NO833653L - Vertikal seismisk profilering - Google Patents

Description

Vertikal seismisk profilering

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til å bestemme underjordisk struktur ved bruk av vertikal seismisk profilering ("vertical seismic profiling" VSP).

VSP innebærer en målemetode hvor en seismisk kilde på eller nær jordoverflaten overfører energi til en geofon som er fastholdt ved en ønsket dybde eller til veggen av et borehull. Denne type seismisk registrering skiller seg fra vanlig seismisk refleksjon på overflaten med avfyring primært på

den måte som geofonene er plassert. I forbindelse med felles midtpunktavfyring som utføres på land eller i sjøen, har man fordelt mottagere sideveis på overflaten av jorden langs retningen av profilet. I forbindelse med VSP blir der plassert geofoner vertikalt til dybder av til tider flere tusen fot,

og i sin alminnelighet er der ikke plassert noen mottagere på overflaten. Således skiller retningen av geofon-utnyttelsen seg 90° ved de to typer seismisk registrering.

I forbindelse med VSP er den seismiske kilde generelt plassert så tett inntil borehullet som mulig. Idéen går ut på å sende energi vertikalt nedover til reflekterende mellomskikt, slik at den reflekterte energi vil returnere vertikalt oppover til borehullgeofonen plassert i brønnen. Data som skytes på denne måte, kan utnyttes til korrelering av lydbølge-loggdata med vanlige overflateseismiske data som skytes i området for brønnen. Imidlertid har denne type data lite for seg ved bestemmelse av overflatestruktur ved en hvilken som helst avstand fra brønnen, fordi energien vandrer hovedsakelig vertikalt.

Der foreligger en flerhet av fordeler i forbindelse med bruken av VSP til bestemmelse av undergrunnsstruktur. Fordi mottagerne er begravet i jorden istedenfor på overflaten,

blir mottagerne mindre påvirket av fordreining og støy som i sin alminnelighet foreligger i forbindelse med seismiske data på overflaten. Fordi mottagerne befinner seg så tett opp til de reflektorer som er av betydning, vil videre

mottagerne ha en større mulighet til å dekomponere strukturen i den umiddelbare nærhet av borehullet.

Det er således en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte til å bestemme undergrunnsstruktur ved bruk av VSP.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse utføres VSP

ved lokalisereing av den seismiske kilde på en vesentlig avstand fra brønnen. Seismiske data som fremkommer på denne måte blir deretter omformet til seismiske data som har utseendet av seismiske data som ville blitt oppnådd under bruken av vanlige seismiske undersøkelsesteknikker som benytter overflatemottagere (i det følgende betegnet som "overflate-seismiske data"). De overflate-seismiske data kan tydes ved hjelp av standard teknikker for bestemmelse av grunnstruktur med i noen tilfeller større presisjon enn det man kan oppnå

ved bruken av bare konvensjonelle overflate-seismiske data som oppnås ved bruk av overflatemottagere.

Hovedtrinnene som går ut på å utføre omformingen fra

VSP seismiske data til overflate-seismiske data er som følger:

1. Å velge en VSP datatrase fra de VSP-seismiske data.

2. Å kartlegge et segment av den valgte VSP-datatrase

ved sitt VSP-tidspunkt på et segment av overflate-seismiske data ved sitt passende overflate-seismiske tidspunkt og sideveis forskutt fra borehullet. Fordi overflate-seismiske data utgjør en plotting av overflate-seismisk tid som en funksjon av avstanden fra borehullet, vil kartleggingen også bli å betrakte som kartlegging av segmenter av VSP-data i den riktige lokasjon på et slikt spor. 3. Å gjenta trinnene 1-2 for alle ønskedede VSP-datatraser. 4. Å summere prøver som akkumulerer ved det samme overflateseismiske datatidspunkt og ved den samme avstand fra borehullet på de overflate-sismiske data som fremskaffes fra de VSP-seismiske data.

Uttrykket "spredning" ("moveout") er en velkjent term innen området undersøkelses-geofysikk. Termen har generelt å gjøre med forskjellen i ankomsttid av bølger ved forskjellige geofon-posisjoner selv om bølgene blir reflektert fra det samrne punkt på en reflektor. I den hensikt å stable eller stakke dataene for et felles punkt på reflektoren for å bedre informasjonen om overflåtestrukturen, er det nødvendig å benytte det som kalles en spredningskorreksjon. For overflate-seismiske data blir dette typisk utført ved korrelasjon av alle ankomsttider i forhold til den tid som er nødvendig for en bølge å vandre fra en kilde som er plassert direkte over refleksjonspunktet, til reflektoren og tilbake til en mottager anordnet like over refleksjonspunktet.

