NO20120219A1 - Fremgangsmate for marine seismiske undersokelser med alternerende dybder - Google Patents

Description

BAKGRUNN

Oppfinnelsens tekniske område

Utførelsesformer av løsningene som er beskrevet her vedrører generelt fremgangsmåter og systemer, og mer spesifikt til mekanismer og teknikker for seismisk datafangst ved å benyttet en mottaker undervanns.

Diskusjon om bakgrunnen

I løpet av de siste årene er interessen for utvikling av nye olje- og gasspro-duserende felt økt dramatisk. Tilgjengeligheten av landbaserte produksjonsfelt er imidlertid begrenset. Industrien har derfor nå beveget seg til boring på felt til havs, som anses å inneholde store mengder med fossilt drivstoff. Offshore boring er en kostbar prosess. De som er engasjert i slike kostbare investeringer støtter seg derfor i hovedsak på geofysiske undersøkelser for mer presist å kunne bestemme hvor en skal bore for å unngå tørre brønner.

Marin seismisk datafangst og prosessering generer en profil (avbildning) av geofysiske strukturer (grunnstrukturer) under sjøbunnen. Selv om denne profilen ikke fremskaffer en nøyaktig lokalisering av olje- og gassreservoarer, antyder den likevel for de som er trenet i å tolke slike avbildninger tilstedeværelsen eller fraværet av olje- og/eller gassreservoarer. Å skaffe til veie en høyoppløselig avbildning av grunnformasjonen er følgelig en pågående prosess for utvinning av naturressurser, deri-blant olje og/eller gass.

Under en seismisk innsamlingsprosess, som vist i figur 1, trekker et fartøy 10 en enhet med akustiske detektorer 12. Et flertall akustiske detektorer 12 er plassert langs en kabel 14. Kabelen 14, sammen med dens tilhørende detektorer 12, er noen ganger referert til av fagfolk som en streamer 16. Fartøyet 10 kan slepe et flertall streamere 16 på samme gang. Streamerne kan være beliggende horisontalt, det vil si at de ligger på samme dybde z-\ i forhold til havflaten 18. Videre kan nevnte flertall med streamere 16 danne en konstant vinkel (det vil si at streamerne kan være skråstilt) i forhold havflaten, slik som vist i US patentskrift nr. 4,992,992. Hele innholdet i denne publikasjonen er herved inkorporert ved referansen. Figur 2 viser en slik konfigurasjon, der alle detektorene 12 er anordnet langs en skråstilt rett linje 14 som danner en konstant vinkel a med en referanselinje 30 som er horisontal. Alternativt kan streamerne ha andre former.

På figur 1 vises også at fartøyet sleper en lydkilde 20 som er konfigurert for å generere en akustisk bølge 22a. Den akustiske bølgen 22a forplanter seg nedover og penetrerer sjøbunnen 24, og blir etter hvert reflektert av en reflekterende struktur 26 (reflektor). Den reflekterte akustiske bølgen 22b forplanter seg oppover og blir detektert av detektorer 12. For enkelthets skyld viser figur 1 bare to baner 22a som korresponderer med den genererte akustiske bølge. Den akustiske bølgen som sendes ut fra kilden 20 kan imidlertid være en i hovedsak sfærisk bølge, det vil si at den forplanter i alle retninger med start fra kilden 20. Deler av den reflekterte akustiske bølgen 22b (primærbølgen) blir samlet opp av de forskjellige detektorene 12 (de oppsamlede signalene kalles spor (traces)), mens deler av den reflekterte bølge 22c passerer forbi detektorene 12 og når vannflaten 18. Siden grensesnittet mellom vann og luft er godt approksimert som en kvasi-perfekt reflektor, det vil si at havflaten virker som et speil for den akustiske bølgen, vil den reflekterte bølgen 22c gå tilbake mot detektoren 12 som vist med bølgen 22d i figur 1. Bølgen 22d er normalt referert til som en spøkelsesbølge, fordi denne bølgen er dannet av en uekte refleksjon. Spøkelsene blir også samlet opp av detektoren 12, men med en reversert polaritet og en tidsforsinkelse i forhold til primærbølgen 22b.

Hver ankomst av en marin seismisk bølge til detektor 12, med unntak av den direkte ankomsten, blir følgelig etterfulgt av en spøkelsesreflektering. Med andre ord etterfølger spøkelsesankomstene deres primære ankomst og er generert når en oppad rettet bølge blir registrert en første gang i et neddykket utstyr før de blir reflektert ved kontakten overflate/luft. Den nå nedad forplantede reflekterte bølge 22d blir registrert en andre gang av detektoren 12 og utgjør spøkelset. Primær- og spøkelsessignalene er også vanligvis referert til som oppadgående og nedadgående bølgefelter.

Tidsforsinkelsen mellom en hendelse og dens spøkelse avhenger fullstendig av dybden til mottakeren 12. Det kan bare være noen få millisekunder for streamere slept under havflaten (dybder mindre enn 15 meter) eller opp til hundretalls millisekunder for datafangst med dyptgående Ocean Bottom Cable (OBC) og Ocean Bottom Node (OBN). Den degenerative effekten som spøkelsesankomsten har på seismisk båndbredde og oppløsning er kjent. I essens forårsaker interferens mellom primær- og spøkelsesankomstene hakk eller gap (notches) i frekvensinnholdet og disse hakkene eller gapene kan ikke fjernes uten den kombinerte anvendelse av avansert fangst- og prosesseringsteknikker.

