BRPI0501766B1

BRPI0501766B1 - Method of monitoring of seismic source using modified source signatures with calibration functions

Info

Publication number: BRPI0501766B1
Application number: BRPI0501766-1A
Authority: BR
Inventors: Ernest Parkes Gregory
Original assignee: Pgs Exploration
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2017-07-18
Also published as: NO20051918D0; CA2506362C; GB2414314A; GB2414314B; BRPI0501766A; CN1715955B; AU2005201859A1; CN1715955A; MXPA05005367A; GB0509940D0; AU2005201859B2; CA2506362A1; NO20051918L; US7218572B2; NO337165B1; US20050259513A1

Abstract

"método de monitoração de fonte sísmica usando assinaturas de fonte modelada com funções de calibragem". a presente invenção refere-se a parâmetros físicos para um conjunto de fontes sísmicas, preferivelmente para cada ativação das fontes sísmicas. as funções de calibragem são obtidas e os parâmetros físicos medidos e as funções de calibragem são aplicadas a um modelo que gera uma assinatura de fonte calibrada para o conjunto de fontes sísmicas. alternativamente, os parâmetros físicos medidos são aplicados a um modelo, o que gera uma assinatura de fonte modelada e, então, as funções de calibragem são aplicadas a uma assinatura de fonte modelada para gerar a assinatura de fonte calibrada. alternativamente, as assinaturas de fonte modeladas são geradas para cada fonte sísmica e, então, as funções de calibragem são aplicadas a uma assinatura de fonte modelada para gerar uma assinatura de fonte calibrada para cada fonte sísmica. então, as assinaturas de fonte calibrada para cada fonte sísmica são combinadas, preferivelmente por meio de superposição linear, para gerar a assinatura de fonte calibrada para o conjunto de fontes sísmicas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE MONITORAÇÃO DE FONTE SÍSMICA USANDO ASSINATURAS DE FONTE MODELADA COM FUNÇÕES DE CALIBRAGEM". ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se, geralmente, ao campo de prospecção geofísica. Mais particularmente, a invenção refere-se ao campo de aquisição de dados sísmicos. Especificamente, a invenção é um método de monitoração de fonte sísmica usando assinaturas de fontes modeladas com funções de calibragem. 2. Descrição da Técnica Relacionada [002] A exploração sísmica marinha implica, tipicamente, uma fonte sísmica submersa rebocada por um navio e periodicamente ativada para gerar um campo de onda acústica. O campo de onda pode ser gerado por uma pequena carga explosiva, uma centelha elétrica, um vibrador ou, tipicamente, uma pistola. A pistola pode ser uma pistola de água, uma pistola a vapor ou, mais tipicamente, uma pistola de ar comprimido. Cada pistola de ar comprimido contém um volume de ar tipicamente comprimido a cerca de 13.789 MPa (2000 psi) (libras por polegada quadrada) ou mais. Uma pistola de ar comprimido libera, abruptamente, seu ar comprimido para criar uma bolha de ar, levando a uma onda de som expansiva na água. A parte dianteira da onda resultante se propaga para baixo, para a terra, abaixo da água, reflete a partir das camadas subterrâneas e volta para cima, em direção à superfície da água. Os receptores sísmicos, que são tipicamente fluxos de hidrofones que são submersos e rebocados pelo mesmo navio, ou outro, detectam as partes dianteiras da onda refletida, convertem as partes dianteiras da onda detectada para sinais elétricos e transmitem esses sinais para um navio, para armazenagem e processamento.

[003] Quando a fonte sísmica é acionada, produz um pulso de pressão de saída complexa na água. Em uma situação idealizada na qual a fonte sísmica é uma fonte de ponto, tal como uma pistola de ar comprimido única, e não há superfície marinha, a parte dianteira da onda emitida é independente de direção e distância, exceto para se espalhar esfericamente. Convertido em um sinal elétrico, o pulso de saída de uma pistola de ar comprimido consistiría em um trem de onda curta cujo envelope mostra uma elevação curta, rápida, positiva, em uma amplitude seguida de várias oscilações que caem rapidamente. O trem de onda registrada é chamado de assinatura da fonte sísmica.

[004] Na prática, uma superfície marinha existe e fica, tipicamente, apenas alguns metros distante da fonte sísmica. A onda acústica gerada pela fonte sísmica irradia por meio de espalhamento esférico em todas as direções, de modo tal que haja um componente que segue uma rota descendente, assim como um componente que segue uma rota ascendente. A interface de água-ar na superfície marinha tem um coeficiente de reflexo tipicamente próximo a um valor de -1. O componente que faz o percurso ascendente da onda acústica é refletido pela superfície da água e é revertida, em polaridade, para se tornar outro componente descendente. Esse componente descendente adicional é geralmente referido como um "fantasma". O fantasma interfere na onda direta para complicar a assinatura da fonte.

[005] Tipicamente, uma fonte sísmica não consiste em um único elemento, mas em um conjunto de elementos espacialmente distribuídos que geram chegadas diretas, mais os componentes de fantasma. Isso diz respeito, particularmente, a pistolas de ar comprimido, atualmente a forma mais comum de fonte sísmica marinha. As dimensões espaciais de um conjunto de elementos de fonte podem ser comparáveis a comprimentos de onda das próprias ondas acústicas, com a banda de passagem de freqüência sísmica útil. Assim, não há uma assinatura de fonte única para um conjunto. Em vez disso, a assinatu- ra da fonte de um conjunto no campo próximo se torna uma função contínua tanto de direção quanto de distância. Em distâncias grandes, comparadas com dimensões de conjunto, a dependência da distância em qualquer direção particular se torna negligível. Essa região é chamada de campo distante. É a assinatura de campo distante que é útil para o processamento de dados sísmicos. Para conjuntos de pistolas de ar comprimido que se estendem, tipicamente, sobre as dimensões espaciais de cerca de 20 metros por 20 metros, a distância de campo distante é da ordem de 250 metros.

[006] Embora as pistolas de ar comprimido modernas produzam campos de onda estáveis em uma situação de laboratório, os campos de onda produzidos por conjunto de pistolas de ar dispostas no mar não são tão estáveis. Em um ambiente marinho, os campos de onda de conjuntos de pistola de ar comprimido variam de detonação a detonação, por causa dos fatores físicos, tais como os quedas de pistola de ar comprimido; as condições de superfície marinha afetam o fantasma; e as variações na geometria do conjunto, profundidade da pistola de ar comprimido; pressão, sincronia da pistola de ar comprimido, velocidade da água, ou temperatura da água. Se essas variações de fonte pudessem ser monitoradas de forma precisa, os dados de variação de fonte poderíam ser usados para aumentar, significativamente, a qualidade dos dados sísmicos resultantes. A correção das variações de fonte podem ser particularmente importantes em situações tais como um espaço de tempo sísmico, ou em quatro dimensões, tal como monitoração de reserva. Nessas situações, diferenças muito pequenas em conjuntos de dados sísmicos podem ser, de outro modo,suplantadas pelas variações de fonte.

[007] As variações de detonação, em fontes sísmicas marinhas, em geral não são monitoradas, principalmente porque é difícil fazê-lo. Porém, métodos de monitoração de fonte sísmica estão atualmente em uso. Um primeiro método, o método de campo distante, implica, tipicamente, medir a assinatura de trajeto vertical com um hidrofone de campo distante. Porém, o método de campo distante não é confiável porque a posição do sensor muda, apenas um ponto único no campo de onda é medido e é difícil posicionar o sensor (hidrofone)a uma distância requerida da fonte. O método de campo distante requer mover as embarcações e equipamentos de pesquisa sísmica para águas profundas para fazer as medições de campo distante. Assim, o método de campo distante é difícil de fazer, além de ser oneroso.

