RU2592739C1 - Method for seismic survey on water bodies and device therefor - Google Patents

Method for seismic survey on water bodies and device therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2592739C1
RU2592739C1 RU2015114121/28A RU2015114121A RU2592739C1 RU 2592739 C1 RU2592739 C1 RU 2592739C1 RU 2015114121/28 A RU2015114121/28 A RU 2015114121/28A RU 2015114121 A RU2015114121 A RU 2015114121A RU 2592739 C1 RU2592739 C1 RU 2592739C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seismic
oscillations
boomer
range
sparker
Prior art date
Application number
RU2015114121/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Токарев
Валерий Гарифьянович Гайнанов
Леонид Моисеевич Кульницкий
Андрей Анатольевич Колюбакин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" (ООО "Арктический Научный Центр")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" (ООО "Арктический Научный Центр") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Арктический Научно-Проектный Центр Шельфовых Разработок" (ООО "Арктический Научный Центр")
Priority to RU2015114121/28A priority Critical patent/RU2592739C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2592739C1 publication Critical patent/RU2592739C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to seismic survey and are intended to determine structure and properties of geologic section under bottom of water bodies. Method for marine seismic survey includes excitation of vibrations by a source and recording of reflected waves with multichannel receiving device mounted with inclination relative to water surface, displacing along profile oscillation source and a multichannel receiving device by means of ship, data processing. Multichannel receiving device is made in form of a seismic cable consisting of a set of receivers of pressure in form of hydrophones with pitch between them from beginning of seismic cable to its end. Excitation of vibrations is carried out with three sources operating simultaneously or in a given order: pneumatic source in form of an air gun, sparker and boomer. Airgun excites low-frequency oscillations in range of 50-250 Hz, towed at a depth of not more than 0.25 of predominant length of excited oscillations, at distance of 10-20 m from first channel of seismic cable. Sparker excites medium-frequency vibrations in range 200-2,000 Hz and is located between air gun and boomer. Boomer excites high-frequency oscillations in range of 500-5,000 Hz, towed at a depth of not more than 0.25 of predominant length of excited oscillations, on possible minimum distance from first channel of seismic cable. Received seismic oblique data are transmitted on a recording device on vessel for mathematical processing. Device for marine seismic survey includes vessel-pusher, a seismic station, multichannel receiver made in form of a seismic cable in housing, and a system of three series-arranged sources for exciting elastic vibrations in different frequency ranges: pneumatic source in form of an airgun, sparker and boomer.
EFFECT: technical result is increase of resolution of seismic survey on water bodies.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретения относятся к области сейсмической разведки и предназначены для определения структуры и свойств геологического разреза под дном акваторий.The invention relates to the field of seismic exploration and is intended to determine the structure and properties of the geological section under the bottom of the waters.

Уровень техникиState of the art

Известен способ разведки геологической структуры морского дна с помощью линейно-протяженной сейсмоакустической антенны и буксируемого импульсного источника звука, при этом линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна установлена на донном грунте; импульсный источник звука перемещается перпендикулярно линии расположения донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенны; излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне; при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения; линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна принимает зондирующие геологическую структуру дна сигналы и формирует диаграммы направленности в плоскости «линия расположения антенны - глубина»; для каждой сформированной диаграммы направленности сейсмоакустической антенны производится свертка принятого сигнала с излученным по параметру «время задержки»; результаты свертки суммируются по излучаемым импульсам с учетом изменения времени задержки отраженного сигнала относительно линии буксировки; просматриваются все угловые направления в плоскости «линия буксировки импульсного источника звука - глубина»; формируется изображение в формате 3-D в сферической системе координат относительно центра сейсмоакустической антенны для углов, азимута и времени задержки сигнала (патент RU 2502091 C2, опубл. 20.12.2013). Изобретение позволяет получить акустическое изображение среды в формате 3D при помощи формирования разрешения по трем координатам: дальности (времени задержки сигнала) и двум углам (азимуту и углу места).A known method of exploration of the geological structure of the seabed using a linearly-extended seismic acoustic antenna and a towed pulsed sound source, while a linearly-extended seismic-acoustic antenna is installed on the bottom soil; a pulsed sound source moves perpendicular to the line of location of a bottom linearly extended seismic acoustic antenna; the signals emitted by the towed pulsed sound source are recorded using a special receiving hydrophone mounted on a bottom linearly extended seismoacoustic antenna; with each radiation of the pulse signal, the coordinates of the radiation point and the radiation time are fixed; a linearly-extended seismoacoustic antenna receives signals probing the geological structure of the bottom of the bottom and generates radiation patterns in the plane “antenna location line - depth”; for each formed pattern of the seismic-acoustic antenna, the received signal is convolved with the signal emitted according to the parameter “delay time”; convolution results are summed over the emitted pulses taking into account the change in the delay time of the reflected signal relative to the tow line; all angular directions in the plane “towing line of a pulsed sound source - depth” are viewed; a 3-D image is formed in a spherical coordinate system relative to the center of the seismic-acoustic antenna for angles, azimuth and signal delay time (patent RU 2502091 C2, publ. 12.20.2013). The invention allows to obtain an acoustic image of the medium in 3D using the formation of resolution in three coordinates: range (delay time of the signal) and two angles (azimuth and elevation).