En forbedring av den konvensjonelle datafangsten er bruken av en vis asimutfangst (wide azimuth acquisition (WAZ)). I en typisk WAZ-undersøkelse blir to streamerfartøy og multiple kilder anvendt å dekke et stort havområde, og alle kildene og streamerne blir styrt på en enhetlig dybde gjennom hele søket. Nevnte WAZ skaffer tilveie en bedre belysning av grunnformasjonen og gir følgelig en bedre sluttavbildning. Tilstedeværelsen av spøkelser i de fangede dataene påvirker imidlertid sluttavbildningen på grunn av tilstedeværelsen av hakk eller gap som skjematisk illustrert nedenfor.

Et hakk eller et gap sentrerer ved en frekvens ved hvilken en avstand mellom en detekterende hydrofon (mottaker) på streameren og vannflaten er lik en halvdel av dens bølgelengde. Figur 3 illustrerer spektralforskjellen mellom streamerne slept på 10 meters dyp (se kurve 40) og 20 meters dyp (se kurve 42). Figur 3 avtegner en amplitude på det registrerte signal versus en korresponderende frekvens. Et hakk eller gap 44 er også illustrert i figur 3. Grunnere slepte streamere øker det høyfre-kvente innholdet, men demper også de lave frekvensene på grunn av sterkere støy fra omgivelsene. Dypere slepte streamere forbedrer de lave frekvensene, men beveger også den første spektralhakket eller -gapet lavere inn i frekvensbåndet av interesse.

Å fjerne spøkelseseffekten har i mange år vært tema innen den geofysisk forskningen. To metoder har vært utviklet for å forbedre forholdstallet mellom signal og støy og frekvensbåndbredden sammenlignet med standard slep tauet med grunn dybde. En slik metode er en under-overfangst og den er beskrevet i US patentskrift nr. 7,372,769 idet hele innholdet i denne publikasjonen herved er inkorporert ved referansen. Ifølge denne metoden blir streamerne enten slept som vertikalt innrettede par, eller slept med vanlig antall streamere i et øvre lag og med et mindre antall streamere i et dypere lag. Det grunt slepte laget med streamere er brukt for å bedre midt- og øvre frekvenser i undersøkelsen og det dypere laget med streamere er benyttet for å bedre lavere frekvenser. I prosesseringen blir disse to datasettene kombinert for å gi et bedre totalt spektrum. Denne tilnærmingen krever imidlertid et antall streamere i tillegg og påfører et annet nivå av operativ kompleksitet som leder til lavere fangsteffektivitet.

Den andre metoden anvender en tilnærming med doble sensorer (US patentskrift nr. 7,239,577, hvis innhold i sin helhet hermed er inkorporert ved referansen). Denne metoden anvender hastighetssensorer (det vil si kardansk opphengte geofoner), som er samlokalisert med trykkgradientsensorer (hydrofoner) i streameren. De to settene med data som følgelig blir samlet inn fra samme lokasjon og anvendt for å kompensere hverandre for påfølgende datakombinasjon, for å fjerne spektralhakkene eller-gapene. Denne tilnærmingen trenger imidlertid spesial-streamere som hver har to ganger så mange sensorer som de regulære streamerne.

Det ville følgelig være ønskelig å skaffe tilveie systemer og metoder som unngår de ovenfor beskrevne problemer og ulemper, og forbedrer nøyaktigheten til sluttavbildningen.

Oppsummering

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform er det en fremgangsmåte for å anrike en seismisk datafangstbåndbredde relatert til grunnformasjonen under et vannlegeme. Fremgangsmåten inkluderer sleping undervanns langs en første seilingslinje (i) på et første dyp, med i det minste en seismisk kilde konfigurert for å generere en seismisk bølge, og (ii) på en andre dybde, med minst en streamer som har minst en mottaker konfigurert for å registrere refleksjonene i grunnformasjonen av en seismisk bølge; avfyring av i det minste en seismisk kilde mens denne blir slept langs den første seilingslinjen; registrere refleksjonene til den seismiske bølge langs den første seilingslinjen; å endre den første seilingslinjen til en andre seilingslinje; å slepe i det minste en seismisk kilde og en streamer undervanns langs den andre seilingslinjen; der nevnte i det minste en seismisk kilde blir slept på en tredje dybde som er forskjellig fra det første dybden eller at nevnte i det minste en streamer slepes på den fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybden; og å registrere nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen.

Ifølge en annen eksemplifisert utførelsesform anvendes en fremgangsmåte som anriker en seismisk datafangstbåndbredde relatert til en grunnformasjon under et vannlegeme. Fremgangsmåten inkluderer å slepe et første neddykket system langs en første seilingslinje, der systemet inkluderer (i) på en første dybde minst to seismiske kilder som er konfigurert for å generere seismiske bølger, og (ii) på en andre dybde med minst to streamere som har mottakere konfigurert for å registrere refleksjonene av seismiske bølger fra grunnformasjonen; avfyring av minst en av de to seismiske kildene mens disse blir slept langs den første seilingslinjen, å registrere refleksjonene av de seismiske bølgene langs den første seilingslinjen; å endre den første seilingslinjen til en andre seilingslinje; å slepe nevnte minst to seismiske kilder og nevnte minst to streamere undervanns langs den andre seilingslinjen, der nevnte minst to seismiske kilder blir slept på en tredje dybde som er forskjellig fra den første dybden eller at nevnte minste to streamere blir slept på en fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybden, og å registrere nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen.