[008] Um segundo método de monitoração de fonte sísmica, o método de campo próximo, emprega medir as assinaturas de campo próximo que podem ser analisadas para calcular todo o campo de onda do conjunto. Um exemplo principal desse segundo método é conhecido pelos versados na técnica como o método de fonte nocional. Uma assinatura de fonte nocional é uma assinatura normalizada, idealizada, que podería ser medida por um hidrofone a uma distância de um metro de uma pistola de ar comprimido se não houvesse reflexo de superfície e nenhum movimento relativo entre a bolha de pistola de ar comprimido e o hidrofone. Vide, por exemplo, as duas publicações a seguir. A primeira publicação é A. Ziolkowski, G Parkers, e T Hau-gland: "A assinatura de um conjunto de pistola de ar comprimido: computação das medições de campo próximo, incluindo as interações". Geophysics, vol. 47, no. 10 (outubro de 1982), pp. 1413-1421. A segunda publicação é A. Ziolkowski, G.Parkers, L.Hatton, e T.Haugland, "A assinatura de um conjunto de pistola de ar comprimido: computação das medições de campo próximo, incluindo as interações - considerações práticas". Geophysics, vol. 48, no. 2 (fevereiro de 1984), pp. 105111.

[009] A primeira publicação, Ziolkowski et ai. (1982)descreve uma teoria das interações entre as bolhas produzidas pelas pistolas de ar comprimido em um conjunto. Supondo que as bolhas são pequenas .comparadas com os comprimentos de onda de interesse sísmico, o conjunto de bolhas de interação oscilante é equivalente a um conjunto "nocional"de bolhas oscilantes de não-interação. Se houver n pistolas de ar comprimido n conjunto, então as n medições independentes do campo de pressão de campo próximo do conjunto total podem ser usados para determinar as n assinaturas de fonte nocionais. A assinatura do conjunto, em qualquer ponto, na água, pode, então, ser calculada pela superposição linear dessas n assinaturas de fonte nocionais. Uma correção esférica também é aplicada, em que as assinaturas de fonte nocionais são escaladas e com retardo de tempo em relação um ao outro, de acordo com a distância e direção. Porém, o número de medições de campo próximo não precisam ser menos do que o n número de pistolas de ar comprimido no conjunto.

[010] A segunda publicação, Parkes et. ai (1984), define a solução de Ziolkowlski et. ai (1982)para a assinatura de um conjunto de pistolas de ar comprimido que interagem. Uma técnica interativa é aplicada para calcular as assinaturas de fonte nocional das medições de campo próximo usando hidrofones colocados próximos (um metro)a cada pistola de ar comprimido. Um modelo de velocidade linear lida com os efeitos de variação de amplitude do movimento dianteiro dos hidrofones e o movimento ascendente das bolhas da pistola de ar comprimido umas em relação às outras. Porém, o registro contínuo das assinaturas do campo próximo é requerido para recomputar o campo de onda, se a radiação do conjunto de pistola de ar comprimido muda ou se torna instável.

[011] O método de fonte nocional é ainda discutido nas patentes US nos. 4.476.550; 4.476.553 e 4.868.794. A primeira dessas patentes é a patente US no. 4.476.550 "Determinação das assinaturas de campo distante, por exemplo, fontes sísmicas", depositado em 25 de agos- to de 1981 e emitido em 9 de outubro de 1984 para A M Ziolkowski e P L Stoffa. A segunda patente, também emitida em 9 de outubro de 1984, é a patente US no. 4.476.553 "Método para determinar as assinaturas de conjuntos de fontes sísmicas marinhas", emitida para é A. Ziolkowski, G.Parkers, L.Hatton, e T.Haugland. A terceira patente, emitida para os mesmos inventores que a patente 553, na patente US no. 4.868.794 "Método para acumular dados para uso na determinação das assinaturas dos conjuntos de fontes sísmicas", emitido em 19 de setembro de 1989.

[012] A primeira patente, a patente de Ziolkolwski et ai "patente 550" descreve um método para garantir a assinatura de campo distante de um conjunto de pistolas de ar comprimido,cada um dos quais sendo comparado com um comprimento de onda da mais alta fre-qüência de interesse. As pistolas de ar comprimido são acionadas de modo que as interações entre as pistolas de ar comprimido sejam mantidas negligíveis, ou por separação no tempo, ou por separação no espaço. Para a separação no tempo, as pistolas de ar comprimido são acionadas seqüencialmente, de modo que cada pistola de ar comprimido gere toda sua radiação significativa antes de a próxima pistola de ar comprimido ser acionada. Para a separação no espaço, mais de uma pistola é acionada por vez, mas elas são separadas por uma distância de pelo menos um comprimento de onda da freqüência mais baixa de interesse. A assinatura do campo distante de cada unidade é medida por um detector de pressão próximo à pistola de ar comprimido, mas em uma região onde o espectro da fase do campo de pressão é independente de azimute e de faixa. A assinatura de campo distante do conjunto é derivada das assinaturas medidas por meio de adição.

[013] A segunda e terceira patentes, para Ziolkowski et. ai e "patentes 553 e 794 descrevem um método para determinar a assinatura de campo distante de um conjunto de n pistolas de ar comprimido. O conjunto é ativado e a onda de pressão emitida é medida por n hidro-fones e n pontos independentes cujas posições, com relação ao conjunto, são conhecidas. As n medidas são processadas para formar n equações simultâneas que são, então, solucionadas para produzir n assinaturas nocionais de n fontes. Para se solucionar as equações simultâneas é preciso se levar em conta as interações entre as pistolas de ar comprimido. A assinatura de todo o conjunto é, então, determinada superpondo-se as assinaturas n nocionais.

[014] Porém, o método de fonte nocional tem algumas dificuldades práticas intrínsecas. Conforme descrito na publicação Ziolkowski et ai (1982), o número de fontes sísmicas (pistolas de ar)precisa ser equivalente ao número de medidas independentes (hidrofones)para prover n equações simultâneas, bem determinadas, para serem solucionadas. Assim, todas as n pistolas de ar comprimido e os n hidrofo-nes funcionar o tempo todo. Além disso, o método de fonte nocional pressupõe que a interface água-ar na superfície da água é um bom refletor planar com um coeficiente de reflexo próximo a -1. Do contrário, conforme descrito nas patentes para Ziolkowski et ai "553 e 794", o número de duplas variáveis desconhecidas para 2 η, o que significa que o número de hidrofones precisa dobrar para 2n.

[015] Além disso, o método de fonte nocional usa, tipicamente, hidrofones aproximadamente a um metro de cada pistola de ar comprimido, conforme descrito na publicação Parkes et ai (1984). Um hi-drofone colocado próximo ao conjunto de pistola de ar pneumático registra a assinatura da fonte a partir da pistola de ar pneumático mais um reflexo fantasma muito menor a partir da superfície do mar. Adicionalmente, cada hidrofone registra as contribuições de todas as pistolas de ar comprimido circundantes. Tanto os reflexos fantasmas quanto o movimento relativo entre os hidrofones e as bolhas criadas pelos hidrofones precisam ser levadas em conta no método de fonte nocional.

Assim, o método de fonte nocional requer medidas precisas de separação entre as pistolas de ar comprimido e os hidrofones, assim como as medidas precisas do espaçamento entre as pistolas de ar comprimido no conjunto.

[016] Então, existe a necessidade de um método para determinar uma assinatura de fonte sísmica precisa de campo distante para um conjunto de fontes sísmicas.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[017] A invenção é um método de monitoração de fonte sísmica usando assinaturas de fonte modelada com funções de calibragem. Os parâmetros físicos são medidos para uma pluralidade de fontes sísmicas, preferivelmente para cada ativação das fontes sísmicas. As funções de calibragem são obtidas e os parâmetros físicos são medidos e as funções de calibragem são aplicadas a um modelo, o que gera uma assinatura de fonte calibrada para o conjunto de fontes sísmicas. Alternativamente, os parâmetros físicos medidos são aplicados a um modelo que gera uma assinatura de fonte modelada e, então, as funções de calibragem são aplicadas à assinatura de fonte modelada para gerar a assinatura de fonte calibrada. De modo alternativo, as assinaturas de fonte modeladas são geradas para cada fonte sísmica e, então, as funções de calibragem são aplicadas às assinaturas de fonte modeladas para gerar uma assinatura de fonte calibrada para cada fonte sísmica. Então, as assinaturas de fonte calibradas para cada fonte sísmica podem ser combinadas, preferivelmente por meio de superposição linear, para gerar a assinatura de fonte calibrada para o conjunto de fontes sísmicas.