Недостатком способа является принципиальная невозможность существенного повышения разрешающей способности при сохранении заданной глубинности сейсмической разведки в связи с использованием единственного источника упругих колебаний с ограниченной полосой частот.The disadvantage of this method is the fundamental impossibility of a significant increase in resolution while maintaining a given depth of seismic exploration in connection with the use of a single source of elastic oscillations with a limited frequency band.

Известен сейсморазведовательный комплекс, включающий сейсмоисточник с возможностью возбуждения различных по своему спектральному составу сигналов с системой формирования управляющих сигналов и системой контроля возбуждаемых зондирующих сигналов, сейсмостанцию с возможностью корреляции виброграмм и преобразования коррелограмм в импульсные сейсмограммы с системой формирования коррелирующих сигналов и системой определения параметров управляющих сигналов и средства обмена информацией между сейсмостанцией и сейсмоисточником, при этом выход системы контроля возбуждаемых зондирующих сигналов через средства обмена информацией между сейсмоисточником и сейсмостанцией соединен с входом системы формирования коррелирующих сигналов, а выход системы определения параметров управляющих сигналов через средства обмена информацией между сейсмостанцией и сейсмоисточником соединен со входом системы формирования управляющих сигналов (патент RU 2488847 C1, опубл. 27.07.2013). Изобретение позволяет расширить область применения сейсмокомплекса, упростить и снизить стоимость используемых в его составе сейсмоисточников.A well-known seismic survey complex, including a seismic source with the possibility of exciting various in its spectral composition of signals with a control signal generation system and a control system of excited sounding signals, a seismic station with the ability to correlate vibrograms and convert correlograms to pulsed seismograms with a system for generating correlating signals and a system for determining control signal parameters and means of exchange of information between the seismic station and the seismic source, with the output of the control system of the excited sounding signals through the means of exchange of information between the seismic source and the seismic station is connected to the input of the system for generating correlating signals, and the output of the system for determining the parameters of the control signals through the means of exchange of information between the seismic station and the seismic source is connected to the input of the system of generating control signals (patent RU 2488847 C1 published on July 27, 2013). The invention allows to expand the scope of the seismic complex, to simplify and reduce the cost used in its composition of seismic sources.

Недостатком способа является низкая детальность и высокий уровень регулярных и нерегулярных помех в силу использования стандартной сейсмической косы с равномерно распределенными гидрофонами, расположенной горизонтально.The disadvantage of this method is the low detail and a high level of regular and irregular interference due to the use of a standard seismic streamer with evenly distributed hydrophones located horizontally.

Известно устройство для буксировки сейсмографной косы, включающее судно-буксир, лебедку, секцию снижения, сейсмическую косу и кожух, содержащий грузонесущий трос и группу полых цилиндров, нанизанных на сейсмографную косу, при этом группа полуцилиндров выполнена в виде левого и правого полуцилиндров, которые соединены друг с другом жесткими тягами и снабжены механизмом смещения полуцилиндров. Указанный механизм может быть выполнен в виде двух тросиков, расположенных параллельно грузонесущему тросу и соединенных один с левым, а другой с правым полуцилиндром. Полуцилиндры могут быть соединены также пружинами, расположенными в плоскости размещения жестких тяг, а также могут иметь S-образную форму в сечении, перпендикулярном грузонесущему тросу (SU 1805426 A1, 30.03.1993).A device is known for towing a seismographic streamer, including a towing vessel, a winch, a descent section, a seismic streamer and a casing containing a load-carrying cable and a group of hollow cylinders strung on a seismographic streamer, while the group of half-cylinders is made in the form of left and right half-cylinders that are connected to each other with other rigid rods and equipped with a half-cylinder displacement mechanism. The specified mechanism can be made in the form of two cables located parallel to the load-carrying cable and connected one to the left and the other to the right half cylinder. Half-cylinders can also be connected by springs located in the plane of placement of rigid rods, and can also have an S-shape in cross section perpendicular to the load-carrying cable (SU 1805426 A1, 03.30.1993).

Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики в морях с ледовым покровом.EFFECT: invention improves operational characteristics in seas with ice cover.

