BRPI0902474A2 - método para somar sinais de cabo sìsmico rebocável com duplo sensor utilizando velocidades de reflexão sìsmica - Google Patents
método para somar sinais de cabo sìsmico rebocável com duplo sensor utilizando velocidades de reflexão sìsmica Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0902474A2 BRPI0902474A2 BRPI0902474-3A BRPI0902474A BRPI0902474A2 BR PI0902474 A2 BRPI0902474 A2 BR PI0902474A2 BR PI0902474 A BRPI0902474 A BR PI0902474A BR PI0902474 A2 BRPI0902474 A2 BR PI0902474A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- velocity
- formula
- signal
- time
- particle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 137
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 21
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 9
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 9
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/36—Effecting static or dynamic corrections on records, e.g. correcting spread; Correlating seismic signals; Eliminating effects of unwanted energy
- G01V1/362—Effecting static or dynamic corrections; Stacking
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/32—Transforming one recording into another or one representation into another
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/36—Effecting static or dynamic corrections on records, e.g. correcting spread; Correlating seismic signals; Eliminating effects of unwanted energy
- G01V1/364—Seismic filtering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
- G01V2210/60—Analysis
- G01V2210/61—Analysis by combining or comparing a seismic data set with other data
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
MéTODO PARA SOMAR SINAIS DE CABO SìSMICO REBOCáVEL COM DUPLO SENSOR UTILIZANDO VELOCIDADES DE REFLEXãO SìSMICA. A presente invenção refere-se a um sinal de velocidade de partícula combinado que é gerado pela combinação de um sinal de velocidade vertical de partícula gravado, dimensionado em uma faixa de frequências superiores utilizando um ângulo de chegada dependente do tempo como determinado pela análise de velocidade, com um sinal de velocidade de partícula simulado, calculado em uma faixa de frequências inferiores a partir de um sinal de pressão gravado utilizando um filtro de variação de tempo baseado no tempo de chegada dependente do tempo. Sinais combinados de pressão e de velocidade vertical de partícula são gerados pela combinação dos sinais de pressão gravado e de velocidade combinado.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA SOMAR SINAIS DE CABO SÍSMICO REBOCÁVEL COM DUPLOSENSOR UTILIZANDO VELOCIDADES DE REFLEXÃO SÍSMICA".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção
A presente invenção refere-se de modo geral ao campo de pros-pecção geofísica. Mais particularmente, a invenção refere-se ao campo deatenuação de ruído em dados sísmicos marítimos de cabo sísmico rebocávelcom duplo sensor.
2. Descrição da Técnica Relacionada
Na indústria de óleo e gás, a prospecção geofísica é normalmen-te utilizada para auxiliar na pesquisa e na avaliação de formações subterrâ-neas. As técnicas de prospecção geofísicas produzem conhecimento sobrea estrutura subsuperfície da terra, o que é útil para encontrar e extrair recur-sos minerais valiosos, particularmente, depósitos de hidrocarboneto, tal co-mo óleo e gás natural. Uma técnica bem conhecida de prospecção geofísicaé um levantamento sísmico. Em um levantamento sísmico terrestre, um sinalsísmico é gerado próximo ou na superfície da terra e então percorre para asubsuperfície da terra. No levantamento sísmico marítimo, o sinal sísmicotambém pode percorrer para baixo através de um volume de água sobre-pondo a superfície abaixo da terra. As fontes de energia sísmica são utiliza-das para gerar o sinal sísmico, o qual, após propagar para dentro da terra, épelo menos parcialmente refletido pelos refletores sísmicos subsuperfície.Tais refletores sísmicos tipicamente são interfaces entre formações subter-râneas possuindo diferentes propriedades elásticas, especificamente a velo-cidade da onda do som e a densidade da rocha, as quais levam a diferençasna impedância acústica nas interfaces. A energia sísmica refletida é detecta-da pelos sensores sísmicos (também chamados de receptores sísmicos)próximos ou na superfície da terra, em um volume de água sobreposto, ouem profundidades conhecidas em furos de sonda, e gravados.