[018] As funções de calibragem são preferivelmente determinadas pelo método a seguir. Os parâmetros físicos são medidos por uma ativação de uma pluralidade de fontes sísmicas. Os parâmetros físicos medidos são aplicados a um modelo, o que gera uma assinatura de fonte modelada para cada fonte sísmica. As assinaturas de fonte são medidas para a ativação das fontes sísmicas, o que gera uma assinatura de fonte medida para cada fonte sísmica. As diferenças são determinadas entre as assinaturas de fonte modeladas e as assinaturas de fonte medidas para cada fonte sísmica. Então, as funções de cali-bragem são determinadas para cada fonte sísmica para as diferenças entre as assinaturas modeladas e a fonte medida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019] A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente compreendidas por referência à seguinte descrição detalhada e aos desenhos em anexo, nos quais: [020] A figura 1 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para a monitoração da fonte sísmica;

[021] A figura 2 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para construir as funções de calibragem; e [022] A figura 3 é um esquema que mostra uma comparação entre uma assinatura de fonte modelada e uma assinatura de fonte de uma única pistola de ar comprimido;

[023] A figura 4 é um esquema que mostra uma comparação entre uma assinatura de fonte modelada e uma assinatura de fonte de campo distante de uma conjunto de pistola de ar comprimido;

[024] A figura 5 é um esquema que mostra uma comparação entre assinaturas de fonte nocional, modeladas e medidas de uma pistola de ar comprimido, antes da correção da assinatura da fonte modelada pelas funções de calibragem;

[025] A figura 6 é um esquema que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte nocional modeladas e medidas da pistola de ar comprimido, após a correção da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem;

[026] A figura 7 é um esquema que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, modeladas e medidas, antes da correção da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem;

[027] A figura 8 é um esquema que mostra uma comparação entre assinaturas de fonte de campo distante medida e modelada da pistola de ar comprimido, após a correção da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem;

[028] A figura 9 é um esquema que mostra uma comparação assinaturas de fonte de campo distante, medidas e modeladas do conjunto de pistola de ar comprimido, antes da correção da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem;

[029] A figura 10 é um esquema que mostra uma comparação entre assinaturas de fonte de campo distante modelada e medida do conjunto de pistola de ar comprimido da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem;

[030] A figura 11 é um esquema que mostra uma comparação entre as funções de calibragem de fase representativa para cada pistola do conjunto de pistola de ar comprimido da figura 9;

[031] A figura 12 é um esquema que mostra funções de calibragem de amplitude representativa para cada pistola do conjunto de pistola de ar comprimido da figura 9;

[032] A figura 13 é um esquema que mostra uma comparação entre assinaturas de fonte de campo distante, modeladas e medidas, do conjunto de pistola de ar comprimido; e [033] A figura 14 é um esquema que mostra uma comparação entre assinaturas de fonte de campo distante, modeladas e medidas, do conjunto de pistola de ar comprimido, como na figura 13, após a correção da assinatura da fonte modelada pelas funções de calibra-gem em uma profundidade diferente.

[034] Enquanto a invenção será descrita em conexão com suas modalidades preferidas, será compreendido que a invenção não se limita às mesmas. Pelo contrário, a invenção é projetada para cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes que podem ser incluídas, dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[035] A presente invenção é um método para monitorar uma fonte sísmica para um conjunto de fontes sísmicas. A invenção usa medições de parâmetros físicos que afetam o campo de onda gerado pelo conjunto, um modelo de computador para estimar uma assinatura de fonte para o conjunto de medições físicas de parâmetro e funções de calibragem para melhorar a avaliação da assinatura da fonte do modelo. O método da invenção produz uma assinatura de fonte que é uma função contínua de distância e direção. Assim, o termo "assinatura de fonte", quando utilizado com referência ao método da invenção, irá designar um campo de onda tridimensional em vez de uma assinatura de fonte unidimensional.

[036] Em uma modalidade da invenção, as medições são feitas de parâmetros físicos para uma ativação do conjunto de fontes sísmicas. Essas medições de parâmetros físicos são aplicadas a um modelo de computador que produz uma estimativa de uma assinatura de fonte para o conjunto de fontes sísmicas. Essa estimativa da assinatura de fonte gerada através da aplicação de parâmetros físicos ao modelo é referida como uma assinatura de fonte modelada. As funções de calibragem são aplicadas à assinatura de fonte modelada para gerar uma estimativa aperfeiçoada da assinatura de fonte do conjunto. Essa estimativa aperfeiçoada da assinatura de fonte após a aplicação das funções de calibragem é aqui referida como uma assinatura de fonte calibrada.

[037] Em outra modalidade, as funções de calibragem são aplicadas ao modelo e incluídas no modelo, de modo que a assinatura da fonte calibrada é gerada aplicando-se os parâmetros físicos ao modelo.

[038] Em outra modalidade, a invenção usa um modelo que produz uma assinatura de fonte estimada, única, para todo o conjunto de fontes sísmicas. Em outra modalidade, a invenção utiliza um modelo que produz uma assinatura de fonte estimada separada para cada uma das fontes sísmicas no conjunto. As assinaturas de fonte estimadas, múltiplas, podem, então, ser combinadas para dar uma assinatura de fonte estimada única para todo o conjunto de fontes sísmicas.

[039] Em uma outra modalidade, as funções de calibragem usadas acima são obtidas de um teste de calibragem. Nesse teste de calibragem, são feitas medições de parâmetros físicos para uma ativação do conjunto de fontes sísmicas. Essas medições de parâmetros físicos são aplicadas a um modelo de computador que produz uma assinatura de fonte modelada. Para a mesma ativação do conjunto de fontes sísmicas, são feitas medições de uma assinatura de fonte para cada fonte sísmica, preferivelmente, por hidrofones. Essas assinaturas de fonte são chamadas assinaturas de fonte medidas para distingui-las das assinaturas de fonte modeladas. As assinaturas de fonte modeladas e as assinaturas de fonte medidas são, então, comparadas para cada fonte sísmica para determinar as diferenças entre as assinaturas. As funções de calibragem são determinadas que corrigem as diferenças entre as assinaturas de fonte modeladas e as assinaturas de fonte medidas para cada fonte sísmica.

[040] O método da invenção será ilustrado pelas modalidades empregando-se os conjuntos de pistolas, pistolas de ar pneumático, como fontes sísmicas, embora a invenção não se restrinja às pistolas de ar comprimido como fontes sísmicas. No caso de pistolas de ar pneumático, o conjunto preferido dos parâmetros físicos medidos compreende parâmetros individuais de pistola de ar comprimido, parâmetros de conjunto de pistola de ar comprimido e parâmetros ambientais. Esses parâmetros incluem, sem limitação, profundidades de pistola de ar comprimido, perda de sinal de pistola de ar comprimido, geometria tridimensional total do conjunto e sub-conjuntos, sincronização de pistola de ar comprimido, temperatura da água e pressão atmosférica. Alguns desses parâmetros são medidos durante cada disparo, isto é, cada vez que todo o conjunto de pistolas de ar comprimido é ativado. Outros parâmetros mudam mais vagarosamente e podem ser medidos com menos freqüência. A seguir encontra-se uma discussão dos parâmetros físicos e suas medições.