Известна сейсмическая коса, содержащая первую группу гидрофонов, выходные сигналы которых объединены с обеспечением получения первого группового отклика и которые расположены в заранее заданных нерегулярных позициях вдоль сейсмической косы, при этом указанные заранее заданные нерегулярные позиции определены статистически случайной последовательностью чисел и каждое из чисел указанной последовательности определяет отклонение положения соответствующего ему одного из гидрофонов от соответствующей номинальной позиции в равномерном распределении гидрофонов (RU 2456640 C2, опубл. 27.06.2011).A seismic streamer is known that contains a first group of hydrophones whose output signals are combined to provide a first group response and which are located at predetermined irregular positions along the seismic streamer, while these predetermined irregular positions are determined by a statistically random sequence of numbers and each of the numbers of this sequence determines deviation of the position of one of the hydrophones corresponding to it from the corresponding nominal position in a uniform m distribution of hydrophones (RU 2456640 C2, publ. 06/27/2011).

Изобретение позволяет повысить точность разведочных работ на акватории за счет устранения влияния флуктуации давления на групповой отклик и повышения отношения сигнал/шум.The invention improves the accuracy of exploration in the water by eliminating the influence of pressure fluctuations on the group response and increasing the signal-to-noise ratio.

Известен способ морской сейсмической разведки, включающий возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона ϑ, перемещение по профилю источника и многоканального приемного устройства с помощью судна прямым и обратным курсом с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством при смене курса, обработку информации, при этом перемещение источника осуществляется с помощью дополнительного судна с фиксированным расстоянием от основного и с той же скоростью движения, причем приемное устройство, перемещаемое основным судном, устанавливают вдоль профиля с определенным углом наклона относительно вертикали, на конце приемного устройства закрепляют кондеп и в процессе движения поддерживают его на определенной глубине. Предлагаемый способ включает также разноглубинное накапливание и обработку информации, при этом двойное суммирование осуществляют по фиксированной общей глубинной точке (RU 2072535 C1, опубл. 27.011997). Изобретение позволяет обеспечить повышение детальности и информативности сейсморазведки на этапе разведки и разработки месторождений нефти и газа, а также изучения строения рельефа дна и придонной части разреза в инженерных целях.A known method of marine seismic exploration, including the excitation of oscillations by a source and registration of reflected waves with a multi-channel receiving device installed with an angle of inclination ϑ, moving along the profile of the source and multi-channel receiving device using a vessel with a direct and reverse course with a successive change in the distance between the source and the receiving device when changing course, information processing, while moving the source is carried out using an additional vessel with a fixed distance from at the same speed and at the same speed, and the receiving device moved by the main vessel is installed along the profile with a certain angle of inclination relative to the vertical, the conde is fixed at the end of the receiving device and is supported at a certain depth during the movement. The proposed method also includes accumulation and processing of information at different depths, with double summation being carried out at a fixed common depth point (RU 2072535 C1, publ. 27.011997). The invention allows to increase the detail and information content of seismic exploration at the stage of exploration and development of oil and gas fields, as well as studying the structure of the bottom topography and the bottom of the section for engineering purposes.

Изобретения направлены на устранение указанных недостатков.The invention is aimed at eliminating these disadvantages.

Технический результат группы изобретения заключается в повышении разрешающей способности сейсмической разведки на акваториях за счет расширения полосы частот принимаемых упругих колебаний наклонной по отношению к поверхности воды сейсмической косой, повышении соотношения сигнал/помеха для регулярных и нерегулярных помех за счет увеличения кратности по методу общей глубинной точки, повышения детальности наблюдений при сохранении глубинности.The technical result of the group of the invention is to increase the resolution of seismic exploration in water areas by expanding the frequency band of the received elastic vibrations of the seismic oblique inclined with respect to the water surface, increasing the signal-to-noise ratio for regular and irregular interference by increasing the multiplicity according to the common depth point method, increasing the detail of observations while maintaining depth.