Os dados sísmicos resultantes obtidos ao se executar o levan-tamento sísmico são processados para produzir informação se relacionando* com a estrutura geológica e com as propriedades das formações subterrâ-neas na área sendo inspecionada. Os dados sísmicos processados são pro-cessados para exibição e análise de conteúdo potencial de hidrocarbonetosdestas formações subterrâneas. O objetivo do processamento dos dadossísmicos é extrair a partir dos dados sísmicos o máximo de informaçõespossíveis com respeito às formações subterrâneas de modo à adequada-mente formar uma imagem da subsuperfície geológica. De modo a identificarlocalizações subsuperfície da terra onde existe uma probabilidade de encon-trar acumulação de petróleo, grandes somas de dinheiro são gastas em co-letar, processar e interpretar dados sísmicos. O processo de construir assuperfícies refletoras definindo as camadas terrestres subterrâneas de inte-resse a partir dos dados sísmicos gravados proporciona uma imagem daterra em profundidade ou no tempo.
A imagem da estrutura da subsuperfície da terra é produzida demodo a permitir a um intérprete selecionar localizações com maior probabili-dade de possuir acumulações de petróleo. Para verificar a presença de pe-tróleo, um poço deve ser perfurado. Perfurar poços para determinar se osdepósitos de petróleo estão presentes ou não é um empreendimento extre-mamente oneroso e demorado. Por esta razão, existe uma necessidade con-tínua de aperfeiçoar o processamento e a exibição de dados sísmicos, demodo a produzir uma imagem da estrutura da subsuperfície da terra que iráaperfeiçoar a habilidade de um intérprete, seja a interpretação feita por umcomputador ou por um humano, de avaliar a probabilidade de que uma acu-mulação de petróleo existe em uma localização particular na subsuperfícieda terra.
As fontes sísmicas apropriadas para gerar o sinal sísmico noslevantamentos sísmicos terrestres podem incluir explosivos ou vibradores.Os levantamentos sísmicos marítimos normalmente empregam uma fontesísmica submersa rebocada por um navio e periodicamente ativada paragerar um campo de onda acústica. A fonte sísmica gerando o campo de on-da pode ser de vários tipos, incluindo uma pequena carga de explosivos,uma centelha ou arco elétrico, um vibrador marítimo, e, tipicamente, um ca-nhão. O canhão de fonte sísmica pode ser um canhão de água, um canhãode vapor e, mais freqüentemente, um canhão de ar. Uma fonte sísmica marí-tima normalmente consiste não somente de um único elemento de fonte,mas de uma série espacialmente distribuída de elementos de fonte. Estadisposição é particularmente verdadeira para canhões de ar, atualmente aforma mais comum de fonte sísmica marítima. Em uma série de canhões dear, cada canhão de ar armazena e rapidamente libera um volume diferentede ar altamente comprimido, formando um impulso de curta duração.
Os tipos apropriados de sensores sísmicos incluem sensores develocidade de partícula, particularmente em levantamentos terrestres, e sen-sores de pressão de água, particularmente em levantamentos marítimos.Algumas vezes, sensores de deslocamento de partícula, sensores de acele-ração de partícula, ou sensores de gradiente de pressão são utilizados emvez de ou em adição aos sensores de velocidade de partícula. Os sensoresde velocidade de partícula e os sensores de pressão de água são normal-mente conhecidos na técnica como geofones e hidrofones, respectivamente.Os sensores sísmicos podem ser empregados sozinhos, mas são mais nor-malmente empregados em séries de sensores. Adicionalmente, os sensoresde pressão e os sensores de velocidade de partícula podem ser empregadosjuntos em um levantamento marítimo, colocados em pares ou em pares deséries.