[041] O parâmetro da profundidade da pistola de ar comprimido é necessário para calcular o reflexo da superfície do mar, ou fantasma. Adicionalmente, a profundidade da pistola de ar comprimido pode ser usada para calcular a pressão externa na bolha de ar gerada pela pistola de ar comprimido que tem um efeito substancial nas assinaturas de fonte sísmica. Essa pressão na bolha de ar é causada pelo peso da coluna de água acima da pistola de ar comprimido da coluna de ar acima da água. O peso da coluna de ar pode ser calculada a partir de uma medição da pressão atmosférica. O peso da coluna de água pode ser calculada a partir de uma medição da profundidade da pistola de ar comprimido, se a superfície do mar for calma. Porém, se a superfície do mar estiver irregular, então a pressão hidrostática na pistola de ar comprimido deve, preferivelmente, ser medida diretamente, em vez de ser calculada a partir de uma profundidade de pistola de ar comprimido que não pode ser definida. A profundidade da pistola de ar comprimido e os parâmetros de pressão hidrostática são tipicamente medidos para cada disparo. O parâmetro de pressão atmosférica, se necessário, é tipicamente não medido para cada disparo quando a pressão é estável. Porém, a pressão atmosférica pode mudar rapidamente quando a parte dianteira da pressão chega.

[042] O parâmetro de pressão de pistola de ar comprimido significa a pressão de pistola de ar comprimido interna no momento do disparo da pistola de ar comprimido. As pressões da pistola são medidas pelos sensores de pressão tipicamente localizados dentro das linhas de ar que suprem as pistolas de ar comprimido, mas qualquer outro meio conhecido na técnica, dentro do escopo da invenção. A pressão de pistola de ar comprimido é tipicamente medida para cada disparo.

[043] O parâmetro de perda de sinal de pistola de ar comprimido significa a taxa de falha de disparo da pistola de ar comprimido, o conjunto de pistolas de ar comprimido que falham em cada disparo. O perda de sinal da pistola de ar comprimido pode, então, ter um grande efeito na assinatura de fonte gerada por um conjunto de fonte. As pistolas de ar comprimido em um conjunto são tipicamente de tamanhos diferentes, de modo que as diferentes combinações das pistolas de ar comprimido irão gerar diferentes assinaturas para todo o conjunto de fonte. A perda de sinal da pistola de ar comprimido é tipicamente medida para cada disparo.

[044] Os meios de parâmetro de geometria tridimensionais significam as posições relativas de todos os elementos do conjunto de pistola de ar comprimido. Uma vez que o conjunto de ar comprimido também compreende os sub-conjuntos de pistola de ar comprimido, a geometria inclui as posições relativas das pistolas de ar comprimido dentro dos sub-conjuntos, assim como as posições relativas dos subconjuntos de todo o conjunto. A geometria do conjunto determina como as bolhas de ar individuais, criadas pelas pistolas de ar comprimido interagem umas com as outras. Essas interações de bolha têm um efeito significativo na geração da assinatura de fonte para todo o conjunto de fonte. O posicionamento relativo dos sub-conjuntos pode ser medido pelos sensores do posicionamento acústico, ou qualquer outro sistema de posicionamento conhecido na técnica que dá a precisão relativa requerida. Se o conjunto não estiver rígido, então a geometria da pistola de ar comprimido é medida tipicamente para cada disparo.

[045] O parâmetro de sincronização de pistola de ar comprimido significa a sincronização relativa do disparo de cada pistola de ar comprimida. Essa sincronização não apenas afeta a sincronização na assinatura total, mas também tem um impacto significativo nos efeitos de interação entre as bolhas de pistola de ar comprimido. Assim, a sincronização da pistola de ar comprimido é preferivelmente medida em uma alta precisão. A sincronização da pistola de ar comprimido é tipicamente medida para cada disparo.

[046] O parâmetro de temperatura de água significa a temperatura de água nas profundezas das pistolas de ar comprimido. A temperatura da água afeta o campo de onda emitida de dois modos. Em primeiro lugar, a temperatura da água afeta a termodinâmica da bolha expandida. Em segundo lugar, a temperatura da água afeta a densidade da água e, portanto, a velocidade do som na água. Essa mudança na velocidade, por sua vez, afeta os retardos de tempo, que são acoplados aos efeitos causados pela interação entre as bolhas geradas pelas pistolas de ar comprimido diferentes. Pode-se esperar que a temperatura da água seja estável sobre um tamanho típico de conjunto. Assim, a temperatura não precisa ser medida em cada local de fonte sísmica no conjunto. Pode ser suficiente medir em qualquer local para todo o conjunto. A temperatura da água é medida na escala de tempo em que varia, o que não precisa ser para cada disparo.

[047] Em uma modalidade alternativa, os parâmetros adicionais que descrevem as condições da superfície do mar podem ser medi- dos. A superfície do mar é um refletor estável e próximo perfeito para a radiação acústica em boas condições climáticas. Porém, quando as condições do mar deterioram, as ondas e a altura das mesmas começam a afetar a parte de reflexo do fantasma da assinatura da fonte.

[048] Em modalidades alternativas, outros parâmetros físicos também podem ser medidos e empregados em um modelo para estimar as assinaturas de fonte sísmicas. Para o caso típico de conjuntos de pistola de ar comprimido, esses outros parâmetros podem incluir, embora sem limitação, os tipos de pistola de ar comprimido volumes de pistola de ar comprimido, tamanho do orifício da pistola de ar comprimido e tempo de abertura da pistola de ar comprimido. Esses parâmetros de pistola de ar comprimido podem afetar o tamanho das bolhas de ar geradas pelas pistolas de ar comprimido. Em ainda outras modalidades alternativas, outros parâmetros físicos, tais como velocidade da água e um perfil de salinidade da água, podem ser medidos. Esses parâmetros de água podem afetar a velocidade de expansão e movimento das bolhas da pistola de ar comprimido. Esses parâmetros de água podem não mudar muito localmente, mas podem ser diferentes em outro local.

[049] Os parâmetros físicos medidos são aplicados a um modelo. A invenção usa, preferivelmente, um modelo de computador de um conjunto de pistolas de ar comprimido para estimar o campo de onda gerado pelas bolhas de ar a partir das pistolas de ar comprimido no conjunto. O uso de tais modelos para estimar as assinaturas da fonte a partir das fontes sísmicas é bem conhecido na técnica.

[050] A figura 1 mostra um diagrama de fluxo que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade da invenção. Na etapa 101, um conjunto de fontes sísmicas a serem monitorados é ativado. Tipicamente, o conjunto de fonte sísmica é monitorado sobre uma se-qüência periódica de ativações (disparos).

[051] Na etapa 102, os parâmetros físicos são medidos para o conjunto de fontes sísmicas ativadas na etapa 101. Algumas medições são feitas para cada ativação do conjunto de pistola de ar comprimido, enquanto outras são feitas com menos freqüência, conforme necessário. Os parâmetros físicos e suas medições são descritos acima. Os parâmetros físicos devem ser os que determinam as características das bolhas de ar oscilantes geradas pelas fontes sísmicas no conjunto. As medições são, preferivelmente, feitas por um sistema de sensores próximo ao conjunto.

[052] Na etapa 103, os parâmetros físicos medidos na etapa 102 são aplicados a um modelo e uma assinatura de fonte modelada é gerada pelo modelo. O uso de modelos de fonte sísmica para gerar assinaturas de fonte modelada é bem conhecido pelos versados na técnica. Em uma modalidade, uma única assinatura de fonte modelada é gerada pelo modelo como uma assinatura de fonte estimada para todo o conjunto. Em outra modalidade, uma assinatura de fonte modelada separada é gerada pelo modelo como uma assinatura de fonte estimada para cada fonte sísmica no conjunto da fonte.