Технический результат достигается за счет того, что способ морской сейсмической разведки включает возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона относительно поверхности воды, перемещение по профилю источника колебаний и многоканального приемного устройства с помощью судна, обработку данных, многоканальное приемное устройство выполнено в виде сейсмической косы, состоящее из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом от начала сейсмической косы к ее концу, а возбуждение колебаний осуществляют тремя источниками, срабатывающими одновременно или в заданной последовательности: пневматическим источником в виде пневмопушки, спаркером и бумером, при этом пневмопушка возбуждает низкочастотные колебания в диапазоне 50-250 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им волн, на удалении 10-20 м от первого канала сейсмической косы, спаркер возбуждает среднечастотные колебания в диапазоне 200-2000 Гц и расположен между пневмопушкой и бумером, который возбуждает высокочастотные колебания в диапазоне 500-5000 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им волн, на возможно минимальном расстоянии от первого канала сейсмической косы, затем принятые сейсмической косой данные передают на регистрирующее устройство на судне для математической обработки, а также устройство для морской сейсмической разведки, включающее судно-буксир, лебедку, секцию снижения, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде сейсмической косы в кожухе, и систему из трех последовательно расположенных источников возбуждения упругих колебаний в разных частотных диапазонах: пневматического источника в виде пневмопушки, спаркера и бумера, при этом сейсмическая коса в кожухе выполнена с возможностью наклонной буксировки к поверхности воды и состоит из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом от начала сейсмической косы к ее концу, а пневмопушка имеет возможность возбуждать колебания в диапазоне низкочастотные колебания в диапазоне 50-250 Гц, спаркер имеет возможность возбуждать среднечастотные колебания в диапазоне 200-2000 Гц, бумер имеет возможность возбуждать высокочастотные колебания в диапазоне 500-5000 Гц и расположен на возможно минимальном расстоянии от первого канала косы, причем судно-буксир соединено с сейсмической косой кабелем, передающим принимаемые гидрофонами сигналы в сейсмостанцию на борт судна, с пневмопушкой несущим тросом и воздушным шлангом с компрессором на борту судна, спаркером и бумером высоковольтными кабелями.The technical result is achieved due to the fact that the method of marine seismic exploration includes the excitation of oscillations by a source and registration of reflected waves with a multichannel receiver installed with an angle of inclination relative to the surface of the water, moving along the profile of the oscillation source and multichannel receiver using a ship, data processing, multichannel receiver the device is made in the form of a seismic streamer, consisting of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step from seismic streamer to its end, and the excitation of oscillations is carried out by three sources that act simultaneously or in a predetermined sequence: a pneumatic source in the form of an air gun, a sparker and a boomer, while the air gun excites low-frequency oscillations in the range of 50-250 Hz, is towed at a depth of not more than 0 , 25 from the predominant length of the waves excited by it, at a distance of 10-20 m from the first channel of the seismic streamer, the sparker excites mid-frequency oscillations in the range of 200-2000 Hz and is located between the airgun and the boomer, which excites high-frequency oscillations in the range of 500-5000 Hz, is towed at a depth of not more than 0.25 of the prevailing wavelength of the waves it excites, at the minimum possible distance from the first channel of the seismic streamer, then the data received by the seismic streamer are transmitted to the recording device on the vessel for mathematical processing as well as a device for marine seismic exploration, including a towing vessel, a winch, a descent section, a multi-channel receiving device made in the form of a seismic streamer in the casing, and a system of three x sequentially located sources of excitation of elastic vibrations in different frequency ranges: a pneumatic source in the form of an air gun, sparker and boomer, while the seismic streamer in the casing is made with the possibility of inclined towing to the water surface and consists of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step from the beginning seismic streamer to its end, and the air gun has the ability to excite oscillations in the range of low-frequency oscillations in the range of 50-250 Hz, the sparker has the ability to excite l mid-frequency oscillations in the range of 200-2000 Hz, the boomer has the ability to excite high-frequency oscillations in the range of 500-5000 Hz and is located at the minimum possible distance from the first channel of the streamer, and the tug boat is connected to the seismic oblique cable that transmits signals received by hydrophones to the seismic station at the side of the vessel, with an air gun carrying cable and an air hose with a compressor on board the vessel, a sparker and boomer high-voltage cables.

Устройство для морской сейсмической разведки схематично представлено на чертеже:A device for marine seismic exploration is schematically represented in the drawing:

1 - судно-буксир1 - tugboat

2 - сейсмостанция2 - seismic station

3 - пневмопушка3 - air gun

4 - спаркер4 - sparker

5 - бумер5 - boomer

6 - сейсмическая коса в кожухе6 - seismic streamer in the casing

7 - кабели, буксировочные тросы, шланг7 - cables, tow cables, hose

8 - поверхность воды.8 - surface of the water.

