MX2010009369A - Agrupamiento de sensores para cable marino sismico de sensor doble y metodo para prospeccion sismica. - Google Patents

Abstract

Un método para prospección sísmica marina incluye remolcar un cable marino en un cuerpo de agua; el cable marino incluye una pluralidad de grupos de sensores separados, cada uno incluyendo una pluralidad de sensores de presión separados longitudinalmente y sensores sensibles al movimiento de partículas; señales son detectadas en cada uno de los sensores en respuesta al accionamiento de una fuente de energía sísmica; los componentes de las señales de movimiento muestreadas en cada grupo sobre una frecuencia seleccionada son combinados para generar señales de movimiento de grupo respectivas; los componentes de las señales sensibles al movimiento debajo de la frecuencia seleccionada son de velocidad filtrada; las señales de velocidad filtradas son combinadas con las señales de movimiento de grupo para generar señales sensibles al movimiento de banda ancha completas correspondientes a cada grupo de sensor.

Description

GRUPAMIENTO DE SENSORES PARA CABLE MARINO SÍSMI SENSOR DOBLE Y MÉTODO PARA PROSPECCIÓN SÍSMI REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONAD No aplicable.

CLARACIÓN CONCERNIENTE A INVESTIGACIÓN O DESAR PATROCINADO FEDERALMENTE No aplicable.

CAMPO DE LA INVENCIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de prospección sísmica marina conocid ica incluyen cables de sensor llamados "cables marinos" remol cuerpo de agua para adquirir señales sísmicas resulta ionamiento en tiempos seleccionados de una o más fuentes d ica en el agua. Los cables marinos incluyen una pluralidad de icos dispuestos en ubicaciones separadas a lo largo del cabl eralmente, los sensores están dispuestos en una pluralidad d arados o "arreglos", en donde en cada grupo o arreglo un ccionado de sensores están dispuestos en separaciones relat anas (por ejemplo, 0.7 metros), y las señales desde todos los se rupo son combinadas en alguna manera para generar el equiv señal de sensor única. Los grupos de sensores pueden estar s imiento de partículas (por ejemplo geóponos) y sensores se iente de tiempo de presión (por ejemplo hidrófonos) dispuestos e tancialmente colocados. Un ejemplo de tal tipo de cable marino e a Patente de E.U A No. 7,239,577 emitida para Tenghamn et a/, únmente con la presente invención. Los usos particulares p les marinos de sensor doble están bien descritos en la patente pr Es bien conocido en la técnica que en cables marinos iendo sensores de movimiento de partículas, incluyendo cables m sor doble, los sensores de movimiento de partículas son susc o generado por el movimiento de los cables marinos en el a ica para procesar señales de cables marinos sísmicos de sen toma en cuenta tal ruido es descrito en la Patente de E. 59,283 publicada para Vaage et al. y poseída comúnmente con la nción. El método descrito en la patente antecedente incluye Una manera de reducir el ruido en la parte inferior de la uencia sísmica en señales detectadas por los sensores de movir r mediciones de sensor únicas. Para hacer esto es necesa sores separados relativamente densamente que preferibleme arados igualmente sobre la longitud del grupo. Tales disposic sor no han sido practicables debido a limitaciones de consumo d largo del cable marino y limitaciones en la manipulación de menes de datos de sensor.

Continúa la necesidad de estructuras mejoradas y té cesamiento de señal para cables marinos sísmicos incluyendo se imiento de partículas que puedan atenuar los efectos de ruido movimiento en las señales de sensor de movimiento de partícula BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN ponentes de las señales de movimiento muestreadas en ca re una frecuencia seleccionada son combinados para generar se imiento de grupo respectivas. Los componentes de las señales ovimiento debajo de la frecuencia seleccionada son de velocida señales de velocidad filtradas son combinadas con las se imiento del grupo para generar señales sensibles al movimiento ha completas correspondientes a cada grupo de sensores.

Otros aspectos y ventajas de la invención serán evi ir de la siguiente descripción y las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 muestra un ejemplo de un buque de pro remolcando un cable marino de e em l i DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un ejemplo del sistema de adquisición sísmico es uemáticamente en la FIG. 1. El sistema incluye un buque de pr ica 10 que se mueve a lo largo de la superficie de un cuerpo d como un lago o el océano. El buque de prospección sísmica uir en éste equipo mostrado generalmente en 12 y refer eniencia como un "sistema de grabación" que incluye dispos strados separadamente) para, entre otras funciones, determinar l désica del buque 10, para controlar el accionamiento de un ntes de energía sísmica 14 (explicado adicionalmente abajo) ectar y crear un registro indexado de tiempo de señales detectad sores sísmicos dispuestos en ubicaciones separadas a lo largo s cables marinos de sensor sísmico 16. El sistema de grabación spección 10 o por otro buque usando cierto equipo de rem strado) para mantener los cables marinos en posiciones ccionadas con respecto a cada otro y con respecto a la línea c ue de remolque, por ejemplo, el buque de prospección 10.

