BRPI0401885B1 - método para processar um conjunto de dados sísmicos - Google Patents

Abstract

"método para corrigir deslocamentos de tempo em dados sísmicos que resultam de variação azimutal". a presente invenção refere-se a um conjunto de dados sísmicos que é processado ao aplicar uma transformação no conjunto de dados sísmicos que corrige os deslocamentos de tempo no conjunto de dados sísmicos que resultam de variação azimutal. alternativamente, um conjunto de dados sísmicos é classificado como concentrações de desvio comum. então, as seguintes etapas são aplicadas em cada concentração de desvio comum. uma transformação é aplicada na concentração de desvio comum que corrige os deslocamentos de tempo na concentração de desvio comum que resulta de variação azimutal. a concentração de desvio comum é transformada de forma inversa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PROCESSAR UM CONJUNTO DE DADOS SÍSMICOS".

Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção Esta invenção refere-se geralmente ao campo da prospecçao geofísica. Mais particularmente, a invenção refere-se ao campo de processamento de dados sísmicos. Especifica mente a invenção consiste em um método para corrigir deslocamentos de tempo em dados sísmicos que resultam de variação azimutal. 2. Descrição da Técnica Relacionada A aquisição atual de dados sísmicos resulta em dados sísmicos que são irregularmente amostrados ao longo das coordenadas espaciais. Para conjuntos de dados sísmicos convencionais, estas coordenadas são tipicamente o ponto médio em linha, ponto médio em linha transversal, desvio e azimute, A amostragem irregular pode gerar problemas de lapso de tempo de processamento de imagem e sísmico, que inclui processamento de imagem pré-empilhado. A amostragem irregular em pontos médios e desvio pode ser regularizada utilizando técnicas de regularização e reconstrução convencionais, tal como regularização de Fourier. Estas técnicas de regularização calculam ou estimam novos valores para variáveis em ponto médio em linha, ponto médio em linha transversal, e de desvio de modo que estas variáveis sejam regularmente amostradas. Entretanto, estas técnicas, que incluem regularização de Fourier, não compensam a variação na variável azimute. Contudo, as variações azimutais podem ter uma grande influência sobre o processamento de dados sísmicos.

Se uma única camada de imersão em uma subsuperfície homogênea for considerada, e dois traços forem comparados com o mesmo ponto médio e desvio absoluto, porém azímutes diferentes, então o evento de reflexão irá se deslocar no tempo. O deslocamento de tempo depende do ângulo de imersão e direção da camada, a velocidade na subsuperfície, o azimute, e o desvio. Estes deslocamentos de tempo devido às variações de azimute são limitados, tipicamente na ordem de alguns milésimos de segundo, Desta maneira, o processamento de imagem de dados sísmicos gerais necessários, negligenciando estes deslocamentos de tempo, terá conse-qüências limitadas. Entretanto, os dados com lapso de tempo, onde os levantamentos de base e monitor são diferenciados, mesmo um deslocamento de tempo de 4ms pode resultar em erros da mesma magnitude como a diferença nos sinais medidos. As camadas de imersão escarpadas profundas, em particular com direções de imersão oblíquas, negligenciando a variação de azimute, não é uma abordagem eficaz para dados com tempo decorrido. No presente documento, a capacidade de repetição é essencial.

Após a regularização de Fourier, os pontos médios em linha e em linha transversal e desvios absolutos nos traços regularizados são regularmente amostrados. Para vários métodos de processamento adicionais, tais como correção de inclinação de movimento e migração pré-empilhada, as coordenadas de fonte e receptoras são necessárias. Para obter estas posições a partir das posições de ponto médio e desvio, um azimute é necessário. Uma abordagem é admitir o azimute é zero com relação à direção em linha. Esta é a direção de partida em um levantamento sísmico marítimo. Entretanto, admitir um azimute zero relativo à direção de partida não é ideal, pois o sinal sísmico irá depender do azimute. Em princípio, se o azimute for alterado, os dados devem ser corrigidos por este deslocamento particular no azimute. Outra abordagem é admitir que cada novo traço regularizado possui quase o mesmo azimute que o traço de entrada mais próximo. Estimar azimutes pelo traço de entrada mais próximo é fisicamente mais correto do que admitir um azimute zero relativo à direção de partida. Entretanto, esta abordagem de estimativa de azimute pode resultar em problemas em algoritmos de processamento adicionais. Por exemplo, deseja-se a correção de movimento de imersão e migração pré-empilhada para possuir dados que são regularmente amostrados em ponto médio, desvio e azimute. Isto é discutido por Canning, A. e Gardner, G. H. F., 1996. "Another look at the question of azimuth": The Leading Edge, 15, n° 07.821-823.

Duijndam, AJW. e outros, 1999, "A general reconstruction sche- me for dominant azimuth 3D seismic data", 69th Ann. Internat. Mtg: Soc. of Expl. Geophys., Expanded Abstracts, descrevem um método para reconstruir (regularizar) dados sísmicos irregularmente amostrados, empregar a regularização de Fourier ou Radon. Seu esquema de reconstrução compreende recolocar os dados ao longo de receptor de linhas para requerer as posições em linha transversal, seguidas por reconstrução mínima de quadrados no domínio de ponto médio-desvio ao longo de linhas transversais e após a correção NMO. Estes assumem o caso de aquisição de dados sísmicos com um azimute predominante para desvios longos. Entretanto, ignoram a variação de azimute.

Duijndam, A.J.W. e outros, mostram que um esquema de regularização eficaz poderia possuir inúmeras aplicações benéficas em processamento de dados sísmicos. Isto poderia aperfeiçoar a geração de pseudo dados de desvio zero para técnicas de biempilhamento convencionais. Isto poderia regularizar e gerar dados perdidos no processamento de pré-empilhamento que requer amostragem densa e regular, tal como processamento de imagem pré-empilhada tridimensional e superfície tridimensional relacionada à atenuação múltipla. Poderia aperfeiçoar a combinação de dados sísmicos de tempo decorrido e aperfeiçoar amplitude versus análise de ângulos (AVA). Poderia aperfeiçoar atenuação de ruído coerente sobre dados pré-empilhados, permitindo a migração de alta resolução de volumes de dados de desvio comuns únicos.

Desta maneira, há a necessidade de um método de regularização para dados sísmicos irregularmente amostrados que proporcionam correções nos deslocamentos de tempo devido às variações de azimute. Isto irá aperfeiçoar a capacidade de repetição de processamento e amostragem de dados sísmicos de tempo decorrido.

Breve sumário da Invenção A invenção consiste em um método para corrigir deslocamentos de tempo em dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Um conjunto de dados sísmicos é processado ao aplicar uma transformação no conjunto de dados sísmicos que corrige os deslocamentos de tempo no conjunto de dados sísmicos que resultam de variação azimutal.