Ifølge nok en annen eksemplifisert utførelsesform er det skaffet tilveie et seismisk datafangstsystem for å utvide breddebåndet til de seismiske dataene relatert til en grunnformasjon under et vannlegeme. Systemet inkluderer et første sett med kilder konfigurert for å bli slept av et første fartøy; et første sett med streamere konfigurert for å bli slept av det første fartøyet og/eller et andre fartøy; et andre sett med kilder konfigurert for å bli slept av den tredje og/eller fjerde fartøy; et andre sett med streamere konfigurert for å bli slept av etd tredje fartøy og/eller et fjerde fartøy; og en styringsmekanisme konfigurert for å justere den første dybden til det første settet med kilder, en andre dybde for det andre settet med kilder, en tredje dybde for det første settet med streamere og en fjerde dybde for det andre settet med streamere, slik at minst en dybde av de første til de fjerde dybdene veksles etter hvert som en seilingslinje til en flåte som inkluderer det første til det fjerde fartøyet alternerer i en forhåndsbestemt blokk.

Kort beskrivelse av tegningene

De medfølgende tegningene, som er tatt inn i og som utgjør en del av søknaden, illustrerer en eller flere utførelsesformer og, sammen med beskrivelsen, forklarer disse utførelsesformene, der: figur 1 viser et skjematisk diagram av et konvensjonelt seismisk datafangstsystem som har en horisontal streamer;

figur 2 er et skjematisk diagram av et skråstilt seismisk datafangstsystem;

figur 3 er en utskrift av registrerte data versus frekvens for primær- og spøkelseskomponenter;

figur 4 er et skjematisk diagram av et WAZ-system ifølge en eksemplifisert utførelsesform;

figurene 5A-F viser forskjellige seilingslinjegeometrier for seismisk datafangst;

figurene 6-9 er utskrifter som illustrerer forskjellige konfigurasjoner av streamere og seismiske kilder slept under vannflaten ifølge eksemplifiserte utførelsesformer;

figur 10 er et skjematisk diagram av et flertall streamere og kilder som slepes ved alternerende dybder ifølge en eksemplifisert utførelsesform;

figur 11 er en graf som illustrerer signaler samlet fra forskjellige punkter i grunnformasjonen ved å anvende streamere og kilder som blir slept på alternerende dybder ifølge en eksemplifisert utførelsesform;

figur 12 er et flytskjema som illustrerer en fremgangsmåte for å anrike WAZ-data ved å benytte en seismisk kilde og en streamer som slepes på vekslende dybder ifølge en eksemplifisert utførelsesform;

figur 13 er et flytskjema som illustrerer en fremgangsmåte for å anrike WAZ-data ved å anvende et flertall seismiske kilder og et flertall streamere som slepes på alternerende dybder ifølge en eksemplifisert utførelsesform;

figur 14 er et skjematisk diagram av et system for alternerende dybder med streamerne og/eller kildene ifølge en eksemplifisert utførelsesform; og

figur 15 er et skjematisk diagram av et apparat konfigurert for å justere dybdene til streamerne og/eller kildene ifølge en eksemplifisert utførelsesform.

Detaljert beskrivelse

Den følgende beskrivelse av den eksemplifiserte utførelsesformen refererer til de medfølgende tegninger. De samme henvisningstall på de forskjellige tegningene identifiserer de samme eller lignende elementer. Den følgende detaljerte beskrivelse er ikke ment å skulle begrense oppfinnelsen. Beskyttelsesomfanget til oppfinnelsen er i stedet definert av de medfølgende patentkrav. De følgende utførelsesformer blir diskutert, for enkelthets skyld, med hensyn til terminologi og struktur til bred asimutfangst (wide azimuth acquistion) med alternerende streamer- og/eller kildedybder. Utførelsesformene som imidlertid blir diskutert nedenfor er ikke begrenset til disse konfigurasjonene, men kan strekke seg til andre arrangementer som vil bli diskutert nedenfor.

Henvisningen gjennom hele beskrivelsen til «én utførelsesform» eller «en utførelsesform» betyr at et spesielt trekk, konstruksjon eller karakteristikk beskrevet i forbindelse med en utførelsesform er inkludert i minst én utførelsesform av løs-ningene beskrevet. Bruken av frasen « i én utførelsesfrom» eller «i en utførelses-form» på de ulike stedene i beskrivelsen refererer seg følgelig ikke til den samme utførelsesformen. Videre kan spesielle trekk, konstruksjoner eller karakteristikker bli kombinert på en hvilken som helst egnet måte i én eller flere utførelsesformer.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform benytter en fremgangsmåte for å anrike WAZ-data alternerende streamer- og/eller kildedybder mellom seilingslinjer for å oppnå datasett med gjensidig supplementerende frekvensinnhold som kan være prosessert for å fjerne spøkelseseffektene forårsaket for eksempel av vannflate-refleksjon. Ifølge en annen eksemplifisert fremgangsmåte benytter den fremgangsmåte for å anrike WAZ-data alternerende dybder på streamere og/eller kilder langs en samme seilingslinje, og for eksempel om værforholdene blir verre, så kan streamerne og/eller kildene bli senket ned for ikke å bli påvirket av bølgene.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform illustrert i figur 4 kan et WAZ-arrangement 100 inkludere et første streamerfartøy 102, et andre streamerfartøy 104 og multiple seismiske kilder 106a-d. Det skal anføres at figur 4 viser en av mange mulige arrangementer og de nye trekkene, som skal drøftes i dette dokumentet, også kan anvendes på et arrangement som har bare ett fartøy, eller bare én seismisk kilde eller bare en streamer eller en kombinasjon av disse. Det skal også anføres at kilden kan være en akustisk kilde (for eksempel en luftkanon), en elektromagnetisk vibrerende kilde eller andre kjente kilder. I tillegg kan de nye trekkene som skal drøftes nedenfor også anvendes på NAZ- undersøkelser (Narrow AZimuth), og andre avvik som inkluderer sirkulær skytingsundersøkelser, MAZ-undersøkelser (Multiple AZimuth), FAZ-Y\Undersøkelser (Full AZimuth), osv. Arrangementet vist i figur 4 er diskutert for enkelthets skyld og dette arrangementet er ikke ment å begrense anvendelsen av de eksemplifiserte utførelsesformene.