Det samme problem foreligger i forbindelse med omforming av VSP seismiske data til overflate-seismiske data. De bølger som blir mottatt av de forskjellige geofoner, kan komme fra det samme refleksjonspunkt, og utgangssignalene fra geofonene kan således bli stablet. Imidlertid vil bølgene pånytt ha forskjellige ankomsttider, og det har ikke tidligere vært kjent hvordan en korreksjon kan anvendes med hensyn til VSP seismiske data slik at der kan utføres stabling. Den fremgangsmåte som benyttes ifølge den foreliggende oppfinnelse, er en kartlegging av et segment av en VSP datatrase eller -spor i et segment av overflateseismiske data for derved å anordne dataene i en form som kan stables for fremskaffelse av overflateseismiske data fra VSP seismiske data.

Andre hensikter og fordeler ifølge oppfinnelsen vil frem-komme fra det ovenstående og kravene, såvel som fra den følgende detaljerte beskrivelse tatt i forbindelse med tegningen.

Fig. 1 viser en typisk feltgeometri for innsamling av

VSP seismiske data.

Fig. 2 er en illustrasjon av aktuelle VSP seismiske data. Fig. 3, 4 og 5 er geometriske illustrasjoner som benyttes ved utledning av ligninger som er nødvendig for omforming av VSP seismiske data til overflate-seismisake data.

Fig. 6 er en illustrasjon av et syntetisk VSP svar.

Fig. 7 er en illustrasjon av overflate-seismiske data

som oppnås ved omforming av det syntetiske VSP svar som er vist på fig. 6 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 og 9 anskueliggjør anvendelsen av omformings-teknikken ifølge den foreliggende oppfinnelse i forbindelse med enkeltstående VSP datatraser i det syntetiske VSP svar vist på fig. 6. Fig. 10 og 11 utgjør geometriske respresentasjoner som benyttes for utledning av ligninger som er nødvendige for anvendelsen av omformingen ifølge den foreliggende oppfinnelse hvor der foreligger dyppereflektorer.

På fig. 1 er der vist en typisk VSP konfigurasjon. En kilde 11, dvs. en såkalt "Vibroseis"-kilde er vist, idet den sender energi inn i jordskorpen. Det skal gjøres oppmerksom på at en hvilken som helst annen passende seismisk kilde,

f.eks. sprengstoffer, kan .eventuelt benyttes.

En geofon 12 befinner seg plasert på en ønsket dybde

i et borehull 14. I forbindelse med den viste plassering av geofonen 12 vil energi reflekteres fra et underjordisk lag 15 ved punktet 16. Det utgangssignal som fremskaffes av geofonen 12, blir registrert av et registreringsfartøy 17.

I forbindelse med VSP ville geofonen 12 typisk bli beveget til en ny lokasjon for hver avfyring, idet avstanden mellom geofonplasseringene ville være en konstant størrelse, f.eks. 15 m. Eventuelt kunne der bli benyttet en rad med geofoner som var anordnet med en innbyrdes avstand eller der kunne bli benyttet en flerhet av avstandsorienterte kilder.

Avstanden som kilden 11 har fra borehullet eller brønnen 14, er en av de mest kritiske parametre som skal velges dersom VSP dataene skal benyttes til bestemmelse av undergrunns-strukturen. Generelt vil den del av undergrunnen som avbildes, øke med kildeavstanden. For det enkle tilfelle av ett eneste horisontalt mellomskikt vil mellomskiktet bli avbildet ut til 150 m ved en kildeavstand på 300 m. Ved en avstand eller forskyvning på 150 m vil bare 75 m av undergrunnen bli avbildet. Noen strukturelle trekk ganske nær brønnen kan i det hele

tatt ikke bli avbildet dersom kildeavstanden er for liten. På den annen side, dersom avstanden er for stor,

kan der foreligge et problem angående fordreining av VSP dataene på grunn av kompres jon/sk jaer ing-modus-omf orminger .

En kildeavstand i området fra ca. 90 m til ca. 900 m blir vanligvis foretrukket.

Kilden bør plasseres slik at punktet for undergrunns-refleksjon generelt ligger i det plan som inneholder borehullet og kildeplasseringen. Dersom der f.eks. foreligger et generelt undergrunnsfall bør kilden være avstandsorientert langs fall-retningen istedenfor langs linjeretningen i den hensikt å unngå refleksjoner som er utenfor profilen.