Alternativamente, um conjunto de dados sísmicos é classificado em concentrações de desvio comuns. Então, as etapas seguintes são aplicadas em cada concentração de desvio: Uma transformação é aplicada na concentração de desvio comum que corrige os deslocamentos de tempo na concentração de desvio comum que resulta de variação azimutal. A concentração de desvio comum transformada é transformada de forma inversa. Breve descrição dos desenhos A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente entendidas à guisa de referência à seguinte descrição detalhada e aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de um método convencional para regularização de Fouríer de dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais irregularmente amostradas e uma coordenada de tempo; A Figura 2 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para processar dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo, que corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal; A Figura 3 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de um método convencional para regularização de dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais irregularmente amostradas e uma coordenada de tempo; A Figura 4 é um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para processar dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo, corrigir os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal; A Figura 5 é uma vista plana da geometria de aquisição do levantamento da base e levantamentos do monitor do exemplo; A Figura 6 é uma plotagem das variações de azimute versus a coordenada em linha transversal nos levantamentos da base e monitor para geometria de aquisição mostrada na Figura 5; A Figura 7a é um corte transversal na direção em linha transversa! da seção de desvio comum de 2000 metros para o levantamento da base após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 7b é um corte transversal na direção em linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros para o levantamento de monitor após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 8a é uma plotagem dos momentos de chegada na amplitude máxima versus a coordenada em linha transversal dos levantamentos da base e monitor, após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 8b é uma plotagem dos deslocamentos de tempo entre os dois levantamentos comparados com as diferenças de azimute entre os dois levantamentos, versus a coordenada em linha transversal, após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 9a é um corte transversal na direção em linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros que ilustra a diferença entre o levantamento de base e monitor e uma planta da diferença de NRMS versus a coordenada em linha transversal, após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 9b é uma plotagem da diferença do valor quadrado médio normalizado comparada com a diferença de azimute entre os levantamentos de base e monitor versus a coordenada em linha transversal, após a regularização sem a correção de azimute; A Figura 10a é um corte transversal na direção em linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros do levantamento de base após a regularização com a correção de azimute; A Figura 10b é um corte transversal na direção de linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros do levantamento de base após a regularização com a correção de azimute; A Figura 11a é uma plotagem dos momentos de chegada na amplitude máxima versus a coordenada em linha transversal dos levanta- mentos de base e monitor, após a regularização com a correção de azimute; A Figura 11b é uma plotagem dos deslocamentos de tempo entre os dois levantamentos comparados com as diferenças entre os dois levantamentos, versus a coordenada em linha transversal, após a regularização com a correção de azimute; A Figura 12a é um corte transversal na direção em linha transversal para a seção de desvio comum de 2000 metros que ilustra a diferença entre o levantamento de base e monitor e uma planta da diferença de NRMS versus a coordenada em linha transversal, após a regularização com correção de azimute; A Figura 12b é uma plotagem da diferença normalizada do valor quadrado médio comparada com a diferença de azimute entre os levantamentos de base e monitor versus a coordenada em linha transversal, após a regularização com e sem a correção de azimute; A Figura 13a é um corte transversal na direção em linha transversal que ilustra as linhas transversais da seção de desvio comum de 2000 metros do levantamento de base; A Figura 13b é um corte transversal na direção em linha transversal que ilustra a diferença entre os levantamentos de base e monitor após a regularização sem a correção de azimute; e A Figura 13c é um corte transversal na direção em linha transversal que ilustra a diferença entre os levantamentos de base e monitor após a regularização com a correção de azimute.

Ao mesmo tempo em que a invenção será descrita em conjunto com suas modalidades preferidas, será compreendido que a invenção não se limita a estas. Ao contrário, a invenção pretende cobrir todas alternativas, modificações, e equivalências que podem ser incluídas dentro do escopo da invenção, como definido pelas reivindicações em anexo.

Descrição detalhada da invenção A invenção é um método de processamento de dados sísmicos para corrigir os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Nas modalidades particulares, a invenção é um méto- do para regularizar dados sísmicos ao mesmo tempo em que corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azi-mutal.

Os dados sísmicos vêm em diferentes formas, dependendo de como os mesmos são coletados. Os dados processados em um conjunto de dados sísmicos em 2D padrão contêm duas coordenadas que podem representar uma imagem de um pedaço tridimensional da Terra, porém somente após ser processado. Entretanto, os dados brutos para um conjunto de dados sísmicos em 2D são tipicamente coletados com três coordenadas. Estes compreendem duas coordenadas e uma coordenada de tempo. A coordenada de tempo é tipicamente um tempo de percurso de duas maneiras de um campo de onda sísmico a partir de uma posição de fonte sísmica até uma posição receptora sísmica disposta sobre uma linha em uma dimensão. As duas coordenadas espaciais são tipicamente as duas posições correspondentes, cada uma definida por uma coordenada, da fonte sísmica e o receptor sísmico sobre a uma linha dimensional ao longo da qual os dados são coletados. Por exemplo, esta linha podería ser uma linha de fluxo em pros-pecção de dados sísmicos marítimos. Esta linha é então tomada como um eixo geométrico coordenado em uma dimensão, e as coordenadas espaciais são então definidas ao longo deste eixo geométrico coordenado horizontal, para simplicidade.

No processamento padrão de um conjunto de dados sísmicos em 2D, as duas coordenadas espaciais nos dados brutos são convertidas em uma coordenada espacial. Esta uma coordenada espacial é tipicamente a uma coordenada do ponto médio das posições fonte e receptora ao longo do eixo geométrico coordenado de uma dimensão. A uma coordenada de tempo pode permanecer como uma coordenada de tempo ou ser convertida em inclinação, outra coordenada espacial, porém na direção vertical. Desta maneira, somente após o processamento estão os dados sísmicos brutos com três coordenadas convertidas em um conjunto de dados sísmicos em 2D com duas coordenadas.

Similarmente, os dados processados em um conjunto de dados sísmicos em 3D contêm três coordenadas, porém novamente, somente após o processamento. Os dados brutos de um conjunto de dados sísmicos em 3D são tipicamente coletados com cinco coordenadas que compreendem quatro coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo. A uma coordenada de tempo é novamente tipicamente um tempo de percurso duas maneiras de um campo de onda a partir de uma posição fonte sísmica até uma posição receptora sísmica, este tempo localizado em uma área bidimensional. As quatro coordenadas espaciais são tipicamente as posições de duas coordenadas correspondentes da fonte sísmica e o receptor sísmico sobre uma área de superfície sobre a qual os dados são coletados. Por exemplo, esta área de superfície poderia ser a área efetivamente estudada por uma amplitude (span) das linhas de fluxo em prospecção de dados sísmicos marítimos. Esta área é então usada para definir um sistema bidimensional dos dois eixos geométricos coordenados e as coordenadas espaciais são então definidas ao longo destes dois eixos geométricos coordenados horizontais, para simplicidade.

Tipicamente, o sistema coordenado em um sistema coordenado Cartesiano no qual a coleta de dados brutos do conjunto de dados sísmicos é facilmente descrita. Tipicamente, este sistema coordenado poderia ser definido pelas direções em linha e em linha transversal do levantamento sísmico no qual os dados sísmicos brutos foram coletados. Desta maneira, o eixo geométrico coordenado espacial poderia estar tipicamente na direção em linha e o segundo eixo geométrico espacial poderia estar então na direção em linha transversal. Esta representação de eixo coordenado, entretanto, não é uma restrição no método da invenção.

No processamento de dados sísmicos padrão de um conjunto de dados sísmicos em 3D, as quatro coordenadas espaciais são convertidas em duas coordenadas espaciais. Estas duas coordenadas espaciais são tipicamente as duas coordenadas do ponto médio das posições fonte e receptora. Novamente, a uma coordenada de tempo permanece como uma coordenada de tempo ou é convertida em inclinação, outra coordenada espacial na direção vertical.

Alternativamente, os dados brutos em um conjunto de dados sísmicos em 3D podem ser representados por cinco coordenadas diferentes. Há, novamente, a uma coordenada de tempo, porém quatro coordenadas espaciais diferentes. Estas quatro coordenadas espaciais são as duas coordenadas de um ponto médio, uma coordenada de desvio, e uma coordenada de azimute. As primeira e segunda coordenadas de ponto médio são coordenadas de ponto, a coordenada de desvio é uma coordenada de comprimento, e a coordenada de azimute é uma coordenada de ângulo. Desta maneira, isto é agora uma combinação de um sistema coordenado Cartesiano das primeira e segunda coordenadas de ponto médio e um sistema coordenado polar da coordenada de desvio e a coordenada de azimute.