Andre arrangementer som de nye trekkene vil bli diskutert i tilknytning til nedenfor, kan anvendes som illustrert i figurene 5A-E. Figur 5A viser nevnte NAZ-arrangement der et fartøy 500 sleper en kilde 502 og et slep 504 med streamere.

Figur 5B viser MAZ-arrangementet der et fartøy 510 har en kilde 512 og et slep 514 som følger seilingslinjer A, B og C som krysser hverandre. Figur 5C viser RAZ-arrangementet som er likt arrangementet vist i figur 4 med den forskjell at seilingslinjene A, B og C krysser hverandre. Figur 5D viser et sirkulært (spiral) skytings-arrangement der et fartøy 520 sleper en kilde 522 og et slep med streamere 524 langs en sirkelseiling 526. Etter dette følger fartøyet en andre sirkelseiling 526a, en tredje en 526b og så videre inntil fartøyet fullfører en spiral 528. En diameter på sirkelen kan være rundt 12 km og en lengde på spiralen kan være rundt 23 km. Andre tall kan anvendes avhengig av grunnformasjonen og utstyret som anvendes. Som vist i figur 5E kan fartøyet fullføre et flertall spiraler 528 til 530 med en forskyvning (for eksempel rundt 1 km) mellom påfølgende spiraler. Dette er bare noen få av arrangementene som de nye trekkene vil bli diskutert i tilknytning til nedenfor. Fagmannen vil innse at andre arrangementer kan forestilles og de som er vist i figurene 5A-E er kun for illustrative formål.

Idet det vises til figur 4, er hvert fartøy 102 Og 104 konfigurert for å slepe et sett med streamere henholdsvis 108, respektive 110. Fordi streamerfartøyene 102 og 104 dekker et stort havområde, har WAZ-undersøkelsene god sammenhengende støydemping fra kraften til asimutstabelen. For å fange inn et stort område av asimuter for hvert felles midtpunkt (Common Mid-Point MCP), en distanse «d» mellom to tilstøtende seilingslinjer 112 og 114 i et pre-plott er lik en distanse «D» mellom to tilstøtende kilder multiplisert med en forhåndsbestemt faktor x. Denne forutbestemte faktoren x kan være for eksempel rundt 0,5. For en distanse D på rundt 1200 meter mellom kildene 106a og 106b, er en avstand d mellom tilstøtende seilingslinjer rundt 600 m. For dette eksempelet kan en lengde L av streameren være rundt 8100 m, og om hvert fartøy sleper tolv streamere med 100 meters streameravstand, er flåtebredden rundt 4800 m, som er åtte ganger distansen av to seilingslinjer. Med en slik setting fanger streamerne i WAZ-flåten data for hver CMP opp til sju ganger, men hver gang med forskjellig tverrlinjeforskyving og asimut.

Noen få kommentarer rundt konvensjonene benyttet i seismisk innfangede data er antatt å være i orden nå. Figur 4 viser en X-akse som strekker seg langs streamerne og en Y-akse som strekker seg vinkelrett på streamerne. XY-planet er i hovedsak parallelt med en vannoverflate. En Z-akse, ikke vist, indikerer et vanndyp. X-aksen er referert til som in-line og Y-aksen er referert til som en tverrlinje. En CMP er et punkt på vannflaten ved en halv distanse (for eksempel langs X-aksen) mellom en kilde 106a og en mottaker 108a som registrerer en bølge produsert av kilden 106a og reflektert fra grunnformasjonen. Et pre-plott er et dedikert begrep av typen for å identifisere ruten og metoden for å undersøke et geologisk areal. Seilingslinjen 112 strekker seg langs X-aksen som også er seilingsretningen til fartøyet 102 og 104 og en posisjon på seilingslinjen 112 langs Y-aksen er ved en middeldistanse mellom det første settet med streamere 108 og det andre settet med streamere 110. Selv-følgelig kan andre definisjoner av seilingslinjen bli anvendt. De to seilingslinjene 112 og 114 fremtrer å være i hovedsak parallelle med hverandre. Som diskutert ovenfor i tilknytning til figurene 5A-E er imidlertid dette ikke tilfelle for all seismisk datafangst. Selv om seilingslinjene er parallelle og ved siden av hverandre som vist i figur 4, må de ikke nødvendigvis følge i den rekkefølge som er vist i figur 5F.

Ifølge de konvensjonelle metodene er alle streamerne satt på en ensartet dybde gjennom hele søket uavhengig av seilingslinjen, og alle kildene også er satt på et annet ensartet dybde gjennom hele søket uavhengig av seilingslinjen. Kildenes dybde kan være de samme eller være forskjellig fra streamernes dybde. Fremgangsmåten ifølge denne eksemplifiserte utførelsesformen alternerer streamer- og/eller kildedybder mellom seilingslinjene 112 og 114 (for eksempel i løpet av en linje-endring) for å oppnå datasett for supplerende frekvensinnhold uten å degradere datarikdommen i asimut og offset. Legg merke til at seilingslinjene 112 og 114 ikke må være to konsekutive linjer. I praksis kan det være andre seilingslinjeskudd inne i mellom disse for å lette omdreining av hele flåten.