Una o más fuentes de energía sísmica 14 pu olcadas por el buque de prospección sísmica 10 o por otro b strado). Una o más fuentes de energía sísmica 14 pueden ser pi , pistolas de agua, vibradores marinos o arreglos de tales disposit más fuentes de energía sísmica 14 son accionadas en ccionados y la energía viaja desde ahí a través del agua 1 1 gen ía abajo como es mostrado en 20A y 21 A hasta que ésta alcanz agua 22 y uno o más límites de impedancia acústica 24 en las fo 25 debajo del fondo del agua 22. La energía sísmica reflej eralmente hacia arriba, mostrado en 20B y 21 B y es dete sores sísmicos (explicado abajo con referencia a la FIG. 2) e iduales 31 dispuestos en separaciones seleccionadas (por eje os) de cada otro para formar un grupo de sensores sensibles a iempo de presión o sensibles a la presión 30 ("grupo de sen ión"). Los sensores individuales 31 ("sensores de presión") en el ores de presión 30 pueden ser, por ejemplo, hidrófonos que gen l eléctrica u óptica en respuesta a la presión o al gradiente de ti ión. En algunos ejemplos, las señales de los sensores de iduales 31 en el grupo de sensores de presión 30 pueden ser co ricamente u ópticamente conectando la señal de salida de sen ión individuales 31 de tal manera que el grupo de sensores de p ra eficazmente una señal sensible a la presión que pu unicada al sistema de grabación (12 en la FIG. 1 ). La señal sen ión del grupo de sensores de presión 30 puede ser comunicada lógica o puede ser digitalizada en alguna ubicación (no mostr del cable marino 16 en la FIG. 1 usando un convertidor an artículas 33 ("sensores de movimiento") pueden ser geófonos, velocidad, acelerómetros, o cualesquier otro dispositivo se imiento de partículas conocido en la técnica. Los sensores de m den tener 1 , 2 o 3 ejes de sensores. Los sensores de movi Jen estar dispuestos de tal manera que el centro longitudinal del sores de movimiento 32 está colocado aproximadamente con itudinal del grupo de sensores de presión 30. En el presente den existir treinta o más sensores de movimiento 33 en el sores de movimiento 32.

En el presente ejemplo, los sensores de movimiento 3 r tres ejes, acelerómetros de sistemas microeléctrico-mecánico sus siglas en inglés). Un ejemplo no-limitante de un acelerómet puede ser usado en algunos ejemplos es vendido bajo la desig élo MTi por XSENS, Pantheon 6a, 7521 PR, ENSCHEDE, País ejemplo no-limitante de acelerómetro MEMS es vendido rgía eléctrica pequeños hace posible el uso de números relat des de sensores de movimiento 33 en el grupo de sen imiento 31. En el presente ejemplo, los sensores de movi den estar sustancialmente separados entre sí, incluyendo entre l ensores adyacentes 18 a lo largo del cable marino (16 en la FIG ieros relativamente grandes de sensores de movimiento 33 en ca ensores de movimiento 31 , y el espaciamiento uniforme precede ible ciertos tipos de procesamiento de señal que serán e ionalmente abajo.

El grupo de sensores de movimiento 32 puede tener éste en una posición conveniente próxima al grupo de sen imiento 32 una unidad de procesamiento de señal 36 tal esador de señal digital de señal mezclada. La unidad de proce eñal 36 puede incluir un multiplexor interno (no mostrado separa permite la detección separada y procesamiento de las señales po de onda de movimiento usando los acelerómetros descrito ten dos o tres elementos de detección ortogonales, haciendo así rminación del componente de aceleración resultando de la grave ra que es detectado por cada elemento de detección. La orienta edad de cada sensor de movimiento 33 puede así ser det ittendo resolución del componente vertical del campo de imiento. Las señales de salida de la unidad de procesamiento de den ser conducidas al sistema de grabación (12 en la FIG. esamiento como será explicado adicionalmente.

Generalmente, un cable marino tal como es mostrado IG. 1 se extiende detrás del buque de remolque por varios kiló de incluir varios cientos o más grupos de sensores (18 en la F o se explicó arriba. Debido al número muy grande resultante de rieos individuales presentes en el cable marino típico, en una t esamiento de señal de ejemplo para la invención, las señal cuencia alta" como son usados en la presente descripción son pr a significar frecuencias abajo y arriba, respectivamente, de un uencia seleccionado debajo del cual ruido inducido por m tancial está presente en las señales de los sensores de movimie IG. 2). Tal umbral de frecuencia es explicado en Vaage et al. '2 rida en la sección de Antecedentes de la Invención en la prese eralmente en el intervalo de 20 Hz a 30 Hz.

La FIG. 3 muestra un diagrama de flujo de una t esamiento y detección de señal de ejemplo de conformida nción. En 40, la unidad de procesamiento de señal (36 en la FIG. italizar y muestrear la señal de salida de cada elemento de dét a sensor de movimiento (33 en la FIG. 2) a una velocidad de acionada con una frecuencia máxima en un intervalo de frecuenci interés. Por ejemplo, tal velocidad de muestreo puede ser 200 a un límite de frecuencia sísmica su erior de 100 Hz a 200 Hz. de ser el componente vertical del campo de onda de movi ponente transversal y vertical sumado, o puede ser el campo de imiento total, como se explicó arriba. Cálculo de cualquiera de lo onda de movimiento antecedentes puede ser realizado en la u esamiento de señal (36 en la FIG. 2). Las señales de movi po así determinadas pueden ser comunicadas al sistema de grab a FIG. 1) a la velocidad de muestreo digital seleccionada.