Em geral, um método de regularização em 1D regulariza uma coordenada espacial irregularmente amostrada em um conjunto de dados sísmicos com pelo menos uma coordenada espacial e uma coordenada de tempo. Podem estar presente as coordenadas espaciais adicionais que não são regularizadas. Similarmente, um método de regularização em 2D regulariza duas coordenadas espaciais irregularmente amostradas em um conjunto de dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo, ao mesmo tempo em que um método de regularização em 3D regulariza três coordenadas espaciais irregularmente amostradas em um conjunto de dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo. O método da invenção será descrito por modalidades que incluem um método de regularização em 2D e um método de regularização em 3D.

Um método convencional para regularização de dados sísmicos é a regularização de Fourier. A regularização de Fourier, entretanto, não corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal. O método da invenção corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Como uma ajuda para compreender a presente invenção e diferenciar a presente invenção da técnica anterior, a regularização de Fourier em 2D será primeiramente descrita com referência à Figura 1. Então, uma modalidade da presente invenção será descrita com referência à Figura 2. A Figura 1 mostra um fluxograma que ilustra as etapas de processamento típicas de um método convencional para regularização de dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais írregularmente amostradas e uma coordenada de tempo. A seguinte discussão da Figura 1 dará uma pequena visão geral deste método convencional. O método convencional será descrito em termos de transformações e inversões de Fourier. Para discussão adicional, ver Duijndam e outros (1999), discutido acima, e Schonewille, M.A., tese de PhD., "Fourier reconstruction of irregularíy sampled seismic data", Delft University of Technology, 2000.

Na etapa 101, um conjunto de dados sísmicos é selecionado para regularização. O conjunto de dados sísmicos é selecionado com pelo menos duas coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo. As duas coordenadas espaciais serão chamadas de primeira e segunda coordenadas. As primeira e segunda coordenadas espaciais serão representadas pelas variáveis x e y, respectivamente. A coordenada de tempo podería ser representada pelo tempo de percurso t A coordenada de tempo podería ser alternativamente convertida em inclinação z, utilizando conhecimento ou estimativas da velocidade acústica no meio local. No presente documento, entretanto, a coordenada de tempo será representada pela frequência temporal co. Esta representação irá facilitar as equações usadas para descrever o método de regularização. Desta maneira, o conjunto de dados sísmicos é definido no domínio {x, y, ω). O domínio (x, y, ω) será aqui chamado de domínio espacial. O conjunto de dados sísmicos é tipicamente uma concentração de traços sísmicos registrados. No presente documento, a concentração de traços sísmicos registrados no conjunto de dados sísmicos pode ser irregularmente amostrada nas primeira e segunda coordenadas espaciais. Isto significa que as posições das coordenadas x e y dos traços sísmicos podem ser irregularmente espaçadas. Devido ao fato de o conjunto de dados sísmicos poderem ser irregularmente amostrados, uma transformação de Fourier especial de avanço é calculada para manipular os dados irregularmente amostrados.

Na etapa 102, uma transformação inversa de Fourier de dados irreguiarmente amostrados é derivada do conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 101. Esta transformação inversa de Fourier transforma os dados do domínio (kx, ky, ω) em dados sísmicos irregularmente amostrados no domínio espacial. O domínio {kx, ky, ω) é aqui chamado de domínio de Fourier. No presente documento, kx e ky são os números de onda correspondentes às primeira e segunda coordenadas espaciais x e y. A derivação desta transformação inversa de Fourier começa com a transformação inversa distinta padrão de Fourier, que é bem-conhecida na técnica. Uma modalidade é dada por: (1) No presente documento, P(x, y, o) é uma função que representa os dados sísmicos no domínio espacial e P (kx, ky, ω) é uma função que representa os dados sísmicos transformados no domínio de Fourier. As variáveis àkx e Aky são intervalos de amostragem regular nas direções coordenadas kx e ky, respectivamente, no domínio de Fourier. O termo exp[x] é uma formulação alternada (mais facilmente lida) da função exponencial ex. A transformação inversa de Fourier dada pela Equação (1) é definida por dados sísmicos regularmente amostrados no domínio de Fourier, porém é válido para qualquer posição espacial definida pelas primeira e segunda coordenadas espaciais x e y no domínio espacial. Portanto, esta transformação inversa é capaz de transformar o conjunto de dados sísmicos irregularmente amostrados selecionados na etapa 101.

Ademais, na formulação da transformação inversa de Fourier dada na Equação (1), todas combinações d eme/ são especificadas. Isto significa que uma área retangular no domínio de Fourier é usada. Esta área é chamada de "região de suporte" retangular. Esta restrição a uma área retangular não é necessária. Na verdade, escolher uma região retangular contínua de suporte pode produzir muitos parâmetros, mesmo levando a uma formulação com matrizes que não podem ser invertidas. Portanto, em uma inversão mínima de quadrados, pode ser vantajoso reduzir o número de co- eficientes de Fourier que são computadas.

Desta maneira, uma transformação inversa de Fourier dos dados sísmicos irregularmente amostrados selecionados na etapa 101 é derivada da transformação inversa de Fourier de dados regularmente amostrados na Equação (1). Isto pode ser realizado ao reescrever a Equação (1) como: (2) Aqui, kX)r e ky,r são o número de ondas correspondentes aos pontos amostrados 2R+Í (kx,r, ky,r) para r=-R,..., R, no domínio de Fourier.

Pode ser observado que, a Equação (2) pode ser mais geralmente expressada como: (3) A potência n pode tomar o valor n= 1 ou n=2 na Equação (3). A potência n=1 representa tanto uma transformação de Fourier linear como uma transformação de Radon linear sobre o eixo geométrico de desvio. A potência n=2 representa uma transformação de Fourier com um estiramento quadrático do eixo geométrico de desvio ou uma transformação de Radon parabólica. Para a transformação de Radon linear, /cx=co px, onde px é o parâmetro de lentidão na direção x. Para a transformação quadrática de Fourier ou transformação parabólica de Radon, kx=coqx, onde qx é a curvatura na direção x. As definições similares se aplicam a ky. Ver Duijndam e outros (1999), discutido acima, em mais detalhes. Entretanto, para claridade, a discussão restante do método de regularização convencional na Figura 1 será ilustrada pelas transformações de Fourier.

Na etapa 103, uma transformação de Fourier de avanço é calculada a partir da transformação de Fourier derivada na etapa 102. Esta transformação de Fourier de avanço transforma dados sísmicos no domínio espacial em domínio de Fourier. Uma vez que a transformação inversa de Fourier da etapa 102 foi derivada de dados sísmicos irregularmente amostrados no domínio espacial, a transformação de Fourier de avanço também se aplica a dados sísmicos irregularmente amostrados no domínio espacial.

Este cálculo da transformação de Fourier de avanço é tipica- mente realizado pela inversão mínima de quadrados. Esta inversão mínima de quadrados é bem-conhecida na técnica e será somente descrita brevemente no presente documento. A Equação (2) pode ser reescrita na notação matriz-vetor de locais de amostragem irregularmente amostradas K (Xk, yO, para /(=0,.., K-1, no domínio espacial, como: (4) Aqui, os elementos vetoriais de p são dados por (5) para k=·0 K-1; os elementos vetoriais de p são dados por (6) para r=-R...R; e os elementos de matriz de A são dados por (7) para /(=0,., K-1 e r=R,., R.

Para dados sísmicos de banda limitada dentro da região de suporte, a Equação (7) poderia ser exata. Na prática, entretanto, os dados sísmicos não são normalmente exatamente de banda limitada. Os componentes de dados sísmicos fora da largura de banda especificada constituem o ruído no modelo de avanço e devem ser incorporados dentro de um termo de ruído n. Então a Equação (7) se torna: (8) A Equação (8) representa um modelo de avanço dos dados sísmicos, e é uma transformação em 2D do domínio de Fourier para o domínio espacial. Para obter a transformação desejada dos dados a partir do domínio espaciaí (irregularmente amostrado) para o domínio de Fourier, uma inversão mínima de quadrados da Equação (8) é usada: (9) onde p ê a estimativa quadrada mínima do espectro dos dados irregularmente amostrados p.