Fremdeles under henvisning til figur 4 skal det anføres at en første kilde 106a, som er festet til fartøyet 102, er plassert sentralt (langs Y-aksen) til streamersettet 108. Tilsvarende er kilden 106d plassert sentralt til streamersettet 110. Kilden 106b er imidlertid plassert utenfor en projeksjon av streamersettet 108 på y-aksen, tilsvarende som at kilden 106c er plassert utenfor en projeksjon av streamersettet 110 på Y-aksen. Videre skal det anføres at begge kildene 106b og 106c er anordnet mellom streamersettene 108 og 110 under søket. Ifølge en applikasjon er det for de spatialt tilstøtende seilingslinjer 112 og 114 en forskyvning «d» i posisjonene til streamersettene 108 og 110 og kildene langs Y-aksen, idet avstanden «d» er mindre enn «D», der «D» er avstanden mellom to tilstøtende kilder.

Arrangementet vist i figur 4 kan også bli illustrert ved hjelp av Y-aksen som vist i figur 6. Legger en til grunn at det første settet med streamere 108 og de seismiske kildene 106a og 106b danner et første system A, og at det andre settet med streamere 110 og de seismiske kildene 106c og 106d danner et andre system B, illustrerer figur 6 projeksjonene av de seismiske kildene og de ytre streamerne 108-1,108-2, 110-1 og 110-2 i det første settet og det andre settet med streamere på en referanselinje C. Figur 6 illustrerer også en posisjon til de første og andre seilingslinjene 112 og 114. Det skal anføres at projeksjonen til den andre seilingslinjen på Y-aksen ikke sammenfaller med projeksjonen til den seismiske kilden som vist i figur 4. Det skal anføres at ifølge en applikasjon er avstanden mellom to tilstøtende seilingslinjer mindre enn avstanden mellom kildene 106B og 106C.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform blir streamersettene 108 og 110 og kildene 106a-c slept på en samme dybde z1 langs den første seilingslinen 112, som vist i figur 7. Ifølge en andre eksemplifiser utførelsesform illustrert i figur 8 kan imidlertid streamersettene bli slept på en første dybde z1 og kildene kan bli slept på en andre dybde z2 langs en seilingslinje. Ifølge enda en annen eksemplifisert utførelsesform illustrert i figur 9, kan det første streamersettet bli slept på en første dybde z1 og det andre settet med streamere bli slept på en forskjellig dybde z2 under det samme søket. Ifølge nok en eksemplifisert utførelsesform kan streamersettene bli slept på flere dybder - en dybde for hver seilingslinje. Ifølge nok en ytterligere eksemplifisert utførelsesform sleper et første fartøy sine streamere på en første dybde og et andre fartøy sleper sine streamere på en andre dybde, mens de seiler langs den samme seilingslinjen. Ovennevnte arrangementer kan anvendes for kildene. Andre dybdepermutasjoner for kildene eller streamerne og kildene kan bli anvendt. For enkelthet baserer den neste eksemplifiserte utførelsesform seg på at streamersettene 108 og 110 og kildene 106a-d blir slept på en samme første dybde z1 langs den første seilingslinje 112 og blir slept på en andre dybde z2 langs den andre seilingslinjen 114.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform illustrert i figur 10 er de to streamer-fartøyene med tilhørende streamersett (representert ved fylte sirkler) og kildene (representert med kryssmarkeringer) skjematisk vist idet fartøyene undersøker formasjonen under sjøbunnen langs fire forskjellige seilingslinjer 112 til 118. Selv om denne beskrivelsen referer til havet, skal det anføres at fagmannen på området også vil forstå at utførelsesformen kan benyttes i tilknytning til et hvilket som helst vannlegeme og dets grunnformasjon, for eksempel en innsjø, og så videre. Hver seilingslinje og de tilhørende streamere og kilder er vist på en gitt dybde, z1 eller z2. Streamerne strekker seg langs aksen X, som kommer inn i arket i figur 10. Orien-teringen av aksene Y og Z er også vist. Streamersettene 108 og 112 og kildene 106a-d blir for eksempel først slept langs aksen X langs seilingslinjen 118 på den andre dybden z2. Deretter blir streamersettene og kildene slept langs en X-akseretningen langs seilingslinjen 116 på den første dybden z1 og langs seilingslinjen 118 på den andre dybden z2 og langs seilingslinjen 112 på den første dybden z1 hver på noens stadier i søket. En offset av seilingslinjene blir følgelig kalkulert på en slik måte at et punkt i grunnformasjonen blir undersøkt et multippel ganger for tilstøtende seilingslinjer. Ifølge en applikasjon er den første dybden z1 rundt 20 m og den andre dybden z2 er rundt 10 m for en distanse «D» på i det vesentlige 1200 m og en distanse «d» på rundt 600 m. Andre størrelser og profiler på streamerne kan benyttes avhengig av anvendelsen.

Ifølge denne eksemplifiserte utførelsesformen har følgelig ikke to tilstøtende seilingslinjer de samme dybder for streamerne og/eller kildene. Som videre diskutert ovenfor kan denne nye fremgangsmåten bli utvidet til å ha bare streamere eller bare kilder som slepes på forskjellige alternerende dybder. Som også diskutert ovenfor, kan den nye fremgangsmåten bli anvendt på et enkelt fartøy som har en enkel kilde og minst en streamer.

En tverrlinje 120 i søket er vist som sammensatt av alternerende seksjoner 122 og 124, der hver seksjon representerer en forhåndsfastlagt CMP-stripe hvor CMP-stripen er en vertikal projeksjon av den skannede grunnformasjonen inn i vannflaten.