Den riktige kildeplassering vil også være avhengig av

den spesielle undergrunnsstruktur som skal avbildes. Man oppnår avbildning av et meget bredere område av undergrunnen dersom kilden blir plassert motfalls istedenfor nedfalls.

Generelt er antallet av refleksjonspunkter langs en grenseflate lik antallet av borehull-geofonstasjoner over flaten. Stakkfolden i forbindelse med dataomformingen ifølge den foreliggende oppfinnelse er avhengig av densiteten av refleksjonspunktene. Stakkfolden kan derfor styres ved endring av geofonstasjon-avstanden. Dersom avstanden reduseres, vil stakkfolden økes, og motsatt dersom avstanden økes, vil folden reduseres. Geofonavstanden påvirker også overlappingen i VSP-dataene. Den foretrukne geofonavstand ligger i området

fra ca. 7,5 m til ca. 30 m.

De data man oppnår ved hjelp av VSP, har et utseende

som vist på fig. 2. De data som er vist på fig. 2, blir oppnådd under bruken av en "Vibroseis"-kilde som var plassert 300 m fra brønnen. "Vibroseis"-kilden skaffet et 14 sekunders sveip fra 10 til 80 hz. Borehullgeofonene var plassert ved stasjoner ved hver femtende meter mellom dybder på 360 m og 3.34 5 m.

Det er meget vanskelig å bestemme undergrunnsstrukturer fra de VSP data som er vist på fig. 2, fordi dataene ikke er anordnet i stakk og ikke er i det format som vanligvis bearbeides av undersøkelses-geofysikere som typisk har kjenn-skap til å tolke overflateseismiske data. Den følgende kartlegging- og stakkefremgangsmåte blir benyttet for omforming av VSP dataene vist på fig. 2 til overflateseismiske data som har utseendet av vanlige seismiske data oppnådd under bruken av overflategeofoner;og som lettere kan fortolkes med hensyn til å bestemme undergrunnsstrukturer fordi dataene er anordnet i stakk og fordi dataene befinner seg i en mer vanlig form. Fig. 3, 4 og 5 vil bli benyttet for illustrasjon av den måte som omformingen kan utføres på.

På fig. 3 er der vist tre stråler 21-23 som brer seg

fra en kilde som er anordnet på en avstand X fra brønnen og nedover mot en horisontal grenseflate på en dybde h og tilbake til de tre borehull-geofonstasjoner 26-28. Hva angår geofonen 28, vil det registrerte signal komme fra et refleksjonspunkt på grenseflaten på en avstand X/2 fra brønnen. For geofonen 26 kommer det mottatte signal fra et refleksjonspunkt som betraktes å ligge på 0 avstand fra brønnen. På mellomliggende borehull-geofonstasjoner, f.eks. stasjonen for geofonen 27, ligger refleksjonspunktene på grenseflaten mellom avstand 0 og X/2 fra brønnen.

For den konfigurasjon som er vist på fig. 3, kan en flerhet av lokasjoner være anordnet på grenseflaten mellom 0 og X/2, hvilket heretter er betegnet som vertikale seismiske profUpunkter ved felles dybde (VSPCDP "vertical seismic profile common depth points"). Antallet av VSPCDP lokasjoner er vilkårlig hva også gjelder for deres innbyrdes avstand mellom hverandre. For enkelhets skyld vil der bli antatt en avstand på 6 m mellom tilstøtende VSPCDP-lokasjoner.

For en hvilken som helst av VSPCDP-lokasjonene, f.eks. lokasjonen 54 m fra brønnen, vil de stykker av de opptegnede VSP data som svarer til signaler som hadde refleksjonspunkter liggende på grenseflaten på dybde h mellom 51 m og 57 m fra brønnen (innenfor halvparten av VSPCDP-avstanden til hver side av VSPCDP-lokasjonen 54 m fra brønnen ^ bli plukket ut.

De tidspunkter som gjelder når disse stykker opptrer på deres respektive VSP-traser (VSP-tid), kan alle føyes inn i den toveis vertikale gangtid for denne spesielle grenseflate ved dybden h (overflateseismisk tid). Når den viktige kartlegging er blitt utført for stykkene,kan stykkene stakkes sammen. Resultatet blir plassert på en VSPCDP stakktrase som har tilknytning til VSPCDP-lokasjonen 54 m fra brønnen og på et tidspunkt som er lik den toveis vertikale gangtid til reflektoren ved dybde h (overflateseismisk tid for den reflektor). Nok en gang blir anordning i stakk gjort mulig på grunn av det forhold at antallet av refleksjonspunkter vil være større enn antallet av VSPCDP-lokasjoner. Som et eksempel vil man for en kilde på avstand 300 m, en grenseflate ved en dybde på 1.500 m og en avstand på 15 m mellom tilstøtende borehull-geofonlokasjoner anordne mer enn 100 refleksjonspunkter langs grenseflaten fra brønnen ut til en avstand på 150 m i retning av kilden. Imidlertid vil man ved den antatte avstand på 6 m bare ha 25 VSPCDP-lokasjoner.