Se a região de suporte for retangular, então a matriz: (10) possui uma estrutura Block Toeplitz Block (BTTP), para quai os esquemas de inversão rápida são bem-conhecidos na técnica. Se a região de suporte for um subconjunto da região retangular de suporte, então a estrutura BTTB pode continuar a ser usada em um esquema gradiente conjugado, masca-rando os coeficientes, como é bem-conhecido na técnica. A transformação distinta não-uniforme de Fourier pode ser computada utilizando uma transformação não-uniforme rápida de Fourier. A formulação quadrada mínima na Equação (9) é estendida para incluir técnicas de estabilização diagonal e peso.

Com referência novamente à Figura 1, na etapa 104, o conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 101 é transformado do domínio espacial para o domínio de Fourier. Esta transformação é realizada utilizando a transformação de Fourier de avanço calculada na etapa 103. Esta transformação gera um conjunto de dados transformados de Fourier.

Na etapa 105, o conjunto de dados transformados de Fourier a partir do domínio de Fourier retorna ao domínio espacial. Esta transformação inversa é tipicamente feita através de uma transformação de Fourier. A transformação inversa de Fourier é tipicamente uma transformação distinta inversa de Fourier ou, alternativamente, uma transformação inversa rápida de Fourier. Ambas transformações inversas de Fourier são bem-conhecidas na técnica. Esta transformação inversa gera um conjunto de dados transformados de forma inversa de Fourier. Os traços sísmicos transformados no conjunto de dados sísmicos transformados de forma inversa de Fourier serão agora regularmente amostrados. O método convencional de regularização em 2D de Fourier descrito com referência à Figura 1 não corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutai. Entretanto, uma modalidade do método da invenção que corrige os deslocamentos de tempo em um conjunto de dados sísmicos que resulta de variação azimutai será agora descrita com referência à Figura 2. Esta modalidade do método da invenção pode também regularizar os dados sísmicos irregularmente amostrados, embora a regularização não seja uma exigência do método da presente in- venção. A Figura 2 mostra um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para processar dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo, que corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal.

Na etapa 201, um conjunto de dados sísmicos é selecionado para regularização. O conjunto de dados sísmicos é selecionado como um conjunto de dados brutos com pelo menos duas coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo. As duas coordenadas espaciais serão chamadas de primeira e segunda coordenadas espaciais. As primeira e segunda coordenadas espaciais serão representadas pelas variáveis x e y, respectivamente. Tipicamente, as primeira e segunda coordenadas espaciais serão orientadas nas direções em linha e em linha transversal do levantamento sísmico no qual o conjunto de dados sísmicos é coletado, porém isto não é uma limitação da invenção. A coordenada de tempo poderia ser representada pelo tempo de percurso t ou poderia ser altemativamente convertida em inclinação z, utilizando conhecimento ou estimativa da velocidade acústica no meio local. No presente documento, entretanto, a coordenada de tempo será representada pela freqüência temporal ω, Esta representação irá facilitar as equações usadas para descrever o método de regularização. Desta maneira, o conjunto de dados sísmicos é definido no domínio (x, y, ω). O domínio (x, y, ω) será aqui chamado de domínio espacial. O conjunto de dados sísmicos é tipicamente uma concentração ou traços sísmicos registrados. No presente documento, a concentração de traços sísmicos registrados no conjunto de dados sísmicos pode ser irregularmente amostrada em uma ou tanto na primeira como na segunda coordenada espacial. Entretanto, isto não é uma limitação da invenção. O método da invenção pode ser aplicado em conjuntos de dados sísmicos nos quais uma ou tanto a primeira como a segunda coordenada espacial são regularmente amostradas. O método da invenção ainda proporciona correção de deslocamento de tempo de azímute, se as coordenadas forem regular ou irregularmente amostradas. O método da invenção será ilustrado pelo caso de dados irregularmente amostrados, porém isto serve somente para propósitos ilustrativos, e não pretende limitar a invenção.

Na etapa 202, uma transformação inversa que corrige os deslocamentos de tempo em dados sísmicos que resultam de variação azimutal e é capaz de transformar dados sísmicos irregularmente amostrados é derivada do conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 201. A transformação inversa é de preferência uma transformação inversa de Radon, porém isto não é uma limitação da invenção. Esta transformação inversa possivelmente transforma dados sísmicos irregularmente amostrados em um domínio de inclinação em dados sísmicos regularmente amostrados no domínio espacial. No caso preferido de uma transformação inversa de Radon, isto é uma transformação a partir do domínio (pXl py, ω) até o domínio espacial. O domínio (px, py, ω) é frequentemente chamado de domínio de Radon. Aqui, px e py são os parâmetros de lentidão, que representam profundidades, que correspondem às primeira e segunda coordenadas espaciais x e y. Tipicamente, px, e py, representam profundidades nas direções em linha e em linha transversal, respectivamente porém isto não é uma limitação do método da invenção. A derivação desta transformação inversa será ilustrada pelo caso de uma transformação inversa de Radon, porém isto serve somente para propósito ilustrativo, e não pretende limitar a invenção. Qualquer transformação inversa que transforma dados sísmicos a partir de um domínio de inclinação até o domínio espacial pretende ser incluída no método da presente invenção. A derivação de uma transformação inversa de Radon começa com a transformação inversa distinta padrão de Radon de dados sísmicos amostrados, que dão bem-conhecidos na técnica. Uma modalidade é dada por: 1(11) Aqui, P é uma função que representa os dados sísmicos no domínio espacial e P é uma função que representa os dados sísmicos transformados no domínio de Radon. As variáveis Δρχ e âpy são intervalos regu- lares de amostragem nas direções coordenadas px e py, respectivamente, no domínio de Radon. Tipicamente, as direções coordenadas px e py, são as direções em linha e em linha transversal, respectivamente, porém isto não é uma limitação do método da invenção. A seguir, uma transformação inversa de Radon que é capaz de transformar dados sísmicos irregularmente amostrados é derivada da transformação inversa de Radon para dados regularmente amostrados dada pela Equação (11). Esta transformação inversa de Radon transforma dados sísmicos regularmente amostrados no domínio de Radon possivelmente em dados sísmicos irregularmente amostrados no domínio espacial. A derivação desta transformação inversa de Radon pode ser realizada ao reescrever a Equação (11) como: (12) onde, pv e py/ são o número de ondas correspondentes aos pontos amostrados (kXrr, ky,r) para r=-R,...,R, no domínio de Radon. A seguir, uma transformação inversa de Radon que corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azi-mutal e é capaz de transformar possivelmente dados sísmicos irregularmente amostrados é derivada da transformação inversa de Radon dos dados irregularmente amostrados dados pela Equação (12). Um deslocamento de tempo Δί no domínio espacial se transforma em uma fase linear no domínio de frequência, que corresponde a uma multiplicação por ejaM. Portanto, uma transformação de Radon de avanço de dados sísmicos irregularmente amostrados com uma correção de deslocamento de tempo é dada ao reescrever a Equação (12) como: (13) Nota-se que o deslocamento de tempo pode ser uma função de qualquer parâmetro "conhecido". Como um exemplo que ilustra, porém não-limita, o método da invenção, o deslocamento de tempo pode ser uma função das variáveis que descrevem a posição de traço (por exemplo, coordenadas de disparo x, y, coordenadas receptoras x, y, e coordenadas de des- vio h) e os parâmetros de lentidão em ambas direções (px e py). Em outras palavras, (14) A seguir, uma transformação inversa de Radon de dados sísmicos possivelmente irregularmente amostrados com uma correção de deslocamento de tempo para uma camada de inclinação em uma subsuperfície homogênea é derivada da transformação inversa de Radon possivelmente para dados irregularmente amostrados com uma correção de deslocamento de tempo, como dada pela Equação (13). Consideram-se deslocamentos de tempo nos dois momentos de chegada diferentes í? e t2 de um evento de reflexão, devido às variações de azimute de uma camada de inclinação em uma subsuperfície homogênea. Chemingui, N., e Baumstein, A.I., "Handilng azimuth varíations in multi-streamer marine surveys", 2000, 70th Ann. Inter-nat. Mtg: Soc. of Expl. Geophys., Expanded Abstracts, p. 1-4, dá a seguinte formula de deslocamento de tempo nesta situação: (15) onde héa metade do desvio, vé a velocidade, 0 é 0 ângulo de inclinação, Ψ1 e Ψ2 são 0 primeiro e segundo azimutes nas primeira e segunda direções de coordenada, respectivamente, e Θ é a direção de inclinação. Tipicamente, Ψ1 e Ψ2 são azimutes nas direções em linha e em linha transversal, respectivamente, porém isto não é uma limitação do método da invenção. A partir da Equação (15), pode ser observado que os deslocamentos de tempo devido à variação de azimute tornam-se maiores para desvios maiores, para velocidades mais baixas, para ti menor, para profundidades mais agudas, para diferenças de azimute maiores (até Ψ2 e Ψι-π!2, então os deslocamentos de tempo se tornam menores novamente), e para diferenças maiores entre a direção de inclinação Q.e média de levantamento de azimute {Ψ1 + Ψ2)Ι2, até ττ/4 (inclinação oblíqua). Para diferenças maiores, os deslocamentos de tempo se tomam menores novamente.