[053] Na etapa 104, as funções de calibragem são aplicadas às assinaturas de fonte modeladas a partir da etapa 103, gerando, assim, assinaturas de fonte calibradas. Em uma modalidade em que uma assinatura de fonte modelada única é gerada pelo modelo, essa aplicação de funções de calibragem à assinatura de fonte modelada única gera uma assinatura de fonte de calibragem única para todo o conjunto de fonte. Em outra modalidade em que uma assinatura de fonte modelada é gerada pelo modelo para cada fonte sísmica, essa aplicação de funções de calibragem para cada assinatura de fonte modelada gera uma assinatura de fonte calibrada para cada fonte sísmica.

[054] Em uma outra modalidade, as funções de calibragem são incoporadas em um modelo de fonte sísmica com referência à etapa 103. Nessa modalidade, o modelo produz uma assinatura de fonte calibrada (ou assinatura)em vez de uma assinatura de fonte modelada (ou assinaturas). Em outra modalidade, a etapa de aplicar as funções de calibragem é separada do modelo. Nessa modalidade, as funções de calibragem são aplicadas à assinatura de fonte modelada (ou assi-natura)gerada pelo modelo para gerar a assinatura de fonte calibrada (ou assinaturas). A invenção é ilustrada no fluxograma na figura 1 com a etapa 103 de gerar assinaturas de fonte de modelo a partir de um modelo separado da etapa 104 de aplicar funções de calibragem às assinaturas de fonte modeladas. Essa separação de modelo e funções de calibragem é para fins de clareza de ilustração apenas e não é uma limitação da invenção.

[055] Na etapa 105, as assinaturas de fonte calibradas para cada fonte sísmica no conjunto são combinadas, se desejado, para gerar uma assinatura de fonte calibrada para todo o conjunto. Preferivelmente, as assinaturas de fonte calibradas são linearmente superpostas. A superposição linear inclui, sem limitação, a adição linear e a troca de tempo linear.

[056] Em uma recapitulação de uma implementação preferida da invenção, o conjunto de fonte sísmica é ativado (etapa 101)e os parâmetros físicos são medidos (etapa 102)e aplicados ao modelo (etapa 103)para todas as fontes sísmicas do conjunto. Então, as funções de calibragem são aplicadas (etapa 104)à assinatura de fonte modelada para cada fonte sísmica individualmente e as assinaturas de fonte calibradas são, então, combinadas (etapa 105)para dar uma assinatura de fonte ao conjunto todo. Todas essas etapas (101-105)podem, então, ser substituídas.

[057] O método da invenção produz uma assinatura de fonte que é um campo de onda tridimensional, como uma função contínua de distância e direção, ao invés de apenas uma assinatura de fonte uni- dimensional. Assim, outro processamento sísmico, como é bem conhecido na técnica, pode ser feito com uma assinatura de fonte tridimensional, em vez de uma assinatura de fonte unidimensional. Um exemplo desse outro processamento é solucionar uma desconvolução tridimensional da assinatura da fonte tridimensional, em vez de usar apenas a assinatura da fonte de campo distante que faz o trajeto vertical como uma aproximação unidimensional da assinatura da fonte.

[058] O método de monitoração de fonte sísmica da invenção usa as medições de sensor de parâmetros físicos aplicados em uma base de disparo a disparo em um modelo de conjunto de pistola de ar comprimido. Porém, as assinaturas de fonte modeladas geradas pelo modelo só podem ser precisas a uma pequena percentagem. Portanto, o método da invenção usa as funções de calibragem para melhorar as assinaturas de fonte estimadas geradas pelo modelo. Essas funções de calibragem, aplicadas à etapa 104 da figura 1, corrige as diferenças entre as assinaturas de fonte obtidas do modelo e das assinaturas de fonte obtidas das medições de campo.

[059] As funções de calibragem são, preferivelmente, obtidas para cada fonte sísmica no conjunto de fonte sísmica a ser monitorado. As funções de calibragem são também, preferivelmente, obtidas para uma faixa antecipada de valores dos parâmetros físicos medidos na etapa 102, acima. As funções de calibragem podem ser armazenadas em uma memória de computador após sua construção e recuperadas à medida que são necessárias para as assinaturas de fonte modeladas. Em uma modalidade preferida, as funções de calibragem são construídas das medições das fontes sísmicas do conjunto feitas nos testes de campo. Essas medições incluem registrar as assinaturas de fonte próximas ao campo, assim como os parâmetros físicos medidos para o conjunto de fonte ativada. Os parâmetros físicos medidos são modelados para gerar assinaturas de fonte modeladas. As assinaturas de fonte modeladas são comparadas às assinaturas de fonte medida. Então as funções de calibragem são calculadas para corrigir as diferenças entre as assinaturas de fonte modeladas e as assinaturas de fonte medidas. A figura 2 mostra um fluxograma que ilustra os elementos de uma modalidade do método da invenção para construir as funções de calibragem.

[060] Na etapa 201, um conjunto de fontes sísmicas é ativado em uma seqüência de disparos. Cada disparo é uma ativação de todo o conjunto de fontes sísmicas. O conjunto de fontes sísmicas é, preferivelmente, conforme discutido na etapa 101 da figura 1 acima.

[061] Na etapa 202, os parâmetros físicos são medidos para o conjunto de fontes sísmicas da etapa 201. Os parâmetros físicos são, preferivelmente, conforme discutido acima.

[062] Na etapa 203, os parâmetros físicos medidos na etapa 202 são aplicados a um modelo e uma assinatura de fonte modelada é gerada pelo modelo para cada fonte sísmica. O modelo é, preferivelmente, conforme discutido com referência à etapa 103 da figura 1 acima.

[063] Na etapa 204, as assinaturas de fonte são medidas para cada fonte sísmica para a ativação de fonte sísmica. Em uma modalidade preferida, as assinaturas de fonte próximas ao campo são medidas por hidrofones posicionados aproximadamente a um metro de cada fonte sísmica, enquanto todo o conjunto de fonte sísmica é ativado. Há outras medições possíveis que poderíam ser usadas como base para a calibragem. Essas incluem medições de campo mediano e campo distante, ou uma combinação de medições de campo próximo, médio e distante. O campo próximo para um conjunto de fonte sísmica típico estende-se para uma distância da ordem de poucos décimos de metros (aproximadamente 25 m). O campo distante começa a uma distância na ordem de poucos centésimos de metros (aproximadamente 250 m). O campo mediano existe nas distâncias entre eles.

[064] Adicionalmente, as funções de calibragem poderíam ser calculadas a partir de disparos em que as pistolas de ar comprimido únicas são disparadas. Essas medições de campo poderíam ser o mais precisa possível, uma vez que a qualidade das funções de calibragem para as assinaturas de fonte dependem da qualidade dessas medições de calibragem.

[065] Na etapa 205, as diferenças entre as assinaturas de fonte modeladas da etapa 203 e as assinaturas de fonte medida da etapa 204 são determinadas. Em uma modalidade preferida do método da invenção, um algoritmo do computador, conhecido dos versados da técnica pega os picos principais e de bolha de qualquer assinatura de fonte. O fato de aplicar esse algoritmo às assinaturas modeladas e medidas de uma fonte sísmica provê a informação para comparar as assinaturas de fonte e, então, computar as funções correspondentes de calibragem. Em uma modalidade, a fase das assinaturas de fonte modeladas e medidas é comparada. Uma função correspondente de calibragem é construída, a qual estica ou comprime uma assinatura de fonte modelada entre cada par de picos de bolha, de modo que a fase dos picos de bolha se encaixe nas assinaturas de fonte modeladas e medidas. Da mesma forma, a amplitude das assinaturas de fonte medida e modelada é comparada. Essa função de calibragem correspondente aplica um fator de escala de amplitude dependente de tempo, calculada nas posições da bolha e interpoladas entre elas.