Устройство для морской сейсмической разведки включает судно-буксир 1 с сейсмостанцией на борту 2, пневмопушкой 3, спаркером 4, бумером 5, сейсмической косой в кожухе 6. Сейсмическая коса в кожухе выполнена с возможностью наклонной буксировки к исследуемой поверхности дна и состоит из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом от начала сейсмической косы к ее концу. Сейсмическая коса в кожухе выполнена с возможностью наклонной буксировки к исследуемой поверхности дна и состоит из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом от начала сейсмической косы к ее концу. Пушка возбуждает низкочастотные колебания в диапазоне 50-250 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им волн, на удалении 10-20 м от первого канала сейсмической косы. Спаркер возбуждает среднечастотные колебания в диапазоне 200-2000 Гц и расположен между пушкой и бумером. Бумер возбуждает высокочастотные колебания в диапазоне 500-5000 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им волн, на возможно минимальном расстоянии от первого канала косы. Судно-буксир 1 соединено с сейсмической косой кабелем, передающим принимаемые гидрофонами сигналы в сейсмостанцию на борт судна, с пневмопушкой несущим тросом и воздушным шлангом с компрессором на борту судна, спаркером и бумером высоковольтными кабелями.A device for marine seismic exploration includes a tugboat 1 with a seismic station on board 2, an air gun 3, a sparker 4, a boomer 5, a seismic scythe in the casing 6. The seismic spit in the casing is made with the possibility of inclined towing to the studied bottom surface and consists of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step from the beginning of the seismic streamer to its end. The seismic streamer in the casing is capable of towing obliquely to the studied bottom surface and consists of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step from the beginning of the seismic streamer to its end. The gun excites low-frequency oscillations in the range of 50-250 Hz, is towed at a depth of not more than 0.25 of the predominant wavelength of the waves it excites, at a distance of 10-20 m from the first channel of the seismic streamer. The sparker excites mid-frequency oscillations in the range of 200-2000 Hz and is located between the gun and the boomer. The boomer excites high-frequency oscillations in the range of 500-5000 Hz, is towed at a depth of not more than 0.25 of the predominant wavelength of the waves excited by it, at the minimum possible distance from the first channel of the spit. The towing vessel 1 is connected to a seismic oblique cable that transmits signals received by hydrophones to the seismic station on board the vessel, with an air gun carrying cable and an air hose with a compressor on board the vessel, a sparker and boomer high-voltage cables.

Способ основан на одновременном или в заданной последовательности возбуждении упругих колебаний тремя источниками в трех разных частотных диапазонах с перекрытием для обеспечения максимально широкой полосы частот и многоканальной сейсмической косы с увеличивающимся шагом между гидрофонами от начала сейсмической косы к ее концу, буксируемой с углом наклона относительно поверхности воды.The method is based on the simultaneous or in a given sequence of excitation of elastic vibrations by three sources in three different frequency ranges with overlapping to provide the widest possible frequency band and multi-channel seismic streamer with increasing pitch between hydrophones from the beginning of the seismic streamer to its end, towed with an angle of inclination relative to the surface of the water .

Способ морской сейсмической разведки включает возбуждение колебаний источниками и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона, перемещение по профилю источника колебаний и многоканального приемного устройства с помощью судна и обработку данных. Многоканальное приемное устройство выполнено в виде сейсмической косы, состоящей из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом от начала сейсмической косы к ее концу. Возбуждение колебаний осуществляют тремя источниками, срабатывающими одновременно или в заданной последовательности: пневматическим источником в виде пушки, спаркером и бумером. Принятые сейсмической косой данные передают на регистрирующее устройство на судне для математической обработки.The method of marine seismic exploration includes the excitation of oscillations by sources and registration of reflected waves with a multi-channel receiving device installed with an angle of inclination, moving along the profile of the oscillating source and multi-channel receiving device using a vessel and processing the data. The multi-channel receiving device is made in the form of a seismic streamer, consisting of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step from the beginning of the seismic streamer to its end. The oscillations are excited by three sources that are triggered simultaneously or in a given sequence: a pneumatic source in the form of a gun, a sparker and a boomer. The data received by the seismic oblique is transmitted to the recording device on the vessel for mathematical processing.

Наклонная коса и 3 разных источника возбуждения позволяют резко повысить разрешающую способность наблюдений (минимальная толщина слоя на запаси сигналов) вплоть до 10-30 см в верхней части придонных осадков, не теряя при этом глубинности исследований (максимальная глубина расположения геологической границы под дном). Этот результат достигается специальной математической обработкой принятых косой данных (программный продукт «деконволюция») за счет широкой полосы частот от суммы трех источников возбуждения. Неравномерность расположения гидрофонов в косе дает возможность эффективного накопления сигналов (цель - подавление помех) такого же, как у косы с равномерным расположением гидрофонов с минимальным расстоянием между ними.An inclined streamer and 3 different excitation sources can sharply increase the resolution of observations (minimum layer thickness for signal reserves) up to 10-30 cm in the upper part of bottom sediments, without losing the depth of research (maximum depth of the geological boundary below the bottom). This result is achieved by special mathematical processing of the received oblique data (the software product “deconvolution”) due to the wide frequency band of the sum of the three excitation sources. The uneven arrangement of hydrophones in the streamer makes it possible to efficiently accumulate signals (the goal is to suppress interference) the same as in a streamer with a uniform arrangement of hydrophones with a minimum distance between them.