Em um levantamento sísmico marítimo convencional, um naviode levantamento sísmico percorre a superfície da água, tipicamente a 9,26km/h (5 nós), e contém equipamentos sísmico de aquisição, tal como contro-le de navegação, controle de fonte sísmica, controle de sensor sísmico, eequipamento de gravação. O equipamento de controle de fonte sísmica fazcom que uma fonte sísmica rebocada no volume de água pelo navio sísmicoatue em tempos selecionados. Os cabos sísmicos rebocáveis, também cha-mados de cabos sísmicos, são estruturas alongadas do tipo cabo rebocadasno volume de água pelo navio de levantamento sísmico que reboca a fontesísmica ou por outro navio de levantamento sísmico. Normalmente, várioscabos sísmicos são rebocáveis atrás de uma embarcação sísmica.Quando a série de canhões de ar é disparada, uma onda de im-pulso de som percorre para baixo através da água e para dentro da terra.Em cada interface.onde o tipo de rocha se altera, uma parte desta onda desom é refletida de volta em direção à superfície e de volta para dentro dacamada de água. Após a onda refletida alcançar o cabo sísmico, a ondacontinua a se propagar até a interface de água/ar na superfície da água, apartir da onde a onda é refletida para baixo, e é novamente detectada peloshidrofones no cabo sísmico rebocável. A superfície da água é um bom refle-tor e o coeficiente de reflexão na superfície da água é quase unitário emmagnitude e é negativo em sinal para ondas de pressão. As ondas de pres-são refletidas na superfície serão assim trocadas de fase em 180 graus emrelação às ondas de propagação para cima. A onda de propagação parabaixo gravada pelos receptores normalmente é referida como a reflexão desuperfície ou sinal "fantasma". Devido à reflexão de superfície, a superfícieda água atua como um filtro, o que cria recortes espectrais no sinal gravado,tornando difícil gravar dados fora de uma largura de banda selecionada. De-vido à influência da reflexão de superfície, algumas freqüências no sinal gra-vado são amplificadas e algumas freqüências são atenuadas.
A atenuação máxima da onda de pressão ocorre em freqüênciaspara as quais a distância de propagação entre o hidrofone de detecção e asuperfície da água é igual a metade do comprimento de onda. A amplifica-ção máxima ocorre em freqüências para as quais a distância de propagaçãoentre o hidrofone de detecção e a superfície da água é a quarta do compri-mento de onda. O comprimento de onda da onda acústica é igual á veloci-dade dividida pela freqüência, e a velocidade de uma onda acústica na águaé cerca de 1500 metros/segundo. Por conseqüência, a localização no espec-tro de freqüências do recorte espectral resultante é prontamente determiná-vel. Por exemplo, para um cabo sísmico rebocável em uma profundidade de7 metros, e ondas com incidência vertical, a atenuação máxima ocorre emuma freqüência de cerca de 107 Hz e a amplificação máxima ocorre em umafreqüência de cerca de 54 Hz.
Um sensor de movimento de partícula, tal como um geofone,possui sensibilidade direcional, ao passo que um sensor de pressão, tal co-mo um hidrofone, não possui. Por conseqüência, os sinais de campo de on-da subindo detectados por um geofone e por um hidrofone localizados pró-ximos estará em fase, enquanto os sinais de onda descendo serão gravados180 graus fora de fase. Várias técnicas têm sido propostas para utilizar estadiferença de fase para reduzir os recortes espectrais causados pela reflexãode superfície e, se as gravações forem feitas em um leito do mar, para ate-nuar múltiplos transportados por água. Deve ser observado que uma alterna-tiva a ter o geofone e o hidrofone localizados juntos, é ter densidade espacialsuficiente dos sensores de modo que os respectivos campos de onda grava-dos pelo hidrofone e pelo geofone possam ser interpolados ou extrapoladospara produzir os dois campos de onda na mesma localização.
É bem conhecido na técnica que os sinais de pressão e de mo-vimento de partícula podem ser combinados para derivar ambos os camposde onda subindo e descendo. Para gravações no leito do mar, os campos deonda subindo e descendo podem ser subseqüentemente combinados pararemover o efeito da reflexão de superfície e para atenuar os múltiplos trans-portados pela água no sinal sísmico. Entretanto, para aplicações de cabosísmico rebocável, o sinal de movimento de partícula tem sido consideradocomo possuindo utilidade limitada devido ao alto nível de ruído no sinal demovimento de partícula. Entretanto, se os sinais de movimento de partículapudessem ser proporcionados para aquisições de cabo sísmico rebocável, oefeito dos "fantasmas" da reflexão de superfície poderiam ser removidos dosdados.