En 44, las señales de componente de frecuencia baja sor de movimiento individual (33 en la FIG. 2) pueden ser comu ema de grabación (12 en la FIG. 1). En un ejemplo, tal com de ser a una velocidad de muestreo inferior relacionada con la f mbral. Por ejemplo, si la frecuencia de umbral es 20 Hz, los com frecuencia baja de las señales de sensor de movimiento in den ser comunicados al sistema de grabación (12 en la FIG. cidad de muestreo de 40 Hz. Tal comunicación de frecuenc En 46, el componente de frecuencia baja de las se sor de movimiento individuales puede ser de velocidad filtrada. T velocidad puede ser, por ejemplo, filtrado de frecuencia-número d o filtrado de apilamiento por pendiente (tau-p). Un umbral de a el filtrado de velocidad puede ser seleccionado para exclu ales cualesquier componentes que tienen velocidad menor cidad del sonido en el agua (aproximadamente 1500 metros por esperado que el ruido inducido por el movimiento tenga velocid la velocidad del sonido en el agua. Filtrado de velocidad es hech el uso del número relativamente grande de sensores de movim la FIG. 2) y su espaciamiento sustancialmente uniforme entre ésto En 48, las señales del componente de frecuencia cidad filtrada de cada grupo de sensor de movimiento (32 en l den ser sumadas. Las señales del componente de frecue adas de cada grupo entonces pueden ser sumadas con las se ión correspondientes en alguna manera conocida en la técni imiento combinado y procesamiento de señal de presión. Vé ipio, la Patente de E.UA No. 6,021 ,092 publicada para Paffenh Patente de E.U.A. No. 5,163,028 publicada para Barr et binación puede producir, por ejemplo, señales sísmicas en las c tos de la reflexión de energía sísmica desde la superficie del a atenuados. Tales señales símicas pueden ser referidas como icas con "señal fantasma removida".

En otro ejemplo, en donde la capacidad de telemetría en ico (16 en la FIG. 1 ) no está limitada, es posible enviar la señal ha completa a partir de cada sensor de movimiento individual ( . 2) y cada sensor de presión individual (31 en la FIG. 2) a la u ación (12 en la FIG. 1 ) para grabación. El procesamiento de las ío se explicó con referencia a la FIG. 3 puede ser realiza íputadora en la unidad de grabación o en otra computador . 2) como se explicó con referencia a la FIG. 2. Los compon uencia baja pueden ser filtrados de velocidad como se explicó ar o del procesamiento puede ser realizado como se explicó ar rencia a la FIG. 3. Similarmente, las señales de presión de sen ión individuales pueden ser combinadas para generar una señal ensor de presión para cada grupo de sensor de presión (30 en l computadora.

Los métodos y los sistemas de conformidad con la i den proporcionar datos sísmicos mejorados porque los efectos de orción de frecuencia baja de las señales de sensor de movim ículas son sustancialmente reducidos.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto a u ado de modalidades, aquellos expertos en la técnica, ha eficiado de esta descripción, apreciarán que otras modalidades concebidas las cuales no se desvían del alcance de la invención

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1 .- Un método para prospección sísmica mari prende: remolcar por lo menos un cable marino sísmico en un C , el cable marino incluyendo una pluralidad de grupos de rados, cada grupo de sensores incluyendo una pluralidad de ibles al movimiento de partículas separados longitudinalmente; les en cada una de las señales sensibles al movimiento de partí uesta al accionamiento de una fuente de energía sísmica; s ponentes de las señales sensibles al movimiento de partículas o sobre una frecuencia seleccionada para generar señales de mo grupo respectivas; filtrar componentes de velocidad de las 3. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque el filtrado de velocidad comprende fil uencia-número de onda. 4. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque el filtrado de velocidad comprende fi amiento por pendiente. 5. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque los componentes de las señales de m ajo de la frecuencia seleccionada son comunicados al sis ación a una velocidad de muestreo relacionada con la fr ccionada, la velocidad de muestreo menor que una velocidad de al relacionada con un límite superior de un intervalo de frecuenci nterés. 6. - El método de conformidad con la reivindic alidad de grupos de sensores sensibles a la presión cada uno ancialmente con cada grupo de sensores sensibles al movim ículas, y en donde el método además comprende: detectar ibles a la presión en respuesta al accionamiento de la fuente de ica; y combinar las señales sensibles a la presión con las ibles al movimiento de banda ancha completas para generar icas con señal fantasma removida. 9.- El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque las señales sensibles al movimiento d muestreadas digitalmente en el cable marino a una espondiendo a una frecuencia sísmica máxima de interés, y en d les sensibles al movimiento debajo de la frecuencia selecció unicadas a un sistema de grabación a una velocidad de ionada con la frecuencia seleccionada y menor que la velo streo digital.