Ademais, se a diferença entre a média de levantamento de azimute e a direção de inclinação Θ for zero (inclinação em linha) ou se esta for πΙ4 (inclinação em linha transversal), então os deslocamentos de tempo se tomam muito pequenos. As profundidades em linha transversa! e em linha exatas não são portanto representativas quando se estuda efeitos onde as variações de azimute são importantes. Os deslocamentos de tempo parecem extremamente dependentes do desvio, entretanto deve ser notado que em desvios maiores, a variação de azimute freqüentemente se torna menor (em particular em levantamentos marítimos), a qual opõe-se ao efeito total. Os deslocamentos de tempo também parecem extremamente dependentes da velocidade, porém nota-se que uma camada em uma certa inclinação, U irá se tornar menor se a velocidade aumentar, novamente opondo-se ao efeito total. O deslocamento de tempo é extremamente dependente do ângulo de inclinação. A velocidade, direção de ângulo de inclinação e inclinação não são conhecidos, e portanto esta fórmula na Equação (15) tem de ser adaptada de modo tal que a mesma dependa das variáveis cujos valores medidos são conhecidos, tais como xs, y$, xr, % hf px, e py. As etapas seguintes são de preferência usadas para adaptar a Equação (15). Os parâmetros de lentidão podem ser transformados em coordenadas polares dadas pela lentidão absoluta (16) e a direção de lentidão (17) onde sinal(py)=1 para py > 0 e sinal(py)=-1 para py < 0. Para uma camada de inclinação única em uma subsuperfície homogênea, a direção de inclinação é igual à direção de lentidão se x e y com relação aos pontos médios para uma seção de desvio constante. Para desvio zero, 2seno(0)/vé igual à lentidão absoluta |/?|, ou (18) Então, o primeiro azimute pode ser derivado das posições de disparo e receptora e o segundo azimute é escolhido para ser zero, com relação à primeira direção coordenada, tipicamente a direção em linha. Alternativamente, o primeiro azimute podería ser escolhido para ser zero, com relação à segunda direção coordenada, tipicamente a direção em linha transversal. Alinhar os primeiro e segundo azimutes nas direções em linha e em linha transversal serve somente para propósitos ilustrativos, e não pretende limitar a invenção. As correções de azimute podem ser feitas em qualquer direção desejada.

Utilizar estas substituições dadas pela Equação (16)-(18), a fórmula do deslocamento de tempo na Equação (15) se torna: (19) A transformação inversa de Radon com correção de tempo pode ser agora dada ao reescrever a Equação (11) como: (20) Nota-se que os deslocamentos de tempo dependem do tempo de chegada U. Uma vez que as computações são feitas com frequências no domínio de Radon, uma abordagem de janela-tempo (time win-dow)deslizante com janelas de tempo de sobreposição é preferida. Similarmente, o uso de uma abordagem de janela deslizante com janelas espaciais de sobreposição é preferido.

Com referência novamente à Figura 2, na etapa 203, uma transformação de avanço é calculada a partir da transformação inversa derivada na etapa 202. Esta transformação de avanço é de preferência uma transformação de avanço de Radon para a transformação inversa de Radon de avanço preferida discutida acima. Esta transformação de avanço transforma dados sísmicos no domínio espacial em domínio de inclinação. Uma vez que a transformação inversa da etapa 202 foi derivada para corrigir os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variações azimutais, a transformação de avanço também corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variações azimutais. No caso onde uma ou tanto a primeira como a segunda coordenada espacial no conjunto de dados sísmicos possivelmente foi irregutarmente amostrada, então a transformação inversa da etapa 202 foi derivada possivelmente para dados sísmicos irregularmente amostrados no domínio espacial. Neste caso, a transformação de avanço também se aplica a dados sísmicos possivelmente irregularmente amostrados no domínio espacial. O cálculo da transformação de avanço será ilustrado pelo cálculo de uma transformação de Radon de avanço a partir da transformação inversa de Radon discutida acima, porém isto serve somente para propósito ilustrativo, e não pretende limitar a invenção. Este cálculo da transformação de Radon de avanço é de preferência realizado pela inversão mínima de quadrados. A Equação (2) pode ser reescrita em notação vetor-matriz para locais irregularmente amostrados K y*), para /(=0,..., k-1, no domínio espacial, como: (21) Aqui, os elementos vetoriais de p são dados por (22) para /(=0,..., k-1; os elementos vetoriais de p são dados por (23) para r=-R,...R; e os elementos de matriz de A são dados por (24) para /c=0,..., kA e r=-R,...R. A transformação linear de Radon representa os dados sísmicos como uma soma de eventos de inclinação linear. Na prática, entretanto, nem todos os dados sísmicos podem ser representados como uma soma de eventos de inclinação linear. Neste caso, a Equação (21), como definida pelas Equações (22)-(24), podería não ser exata. Desta maneira, os componentes de dados que não podem ser representados peia transformação linear de Radon devem ser incorporados dentro de um termo de ruído de vetor n. Então a Equação (21) se torna: (25) A Equação (25) representa um modelo de avanço dos dados sísmicos, e é uma transformação em 2D do domínio de Radon para o domí- nio espacial. Para obter a transformação desejada dos dados possivelmente a partir do domínio espacial irregularmente amostrado para o domínio de Radon, uma inversão mínima de quadrados da Equação (25) é usada: (26) onde pé a estimativa quadrada mínima do espectro de Radon dos dados irregularmente amostrados p. A formulação quadrada mínima na Equação (26) pode ser estendida para incluir quaisquer técnicas de estabilização conhecidas na técnica. Esta pode incluir, porém não limitada a, técnicas de estabilização diagonal, por exemplo, que são bem-conhecidas na técnica. Ao se aplicar a estabilização diagonal podería alterar a Equação (26) para a seguinte: (27) onde k é uma constante de estabilização e I é a matriz de identidade. Os métodos de estabilização de alta resolução como descritos, por exemplo, em Sacchi, M.D. e Ulrych, T.J., 1995, "High resolution velocity gathers and offset space reconstruction”, Geophysics, Vol. 60, 1169-1177, podem ser também aplicados.