Fig. 4 viser VSP refleksjonsgeometrien i det tilfelle

der foreligger et horisontalt lag ved en dybde h. En nedadgående rett stråle 31 kommer fra kilden ved avstanden x til et refleksjonspunkt ved dybden h og en sideveis avstand q fra borehullet 33. Veilengden langs denne rette stråle er L. Den oppadgående reflekterende stråle passerer gjennom borehullgeofonen 34 anordnet ved dybden d og treffer overflaten ved en sideveis avstand p. Enkel geometri gir følgende ligning:

Dersom T defineres som den overflateseismiske tid

o,r

eller toveis vertikal gangtid fra overflaten til refleksjons-

punktet, blir V(T ) definert som den gjennomsnittlige hastig-o, r

het fra overflaten ned til ref leks jonspunktet, og t blir definert som toveis gangtiden langs den rette strålebane 31 vist på fig. 4, så får man:

Ved innføring av ligningene (2) og (3) i ligning (1)

og omforming får man den kjente hyperbolske spredningsligning

Like triangler gir:

Ligning (5) kan omformes til:

Ved innsetting av ligning (6) i ligning (4) og ved rot-utdragning får man:

som representerer den totale gangtid fra kilden til refleksjonspunktet og tilbake til overflaten langs den viste strålebane 31. VSP-refleksjonsendelsestiden (t.CD) som generelt

V O Jr

er betegnet som VSP tid, vil utgjøre forskjellen mellom tr og gangtiden fra borehull-geofonlokasjonen opp til overflaten langs strålesbanen 31.

På fig. 5 er der vist en rett strålebane 36 som kan svare til en refleksjon dersom en kilde befant seg en sideveis avstand p fra kilden og dersom der forelå en horisontal grenseflate ved dybden d. Banelengden langs den oppadgående del av banelengden er 1. Gangtiden langs denne oppadgående del er tiden man trenger å subtrahere fra t for å finne tTI„_.

^ r VSP

Enkel geometri gir ligningen:

Dersom tQ ^ defineres som toveis vertikal gangtid fra overflaten til geofondybden (d), blir V(TQ ^) definert som den gjennomsnittlige hastighet fra overflaten ned til lokasjonen for borehullgeofonen 34, og t^defineres som toveis gangtiden langs strålebanen 36, så vil og

Ved innsetting av ligning (9) og (10) i ligning (8) får man:

Dersom man innsetter for p fra ligning (6) og bruker ligning (10), får man: Fordi t,/2 utgjør gangtiden langs den oppadgående del av strålebanen 36, blir VSP tiden (tvsp): Dersom man pånytt bruker ligning (10), kan ligning (13) omformes til: i

Ligningene (13) og (14) kartlegger tvgp, VSP tiden på

VSP trasen registrert av borehull-geofonen anordnet ved dybden d i forhold til den overflateseismiske tid eller den toveis vertikale gangtid t for den tilsvarende reflektor som frem-o, r

skaffet hendelsen.

Den sideveise stilling av refleksjonspunktet for denne hendelse (q) kan bestemmes utifrå forholdet:

Idet man benytter ligning (6) og løser med hensyn på

(q), får man:

eller dersom d erstattes fra ligning (10), får man

Ved bruk av de ovenstående ligninger kan VSPCDP stakken utføres på VSP data slik det er anskueliggjort på fig. 2.

I den hensikt å anskueliggjøre den foreliggende oppfinnelse bedre, vil imidlertid VSPCDP stakken bli beskrevet i termer av de syntetiske VSP data som er vist på fig. 6.

De syntetiske VSP data vist på fig. 6 ble utledet for

fire horisontale homogene lag, idet hvert dypere lag hadde en høyere hastighet. Lagene var plassert ved 600 m, 900 m,

1.200 m og 1.500 m. Hastigheten mellom overflaten og.600 m var 1.500 m pr. sek, hastigheten mellom 600 m og 900 m var 3.000 m pr. sek, hastigheten mellom 900 m og 1.200 m var 4.500 m pr. sek, hastigheten mellom 1.200 m og 1.500 m var 6.400 m pr. sek, og hastigheten under 1.500 m var 6.000 m pr. sek. Kilden var anordnet 300 m fra brønnen, og borehull-geofonen

er plassert ved stasjoner med 15 m avstand mellom 45 m og 1.500 m. Tilfeldig støy er addert til de syntetiske data.