Tem sido difícil obter a mesma largura de banda nos dados dosensor de movimento como nos dados do sensor de pressão, entretanto,devido ao ruído induzido pelas vibrações no cabo sísmico rebocável, o qualé percebido pelos sensores de movimento de partícula. Entretanto, o ruído éprincipalmente confinado nas freqüências mais baixas. Um modo de reduziro ruído é ter vários sensores, próximos entre si, e conectados em série ouem paralelo. Esta abordagem, entretanto, nem sempre reduz o ruído o bas-tante para produzir uma relação de sinal-ruído, satisfatória para processa-mento sísmico adicional.
A aquisição sísmica marítima 3D convencional pelo cabo sísmi-co rebocavel normalmente resulta em amostragem espacial assimétrica edobra entre as direções alinhada e transversal. A densidade de amostragemé mais densa na direção alinhada (paralela aos cabos sísmicos rebocáveis)do que na direção transversal (perpendicular aos cabos sísmicos rebocá-veis). A assimetria é devido a um espaçamento mais amplo entre os recepto-res em cabos sísmicos rebocáveis separados do que entre receptores nomesmo cabo sísmico rebocavel. Esta assimetria pode levar à descontinuida-de dos dados amostrados na direção transversal. A descontinuidade interfe-re com os esforços de combinar os sinais de pressão e de movimento departícula para derivar os campos de onda subindo e descendo.
Assim, existe uma necessidade por um método para atenuar oruído de baixa freqüência encontrado nos sinais de sensor de velocidadevertical de partícula quando combinando os sinais do sensor de pressão edo sensor de velocidade vertical de partícula em dados de cabo sísmico re-bocavel com duplo sensor que manipule a descontinuidade alinhada e trans-versal por considerar os ângulos de incidência não-verticais, também conhe-cidos como ângulos de chegada.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção é um método para atenuar ruído de baixa freqüênciaem sinais de cabo sísmico rebocavel de sensor duplo por combinar sinais depressão com sinais de velocidade vertical de partícula. Um sinal de veloci-dade de partícula combinado é gerado pela combinação de um sinal de ve-locidade vertical de partícula gravado, dimensionado em uma faixa de fre-qüência superior utilizando um ângulo de chegada dependente do tempocomo determinado pela análise de velocidade, com um sinal de velocidadede partícula simulado, calculado em uma faixa de freqüência inferior a partirde um sinal de pressão gravado utilizando um filtro de variação de tempobaseado no tempo de chegada dependente do tempo. Os sinais de pressãoe de velocidade vertical de partícula combinados são gerados pela combina-ção dos sinais de pressão e de velocidade de partícula combinado gravados.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente enten-didas por referência à descrição detalhada seguinte e aos desenhos anexos,nos quais:
A Figura 1 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para combinar sinais de pressão e sinais de velocidade vertical departícula em cabos sísmicos rebocáveis de duplo sensor;
a Figura 2 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para combinar um sinal de velocidade vertical de partícula dimensio-nado em uma faixa de freqüência superior com um sinal de velocidade departícula, calculado a partir de um sinal de pressão gravado em uma faixa defreqüência inferior, para um conjunto de ângulos de chegada;
a Figura 3 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para combinar um sinal de pressão gravado com o sinal de velocida-de de partícula dimensionado e combinado a partir da Figura 2, correspon-dendo a um ângulo de chegada determinado a partir da análise de velocidade;
a Figura 4 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para determinar ângulos de chegada para diferentes tipos de inclinação geológica;
a Figura 5 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para determinar ângulos de chegada para inclinação geológica me-nor do que 10°;
a Figura 6 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para determinar um ângulo de chegada para inclinação geológicamaior do que 10°;
a Figura 7 é um fluxograma ilustrando uma concretização da in-venção para determinar um ângulo de chegada para inclinações geológicasperpendiculares á linha da fonte para receptor;
a Figura 8 é um gráfico do ângulo de chegada vertical em funçãodo tempo de gravação, cj)(t);
a Figura 9 é uma seção de traços sintéticos de pressão e de ve-locidade vertical de partícula;
a Figura 10 é uma seção de traços sintéticos apresentados naFigura 9 revelados até 3,0 segundos;
a Figura 11 é uma vista plana de uma geometria de disparo utili-zada na aquisição de dados marítimos com azimute amplo;
a Figura 12 é um gráfico de tempos de chegada de cinco even-tos de reflexão através de 32 traços com deslocamento crescente;
a Figura 13 é uma primeira vista lateral esquemática de uma on-da de som no ângulo de chegada;
a Figura 14 é uma segunda vista lateral esquemática de umaonda de som em um ângulo de chegada;
a Figura 15 é um gráfico de tempos de chegada para o segundoevento de reflexão na Figura 12; e
a Figura 16 é uma vista lateral esquemática de um refletor comuma inclinação perpendicular á linha a partir da fonte até o receptor.