I dekningskartet i figur 11 er samplene (tverrlinjer offset ved y-akse, CMP ved x-akse) representert enten av en heltrukket linje 130 (samsvarende med dybden z2) eller en stiplet linje 132 (som samsvarer med dybden z1). CMP-stripen 134 helt til venstre blir samplet bare en gang, mens høyre og innover vendende blir CMP-striper oftere samplet med topper på sju ganger (se stripen 136) følges av et alternerende fullsamplet mønster. Dette mønsteret viser en CMP samlet ved forskjellige asimuter og sideforskyvninger, og demonstrer også hvordan data fra henholdsvis grunne slep og dype slep blir distribuert over tverrlinjeforskyvningene.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform illustrert i figur 12 er det en fremgangsmåte for å anrike en båndbredde av seismiske data og/eller å forlenge et operasjonsværvindu relatert til en grunnformasjon under et legeme av vann. Fremgangsmåten inkluderer et trinn 1200 for å slepe minst en seismisk kilde konfigurert for å generere en seismisk bølge under havflaten langs en første seilingslinje (i) ved en første dybde og (ii) ved en andre dybde, minst en streamer som har en mottaker konfigurert for å registrere refleksjonene av seismiske bølger fra grunnformasjonen; et trinn 1202 med å fyre av minst en seismisk kilde mens denne blir slept langs en første seilingslinje; et trinn 1204 med registrering av refleksjonene av seismiske bølger langs en første seilingslinje; et trinn 1206 ved å endre den første seilingslinjen til en andre seilingslinje; og et trinn 1208 ved undervannsslep langs den andre seilingslinjen nevnte minst en seismisk kilde og nevnte minst en streamer. Det skal anføres at når været ikke er egnet (for eksempel store bølger, sterk vind, og så videre) kan et delvis eller fullstendig slep settes på et stort dyp for å fortsette datafangstoperasjonen med lavere støy og lettere posisjonering. Fremgangsmåten inkluderer også et trinn 1210 for å registrere nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen. Nevnte minst en seismiske kilde blir slept på en tredje dybde som er forskjellig fra den første dybden eller så kan nevnte minst en streamer ble slept på en fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybden ved søk langs den andre seilingslinjen.

Ifølge en annen eksemplifisert utførelsesform illustrert i figur 13 består fremgangsmåte i å forbedre en anriket båndbredde med seismiske data og/eller å forlenge et operasjonsværvindu i tilknytning til en grunnformasjon under et vannlegeme. Fremgangsmåten inkluderer et trinn 1300 ved å slepe undervanns langs en første seilingslinje (i) ved et første dyp, minst to seismiske kilder konfigurert for å generere seismiske bølger og (ii) ved et andre dyp minst to streamere som har mottakere konfigurert for å registrere refleksjonene av seismiske bølger i grunnformasjonen; et trinn 1302 ved å avfyre nevnte minst en seismiske kilde mens denne blir slept langs en første seilingsrute; et trinn 1304 ved å registrere refleksjonene av seismiske bølger langs den første seilingslinjen; et trinn 1306 ved å endre fra den første seilingslinjen til en andre seilingslinje som er i hovedsak parallell med den første seilingslinjen; og et trinn 1308 ved å slepe undervanns langs den andre seilingslinjen minst to seismiske kilder og nevnte minst to streamere. Det skal anføres at når været ikke er egnet, kan deler av eller hele slepet bli satt på et større dyp for å fortsette datafangstoperasjonen med lavere støy og enklere posisjonering. Fremgangsmåten inkluderer videre et trinn 1310 for registrering av nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen.

En projisering av en av nevnte minst to seismiske kilder på en Y-akse som i hovedsak er perpendikulært på den første seilingslinjen, er mellom projeksjonene til nevnte minst to streamere på Y-aksen, og en projeksjon på den andre en av nevnte minst to seismiske kilder på Y-aksen er på utsiden av projeksjonene til nevnte minst to streamere. Ifølge en applikasjon er en avstand mellom to tilstøtende seilingslinjer proporsjonal med en avstand mellom nevnte minst to seismiske kilder i det første systemet. Ifølge en annen applikasjon blir nevnte minst to seismiske kilder slept på en tredje dybde som er forskjellig fra den første dybden, eller nevnte minst to streamere blir slept på en fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybden.

Til forskjell fra tilnærmingsmåten med to-lags datafangst beskrevet i beskrivelsesdelen benevnt «Bakgrunnen» ovenfor, krever ikke den nye fremgangsmåten omtalt ovenfor noen redundante streamere og utfordrende og krevende over-underoperasjoner. Den nye fremgangsmåten oppnår imidlertid kom-parabel, om ikke bedre informasjon, uten degradering av datarikdommen i asimut og offset sammenlignet med en konvensjonell WAZ-undersøkelse.

Videre skal det anføres at den diskuterte WAZ-metode ikke krever tilleggs-arbeider sammenlignet med tradisjonell WAZ-operasjon, med unntak av en tilleggs-oppgave: forandring av streamerens og/eller kildens dybde typisk under en endring av seilingslinje. Denne oppgaven kan bli gjennomført, for eksempel med et auto-matisert system som har fjernstyrte vinsjer integrert i streamerens frontflytere, endebøyer og dybdejusteringsinnretninger distribuert langs en streamer, og som har fjernstyrt vinsj integrert i delenheten for kilden eller som anvender neddykkbare kildeflytere for å tillate automatisk dybdejustering av kilden, og en softwarestyrt plattform for pålitelig måte å koordinere slik en total dybdeendring i en seilingslinje endrer det dynamiske miljøet.