Com referência novamente à Figura 2, na etapa 204, o conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 201 é transformado a partir do domínio espacial para o domínio de inclinação. De preferência, o domínio de inclinação é o domínio de Radon. Esta transformação é de preferência realizada ao aplicar a transformação de avanço calculada na etapa 203. Esta transformação gera um conjunto de dados transformados.

Na etapa 205, o conjunto de dados transformados da etapa 204 é transformado de forma inversa a partir do domínio de volta para o domínio espacial. A transformação inversa é de preferência feita por uma transformação inversa de Radon. A transformação inversa de Radon preferida é de preferência uma transformação de Radon distinta inversa de Radon, bem-conhecida na técnica. Esta transformação inversa gera um conjunto de dados transformados de forma inversa. Os traços sísmicos transformados no conjunto de dados sísmicos transformados de forma inversa serão agora corrigidos para os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resul- tam de variação azimutal. Ademais, qualquer dado sísmico irregularmente amostrado será agora regularmente amostrado. A modalidade do método da invenção descrita com referência à Figura 2 se aplica nos conjuntos de dados sísmicos com pelo menos duas coordenadas espaciais, possivelmente irregularmente amostradas, e uma coordenada de tempo. Se as transformações de Radon forem usadas, a modalidade da invenção descrita com referência à Figura 2 pode ser denominada regularização em 2D com correção de deslocamento de tempo de azimute. O método da invenção possui uma modalidade que se aplica aos conjuntos de dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais, possivelmente irregularmente amostradas, e uma coordenada de tempo que será descrita com referência à Figura 4. Se as transformações de Radon forem usadas, a modalidade da invenção descrita com referência à Figura 4 pode ser denominada regularização de Radon em 3D com correção de tempo de azimute.

Como um auxílio para compreender a presente invenção e diferenciar a presente invenção da técnica anterior, a regularização de Fourier em 3D será descrita com referência à Figura 3. Então, uma modalidade da presente invenção será descrita com referência à Figura 4. A Figura 3 mostra um fluxograma que ilustra as etapas típicas de processamento de um método convencional para regularização de dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais irregularmente amostradas e uma coordenada de tempo.

Na etapa 301, um conjunto de dados sísmicos é selecionado para regularização. O conjunto de dados sísmicos é tipicamente selecionado com pelo menos três coordenadas espaciais irregularmente amostradas e uma coordenada de tempo. Tipicamente, o conjunto de dados sísmicos é selecionado para conter duas coordenadas para um ponto médio, uma coordenada de desvio, e uma coordenada azimute como as quatro coordenadas espaciais. Então, as primeiras três coordenadas espaciais, ou seja, as duas coordenadas de ponto médio e as coordenadas de desvio, são as três coordenadas espaciais regularizadas. As variações na quarta coordenada espa- ciai, a coordenada azimute, não são compensadas.

Na etapa 302, o conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 301 é classificado em concentrações de disparo comuns.

Na etapa 303, a regularização em 1D é aplicada em cada concentração de disparo comum da etapa 302 para regularizar a primeira coordenada de ponto médio. Tipicamente, a primeira coordenada de ponto médio é a coordenada de ponto médio em linha. Tipicamente, a regularização em 1D aplicada é uma regularização de Fourier em 1D. Como resultado, cada coordenada de ponto médio em linha é reposicionada substancialmente no meio dos compartimentos, na direção em linha.

Na etapa 304, o conjunto de dados regularizados da etapa 303 é classificado para primeiras concentrações de coordenada de ponto médio comuns. Estas concentrações serão volumes que compreendem a segunda coordenada de ponto médio, desvio, e tempo. Tipicamente, o conjunto de dados regularizados é classificado como concentrações de coordenada de ponto médio em linha comum ou "linhas transversais". Estas concentrações são volumes que compreendem a coordenada de ponto médio em linha transversal, desvio, e tempo.

Na etapa 305, a regularização em 2D é aplicada em cada primeira concentração de coordenada de ponto médio comum da etapa 304. A regularização em 2D é tipicamente a regularização de Fourier. As duas dimensões espaciais que são regularizadas são a segunda coordenada de ponto médio e o desvio. Tipicamente, a segunda coordenada de ponto médio é a coordenada de ponto médio em linha transversal, então as duas dimensões espaciais que são regularizadas são a coordenada de ponto médio em linha transversal e o desvio. O método convencional de regularização de Fourier em 3D descrita com referência à Figura 3 não corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Entretanto, uma modalidade do método da invenção que corrige os deslocamentos de tempo em um conjunto de dados sísmicos que resultam de variação azimutal será agora descrita com referência à Figura 4. Esta modalidade do método da inven- ção pode também regularizar os dados sísmicos irregularmente amostrados, embora a regularização não seja uma exigência do método da invenção. A Figura 4 mostra um fluxograma que ilustra as etapas de processamento de uma modalidade do método da invenção para processar dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo, que corrige os deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal.

Na etapa 401, um conjunto de dados sísmicos é selecionado para processamento. O conjunto de dados sísmicos é selecionado como um conjunto de dados sísmicos brutos com pelo menos três coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo.

Na etapa 402, o conjunto de dados sísmicos selecionado na etapa 401 é convertido em uma representação de dados na qual as quatro coordenadas espaciais serão coordenadas de ponto médio, desvio, e azi-mute. As primeiras três coordenadas espaciais, ou seja, as primeira e segunda coordenadas de ponto médio e a coordenada de desvio, serão as três coordenadas espaciais que podem ser regularizadas, se qualquer uma das primeiras três coordenadas espaciais forem irregularmente amostradas. A regularização não é uma exigência da invenção. Os deslocamentos de tempo que resultam de variação na quarta coordenada espacial, a coordenada de azimute, serão corrigidas neste método da invenção. Tipicamente, as primeira e segunda coordenadas de ponto médio serão as coordenadas de ponto médio em linha e em linha transversal, respectivamente, e esta convenção pode ser empregada no presente documento para propósitos ilustrativos. Entretanto, isto não é uma limitação da invenção. Em particular, as direções de coordenada podem ser definidas de modo que as correções de azimute estejam em qualquer direção desejada.

Na etapa 403, o conjunto de dados sísmicos convertido na etapa 402 é classificado com concentrações de disparo.

Na etapa 404, a regularização em 1D é opcionalmente aplicada em cada concentração de disparo comum da etapa 403, se a regularização for desejada. A regularização em 1D opcional aplicada é de preferência uma regularização de Fourier em 1 D, A regularização em 1D opcional de preferência regulariza a coordenada de desvio. A etapa de regularização em 2D, a etapa 406 abaixo, nesta modalidade em 3D do método da invenção, será de preferência realizada sobre um conjunto de dados que compreende as primeira e segunda coordenadas de ponto médio e a coordenada de tempo. Os parâmetros de inclinação (dip parameters) em um domínio de inclinação (dip domain), tal como, em particular, os parâmetros de lentidão p* e py no domínio de Radon, devem corresponder às profundidades nas camadas da subsuperfície da Terra que são representadas pelo conjunto de dados sísmicos. Desta maneira, a etapa de regularização em 1 D, se realizada, é de preferência realizada sobre a coordenada de desvio.

Na etapa 405, o conjunto de dados da etapa 404, regularizado se desejado, é classificado como concentrações de desvio comuns. Estas concentrações serão volumes que compreendem as primeira e segunda coordenadas de ponto médio, azimute, e tempo. Tipicamente, as primeira e segunda coordenadas de ponto médio serão as coordenadas em linha e em linha transversal, respectivamente. Entretanto, isto é somente para propósitos ilustrativos, e não é uma limitação da invenção. .