Enquanto a invenção será descrita em conexão com suas con-cretizações preferidas, será entendido que a invenção não está limitada àsmesmas. Ao contrário, é pretendido que a invenção cubra todas as alternati-vas, modificações e equivalentes que possam estar incluídos dentro do es-copo da invenção, como definido pelas reivindicações anexas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Um cabo sísmico rebocável com duplo sensor grava o campo deondas sísmicas utilizando ambos os sensores de pressão e de velocidadevertical de partícula, permitindo uma decomposição subsequente do campode ondas total em componentes de subida e de descida. O erro na estimati-va deste componentes é aumentado pelo ruído em ambos os sensores, maso ruído tipicamente é maior no sensor de velocidade vertical de partícula.Ruído de baixa freqüência indesejado no sensor de velocidade vertical departícula pode ser removido antes da decomposição pela substituição daparte de baixa freqüência dos dados de velocidade vertical de partícula porum sinal de velocidade vertical de partícula predito calculado a partir do sinalde pressão. Esta predição considera fatores que incluem as propriedades domeio de propagação, o ângulo de incidência da energia recebida e o "fan-tasma" que surge a partir da reflexão do campo de ondas sísmicas na super-fície do mar. Este processo de substituição reduz a contribuição do sensorde velocidade vertical de partícula mais ruidoso.
Este processo de substituição de baixa freqüência é descritomais completamente na Patente US 7.359.283 B2, de Svein Vaage, et ai;denominada "System for Combining Signals of Pressure Sensors and Parti-cle Motion Sensors in Marine Seismic Streamers"; expedida em 15 de abrilde 2008; e designada para uma companhia filiada do cessionário da presen-te invenção. Vaage et ai descreve um método para combinar sinais de umsensor de pressão e de um sensor de movimento de partícula gravados emum cabo sísmico rebocável marítimo para reduzir o ruído no sinal combinadodo sensor de pressão e do sensor de movimento de partícula, o sinal grava-do do sensor de pressão possuindo uma largura de banda compreendendouma primeira faixa de freqüências e uma segunda faixa de freqüências, aprimeira faixa de freqüências estando em menores freqüências do que asfreqüências da segunda faixa de freqüências, e o sinal gravado do sensor demovimento de partícula possuindo uma largura de banda compreendendopelo menos a segunda faixa de freqüências. O método compreende calcularum sinal do sensor de movimento de partícula na primeira faixa de freqüên-cias a partir do sinal gravado do sensor de pressão, desse modo gerandoum sinal simulado do sensor de movimento de partícula na primeira faixa defreqüências; combinar o sinal simulado do sensor de movimento de partículasomente na primeira faixa de freqüências com o sinal gravado do sensor demovimento de partícula na segunda faixa de freqüências para gerar um sinalcombinado de sensor de movimento de partícula possuindo substancialmen-te a mesma largura de banda que a largura de banda do sinal gravado dosensor de pressão, e combinar o sinal gravado do sensor de pressão com osinal combinado do sensor de movimento de partícula para processamentoadicional.
A invenção supera os problemas de descontinuidade por propor-cionar um método que executa todas as operações em relação aos parescorrespondentes de traços de pressão e de velocidade vertical de partículagravados em cada estação receptora do cabo sísmico rebocável. Assim, ométodo da invenção não requer modificar a geometria de gravação da aqui-sição para evitar descontinuidade.