Ifølge en annen eksemplifisert utførelsesform kan dybdene til streamerne og/eller kildene bli endret etter hver som undersøkelsesfartøyet seiler framover langs en gitt seilingslinje. Med andre ord er det ikke noe behov for å vente på endring i seilingslinje for å endre dybden til streamerne og/eller kildene som diskutert ovenfor. Operatøren av undersøkelsesfartøyet kan bestemme, for eksempel på grunn av dårlige værforhold, å senke streamerne og/eller kildene mens en er midt i en seilingslinje, slik at bølgene produsert av det ufordelaktige været, ikke påvirker målingene og at ingen tid går til spille for undersøkelsesfartøyet. Det er følgelig mulig å endre dybden til streamerne og ikke dybden til kildene , eller å endre dybden til kildene og ikke streamerne, eller å endre dybden både til streamerne og kildene langs den samme seilingslinjen.

Fordelene med en eller flere av de eksemplifiserte utførelsesformer diskutert ovenfor inkluderer en bredere signalbåndbredde med lavere frekvensinnhold fra dypere slep for dypere akustisk penetrasjon og nedre subsalt stratigrafisk og struk-turell avbildning, og høyere frekvensinnhold fra grunnere slep for bedre avbildnings-oppløsning, med samme asimut- og offsetdekning som konvensjonelle WAZ-søk med ensartet dybde; høyere signal-til-støyforhold gjennom linjeshopping; det vil si å plukke en seilingslinje (grunnere eller dypere slep) i forhold til værforholdene, og et forlenget værvindu med mindre nedetid for fartøyet ved linjeshopping. Tilsvarende fordeler kan bli oppnådd ved å anvende denne alternerende dybdefangstmetoden mot MAZ, RAZ- og sirkulær skytingssøk som kan ha forskjellige søkegeometrier og flåtekonfigurasjoner. Et felles trekk blant de forskjellige typer søk er at en CMP kan bli samplet multiple ganger ved alternerende streamerdybder og/eller kildedybder. CMP-samplingene er følgelig oppnådd med forskjellige kilde-/mottakerdybder som anriker de innsamlede data med enda en dimensjon, som kan bli brukt senere under dataprosesseringsstadiet for bredere båndbredde.

Slikt et automatisk system 200 er skjematisk illustrert i figur 14, der et fartøy 202 er vist slepende på en eller flere kilder 204 og en streamer 206. Kilden 204 kan være en elektro-mekanisk vibrerende kilde eller en akustisk kilde, for eksempel en kanonenhet. Streameren 206 inkluderer et flertall mottakere 208 (for eksempel hydrofoner) plassert i forhåndsbestemte avstander langs streameren. En streamer-dybde z i forhold til havflaten 210 styres av, for eksempel Nautilus 224 - en innretning med vinger for både dybdestyring og sideveis styring (skaffet tilveie av CGGVeritas, Frankrike) som er distribuert langs streameren, og/eller vinsjer 218 montert på eller under frontflyteren 222 eller halebøyen 216 som kan justere lengden på linkkabelen 214 festet til streamerforbindelsen 220. Lead-inkabelen 212 i fronten av streameren er forbundet med fartøyet 202. En eller flere vinsjer 212 kan være anordnet for å styre en dybde på kilden 204. Kabelen 228 for umbilikalen forbinder kildesystemet til fartøyet. Vinsjene kan være styrt automatisk av en styringsmekanisme 230 anordnet om bord i fartøyet 202.

Styringsmekanismen 230 er illustrert i figur 15 og kan inkludere en prosessor 232 for å gjennomføre prosesseringen diskutert ovenfor, det vil si styring av dybden til kildene og streamerne, og som en opsjon, en monitor 234 for å vise resultatene fra prosesseringen. Prosessoren 232 kan kommunisere ed monitoren 234 via en databuss. Styringsmekanismen 230 kan også inkludere en lagringsinnretning 236 for lagring av nødvendige instruksjoner og/eller data. Styringsmekanismen 230 kan inkludere andre komponenter som er kjent for fagmannen på området, for eksempel grensesnitt 238 for input/output, modem, internettforbindelse, satellittlink, GPS-kapasiteter, og så videre. Ifølge en applikasjon er apparatet 230 en server og inkluderer mellom titalls og tusentalls prosessorer 232 og lagringsinnretninger 236. Det skal anføres at apparatet 230 er en spesifikk innretning da prosesseringen av inputdata diskutert ovenfor krever en slik spesialisert innretning.

Ifølge en eksemplifisert utførelsesform kan styringsmekanismen 230 motta, via input/outputgrensesnittet 238, informasjon relevant til en posisjon for kilden 204 og/eller streameren 206. I tillegg kan styringsmekanismen 230 være konfigurert for å motta GPS-data fra et dedikert system, slik at når en seilingslinje blir modifisert, justerer styringsmekanismen 230 automatisk posisjonene til kilden og/eller streamerne ifølge en forhåndsbestemt plan. Ovennevnte diskuterte fremgangsmåter kan bli implementert i styringsmekanismen 230. Styringsmekanismen kan være et apparat, en computer, software eller en kombinasjon av disse.

Den viste eksemplifiserte utførelsesformen fremskaffer et system og en fremgangsmåte for seismisk datafangst. Det skal forstås at denne beskrivelsen ikke er ment å begrense oppfinnelsen. De eksemplifiserte utførelsesformene er snarere tvert om ment å dekke alternativer, modifikasjoner og ekvivalente løsninger som er inkludert i ånden til og omfanget av oppfinnelsen, slik denne er definert i de ved-heftede patentkrav. I den detaljerte beskrivelsen av de eksemplifiserte utførelses-former er videre et stort antall spesifikke detaljer beskrevet for å skaffe tilveie en omfattende og fullstendig forståelse av oppfinnelsens slik denne kreves beskyttet i patentkravene. Fagmannen på området vil imidlertid forstå at de forskjellige utførelsesformene kan utføres uten slike spesifikke detaljer.