[066] As assinaturas de fonte medidas da etapa 204 são convertidas, se necessário, em uma forma compatível para comparação com as assinaturas de fonte modeladas a partir da etapa 203. Na modalidade preferida da invenção, as assinaturas de fonte modeladas são geradas pelo modelo na forma de assinaturas de fonte nocionais. Assim, na modalidade preferida, as assinaturas de fonte medidas são convertidas em assinaturas de fonte nocionais para comparação. Po- rém, converter as assinaturas de fonte nocionais não é um requisito da invenção. Por exemplo, a conversão pode incluir, embora sem limitação, remover o fantasma e normalizar a assinatura de fonte a uma distância de referência entre a fonte e o sensor no momento em que as assinaturas de fonte nocionais têm uma distância normalizada de um metro entre a fonte e o sensor.

[067] A figura 3 é um gráfico que mostra uma comparação entre uma assinatura de fonte modelada 301, mostrada como uma linha sólida e uma assinatura de fonte de campo distante 302, medida no trajeto vertical, mostrado em linhas pontilhadas, de uma única pistola de ar comprimido de 18 litros (110 polegadas cúbicas) e disposta a 6 metros de profundidade. Em geral, a assinatura de fonte modelada tem uma boa tarefa total de estimar a assinatura da fonte. Olhando para aspectos específicos, a precisão do modelo em predizer a amplitude de pico inicial 303 é melhor do que 10%, ao passo que a precisão ao predizer a fase e a amplitude da primeira bolha 304 é melhor do que 5%. Porém, a precisão ao se predizer a fase e a amplitude das últimas bolhas é menor. Assim, a precisão da assinatura da fonte modelada varia ligeiramente no decorrer do tempo.

[068] A figura 4 é um gráfico que mostra uma comparação entre uma assinatura de fonte modelada 401, mostrada como uma linha sólida e uma assinatura de fonte de campo distante que faz o percurso vertical 402, mostrado como uma linha pontilhada, de um conjunto de pistola de ar comprimido de 47,85 litros (2920 polegadas cúbicas), * disposta a uma profundidade de 6,25 metros. O conjunto é uma mistura de pistolas Sleeveguns e Bolt 1500 LL. Novamente, a assinatura de fonte modelada realiza uma boa tarefa de estimar as características principais da assinatura de fonte do conjunto. A precisão do modelo em predizer a amplitude de pico inicial 403 é melhor do que 5%. A forma total da assinatura da fonte modelada é muito boa. O erro mais observado é em algumas das características de fase da bolha entre 100 e 120 msec.

[069] O modelo utilizado na etapa 203 é preciso para predizer mudanças nas assinaturas da fonte devido a variações nos parâmetros físicos de disparo para disparo. Porém, o erro absoluto nas assinaturas da fonte modelada é, em geral, maior do que as variações de disparo para disparo nas assinaturas de fonte modelada resultante das variações nos parâmetros físicos. O método da invenção melhora as assinaturas de fonte estimadas do modelo com funções de calibragem.

[070] Com referência novamente à figura 2, na etapa 206, as funções de calibragem para cada fonte sísmica são construídas de modo a corrigir as diferenças determinadas na etapa 205 entre a assinatura da fonte modelada da etapa 203 e a assinatura da fonte medida da etapa 204. As funções de calibragem são discutidas abaixo.

[071] Na etapa 207 é determinada se quaisquer fontes sísmicas permanecem no conjunto das fontes sísmicas para as quais as funções de calibragem não foram construídas. Se a resposta for positiva, ou seja, que mais fontes sísmicas permanecem, então o processo retorna para a etapa 206 para construir as funções de calibragem para outra fonte sísmica no conjunto. Se a resposta for negativa, que nenhuma fonte sísmica permanece, então o processo continua para a etapa 208.

[072] Na etapa 208, é determinado se mais disparos (ativações de todo o conjunto das fontes sísmicas)permanecem na seqüência de disparos da etapa 201. Se a resposta for positiva, que mais disparos permanecem, então o processo retorna para a etapa 201 para ativar o conjunto de fontes sísmicas novamente. Se a resposta for negativa, que não permanece nenhum disparo, então o processo continua na etapa 209 até a extremidade.

[073] Na etapa 209, o processo termina. As funções da calibra-gem foram determinadas em um conjunto para cada uma das seqüên-cias de disparo sob uma faixa de valores de parâmetro físico. Em uma recapitulação de um método preferido da invenção para construir funções de calibragem para um conjunto de fonte sísmica, todo o conjunto é ativado (etapa 201 )e os parâmetros físicos são medidos (etapa 202)e aplicados ao modelo (etapa 203)para todas as fontes sísmicas no conjunto. Então, as assinaturas da fonte são medidas (etapa 204), comparadas às assinaturas da fonte (etapa 205)e usadas para derivar as funções de calibragem (etapa 206)para cada fonte sísmica individualmente (etapa 207)no conjunto. Então, todas essas etapas (201-207)as repetidas para cada ativação de todo o conjunto (208).

[074] O método de fonte nocional baseia-se no fato de haver tantos sinais de hidrofone quanto há pistolas de ar comprimido no conjunto. Se um único hidrofone falhar, as equações são subdeterminadas e insolúveis, o que causa um sério problema para o método. O método da invenção baseia-se em uma variedade de medições de sensor. O método da invenção é menos sensível a falhas nos sensores. Por exemplo, se alguns dos sensores para os parâmetros físicos em um subconjunto falhar, então a interpolação entre os outros sensores ainda pode dar um excelente resultado. Essa robustez dá ao método da invenção um vantagem valiosa sobre o método da fonte nocional em um ambiente de produção.

[075] As funções de calibragem são usadas na invenção para corrigir as diferenças entre as assinaturas de fonte a partir do modelo e as assinaturas de fonte das medições sem perturbar a precisão das variações relativas de disparo a disparo estimadas pelo modelo. Uma modalidade é uma função de calibragem que pega o tempo dos picos de bolha positivos. Isso permite os pequenos erros de fase nesses picos de bolha a serem corrigidos e uma função de correção de amplitu- de direta a ser aplicada. Essa modalidade será referida como a primeira função de calibragem. A utilização dessa primeira função de cali-bragem dá bons resultados. Os maiores erros são, geralmente, nas partes negativas da assinatura da fonte calibrada entre os pulsos da bolha. Em uma outra modalidade, esses erros podem ser minimizados pegando-se o mínimo entre as bolhas, assim como o máximo definido pelos picos de bolha.

[076] Em uma outra modalidade, cada função de calibragem consiste em uma série de funções de correção, as quais são sintonizadas e aplicadas a cada assinatura de fonte modelada. Em particular, essas funções de correção são aplicadas à produção de assinaturas de fonte nocional pelo modelo preferido. Essas são assinatura de fonte modelada produzidas pelo modelo que podem ser superpostas para calcular a assinatura do conjunto em qualquer direção. Ainda em outra modalidade, há duas funções de correção.

[077] A primeira função de correção é uma função de correção de fase aplicada à assinatura de fonte modelada. Essa função de correção de fase estica ou comprime uma assinatura de fonte modelada no domínio de tempo para corrigir a periodicidade principal, ou os erros de fase na assinatura de fonte modelada. Por exemplo, se o segundo período de bolha estava com 2% de erro, essa função de correção apresentaria, gradativamente, uma extensão de 2% no tempo para corrigir o período. Essa função de correção de fase, que varia ligeiramente no tempo, retém as variações de tempo a tempo da assinatura de fonte modelada.

[078] A segunda função de correção é uma função de correção de amplitude aplicada à assinatura de fonte modelada. Essa função de correção de amplitude multiplica a assinatura de fonte por uma função de escala no domínio de tempo para corrigir os erros de amplitude na assinatura de fonte modelada. Por exemplo, se a amplitude da terceira bolha na assinatura modelada for muito baixa, ou seja, 10%, essa função de correção iria fazer a bolha subir a 10%. Novamente, essa função de correção de amplitude, que varia ligeiramente no tempo, retém as variações de disparo para disparo da assinatura da fonte modelada.