A invenção emprega os sinais combinados dos sensores depressão (tipicamente hidrofones) e de sensores de velocidade vertical departícula (tipicamente geofones) localizados nos cabos sísmicos rebocáveis.Os sinais combinados podem ser então utilizados para gerar os componen-tes do campo de ondas de subida e de descida, os quais são úteis para pro-cessamento sísmico adicional, tal como atenuação de múltiplos nos dadossísmicos marítimos. Desde que o sinal gravado de velocidade vertical departícula freqüentemente seja contaminado pelo ruído de baixa freqüênciadevido às vibrações em um cabo sísmico rebocável, a relação de sinal-ruídopara os sinais combinados seria ruim. O sinal de velocidade vertical de partí-cula pode ser calculado a partir do sinal do sensor de pressão dentro de umadada faixa de freqüências se o espectro do sinal do sensor de pressão pos-suir uma relação de sinal-ruído satisfatória dentro desta faixa de freqüências(e não possuir recortes dentro desta faixa de freqüências) e se a profundida-de dos sensores de pressão e de velocidade vertical de partícula for conhe-cida. Se a profundidade até os sensores for desconhecida, a profundidadepode ser calculada a partir da freqüência dos recortes espectrais introduzi-dos pela reflexão de superfície, um processo que é bem conhecido na técni-ca.
A parte de baixa freqüência do sinal de velocidade vertical departícula freqüentemente terá que ser substituída devido à mesma possuiruma baixa relação de sinal-ruído. A parte correspondente do sinal de pres-são a ser utilizada para calcular o sinal de movimento de partícula tipicamen-te irá possuir uma boa relação de sinal-ruído nesta faixa de baixas freqüên-cias. Portanto, a profundidade do sensor de pressão de preferência é esco-lhida de modo que a freqüência do primeiro recorte espectral no sinal depressão, causada pela reflexão de superfície, seja maior do que a faixa debaixas freqüências na qual o sinal de velocidade vertical de partícula é calcu-lado e substituído.
O método da invenção é particularmente útil para cabos sísmi-cos rebocáveis marítimos, desde que a vibração de um-cabo sísmico rebo-cável adiciona uma quantidade significativa de ruído para o sinal do sensorde movimento de partícula. Assim, o método da invenção será ilustrado emtermos de cabos sísmicos rebocáveis. A invenção proporciona um dispositi-vo para executar o cálculo de substituição de baixa freqüência de um sinalde velocidade vertical de partícula do cabo sísmico rebocável quando a ge-ometria de disparo é tal que coletas de disparo comum são espacialmenteserrilhadas em uma ou mais dimensões.
O método da invenção é para calcular ângulos de chegada não-verticais, (j)(t), em cada estação receptora de duplo sensor, em função dotempo de gravação t, a partir das velocidades aparentes Vapp(t) dos eventosde reflexão no domínio de tempo de deslocamento (x, t) da fonte até o re-ceptor, como determinadas partir da análise de velocidade. Se o sinal grava-do de velocidade de partícula (g(t) não for corrompido pelo ruído do reboque,então, cada amostra de tempo deste sinal gravado de velocidade vertical departícula é simplesmente dimensionado pelo fator- antes de combi-nar o mesmo com seu sinal gravado de pressão correspondente h(t).
Entretanto, se o sinal gravado de velocidade vertical de partículag (t) for corrompido pelo ruído do reboque, então, a invenção proporciona ummétodo eficiente para manipular o cálculo de substituição de baixa freqüên-cia do sinal de velocidade vertical da partícula.
A invenção determina o ângulo de chegada vertical em funçãodo tempo em cada estação receptora do cabo sísmico rebocável. O ângulode chegada dependente do tempo que é utilizado tanto para dimensionar osinal de velocidade vertical de partícula em uma faixa de freqüências superi-or, como para calcular um sinal simulado de velocidade vertical de partículaa partir do sinal de pressão gravado na faixa de baixas freqüências. Utilizarum ângulo de chegada dependente do tempo evita os problemas de serri-Ihados dos métodos anteriores. Apesar de que o ângulo de chegada depen-dente do tempo poderia ser aplicado no domínio de tempo, a invenção utilizauma concretização no domínio de freqüência que é muito mais computacio-nalmente eficiente.