Na etapa 406, a modalidade em 2D do método da invenção como descrito em referência à Figura 2 acima é aplicada em cada concentração de desvio comum da etapa 405. A modalidade em 2D do método da invenção é de preferência a regularização de Radon em 2D com correção de deslocamento de tempo de azimute. Cada concentração de desvio comum é corrigida para deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Como resultado, o azimute é substancialmente convertido em azimute zero. Os azimutes são agora substanciaímente reorientados dentro da primeira direção de coordenada de ponto médio, tipicamente a direção em linha.

Alternativamente, os azimutes poderíam ser substancialmente reorientados dentro da segunda direção de coordenada de ponto médio, tipicamente a direção em linha transversal. Alinhar os azimutes nas direções em linha e em linha transversal serve somente para propósitos ilustrativos, e não pretende limitar a invenção. As correções de azimute podem estar em qualquer direção desejada.

As duas dimensões espaciais que podem ser regularizadas, se desejado, são as primeira e segunda coordenadas de ponto médio, tipicamente as coordenadas de ponto médio em linha e em linha transversal, respectivamente. A modalidade do método da invenção descrita com referência à Figura 4 corrige os dados sísmicos com pelo menos três coordenadas espaciais e uma coordenada de tempo para deslocamentos de tempo no conjunto de dados sísmicos que resultam de variação azimutal. A modalidade do método da invenção pode também regularizar dados sísmicos irregularmente amostrados nas pelo menos três coordenadas espaciais, embora a regularização não seja uma exigência do método da invenção.

Exemplos Por exemplo, o método da invenção será aplicado em um modelo com uma camada de inclinação única em uma subsuperfície homogênea. Os dados representam um levantamento de lapso de tempo. Os parâmetros que descrevem a geometria de aquisição são disparos flip-flop com um intervalo de disparo de 25 metros (flip até flop), 16 fluxos, separação de fluxos de 75 metros, e sem variação. Dois levantamentos foram modelados, representando uma medida de lapso de tempo. Os levantamentos de base e monitor são disparados na mesma direção, porém as linhas de navegação não são repetidas. A distância em linha transversal entre os dois levantamentos é de 100 metros. A Figura 5 mostra uma vista plana da geometria de aquisição do levantamento de base 501 e o levantamento de monitor 502. A caixa preta 503 mostra a parte que é usada para a regularização. Uma seção de desvio comum é usada. A Figura 6 mostra uma plotagem das variações de azimute versus a coordenada em linha transversal nos levantamentos de base e monitor para a geometria de aquisição mostrada na Figura 5. A Figura 6 mostra a variação de azimute do levantamento de base 601 em uma linha transversal, a variação de azimute do levantamento de monitor 602, e a diferença entre as duas variações de azimute 603.

No exemplo, o método da invenção é aplicado em uma subsu-perfície homogênea com uma camada de inclinação única. Aqui, uma camada de inclinação com uma inclinação de 7 graus e uma direção de inclinação de 45 graus é usada. Uma seção de desvio comum de 2000 m é escolhida. A velocidade é de 1480m/s, e a inclinação é em torno de 1000 m. As Figuras 7a e 7b, 8a e 8b, e 9a e 9b mostram os resultados da regularização sem correção de deslocamento de tempo de azimute. As Figuras 10a e 10b, 11a e 11b, e 12a e 12b mostram os resultados correspondentes de regularização com correção de deslocamento de tempo de azimute.

As Figuras 7a e 7b mostram cortes transversais na direção em linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros após a regularização convenciona! sem correção de deslocamento de tempo de azimute. A Figura 7a mostra as linhas transversais do levantamento de base e a Figura 7b mostra as linhas transversais do levantamento de monitor. Os tempos de amplitude máxima são selecionados após a subamostragem, de modo tal que a precisão seja melhor do que o intervalo de amostragem de 4ms. As linhas 701 na Figura 7a e 702 na Figura 7b mostram o tempo da amplitude máxima.

As Figuras 8a e 8b mostram mais resultados de regularização sem correção de deslocamento de tempo. A Figura 8a mostra uma plotagem dos tempos de chegada na amplitude máxima versus a coordenada em linha transversal dos levantamentos de base 801 e monitor 802. A Figura 8b mostra uma plotagem dos deslocamentos de tempo 803 entre os dois levantamentos comparados com as diferenças de azimute 804 entre os dois levantamentos, versus a coordenada em linha transversal. Conforme esperado, os deslocamentos de tempo entre os levantamentos de base e monitor correlacionam-se muito fortemente com as diferenças de azimute. A Figura 8b mostra que há somente pequenos deslocamentos de tempo entre os dois levantamentos. O deslocamento de tempo máximo entre os levantamentos é de aproximadamente 2,5ms, menor do que o intervalo de tempo de amostragem padrão de 4ms.

As Figuras 9a e 9b mostram mais resultados de regularização sem correção de azimute. A Figura 9a mostra um corte transversal da seção de desvio comum de 2000 metros que ilustra a diferença 901 entre o levantamento de base e monitor na direção em linha transversal e uma plotagem da diferença do valor quadrado médio normalizado (NRMS) 902 versus a coordenada em linha transversal. A Figura 9b mostra uma plotagem da diferença de NRMS 903 comparada com a diferença de azimute 904 entre o levantamento de base e monitor versus a coordenada em linha transversal. A Figura 9a mostra que se o levantamento de base e monitor forem subtraídos, então estes deslocamentos de tempo significam que a diferença não é zero. A Figura 9b mostra que, novamente, a diferença entre o levantamento se correlaciona fortemente com a diferença de azimute e, conseqüente-mente, com os deslocamentos de tempo. A diferença total de NRMS sem correção de azimute é de 25%, e a diferença máxima de NRMS é de 40%.

As Figuras 10a e 10b mostram cortes transversais de linhas transversais versus a coordenada em linha transversal da seção de desvio comum de 2000m após a regularização com correção de azimute. A Figura 10a mostra as linhas transversais do levantamento de base e a Figura 10b mostra as linhas transversais do levantamento de monitor. As linhas 1001 na Figura 10a e 1002 na Figura 10b mostram os tempos da amplitude máxima. As Figuras 10a e 10b podem ser comparadas com as Figuras 7a e 7b.

As Figuras 11a e 11b mostram mais resultados de regularização com correção de azimute. A Figura 11a mostra uma plotagem dos tempos de chegada na amplitude máxima versus a coordenada em linha transversal dos levantamentos de base 1101 e monitor 1102. A Figura 11b mostra uma plotagem dos deslocamentos de tempo 1103 entre os dois levantamentos comparados com as diferenças de azimute 1104 entre os dois levantamentos, versus a coordenada em linha transversal. A Figura 11a mostra que os tempos de chegada na amplitude máxima do levantamento de base e monitor são agora quase iguais. A Figura 11 b mostra que os deslocamentos de tempo estão na ordem de décimos de milésimos de segundos e agora não mostram uma correlação com as diferenças de azimute. As Figuras 11a e 11 b podem ser comparadas com as Figuras 8a e 8b.

As Figuras 12a e 12b mostram mais resultados de regularização com correção de azimute. A Figura 12a mostra um corte transversal na direção em linha transversal da seção de desvio comum de 2000 metros que ilustra a diferença 1201 entre os levantamentos de base e monitor e uma plotagem da diferença de NRMS 1202 versus a coordenada em linha transversal. A comparação da Figura 12a com a Figura 9a mostra que a correção de azimute resulta em capacidade de repetição muito melhor. A Figura 12b mostra uma plotagem da diferença de NRMS 1203 entre os levantamentos de base e monitor comparados com a diferença de azimute 1204 entre os levantamentos de base e monitor, versus a coordenada em linha transversal. Para comparação, a diferença de NRMS 1205 entre os levantamentos de base e monitor sem correção de azimute, da Figura 6b, é mostrada.