Буксировка приемных каналов (гидрофонов) сейсмической косы на разных глубинах обеспечивает прием сигнала на разных частотных диапазонах, перекрывая, в конечном счете, весь рабочий диапазон частот. Для выделения высокочастотных или среднечастотных или низкочастотных сигналов в процессе обработки выбираются трассы, соответствующие определенному набору каналов, и суммируются с соответствующими статическими и кинематическими поправками. В результате за один проход профиля сейсмической косы обеспечивается получение временных разрезов достаточно большой глубинности при высокой разрешающей способности для верхних частей разреза.Towing the receiving channels (hydrophones) of the seismic streamer at different depths provides signal reception at different frequency ranges, ultimately covering the entire operating frequency range. To isolate high-frequency or mid-frequency or low-frequency signals during processing, paths corresponding to a certain set of channels are selected and summed with the corresponding static and kinematic corrections. As a result, in one pass of the profile of the seismic streamer, temporary sections of sufficiently large depth are obtained with high resolution for the upper parts of the section.

Пример расчета частного случая реализации способа.An example of calculating a particular case of the implementation of the method.

Источники возбуждения упругих волн (далее источники):Sources of excitation of elastic waves (hereinafter sources):

- низкочастотный - обычно пневмоизлучатель (пневмопушка) с центральной частотой порядка fн≈250 Гц,- low-frequency - usually an air emitter (air gun) with a central frequency of the order of f n ≈250 Hz,

- среднечастотный - обычно электроискровой (спаркер) с центральной частотой порядка fс≈1000 Гц,- mid-frequency - usually an electric spark (sparker) with a central frequency of the order of f with ≈1000 Hz,

- высокочастотный - обычно электродинамический (бумер) с центральной частотой порядка fв≈2500 Гц.- high-frequency - usually electrodynamic (boomer) with a central frequency of the order of f at ≈2500 Hz.

Полосы частот для этих источников перекрываются и дают общую полосу:The frequency bands for these sources overlap and give a common band:

Δf≈4000 Гц, что соответствует длительности импульса во временной области после деконволюции (обратной фильтрации),Δf≈4000 Hz, which corresponds to the pulse duration in the time domain after deconvolution (reverse filtration),

Δt≈0,25 мс, что соответствует разрешающей способности,Δt≈0.25 ms, which corresponds to the resolution,

Δh≈20-30 см в зависимости от скоростей распространения упругих волн в осадках.Δh≈20-30 cm, depending on the propagation velocity of elastic waves in the sediments.

Для обеспечения необходимого соотношения сигнал/шум в указанной полосе частот необходимо скорректировать глубокие минимумы (нули) суммарного спектра зондирующего импульса, связанные с волнами-спутниками в источниках/приемниках (отражения от поверхности воды):To ensure the necessary signal-to-noise ratio in the indicated frequency band, it is necessary to correct the deep minima (zeros) of the total spectrum of the probe pulse associated with satellite waves in sources / receivers (reflections from the surface of the water):

1) в источниках - путем различных заглублений источников, которое выполняется согласованным для каждого из трех источников - hн≈V/fн, hc≈V/fс, hB≈V/fв, V - скорость звука в воде V≈1500 м/с;1) in the sources - by means of various depths of the sources, which is satisfied for each of the three sources - h n ≈ V / f n , h c ≈ V / f s , h B ≈ V / f c , V is the speed of sound in water V ≈1500 m / s;

2) в приемниках - использованием наклона косы, а именно первый приемник (начало косы) h1≈V/fв, hn≈V/fн, n - номер последнего приемника в косе. При этом приемная база косы2) in receivers - using the slope of the braid, namely the first receiver (the beginning of the braid) h 1 ≈V / f in , h n ≈V / f n , n is the number of the last receiver in the braid. At the same time, the receiving base of the spit

L=n×Δl, где Δl - шаг между приемниками,L = n × Δl, where Δl is the step between the receivers,

а угол наклона косы α≈arcsin (hn-h1)/L.and the angle of inclination of the braid α≈arcsin (h n -h 1 ) / L.

Указанное наклонное положение косы задается тремя плоскими коаксиальными свинцовыми грузами, закрепляемыми поверх косы в начале, середине и конце - до, после и между приемниками. Контроль глубин может быть осуществлен либо путем оперативной (on line) обработки исходных данных (путем определения минимумов спектра сигнала), либо установкой трех датчиков глубины (датчиков гидростатического давления) - соответственно, также в начале, середине и конце косы.The indicated oblique position of the braid is specified by three flat coaxial lead loads, fixed on top of the braid at the beginning, middle and end - before, after and between the receivers. Depth control can be carried out either by on-line processing of the source data (by determining the minima of the signal spectrum) or by installing three depth sensors (hydrostatic pressure sensors), respectively, also at the beginning, middle and end of the braid.