Selv om trekkene og elementene i de foreliggende eksemplifiserte utførelses-formene er beskrevet i spesielle kombinasjoner av utførelsesformene, kan hvert trekk eller element bli anvendt alene uten de andre trekkene eller elementene i utførelsesformen eller i forskjellige kombinasjoner med eller uten andre trekk beskrevet her er tilstede.

Denne skrevne beskrivelse anvender eksempler av søknadsgjenstanden for å gjøre det mulig for en fagmann på området og praktisere oppfinnelsen, inkludert å lage og bruke innretninger eller systemer og å gjennomføre en hvilken som helst inkorporert fremgangsmåte. Det patenterbare omfanget av søknadsgjenstanden er definert av kravene og kan inkludere andre eksempler som er nærliggende for fagmannen på området. Slike andre eksempler er ment å falle innenfor kravenes beskyttelsesomfang.

Claims (10)

1. En fremgangsmåte for å utvide en båndbredde til seismiske datafangst relatert til en grunnformasjon under et vannlegeme, der fremgangsmåten omfatter: å slepe under vannflaten langs en første seilingslinje (i) på en første dybde, minst en seismisk kilde konfigurert til å generere en seismisk bølge, og (ii) på en andre dybde, med minst en streamer som har minst en mottaker som er konfigurert til å samle opp refleksjonene av den seismiske bølge i grunnformasjonen; å avfyre minst en seismisk kilde mens denne blir slept langs den første seilingslinjen; å registrere refleksjonene av den seismiske bølge langs den første seilingslinjen; å forandre den første seilingslinjen til en andre seilingslinje; å slepe under vannflaten langs den andre seilingslinjen i det minste en seismisk kilde og minst en streamer, der nevnte minst en seismiske kilde blir slept på en tredje dybde i forhold til den første dybde eller at nevnte minst en streamer blir slept på en fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybde; og samle opp nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter: å forlenge et værvindu for operasjonen for seismiske datafangst ved å anvende store dybder for nevnte minst en kilde og/eller nevnte minste en streamer når det er dårlig vær.

3. Fremgangsmåte ifølge 1, der den første dybden er forskjellig fra den andre dybden.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den tredje dybden er i hovedsak lik den første dybden og den fjerde dybden er forskjellig fra den andre dybden.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den fjerde dybden er i hovedsak lik den andre dybden og den første dybden er forskjellig fra den tredje dybden.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den første seilingslinjen er i hovedsak parallell med den andre seilingslinjen og den første seilingslinken er tilstøtende den andre seilingslinjen.

7. En fremgangsmåte for forbedre båndbredden for seismiske datafangst, relatert til en grunnformasjon under et vannlegeme, der fremgangsmåten omfatter: å slepe under vannflaten lang en første seilingslinje et første system som inkluderer (i) på en første dybde minst to seismiske kilder konfigurert for å generere seismiske bølger og (ii) på en andre dybde minst to streamere som har mottakere konfigurert for å registrere refleksjoner av de seismiske bølger i grunnformasjonen; å avfyre minst en av de to seismiske kildene mens disse blir slept langs en første seilingslinje; å registrere refleksjonene av de seismiske bølgene langs den første seilingslinjen; å endre den første seilingslinjen til en andre seilingslinje; å slepe under vannflaten langs den andre seilingslinje nevnte minst to seismiske kilder og nevnte minst to streamere, der nevnte minst to seismiske kilder blir slept på en tredje dybde som er forskjellig fra den første dybden, eller der nevnte minst to streamere blir slept på en fjerde dybde som er forskjellig fra den andre dybden; og registrere nye refleksjoner langs den andre seilingslinjen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der en projeksjon av en av nevnte minst to seismiske kilder på en akse Y, som i hovedsak er perpendikulær på den første seilingslinjen, er mellom projeksjonene av nevnte minst to streamere på Y-aksen, og der en projeksjon av en av nevnte minst to andre seismiske kilder på Y-aksen er på utsiden av projeksjonene til nevnte minst to streamere.

9. Et seismisk system for datafangst for å anrike en båndbredde til seismiske data fra en grunnformasjon under et vannlegeme, der systemet omfatter: et første sett med kilder konfigurert for å bli slept av et første fartøy; et første sett med streamere som er konfigurert for å bli slept av det første fartøyet og/eller et andre fartøy; et andre sett med kilder som er konfigurert for å bli slept av et tredje fartøy; et andre sett med streamere som er konfigurert for å bli slept av det tredje og/eller et fjerde fartøy; og en styringsmekanisme som er konfigurert for å justere en første dybde til det første settet med kilder, en andre dybde til det andre settet med kilder, en tredje dybde til det første settet med streamere og en fjerde dybde til det andre settet med streamere, slik at minst en dybde av det første til den fjerde dybden alternerer etter hvert som en seilingslinje til en flåte som inkluderer det første til det fjerde fartøyet blir endret i en forhåndsbestemt blokk.

10. En fremgangsmåte for å anrike en båndbredde av seismiske datafangst som relaterer seg til en grunnformasjon under et vannlegeme, der fremgangsmåten omfatter: å slepe under vannflaten langs en første seilingslinje (i) på en første dybde, minst en seismisk kilde som er konfigurert for å generere en seismisk bølge, og (ii) på en andre dybde minst en streamer som har minst en mottaker konfigurert for å registrere refleksjonene av seismiske bølger i grunnformasjonen; å fyre av nevnte minst en seismiske kilde mens denne blir slept langs den første seilingslinjen; å registrere refleksjonene av seismiske bølger langs den første seilingslinjen; å endre den første av nevnte minst en seismiske kilde eller den andre dybde til nevnte minst en streamer mens denne slepes langs den første seilingslinjen; og registrere nye refleksjoner langs den første seilingslinjen med endret dybde.