Por fim, as Figuras 13a, 13b e 13c mostram cortes transversais na direção em linha transversal, todos na mesma escala para comparação. A Figura 13a mostra as linhas transversais da seção de desvio comum de 2000 metros do levantamento de base. A Figura 13b mostra a diferença entre os levantamentos de base e monitor após a regularização sem correção de azimute. A Figura 13c mostra a diferença entre os levantamentos de base e monitor após a regularização com correção de azimute. A diferença de NRMS total com correção de azimute é de 3,1% e a diferença máxima de NRMS é de 6,0%. Sem a correção de azimute, estes números eram 25% e 40%. A invenção é um método para corrigir deslocamentos de tempo no conjunto de dados sísmicos que resultam de variação azimutal. Ademais, a invenção pode ser usada para regularização de conjuntos de dados sísmicos. A correção dos deslocamentos de tempo foi explicitamente descrita tanto na modalidade de regularização de Radon em 2D como em 3D.

As correções de deslocamento de tempo são ilustradas pelo exemplo de uma camada de inclinação única em uma subsuperfície homo- gênea, porém a invenção não se limita a isto. A correção de azimute é um deslocamento de tempo dependente de azimute e inclinação, que é ilustrada no modelo anterior da transformação quadrada mínima de Radon em 2D.

Deve-se entender que o processo é meramente uma descrição detalhada de modalidades específicas desta invenção e que várias alterações, modificações, e alternativas nas modalidades mostradas podem ser feitas de acordo com a exibição no presente documento sem abandonar o escopo da invenção. A descrição precedente, portanto, não pretende limitar o escopo da invenção. De preferência, o escopo da invenção deve ser determinado somente pelas reivindicações e suas equivalências.

REIVINDICAÇÕES

Claims (30)

1. Método para processar um conjunto de dados sísmicos, caracterizado por compreender: calcular uma transformada direta de Radon a partir de uma transformada inversa de Radon que corrige o conjunto de dados sísmicos com deslocamentos de tempo devidas à variação da azimute; transformar o conjunto de dados sísmicos a partir de um domínio espacial a um domínio de inclinação usando a transformada direta de Radon; e transformar o conjunto de dados sísmicos a partir do domínio de inclinação para o domínio espacial usando a transformada inversa de Radon, o conjunto de dados sísmicos corrigido para deslocamentos de tempo devido à variação de azimute.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o domínio de imersão é um domínio de Radon.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a transformação inversa de Radon é definida por: onde P é uma função que representa os dados sísmicos no domínio espacial, P é uma função que representa os dados sísmicos no domínio de Radon, x e y são coordenadas espaciais, ω é a frequência temporal, px e py são parâmetros de lentidão que correspondem a x e y, respectiva mente, Apx e Apy são intervalos de amostragem regulares nas direções coordenadas px e py, respectivamente, h é uma meio desvio, U é um primeiro tempo de chegada de um evento de reflexão, Ψι é um primeiro azimute, = é uma lentidão absoluta e p(, = sinal(py)cos"1 <px|/j| ) é uma direção de lentidão.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma etapa inicial de: converter o conjunto de dados sísmicos em uma representação com uma coordenada de azimute, pelo menos uma coordenada espacial, e uma coordenada de tempo.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da pelo menos uma outra coordenada espacial é irregularmente amostrada.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a transformação que inclui uma correção em deslocamentos de tempo no conjunto de dados sísmicos que resulta de variação azimutal é utilizada para regularizar uma das pelo menos uma outra coordenada espacial.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de transformação inversa compreende: aplicar uma transformação inversa de Radon no conjunto de dados transformados.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de calcular uma transformação de avanço compreende adicionalmente: aplicar uma inversão mínima de quadrados na transformação inversa.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar uma inversão mínima de quadrados compreende adicionalmente: aplicar um método de estabilização na inversão mínima de quadrados.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o método de estabilização é um método de estabilização diagonal.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o método de estabilização é um método de estabilização de alta resolução.

12. Método para processar um conjunto de dados sísmicos, caracterizado por compreender: classificar o conjunto de dados sísmicos como concentrações de desvio comum; aplicar regularização em 1D a cada concentração de disparo comum; classificar as concentrações de disparo comuns regularizadas para concentrações de desvio comuns; e aplicar as seguintes etapas em cada concentração de desvio comum: calcular uma transformada direta de Radon a partir de uma transformada inversa de Radon que corrige os desvios de tempo devidas às concentrações de desvio comuns que resulta a partir da variação de azimute; transformar a concentração de desvio comum a partir de um domínio espacial a um domínio de inclinação usando a transformada direta de Radon; e transformar a concentração de desvio comum a partir do domínio de inclinação para o domínio espacial usando a transformada inversa de Radon, o conjunto de dados sísmicos corrigido para deslocamentos de tempo devido à variação de azimute.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicação de transformada a concentração de desvio comum compreende adicionalmente as etapas iniciais de: derivar uma transformação inversa de Radon que inclui uma correção de deslocamentos de tempo na concentração de desvio comum que resulta de variação azimutal; e calcular a transformação direta de Radon a partir da transformação inversa derivada.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a transformação inversa de Radon derivada é definida a partir de um domínio de inclinação para um domínio espacial.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o domínio de inclinação é um domínio de Radon.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a transformação inversa de Radon é definida por: onde P é uma função que representa os dados sísmicos no domínio espacial, P é uma função que representa os dados sísmicos transformados no domínio de Radon, x e y são coordenadas espaciais, ω é a frequência temporal, p* e py são parâmetros de lentidão que correspondem a x e y, respectiva mente, Δρ* e Apy são intervalos de amostragem regulares nas direções coordenadas px e py, respectiva mente, h é uma metade de desvio, íi é um primeiro tempo de chegada de um evento de reflexão, Ψ1 é um primeiro azimute, [/?( = ^jp] + p; é uma lentidão absoluta pe= seno(pj,)cos' \px\p\) é uma direção de lentidão.

17. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicíonalmente uma etapa inicial de: converter o conjunto de dados sísmicos em uma representação com uma primeira coordenada de ponto médio, uma segunda coordenada de ponto médio, uma coordenada de desvio, uma coordenada de azimute, e uma coordenada de tempo.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a primeira coordenada de ponto médio é uma coordenada de ponto médio em linha e a segunda coordenada de ponto médio é uma coordenada de ponto médio em linha transversal.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das primeira, segunda, e desvio de coordenada de ponto médio é irregularmente amostrada.

20. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a regularização em 1D é uma regularização de Fourier em 1D.

21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a regularização em 1D é aplicada para regularizar desvios.

22. Claim missing in original document.

23. Método de acordo com a reivindicação 19, no qual a transformação que inclui uma correção em deslocamentos de tempo nos dados sísmicos que resultam de variação azimutal é derivada para regularizar pelo menos uma das primeira e segunda coordenadas de ponto médio.

24. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de calcular a transformação utilizada compreende adicionalmente: aplicar uma inversão mínima de quadrados na transformação inversa derivada de Radon.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicar uma inversão mínima de quadrados compreende adicionalmente: aplicar um método de estabilização na inversão mínima de quadrados.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o método de estabilização é um método de estabilização diagonal.

27. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o método de estabilização é um método de estabilização de alta resolução.

28. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de transformação inversa compreende adicionalmente: aplicar uma transformação inversa de Radon no conjunto de dados transformados.

29. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de derivar uma transformação inversa utiliza uma abordagem de janela de tempo variável com janelas de tempo de sobreposição.

30. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de derivar uma transformação inversa utiliza uma abordagem de janela espacial deslizante com janelas espaciais de sobreposição.