Claims (2)

1. Способ морской сейсмической разведки, включающий возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона относительно поверхности воды, перемещение по профилю источника колебаний и многоканального приемного устройства с помощью судна, обработку данных, отличающийся тем, что многоканальное приемное устройство выполнено в виде сейсмической косы, состоящей из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом между ними от начала сейсмической косы к ее концу, а возбуждение колебаний осуществляют тремя источниками, срабатывающими одновременно или в заданной последовательности: пневматическим источником в виде пневмопушки, спаркером и бумером, причем пневмопушка возбуждает низкочастотные колебания в диапазоне 50-250 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им колебаний и на удалении 10-20 м от первого канала сейсмической косы, спаркер возбуждает среднечастотные колебания в диапазоне 200-2000 Гц и расположен между пневмопушкой и бумером, который возбуждает высокочастотные колебания в диапазоне 500-5000 Гц, буксируется на глубине не более 0,25 от преобладающей длины возбуждаемых им колебаний, на возможно минимальном расстоянии от первого канала сейсмической косы, затем принятые сейсмической косой данные передают на регистрирующее устройство на судне для математической обработки.1. The method of marine seismic exploration, including the excitation of oscillations by a source and registration of reflected waves with a multi-channel receiving device installed with an angle of inclination relative to the surface of the water, moving along the profile of the oscillating source and multi-channel receiving device using a vessel, data processing, characterized in that the multi-channel receiving device made in the form of a seismic streamer, consisting of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with an increasing step between them from the beginning of the seismic th braids to its end, and the excitation of oscillations is carried out by three sources that act simultaneously or in a given sequence: a pneumatic source in the form of an air gun, a sparker and a boomer, and the air gun excites low-frequency oscillations in the range of 50-250 Hz, is towed at a depth of not more than 0.25 from the predominant length of the vibrations excited by it and at a distance of 10-20 m from the first channel of the seismic streamer, the sparker excites mid-frequency vibrations in the range of 200-2000 Hz and is located between the airgun and the boomer, which it excites high-frequency oscillations in the range of 500-5000 Hz, is towed at a depth of not more than 0.25 of the prevailing length of the oscillations excited by it, at the minimum possible distance from the first channel of the seismic streamer, then the data received by the seismic streamer are transmitted to the recording device on the vessel for mathematical processing. 2. Устройство для морской сейсмической разведки, включающее судно-буксир, лебедку, сейсмостанцию, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде сейсмической косы в кожухе, и систему из трех последовательно расположенных источников возбуждения упругих колебаний в разных частотных диапазонах: пневматического источника в виде пневмопушки, спаркера и бумера, при этом сейсмическая коса в кожухе выполнена с возможностью наклонной буксировки к поверхности воды и состоит из набора приемников давления в виде гидрофонов с увеличивающимся шагом между ними от начала сейсмической косы к ее концу, а пневмопушка имеет возможность возбуждать колебания в диапазоне низкочастотные колебания в диапазоне 50-250 Гц, спаркер имеет возможность возбуждать среднечастотные колебания в диапазоне 200-2000 Гц, бумер имеет возможность возбуждать высокочастотные колебания в диапазоне 500-5000 Гц и расположен на возможно минимальном расстоянии от первого канала косы, причем судно-буксир соединено с сейсмической косой кабелем, передающим принимаемые гидрофонами сигналы в сейсмостанцию на борт судна, с пневмопушкой несущим тросом и воздушным шлангом с компрессором на борту судна, спаркером и бумером высоковольтными кабелями. 2. A device for marine seismic exploration, including a towing vessel, a winch, a seismic station, a multi-channel receiving device made in the form of a seismic streamer in a casing, and a system of three sequentially located sources of excitation of elastic vibrations in different frequency ranges: a pneumatic source in the form of an air gun, a sparker and a boomer, while the seismic streamer in the casing is made with the possibility of inclined towing to the water surface and consists of a set of pressure receivers in the form of hydrophones with increasing a step between them from the beginning of the seismic streamer to its end, and the air gun has the ability to excite oscillations in the low-frequency range in the range of 50-250 Hz, the sparker has the ability to excite mid-frequency oscillations in the range of 200-2000 Hz, the boomer has the ability to excite high-frequency oscillations in the range 500-5000 Hz and is located at the minimum possible distance from the first channel of the streamer, and the tugboat is connected to the seismic oblique cable that transmits signals received by hydrophones to the seismic station on board the ship on, with a pneumatic gun carrying cable and an air hose with a compressor on board the vessel, a sparker and boomer high-voltage cables.
RU2015114121/28A 2015-04-17 2015-04-17 Method for seismic survey on water bodies and device therefor RU2592739C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114121/28A RU2592739C1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Method for seismic survey on water bodies and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114121/28A RU2592739C1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Method for seismic survey on water bodies and device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2592739C1 true RU2592739C1 (en) 2016-07-27