[079] Em uma modalidade alternativa, uma ou mais funções de correção adicional podem ser acrescentadas a uma série de funções de correção. Por exemplo, uma função de correção adicional pode aplicar várias pequenas correções aos detalhes da assinatura de fonte. Essas correções poderíam ser funções de remodelação. Por exemplo, se a forma prevista do pico principal é ligeiramente errada, então o pico pode ser remodelado.

[080] Em uma modalidade preferida, o método da presente invenção baseia-se em computar um conjunto de funções de calibragem para cada pistola de ar comprimido e aplicar esse conjunto às assinaturas de fonte modelada. As funções de calibragem são, preferivelmente, obtidas de antemão e, então, simplesmente aplicadas a todas as assinaturas de fonte modeladas. A invenção não impede ter diferentes conjuntos de funções de calibragem para diferentes faixas de parâmetros e interpola entre eles, por exemplo, um conjunto de 13,78 MPa (2000 psi) e um conjunto de 17,24 MPa (2500 psi). A precisão do método da invenção pode ser menos precisa se os parâmetros de conjunto variam significativamente dos valores nos quais as medições em que as funções de calibragem são feitas (por exemplo, se o conjunto fosse disposto a uma profundidade significativamente diferente). Porém, esse problema pode ser superado fazendo-se medições do conjunto sobre a faixa de variação que, provavelmente, será encontrada. Assim, um algoritmo adicional pode ser incorporado para escolher, ou interpolar, as funções de calibragem.

[081] Um número de modalidades alternativas para as funções de calibragem pode ser descrita em relação à primeira função de cali- bragem discutida acima, o qual alinha apenas nos picos de bolha. Uma segunda modalidade da função de calibragem se alinha nos centros de toda a largura na metade máxima de cada pico. Uma terceira modalidade de função de calibragem se alinha nos picos e no mínimo entre os picos. Uma terceira modalidade da função de calibragem se alinha nos picos, mínimos e também nos cruzamentos zero. Uma quinta modalidade da função de calibragem se alinha na largura total, na metade máxima de cada pico e calhas a partir da quarta modalidade. Finalmente, uma sexta modalidade da função de calibragem faz uma divisão de assinatura de fonte após a calibragem feita como na quinta modalidade.

[082] As funções de calibragem mostra, às vezes, uma aparência de ziguezague nas curvas de correção de amplitude. Isso é causado por uma diferença sistemática entre o erro de amplitude das partes positivas da assinatura e o erro de amplitude das partes negativas da assinatura. Por exemplo, considere uma mudança no parâmetro físico, tal como profundidade, que afeta principalmente o período de bolha. Para pequenas mudanças na profundidade, uma correção de fase, seguida pela correção de amplitude, deve funcionar bem. Porém, uma mudança no período de bolha que move um pico na assinatura mudada em uma calha, na assinatura de referência, poderia requerer uma grande mudança de parâmetro para a primeira bolha, mas uma mudança progressivamente menor para as bolhas posteriores. O resultado é que a correção de amplitude para a parte negativa da assinatura é aplicada à parte positiva. A presença do efeito de ziguezague introduz um erro significativo nesse ponto.

[083] Para corrigir os erros introduzidos pelo efeito ziguezague, uma outra modalidade alternativa emprega um método que se adapta a disparo, o qual se baseia no fato de que os erros nas assinaturas de fonte modeladas são, principalmente, sistemáticas. Em vez de compu- tar uma função de calibragem como antes, no ponto de referência, a amplitude e os erros de fase seriam registrados para cada pico e condutos da assinatura (e, possivelmente, os erros de fase para os cruzamentos zero). Ao monitorar a fonte durante o desempenho de uma pesquisa sísmica, os picos e condutos seriam colhidos das assinaturas de fonte modeladas não-calibradas para cada disparo. As funções de calibragem variantes de disparo seriam, então, calculadas, o que reforça o alinhamento de pico para a aplicação das curvas de correção de amplitude. Essa modalidade alternativa do método da invenção também deverá melhorar os resultados quando o gradiente das curvas de calibragem estiverem altas. Se as partes posteriores das assinatura de fontes forem de interesse, então essa técnica de adaptação de disparo poderia oferecer um aperfeiçoamento.

[084] Outra modalidade alternativa do método da invenção é adicionar uma função de calibragem adicional obtida de uma assinatura de fonte de campo distante medida. Uma função de correção de fase e amplitude final direta poderia ser usada. O método ilustrado para as funções de calibragem de construção usa o método de fonte nocional como uma referência. A calibragem de referência é feita em boas condições climáticas e controladas em que o bote que reboca as fontes e sensores se move ligeiramente. Sob essas condições, pode-se esperar que o método de fonte nocional seja o melhor. Porém, sob condições de operação de pesquisa, a precisão do método de fonte nocional deteriora significativamente, ao passo que o método de calibragem deveria manter sua precisão. Uma calibragem final das medições de campo distante pode aumentar a precisão do método da invenção.

[085] Um primeiro exemplo, mostrado nas figuras 5-8, ilustra o uso de um método da invenção com uma única pistola de ar comprimido. A pistola de ar comprimido usado nesse exemplo é um Sleeve-gun de 2,45 litros (150 polegadas cúbicas). A figura 5 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte nocionais medidas e modeladas dessa pistola de ar comprimido antes da correção da assinatura da fonte modelada pelas funções de calibragem. Uma linha sólida 501 mostra uma assinatura de fonte nocional modelada e uma linha pontilhada 502 mostra uma assinatura nocional calculada de uma assinatura de fonte de campo próximo medida.

[086] A figura 6 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte nocionais medidas e modeladas dessa pistola de ar comprimido, após a correção da assinatura de fonte modelada pelas funções de calibragem. A terceira função de calibragem, conforme descrito acima, é utilizada. A máxima e a mínima das assinaturas de fonte na figura 5 foram colhidas para construir as funções de calibragem de amplitude e de fase. Uma linha sólida 601 mostra uma assinatura de fonte nocional calibrada e uma linha pontilhada 602 mostra a assinatura nocional calculada da assinatura de fonte de campo próximo medido. A combinação é boa, a maior discrepância estando no rebordo 603 que leva à primeira bolha. Essa discrepância poderia ser facilmente corrigida colhendo-se os pontos adicionais nessa área na determinação das funções de calibragem.

[087] A figura 7 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, medidas e modeladas, dessa pistola de ar comprimido da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem, conforme descrito acima. Uma linha sólida 701 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, modelada, e uma linha pontilhada 702 mostra uma assinatura de fonte de campo distante medida. A figura 8 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, modelada e medida, dessa pistola de ar comprimido, após a correção da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem. Uma linha sólida 801 mostra uma assinatura de fonte de campo distante calibra- da e uma linha pontilhada 802 mostra a assinatura de fonte de campo distante. Novamente, a combinação é boa após a calibragem.

[088] Um segundo exemplo, mostrado nas figuras 9-12, ilustra o uso do método da invenção com um conjunto de pistola de ar comprimido. O conjunto usado nesse exemplo é um conjunto de pistola de ar comprimido de 11,93 litros (730 polegadas cúbicas) que é uma mistura de sete Sleeveguns de 0,33 a 1,63 litros (20 a 100 polegadas cúbicas) e uma Bolt de 4 litros (250 polegadas cúbicas), pistola de ar comprimido 1500 LL, dispostas a 6 metros de profundidade.

[089] A figura 9 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, modeladas e medidas do conjunto de pistola de ar comprimido antes da correção da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem. Uma linha sólida 901 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, modelada e uma linha pontilhada 902 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, calculada da medição de campo próximo calculado por meio de assinaturas de fonte nocionais.

[090] A figura 10 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, medidas e modeladas, desse conjunto de pistola de ar comprimido da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem. Uma linha sólida 1001 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, modelada, e uma linha pontilhada 1002 mostra uma assinatura de fonte de campo distante calculada das medições de campo próximo por meio de assinaturas de fonte nocionais. Essa combinação é agora muito boa, mesmo usando a primeira função de calibragem. Pode-se esperar uma combinação ainda melhor, embora para muito trabalho, com mais funções de calibragem sofisticadas.