De følgende trinn blir benyttet for omforming av det syntetiske VSP svar som er vist på fig. 6/ til den VSPCDP stakk som er vist på fig. 7 som presenterer de seismiskes data i en vanlig stakkform: 1. Å spesifisere et antall av VSPCDP lokasjoner mellom brønnen og avstanden i sideretning X/2 langs retningen mot kilden. Disse lokasjoner vil typisk være anordnet på avstand fra hverandre med et konstant avstandsforhold D. En VSPCDP stakktrase er tilknyttet hver lokasjon slik det er tidligere angitt. For den VSPCDP stakk som er vist på fig. 7, var avstanden (D) 7,5 m, idet den første trase befinner seg ved 3,70 m og den siste trase befinner seg 146,25 m fra brønnen.

2. Å velge en VSP datatrase fra de VSP data som er

vist på fig. 6. Dette kan gjøres ved å velge en dybde hvor en geofon var plassert, f.eks. ved 150 m, 300 m, 360 m osv. Dette valg bestemmer verdien av d, som vil svare til dybden

av geofonen. Tq^kan beregnes basert på den første bruddtid ("break time") (t^) tatt fra VSP responsen vist på fig. 6.

Som et eksempel for VSP trasen ved 600 m er den første bruddtid tilnærmet 0,4 sek. Denne tid forholder seg ^ til to,d, ved ligningen:

idet y er den direkte avstand mellom kilden og geofonen. Fordi d, y og tf t er kjent, kan ligning (18) løses for T O ; U.

Når først Tq ^ er kjent, kan ligning (10) løses med hensyn på V(TQ^d).

Å velge en verdi for T . Dette gir en lokasjon

^ o,r ^ J

på VSPCDP stakken illustrert på fig. 7. Også V(Tq r).kan bestemmes på basis av den valgte verdi av T . Dette blir generelt

^ ^ o,r ^

utført ved beregning av en flerhet av verdier for Tq ^ og

V(T ,) fra den VSP respons som er vist på fig. 6. Fordi T ,

o, a o, a og Tq ville være lik for den samme dybde, kan verdien for V(<T>o, r ) for en hvilken som helst sp^ esiell T o, r bestemmes ved

at man finner den verdi av T o,d , som svarer til den valg^te verdi av T , og V(To,r) vil bli lik V(T -,) for den spesielle

o,r' ^ o,r o,d ^

verdi.

4. Å beregne verdien av tvsp ved bruk av ligningen

(14) og verdien for q ved bruk av ligningen (17).

5. Å ta den dataprøve ved tidspunktet t.v 7OC r på den valgte VSP trase og plassere den ved tidspunktet t r på den VSPCDP stakktrase som har tilknytning til lokasjonen K som ligning (19) blir tilfredsstilt for.

Som et eksempel kan den beregnede q være 31,8 m. For en D

på 6 m vil den VSPCDP lokasjon som tilfredsstiller ligningen (19) være 30 m dersom man antar et konstant sideveis avstandsforhold for VSPCDP-lokasjonene. 6. Å summere de prøver som akkumulerer ved den samme verdi for T på en gitt VSPCDP stakktrase.

7. Å repetere trinnene 3-6 for alle ønskede verdier

av Tqfor den VSPCDP stakk som er vist på fig. 7. Et typisk inkrement for T er 1 millisek.

o,r

8. Å repetere trinnene 2-7 for alle VSP tåraser vist på fig. 6.

I hovedsaken utgjør trinnene 3, 4 og 5 en kartlegging

av VSP data ved en VSP tid (t.7cr)) til overf lateseismiske data

Vor

ved den overflateseismiske tid (T ) valg3t i trinn 3, slik at en dataprøve eller segment av VSP dataene ved VSP tiden føres over på en posisjon på de overflateseismiske data vist på fig. 7, idet posisjonen bestemmes av den overflateseismiske

tid ((T ) og avstanden mellom refleksjonspunktet og bore-o, r

hullet (q). Trinn 7 er en repetisjon av denne kartleggings-funksjon for forskjellige overflateseismiske tider. Trinn 6 er en summasjon eller en stakking av prøver eller seksjoner som akkumulerer ved den samme lokasjon på fig. 7. Trinn 8

er en repetisjon av kartleggingen og stakkingen av de gjen-værende VSP traser for dannelse av de komplette overflate-seismiske data vist på fig. 7. Fig. 7 må pånytt betraktes som en plotting av overflate-seismisk tid som en funksjon av avstanden fra borehullet. Dataprøvene eller seksjonene i trinn 5 blir således plassert på en avtegning av overflateseismisk tid som en funksjon av avstanden fra borehullet. Når prosedyren er fullført, utgjør plottingen de totale overflateseismiske data.