Family

ID=56557011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114121/28A RU2592739C1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Method for seismic survey on water bodies and device therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2592739C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108020864A (en) * 2017-12-29 2018-05-11 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 A kind of vertical survey line system of sea shallow seismic exploration and application
RU2714519C1 (en) * 2019-03-04 2020-02-18 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сплит" Method of marine seismic survey and device for implementation thereof
RU2724964C1 (en) * 2019-12-10 2020-06-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Digital recording module for underwater research
CN112150582A (en) * 2020-08-21 2020-12-29 中国地质大学(武汉) Multi-modal data-oriented geological profile approximate expression method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4486864A (en) * 1980-09-08 1984-12-04 Shell Oil Company Method for marine seismic exploration
WO1987007732A1 (en) * 1986-06-13 1987-12-17 Institut Français Du Petrole Method for determining the geometry of a multisource seismic wave emission device
US4992992A (en) * 1988-10-21 1991-02-12 Western Atlas International, Inc. Processing for seismic data from slanted cable
RU2072535C1 (en) * 1992-11-13 1997-01-27 Центральная геофизическая экспедиция Method of naval seismic exploration
RU2456640C2 (en) * 2007-05-18 2012-07-20 Ион Геофизикал Корпорейшн Seismic cable with irregularly distributed hydrophones
WO2013079547A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Fugro Geoteam As Acquisition and processing of multi-source b roadband marine seismic data

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4486864A (en) * 1980-09-08 1984-12-04 Shell Oil Company Method for marine seismic exploration
WO1987007732A1 (en) * 1986-06-13 1987-12-17 Institut Français Du Petrole Method for determining the geometry of a multisource seismic wave emission device
US4992992A (en) * 1988-10-21 1991-02-12 Western Atlas International, Inc. Processing for seismic data from slanted cable
RU2072535C1 (en) * 1992-11-13 1997-01-27 Центральная геофизическая экспедиция Method of naval seismic exploration
RU2456640C2 (en) * 2007-05-18 2012-07-20 Ион Геофизикал Корпорейшн Seismic cable with irregularly distributed hydrophones
WO2013079547A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Fugro Geoteam As Acquisition and processing of multi-source b roadband marine seismic data

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108020864A (en) * 2017-12-29 2018-05-11 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 A kind of vertical survey line system of sea shallow seismic exploration and application
CN108020864B (en) * 2017-12-29 2023-09-12 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 Vertical survey line system for offshore shallow seismic exploration and application
RU2714519C1 (en) * 2019-03-04 2020-02-18 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сплит" Method of marine seismic survey and device for implementation thereof
RU2724964C1 (en) * 2019-12-10 2020-06-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Digital recording module for underwater research
CN112150582A (en) * 2020-08-21 2020-12-29 中国地质大学(武汉) Multi-modal data-oriented geological profile approximate expression method
CN112150582B (en) * 2020-08-21 2022-06-21 中国地质大学(武汉) Multi-modal data-oriented geological profile approximate expression method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10802167B2 (en) Seismic acquisition method and apparatus
US20210223429A1 (en) Marine vibrator directive source survey
US5973995A (en) Method of and apparatus for marine seismic surveying
US9188693B2 (en) Method for acquiring marine seismic data
EP3120169B1 (en) Wavefield generation using a seismic vibrator array
US9857485B2 (en) Methods and systems for marine survey acquisition
US20110299360A1 (en) Seismic array with spaced sources having variable pressure
EP3118655B1 (en) Method and system for simultaneous seismic data acquisition of multiple source lines
US10996359B2 (en) Removal of acquisition effects from marine seismic data
US9733375B2 (en) Method and device for alternating depths marine seismic acquisition
RU2592739C1 (en) Method for seismic survey on water bodies and device therefor
EP3044609B1 (en) Methods and systems for seismic imaging using coded directivity
US9759828B2 (en) Determining a streamer position
EP3788409B1 (en) Seismic source operation at low frequencies
EP2793058B1 (en) Method for acquiring marine seismic data
RU2714519C1 (en) Method of marine seismic survey and device for implementation thereof
RU2502091C2 (en) Marine seismic survey method
GB2048480A (en) Seismic method and apparatus therefor
NZ609503A (en) Method for acquiring marine seismic data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170418

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180822