomsttider blir beregnet ved å bruke en profil av sjøbunnsflaten.

12. Fremgangsmåte som i et av de foregående kravene, som ytterligere omfatter trinn for å korrigere nevnte mottatte seismiske signaler ved å forskyve nevnte mottatte seismiske signaler med nevnte bestemte tidsforskjeller.

13. Fremgangsmåte som i et av de foregående kravene, hvor nevnte estimerte vannsøylehøyder blir kombinert med nevnte dybde forskjell for å estimere den lokale bølgehøyden i nærheten av nevnte akustiske sensor relativt til midlere sjønivå på tiden undersøkelsen blir utført.

14. Fremgangsmåte som i krav 13, hvor estimater av lokale bølgehøyder blir beregnet for flere akustiske sensorer og blir brukt for å objektivt evaluere sjøens tilstand på tiden undersøkelsen blir utført.

15. Fremgangsmåte som i et av de foregående krav, som ytterligere omfatter trinn for å produsere en visning av lokale sjøforhold ved å bruke nevnte estimerte vannsøylehøyder.

16. Fremgangsmåte for å utføre en marin seismisk undersøkelse ved å benytte signalanalysemetodene til et av kravene 1-15.

17. Fremgangsmåte for en marin seismisk undersøkelse som i krav 16, hvor nevnte dybdeforskj eller blir brukt for å kontrollere en ledeplate eller en styreplate som kontrollerer dybden til nevnte akustiske sensorer.

18. En fremgangsmåte for marin seismisk undersøkelse som i krav 16 eller 17, hvor nevnte akustiske kilde er plassert på et signifikant annet dyp enn nevnte akustiske sensor.

19. Datamaskinapparat programmert for å implementere signalanalysemetodene til ethvert av kravene 1-15.

20. Apparat for marin seismisk undersøkelse som er samvirkende assosiert med datamaskinapparatet i krav 19.