Fig. 8 viser resultatet ved anvendelsen av trinnene 1-

7 i forhold til den ene VSP trase som ble opptegnet ved 450 m.

Fig. 9 viser resultatene ved anvendelse av trinnene 1-7 i forbindelse med den ene VSP trase som ble opptegnet ved 750 m. Slik det fremgår, vil data på en eneste VSP trase bli fordelt på en flerhet av VSPCDP traser ved hjelp av VSPCDP stakkeprosedyren. Pånytt fremstår fig. 7 som et resultat av det å stakke alle enkelte traser.

Beskrivelsen av oppfinnelsen opp til nå har vært sentrert rundt det enkle tilfelle hvor borehullet er vertikalt og den reflekterende grenseflate er horisontal. Modifikasjoner må utføres dersom borehullet ikke er vertikalt og dersom den horisontale reflektor ikke er horisontal. I tilfellet av en avvikende brønn er endringene enkle og gjør ikke kartleggingen og stakkeprosedyren noe mer vanskelig.

Dersom man betrakter det tilfelle hvor den avvikende brønn danner en todimensjonal kurve og kilden befinner seg i planet for kurven, vil geofonene som er anordnet langs den avvikende brønn, ikke lenger har den samme sideveise stilling. I dette tilfelle er det foretrukket å måle sideavstandene

fra posisjonen for den konstante kilde istedenfor fra de variable geofonlokasjoner. Ligningene (13), (14), (16) og (17)

kan modifiseres for å reflektere denne endring i origo fra brønn til kilde ved utbytning av konstanten x med den variable y(d), hvor y(d) er sideavstanden fra kilden til borehull-geofonen ved dybden d. De modifiserte versjoner av ligningene (13), (14), (16) og (17) er gitt ved henholdsvis:

De modifiserte versjoner av ligningene (16) og (17) gir fremdeles sideavstanden mellom borehull-geofonen ved dybden d og refleksjonspunktene. Dersom s er sideavstanden fra kilden til refleksjonspunktene, så

Idet størrelsen q fra ligning (22) settes inn i ligning

(24), får man

Dersom størrelsen q fra ligning (23) settes inn i ligning (24), får man

Dersom borehullet er blitt undersøkt, kan enten ligningene (20) og (25) eller ligningene (21) og (26) bli brukt for ut-førelse av VSPCDP stakken ved den fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor for et vertikalt borehull.

Når der foreligger fallende lag, vil refleksjonspunktene ikke forekomme ved de samme lokasjoner som de ville ved horisontale refleksjoner. I virkeligheten vil lokasjonen av refleksjonspunktene t.o.m. ikke ligge mellom borehullet og halvparten av avstanden ut til kilden, slik tilfellet er i den vanlige VSPCDP stakk. I tilfellet av fallende reflektorer

er det derfor nødvendig å flytte refleksjonspunktene til deres egentlige sideveise posisjoner med hensyn til borehullet.

Som et eksempel viser fig. 10 en reflektor 51 som har et fall under en vinkel på 0 grader og krysser brønnen 52 ved en dybde h. Kilden befinner seg en avstand x m fra brønnen 52, og borehull-geofonen 34 befinner seg ved en dybde d. Som ved VSPCDP beskrevet ovenfor, er hensikten å beregne den virkelige lokasjon av refleksjonspunktet, tidspunktet når refleksjonen ankommer ved borehull-geofonen 34 og den toveis vertikale gangtid til det aktuelle refleksjonspunkt. Deretter kan hendelsen på VSP trasen kartlegges på den flyttede VSPCDP stakk hva angår både korrekt tid og korrekt sidestilling med hensyn til brønnen 52.

