NO161586B - Fremgangsmaate for innsamling av seismisk data. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår marineseismisk innsamlings-prosedyrer som anvender en streamkabel som blir slepet og som har flere datamottagere anbrakt med avstand mellom hverandre av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Marineseismiske refleksjonsundersøkelser blir tradisjonelt utført ved å styre et marinefartøy i en rett linje, mens det periodisk avfyres en akustisk kilde tett forbundet med fartøyet, vanligvis tauet rett bak fartøyet og anbrakt litt under havoverflaten. En streamerkabel tauet av fartøyet er også spilt ut bak fartøyet. Kabelen innbefatter langs dens lengde flere egnede akustiske mottagere kjent som hydrofoner for å motta og detektere akustiske seismiske refleksjoner. Hydrofonene er normalt gruppert sammen, idet gruppen med mottagere vanligvis er jevnt anbrakt med avstand langs kabelen. Dataen samlet av mottagerne avslører de geofysiske terrengforholdene mellom kilden og respektive mottagere når kilden blir avfyrt og fartøyet beveger seg over området. Behandlingen av de frembrakte data antok til å begynne med at skipet, kilden og respektive mottagere anbrakt langs streamerkabelen alle var anbrakt i en rett linje i forhold til sjøbunnen.

Det er imidlertid klart at i virkeligheten vil bølger og strømmer bevirke at streamerkabelen går fra den ene siden til den andre og blir ikke slepet direkte bak fartøyet. Data-linjen for slepingen for hvert innsamlet dataelement må derfor bli korrigert på dette pendlingsfenomenet ellers ville feilaktig data være resultatet.

Slik pendling ga imidlertid en mer effektiv arealdekning med hensyn til data enn en lineær dekning. Det vil si mottagerne fulgte parallelle linjer og midtpunktene (antatt horisontal refleksjonssjikt i terrenget) mellom kilden og respektive mottagere også parallelle linjer. Skjemaer ble følgelig utviklet for å velge linjemellomrom, skipskurs og hastighet i forhold til strømmene for å ta hensyn til arealdekningen bevirket av pendlingen. Kompliserte posisjonsskjema ble utviklet for å bestemme den virkelige plasseringen av hver "mottager", som her er ment er en virkelig gruppe av enkelte mottagerdetektorer til streameren. Konstruksjonen av undersøkelsene (1injemellomrom, skuddretning og hastighet, antall liner etc.) ble gjort basert på angtagelsen av strømmene.

Detaljer ved havstrømmer og følgelig de virkelige streamer-mønstrene er uheldigvis ikke forutsigbare. Mange under-søkelser har ikke kunnet gi tilstrekkelig arealdekning når de er basert på forutsatte strømmer på grunn av at den virkelige pendlingen til streamerkabelen i løpet av undersøkelsen avvek betydelig fra det som var ventet før undersøkelsen. For å overvinne disse dårlige erfaringene, har innsamlingen av data blitt utført ved å anbringe mottagerne og ved å spore tilliggende skuddlinjekurser til fartøyet mye tettere sammen enn hva som virkelig er nødvendig ved databehandlingen. Dette øker naturligvis betydelig kostnaden ved datainnsamlingen for å sikre en adekvat fordeling av mottagerstedene over et undersøkt område.

Som nevnt ovenfor er marineseismiske refleksjonsundersøkelser til nå blitt utført ved å anvende et hovedsakelig jevnt med avstand anbrakte parallelle fartøykurslinjer. En halvdel av linjene blir vanligvis skutt i en retning og en halvdel av linjene blir skutt i motsatt retning. Ved ferdig skyting langs en linje, f.eks. fra vest mot øst, dreies fartøyet og en linje blir skutt fra øst mot vest. Denne dreiingen blir gjort utenfor området som er av interesse for undersøkelsen for å samle data fra hele området som er av interesse. Tiden som fartøyet er utenfor undersøkelsesområdet representerer bortkastet skipstid med hensyn til datainnsamlingen.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å samle marineseismiske data på en forbedret måte hvor pendlingen av streamerkabelen blir styrt uavhengig av sjø- og vlndstrømmer for å sikre nøyaktig arealdekning.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å sørge for innsamling av marineseismisk data på en forbedret måte hvor marinefartøyet sjelden går utenfor området som er interessant for undersøkelsen i løpet av undersøkelsen og der er derfor lite bortkastet tid i forhold til tidligere kjente undersøkelsesmetoder hvor fartøyet må dreie rundt.

Ovenfornevnte formål tilveiebringes ved hjelp av en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteris-tiske trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige kravene.

Uforutsigbare havstrømmer og vinder vil frembringe variasjoner i skipet og streamerens posisjon fra den ideelle sirkulære formen, men slike variasjoner vil ha en ubetydelig virkning. Den aktuelle posisjonen til skipet og streameren er opptegnet i løpet av undersøkelsen ved å anvende kommersiell tilgjengelig teknologi og slik posisjonsinformasjon blir anvendt for å korrigere opptegnet data i løpet av påfølgende behandling.