[091] As figuras 11 e 12 são gráficos que mostram a fase representativa 1101 e as funções de calibragem e amplitude 1201, respecti- vamente, usados para corrigir a assinatura de fonte modelada 1101 na figura 10. As funções de calibragem são calculadas das assinaturas de fonte nocionais, uma para cada pistola de ar comprimido do conjunto.

[092] Um terceiro exemplo, mostrado nas figuras 13 e 14, ilustram a solidez do método da invenção. A figura 13 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, medidas e modeladas, do conjunto de pistola de ar comprimido, após correção da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem. Uma linha sólida 1301 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, modelada, e uma linha pontilhada 1302 mostra uma assinatura de fonte de campo distante medida. O conjunto da pistola de ar comprimido está a uma profundidade de 6 metros. A combinação entre as assinaturas de fonte de campo distante medidas e modeladas é excelente. O reflexo chão-mar 1303 é evidente, começando a cerca de 400 mseg.

[093] A figura 14 é um gráfico que mostra uma comparação entre as assinaturas de fonte de campo distante, medidas e modeladas, após a correção da assinatura de fonte modelada pela primeira função de calibragem a uma profundidade diferente. Uma linha sólida 1401 mostra uma assinatura de fonte de campo distante, modelada, e uma linha pontilhada 1402 mostra uma assinatura de fonte de campo distante medida. Porém, nesse caso, o conjunto de pistola de ar comprimido está a uma profundidade de 6,5 metros enquanto as funções de calibragem foram calculadas para uma profundidade de 6 metros. Porém, a combinação ainda é muito boa. Assim, o método da invenção trabalha mesmo em situações que não são tão ideais, em que os parâmetros medidos podem diferir entre as operações de calibragem e as operações de produção. O reflexo chão-mar 1403 é novamente evidente, começando a 460 meseg.

[094] Deve-se entender que o que foi acima exposto é simplesmente uma descrição detalhada das modalidades específicas dessa invenção e que várias mudanças, modificações e alternativas às modalidades apresentadas podem ser feitas de acordo com a exposição aqui feita sem que se afaste do escopo da invenção. A descrição acima, portanto, não limita o escopo da invenção. Ao invés disso o escopo da invenção vai ser determinado apenas pelas reivindicações em anexo e seus equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método de monitoração de fonte sísmica em tempo real durante a realização de um levantamento sísmico, compreendendo: obter, previamente ao levantamento sísmico, funções de calibração para parâmetros físicos utilizados para modelar uma assinatura fonte para um conjunto de fontes sísmicas a partir da comparação entre o medido de assinaturas de fonte de campo próximo e assinaturas de fonte de campo próximo modeladas. medir (103) tais parâmetros físicos durante ativações de tal conjunto de fontes sísmicas; caracterizado por aplicar tais parâmetros físicos medidos a um modelo, para gerar uma assinatura de fonte modelada (301 , 401) para tal conjunto ativado de fontes sísmicas; e aplicar tais funções de calibragem à tal assinatura de fonte modelada (301 , 401), para gerar uma assinatura de fonte calibrada para tal conjunto de fontes sísmicas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tais parâmetros físicos medidos compreendem um ou mais dos seguintes: as informações de queda da fonte sísmica, profundidades da fonte sísmica, geometria da fonte sísmica, pressões internas da fonte sísmica, sincronização relativa da fonte sísmica, temperatura da água e pressão atmosférica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que tais parâmetros físicos medidos compreendem, ainda, condições de superfície do mar.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que tais parâmetros físicos medidos compreendem, ainda, um ou mais dentre o seguinte: tipos de pistola de ar comprimido, volumes de pistola de ar comprimido, tamanho de orifício de pistola de ar comprimido, tempo de abertura de orifício de pistola de ar comprimido, velocidade da água e salinidade da água.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tais funções de calibragem são obtidas da memória do computador.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tal modelo é um modelo de computador de bolhas oscilantes de pistola de ar comprimido.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma assinatura de fonte calibrada para cada fonte sísmica em tal conjunto de fontes sísmicas e tais assinaturas de fonte calibrada para cada fonte sísmica são combinados para gerar tal assinatura de fonte calibrada para tal conjunto de fontes sísmicas e que a combinação de assinaturas de fonte calibradas compreende superpor, linearmente, as assinaturas de fonte calibradas.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a assinatura de fonte modelada é gerada para cada fonte sísmica em tal conjunto de fontes sísmicas, uma assinatura de fonte calibrada sendo gerada para cada fonte sísmica aplicando-se tais funções de calibração a tal assinatura de fonte modelada (301 , 401) para cada fonte sísmica, tais assinaturas de fonte calibradas para cada fonte sísmica sendo combinada para gerar tal assinatura de fonte calibrada para tal conjunto de fontes sísmicas.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a combinação de assinaturas de fonte calibrada compreende superpor, linearmente, as assinaturas de fonte calibradas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a obtenção das funções de calibragem compreende: medir (202) os parâmetros físicos para uma ativação de um conjunto de fontes sísmicas; aplicar tais parâmetros físicos medidos a um mo- delo, gerando, aí, uma assinatura de fonte modelada (301 , 401) para cada fonte sísmica; medir (204) as assinaturas de fonte para uma ativação de tal conjunto de fontes sísmicas, gerando, aí, uma assinatura de fonte medida para cada fonte sísmica; determinar (206) as diferenças entre tal assinatura de fonte modelada (301 , 401) e tal assinatura de fonte medida para cada fonte sísmica; e determinar (207) as funções de calibragem que corrigem tais diferenças para cada fonte sísmica.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de medir (204) as assinaturas de fonte compreende: posicionar um receptor sísmico em uma região próxima ao campo com relação a cada fonte; e medir uma assinatura de fonte próxima ao campo para cada fonte.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda: computar as assinaturas de fonte nocional a partir das assinaturas de fonte próximas ao campo.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de medir (204) as assinaturas de fonte compreende ainda: converter tais assinaturas de fonte medida para combinar tais assinaturas de fonte modelada (301 , 401) em forma.

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar (206) as diferenças compreende ainda: colher os aspectos de assinatura de fonte que definem um pico principal de assinaturas de fonte e comparar tais assinaturas de fonte em tais aspectos de assinatura de fonte colhidos.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de colher aspectos de assinatura de fonte compreende: colher um pico máximo do pico principal e tal pelo menos um pico de bolha de tais assinaturas de fonte.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracteriza- do pelo fato de que a etapa de colher os aspectos de assinatura de fonte compreende: colher um pico máximo do pico principal e tal pelo menos um pico de bolha de tais assinaturas de fonte.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de colher aspectos de assinatura da fonte compreende ainda: colher um mínimo entre tal pico principal e tal pelo menos um pico de bolha de tais assinaturas de fonte.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que as etapas de colher os aspectos de assinatura compreende ainda: colher cruzamentos zero de tais assinaturas de fonte.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as etapas de colher aspectos de assinatura de fonte compreende: colher tal aspecto de assinatura de fonte em um centro de uma largura total de meio máximo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as funções de calibragem corrigem as diferenças de fase entre tais assinaturas de fonte modelada (301 , 401) e medida.

21. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as funções de calibragem corrigem as diferenças de amplitude entre tais assinaturas de fonte modeladas (301 , 401) e medidas.

22. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada função de calibragem compreende: uma função de correção de fase para corrigir as diferenças de fase entre tais assinaturas de fonte medida e modelada; e uma função de correção de amplitude para corrigir as diferenças de amplitude entre tais assinaturas medidas e modeladas.

23. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas de medir tais parâmetros físicos e aplicar tais parâmetros físicos medidos ocorrem para cada ativação de tal conjunto de fontes sísmicas.