Fig. 11 viser de parametre som er nødvendig for å utlede VSPCDP forskyvnings-ligningene. Idet der benyttes geometri,

kan forholdet mellom vinkelen $>mellom reflektoren 51 og en innfallende stråle 56, den vertikale avstand h<1>til refleksjonspunktet 57 og den laterale avstand q fra borehullet 52 til refleksjonspunktet 57, skrives som henholdsvis:

Dersom den reflekterte stråle forlenges forbi borehullet 52 til et punkt på overflaten som befinner seg en avstand p fra brønnen, så kan p skrives som Lengden L av den nedovergående strålebane mellom kilden og refleksjonspunktet 57 kan skrives som

Lengden L<1>av den oppovergående strålebane mellom refleksjonspunktet 57 og overflaten kan skrives som

Lengden 1 av det parti av den oppovergående strålebane mellom borehullet og geofonen og overflaten kan skrives som Dersom Tq ^ igjen er den toveis vertikale gangtid og V(Tq ) igjen er den gjennomsnittlige hastighet ned til refleksjonspunktet 57, så Dersom t er gangtiden langs hele strålebanen fra kilden til refleksjonspunktet og tilbake til overflaten, kan-den totale banelengde tilnærmelsesvis uttrykkes som fra hvilken man får VSP refleksjonstiden (t^<p>) vil igjen være forskjellen mellom t°9gangtiden fra borehull-geofonlokasjonen opp til overflaten. Dersom t^er toveis gangtiden langs strålebanen fra geofonen 34 til overflaten, så er fra hvilken man får hvor V(Tq ^) pånytt uttrykker den gjennomsnittlige hastighet ned til lokasjonen for borehullgeofonen. VSP refleksjonsfor-løpet er gitt ved Ved innsetting av ligning (36) og (38) i (39) får man Dersom man så innsetter ligningene (31), (32) og (33) i ligning (40), får man

Ved bruk av ligningene (27)-(41) kan der utføres en VSPCDP stakk i henhold til den følgende prosedsyre:

1. Å estimere fallvinkelen (0) ved den teknikk som

er beskrevet i Balch, A. H., Lee, M. W. og Muller, D., "A vertical Seismic Profiling experiment to determine the depth and dip of the Paleozoic surface at drill hole U10bd, Nevada Test Site: U.S. Geological Survey Open-File Report No. 80-847, 25 sider, 1980". 2. Å spesifisere antallet av VSPCDP lokasjoner. Disse lokasjoner bør strekke seg over et bredere område enn akkurat mellom brønnen og halve avstanden til kilden. Disse lokasjoner ville igjen typisk bli separert fra hverandre ved et konstant sideforhold D. En VSPCDP stakktrase er knyttet til hver lokasjon som tidligere angitt.

3. Å velge en VSP datatrase. Det utføres pånytt ved

å velge en dybde hvor en geofon ble plassert ved 150.m, 300 m, 360 m osv. Dette valg bestemmer verdien av d som vil svare til dybden av geofonen. Tq ^ kan pånytt beregnes basert på

den første bruddtid tatt fra VSP reaksjJ onen. Når først T o,d,

er kjent, kan ligning (10) pånytt løses med hensyn på V(T ,).

O f Q

4. Å velge en verdi for h som er større enn den valgte verdi for d. I virkeligheten blir der gjort en falsk antagelse om at reflektorene er plassert på periodiske avstander under d, men denne antagelse tillater at kartleggingen kan utføres ved variasjon av h. Valget av h bestemmer en tilnærmet verdi

av V(T o, r ) fordi V(T o, r ) vil bli lik V(T ,) hvor d = h, og o,r o,r o,d ' ^

V(To^) vil være kjent for en flerhet av dybder (d) fra be-reg3 ningen av en flerhet av verdier av V(T o, d,) som beskrevet ovenfor.

5. Å beregne verdien av 0 under bruk av ligning (27),

en verdi 3 under bruk av ligning (29) og en verdi av p under bruk av ligning (30). Deretter beregnes en verdi av h' ved

bruk av ligning (28), en verdi av T ved bruk av ligning

o, r

(34) og sluttelig en verdi for tvgp under bruk av ligning (41 ) . 6. Å ta den dataprøve ved tidspunktet tvs^på den valgte VSP datatrase og plassere den ved tiden Tq på den VSPCDP stakktrase som har tilknytning til den lokasjon K som ligning (19) er tilfredsstilt for, slik det tidligere er beskrevet. 7. Å summere sammen prøver som . akkumulerer ved den samme verdi av T på en gitt VSPCDP stakktrase.

8. Å repetere trinnene 4-7 for alle ønskede verdier

av h. Et typisk inkrement for h er 1,5 m.

9. Å gjenta trinnene 3-8 for alle VSP datatraser.