Selv om det er akseptabelt å fullføre en sirkulær omkrets-dekning om et første styresenter og så det neste inntil et fullstendig areal har blitt undersøkt, er det foretrukket å styre fartøyet først delvis rundt et senter og så i en tangensial kontinuitet rundt et påfølgende styresenter på en S-lignende måte osv. inntil hele området er dekket. Dette er antatt å være den hurtigste og letteste måten å tilveiebringe komprimert dekning av hele undersøkelsesområdet.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser skjematisk et marinefartøy utstyrt for seismisk dataundersøkelse med en streamerkabel for samling. Fig. 2 viser en forenklet arealbane til et marinefartøy som beveger seg rundt et styresenter i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig.3 viser en forenklet arealbane til et marinefartøy som beveger seg rundt et styresenter i samsvar med en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse . Fig. 4 viser et arealundersøkelsesplan for hele området som er av interesse i samsvar med foreliggende oppf innelse. Fig. 1 viser et fartøy 10, idet dette beveger seg i en baneretning 12. Havoverflaten er betegnet med henvisnings-tallet 14 og det geofysiske terrenget er representert med reflekterende overflate 16. Denne overflaten er vist som horisontal og er kun vist som et enkelt reflekterende grensesnitt for enkelhetens skyld. Det er naturligvis klart at i praksis vil der være mange reflekterende grensesnitt og en eller flere av dem kan ikke være fremherskende horisontal. Fartøyet 10 sleper en flytende kilde 18, vanligvis omkring 7,5 m under havoverflaten og tett opptil fartøyet og en streamerkabel 20, som er balansert og ellers anbrakt ved hjelp av paravaner og lignende slik at den spres ut bak fartøyet også under vannoverflaten og derfor fri fra største-delen av overflateturbulensen.

Anbrakt langs og i ett med streamerkabelen 20 er flere "mottagere". En "mottager" er for denne anvendelsen en seismisk signaldetekteringsenhet. I praksis er hver enhet en rekke eller gruppe av tett tilknyttede hydrofoner, men en enhet kan være en enkelt hydrofon. Mottagerne er vanligvis anbrakt med jevn avstand fra hverandre. Streamerkabelen kan være heller lang i størrelsesorden av 3000 m i mange tilfeller. For enkelhetens skyld er kun vist et par mottagere 22a-22g. Respektive refleksjonsbaner fra kilden 18 til reflekterende overflate 16 til mottagerne 22a-22g er identifisert som baner 24-24g.

Ved utførelse av en undersøkelse blir kilden periodisk aktivert for å frembringe et akustisk signal som sendes nedover i vannet for å bli detektert av mottagerne etter reflekteringen fra de reflekterende grensesnittene i det geofysiske området. Den innsamlede dataen blir opptegnet og behandlet for å tilveiebringe informasjon om geologien til formasjonen ved refleksjonspunktene, som er midtpunktene mellom kilden og respektive mottagere når betraktet ovenfra og for et horisontalt reflekterende sjikt eller grensesnitt. Selv om refleksjonssjiktet kan ha en annen form enn horisontalt, vil av bekvemlighetsgrunner refleksjonspunktene bli henvist til som "midtpunkter".

Med henvisning til fig. 2 er vist et område eller et toppriss av et fartøy 10 som beveges i en sirkelformet kurs 26 om et styresenter 28, idet streamerkabelen 20 pendler bak fartøyet 10 og tilnærmet overliggende kursen 26. Sirkelens radius eller bue til sirkelene for kursen 26 er radiusen RI. En kordelinje 30 er trukket fra fartøyet 10 eller mer nøyaktig fra kilden 18 forbundet med fartøyet 10 og endemottageren 22x, den som er lengst borte fra fartøyet 10, definerer en sirkel 32 som blir krysset av midtpunktet forbundet med mottageren 22x. Denne midtpunktkursen 32 kan bli bestemt ved hjelp av å trekke en perpendikulær på styrepunktet 28 til kordelinjen 30, idet perpendikulæren også er vist som radiusen R2.

Det skal bemerkes at den andre kordelinjen trukket til de mellomliggende mottagerne anbrakt langs streamerkabelen definerer det geometriske stedet for punktene vist ved hjelp av linjen 34. Det skal også bemerkes at linjene sporet av midtpunktene lett adskiller seg fra hverandre på grunn av pendelvirkningen, men alle er konsentriske i forhold til hverandre om styresenteret 28. Kunnskapen om forholdet nettopp beskrevet med hensyn til kilden, mottagerne, kursradiusen, midtpunktradiusene og det geometriske stedet for punktene til midtpunktradiusene gjør det enkelt og nøyaktig å konstruere en undersøkelse for å tette et gitt område og for å behandle og tolke den seismiske innsamlede dataen. Det skal bemerkes at arealdekningen for en fullstendig kryssing om styrepunktet 28 er området 36, det området definert som å være mellom kurslinjen 26 og midtpunktkurs-1 injen 32.