Også her utgjør trinnene 4, 5 og 6 kartleggingen av et segment av den valgte VSP datatrase for den kalkulerte VSP

tid (t ) inn i de overflateseismiske data ved den beregnede

vsp

overflateseismiske tid (T ). Trinn 8 utfører kartleggingen

o,r

for en flerhet av segmenter av den valgte VSP datatrase. Trinn 9 utfører kartleggingen av alle VSP datatraser. Trinn 7 utfører den stabling som resulterer i fremskaffelsen av overflate-seismiske data fra VSP seismiske data.

Det foretrukne datamaskinprogram til utførelse av trinnene 1-8 som omformer VSP seismiske data til overflateseismiske data i tilfellet av en horisontal reflektor som hovedsakelig er parallell med overflaten, fremgår av Appendix I. Det foretrukne datamaskinprogram for utførelse av trinnene 1-9 som omformer VSP seismiske data til overflateseismiske data i tilfellet av et fallende horisontalt lag, fremgår av Appendix II. Begge datamaskinprogrammer er skrevet for datamaskinen serie 2100 produsert av Hewlett-Packard og vil bli forstått av fagfolk som bruker datamaskiner av 2100 serien. De inngangs-data som er nødvendig for datamaskinprogrammene, er VSP seismiske data av den type som er vist på fig. 2 og den første bruddtid for hver geofontrase.

Oppfinnelsen er nå blitt beskrevet i form av en fore-trukken utførelsesform. En flerhet av variasjoner er mulig, spesielt hva angår de nøyaktige trinn som benyttes ved ut-førelsen av kartleggingen i henhold til oppfinnelsen. Slike variasjoner er ment å ligge innenfor oppfinnelsens ramme.

APPENDIX I

APPENDIX II

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til i forbindelse med vertikal seismisk profilering (VSP) å omforme seismiske data til overflate-seismiske data, idet den seismiske kilde som benyttes for oppnåelse av nevnte VSP seismiske data, er plassert en ønsket avstand fra borehullet, og idet fremgangsmåten omfatter følgende trinn: (a) å selektere en første VSP datatrase fra nevnte VSP seismiske data, (b) å kartlegge segmenter av den første VSP datatrase ved respektive VSP tider inn på lokasjoner på en avtegning av overflateseismisk tid som en funksjon av avstanden fra borehullet, (c) å gjenta trinnene (a) og (b) for i det minste et parti av VSP datatrasene, forskjellige fra den første VSP datatrase, i nevnte VSP seismiske data, og (d) å summere seksjoner av hver VSP datatrase som er kartlagt inn på den samme lokasjon i nevnte nedtegning for fremskaffelse av de overflateseismiske data.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 ,karakterisert vedat den seismiske kilde er plassert en avstand fra borehullet i området fra ca. 90 m til ca. 900 m.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat reflektorene som reflekterer energien fra kilden til geofoner anordnet ved ønskede lokasjoner i borehullet, er hovedsakelig parallelle med overflaten, og at trinnene vedrørende kartleggingen omfatter: (e) å velge en verdi for den overflateseismiske tid (T ) , o, r (f) å beregne verdien for VSP tiden (tvsp) basert på den valgte verdi av T , ^ o, r (g) å beregne avstanden mellom refleksjonspunktet og borehullet basert på den valgte verdi av T , o, r (h) å ta datasegmentet ved den kalkulerte tid t^<p>på den første VSP datatrase og plassere den ved tiden Tq på nevnte nedtegning ved en lokasjon basert på den beregnede verdi av q, og (i) å repetere trinnene (e)-(h) for en flerhet av verdier av T o,r

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3,karakterisert vedat T er valgt med inkrementer på o, r rvca. 1 millisek.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor en reflektor heller i forhold til overflaten og hvor trinnene vedrørende kartleggingen omfatter: (e) å estimere helningsvinkelen for reflektoren, (f) å anta at reflektoren krysser borehullet ved en dybde h, (g) å beregne verdien for den overflateseismiske tid (T ) basert på den antatte verdi h, (h) å beregne en verdi for VSP tiden (tvsp) basert på den antatte verdi av h, (i) å beregne avstanden mellom refleksjonspunktet og borehullet basert på den valgte verdi av Tq r, (j) å ta dataseksjonen ved den kalkulerte tid t^g<p>på den første VSP datatrase og plassere den ved tiden Tq ^ på nevnte nedtegning ved en lokasjon basert på den beregnede verdi av q, og (k) å gjenta trinnene (e)-(j) for en flerhet av verdier av h.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedath økes skrittvis med verdien ca.

1,5 m. •