Fig. 3 er stort lik fig. 2 med unntak av at RI, radiusen til sirkelen for kursen 46, er valgt slik at lengden på streamerkabelen er lik en halvdel av omkretsen til en sirkulær kurs 46. I dette tilfellet sammenfaller midtpunktet 32 forbundet med mottageren 22x med styresenteret 48. Arealdekningen for en fullstendig kryssing om styrepunktet 48 er området 50, området sveipet ut av det geometriske stedet for midtpunktet eller buen 34. Området 50 faller sammen med det fullstendige området innenfor sirkelkursen 46.

Med henvisning til fig. 4 er vist et planlagt område 40 for undersøkelse som en firkant med sider 42 og 44. Selv om området som skal undersøkes vanligvis er en firkant, kan oppfinnelsen anvendes også på et rektangulært område og også på et område med irregulær form.

Arealdekningen 46 mellom kurslinjen 26 og midtpunktlinjen 32 og arealdekningen 50 mellom kurslinjen 46 og styresenteret 48 blir overlagret på undersøkelsesområdet 40 på fig. 4. Det fremgår at den fullstendige dekningen av området 40 innbefattende gjentagende data for å gi redundansnøyaktighet er mulig ved å velge en egent radius RI og ved å spore like kurser om flere styresenter vist med prikket mønster. Hvert punkt representerer et styresenter. Den tilveiebrakte ønskede redundansen innbefatter refleksjoner fra samme underflate-punkter fra flere kildemottagerpar med forskjellige avstander mellom kilde og mottager og forskjellige asimuter til en linje som forbinder kilde og mottager. Der er en bevegelse av fartøyet utenfor grensene til undersøkelsesområdet, men kan ikke sammenlignes med tidligere kjent beskrevet teknikk.

For å tilveiebringe en hensiktsmessig dekning eller sporing av området 40 i samsvar med ovenfor individuelle prosedyre, er det foretrukket å etablere styresentrene og radiusen til styringen slik at fartøyet kan beveges fra en styrekurs til neste på en S-f ormet måte. Med andre ord, den innstilte kursen vil være tangensial til hverandre for å tillate fartøyet å sno en total tangensial kurs fra en bue til en kurslinje til den neste inntil det fullstendige området er dekket.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for å samle marineseismiske data ved anvendelse av en streamerkabel slepet av et fartøy, idet streamerkabelen har flere seismiske mottagere med avstand langs kabelen, idet hver mottager mottar seismiske refleksjoner fra en akustisk kilde forbundet med fartøyet som blir mottatt av mottageren etter at det har blitt reflektert av det geofysiske terrenget under kilden og mottageren, karakterisert ved kryssing av i det minste en delvis sirkel med fartøyet om et styresenter, dannelse av akustiske kildesignaler fra kilden, og mottagelse av reflekterte signaler fra kilden ved i det minste en av mottagerne, idet mottageren sporer en pendelkurs om styresenteret slik at streamerkabelen ligger i hovedsaken langs nevnte sirkel som bestemt av omgivelsesbetingelsene, idet data samlet derfra er de som er forbundet med midtpunktet til motstående seg likt bevegende korde definert av kilden og mottageren.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved mottagelse av reflekterte signaler fra kilden ved hver av de andre mottagerne, idet hver av mottagerne sporer en respektiv pendelkurs om styresenteret, idet innsamlede data er forbundet med en arealdekning mellom sirkelbuen krysset av fartøyet og mot hverandre stående seg bevegende korde definert av kilden og en av mottagerne anbrakte lengst borte derfra langs streamerkabelen, hvor midtpunktet til hver av de seg motsatt stående bevegende korder definert av kilden og mottagerne krysser separate sirkulære buer om styresenteret .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at behandling av mottatt data fra mottagerne som gjenkjenner at midtpunktene til hver av seg motsatt stående bevegende korder definerer et jevnt formet geometrisk sted for punktene.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den innbefatter kryssing av ytterligere sirkelbuer med fartøyet om ytterligere styresenter, dannelse av akustiske kildesignaler fra kilden, og mottagelse av reflekterte signaler fra kilden ved hver av mottagerne, idet hver av mottagerne sporer en respektiv pendelkurs om de ytterligere styresentrene, idet de innsamlede data er forbundet med ytterligere arealdekninger mellom ytterligere sirkelbuer krysset av fartøyet og seg motsatt stående seg bevegende korder definert av kilden og mottagerne anbrakt langs streamerkabelene, idet midtpunktet til hver av seg motsatt stående bevegende korder definert av kilden og mottageren krysser en sirkelbue om nevnte ytterligere styresentere.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at arealdekningene kombineres for å tilveiebringe datainnsamling fra et fullstendig undersøkt område.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den innbefatter lokaliseringen av de ytterligere styresentrene og radiusene til de kryssede buene for tangensialt grensesnitting, og bevegelse av fartøyet om en av styresentrene på en første sirkelbuekurs og så fortsettelse om et andre styresenter på en andre sirkelbuekurs.