As Figuras 1 a 7 apresentam fluxogramas ilustrando concretiza-ções da invenção para atenuar ruído de baixa freqüência nos dados do cabosísmico rebocável de duplo sensor. A Figura 1 é um fluxograma ilustrandouma descrição geral da invenção. As Figuras 2 e 3 são fluxogramas adicio-nalmente ilustrando partes particulares da invenção como descritas na Figu-ra 1. A Figura 4 é um fluxograma ilustrando a determinação de análise develocidade apropriada para determinar ângulos de chegada. As Figuras 5 a7 são fluxogramas ilustrando os diferentes tipos de análise de velocidadeapropriados para determinar ângulos de chegada para diferentes*tipos deinclinação geológica na Figura 4.
A Figura 1 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para combinar sinais de pressão e sinais de velocidade vertical departícula em cabos sísmicos rebocáveis com duplo sensor.
No bloco 11, um sinal combinado de velocidade vertical de partí-cula é gerado pela combinação de um sinal gravado de velocidade verticalde partícula, dimensionado em uma faixa de freqüências superiores, utili-zando um ângulo de chegada dependente do tempo, como determinado pelaanálise de velocidade, com um sinal simulado de velocidade de partícula,calculado em uma faixa de baixas freqüências, a partir de um sinal de pres-são gravado utilizando um filtro de variação de tempo baseado no ângulo dechegada dependente do tempo.
No bloco 12, os sinais combinados de pressão e de velocidadevertical de partícula são gerados pela combinação dos sinais de pressãogravado e de velocidade de partícula combinado a partir do bloco 11.
A Figura 2 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para combinar um sinal de velocidade vertical de partícula dimen-sionado em uma faixa de freqüências superiores com um sinal de velocidadede partícula, calculado a partir de um sinal de pressão gravado em uma faixade freqüências inferiores, para um conjunto de ângulos de chegada. A Figura2 ilustra em mais detalhes a parte da invenção discutida no bloco 11 da Fi-gura 1 acima.
No bloco 21, os sinais de pressão hrecd(t) = hrecd(x,t) e os sinaisdo sensor de velocidade vertical de partícula tfecd(t) = ^ecd(x,t) são gravadosem uma estação receptora em um cabo sísmico rebocável de duplo sensor.Está dentro do escopo da invenção que outros tipos de sensores sísmicossejam empregados na invenção. Assim, por generalidade, os sinais grava-dos serão referidos como sinais de pressão, em vez de que como sinais dosensor de pressão, e como sinais de velocidade de partícula em vez de quecomo sinais do sensor de velocidade de partícula. Os outros tipos de senso-res sísmicos poderiam incluir, mas não estão limitados, a sensores de velo-cidade de partícula multidirecionais, sensores de deslocamento de partícula,sensores de aceleração de partícula, ou sensores de gradiente de pressãosendo utilizados ao invés ou em adição aos sensores de velocidade verticalde partícula. Os sensores de pressão e de velocidade vertical de partículapodem ser empregados sozinhos, mas são mais comumente empregadosnas séries de sensores. Adicionalmente, os sensores de pressão e os sen-sores de velocidade de partícula tipicamente são posicionados juntos noscabos sísmicos rebocáveis, colocado em pares ou em pares de séries.
O método da invenção emprega sensores de movimento de par-tícula que são responsivos aos movimentos das partículas do meio (água)com o qual os sensores de movimento são acoplados. Em geral, os senso-res de movimento de partícula podem ser responsivos ao deslocamento daspartículas, à velocidade das partículas, ou à aceleração das partículas nomeio. Os sensores de velocidade de partícula tipicamente são empregados eassim são utilizados para ilustrar a presente invenção. Se sensores de mo-vimento forem utilizados, os quais são responsivos à posição, o sinal de po-sição pode ser diferenciado para converter o mesmo para um sinal de velo-cidade, por dispositivos de cálculo bem conhecidos na técnica. Se sensoresde movimento são utilizados, os quais são responsivos à aceleração (acele-rômetros), o sinal de aceleração pode ter a sua integral determinada paraconverter o mesmo para um sinal de velocidade, por dispositivos de cálculobem conhecidos na técnica.No bloco 22, os sinais de pressão gravados h(t) e os sinais develocidade vertical de partícula g(t) a partir do bloco 21 são temporariamentetransformados de um domínio do tempo para produzir H(co) e G(co), respecti-vamente em um domínio de freqüência. Na discussão seguinte, os sinais nodomínio do tempo são denotados por letras minúsculas, enquanto os mes-mos sinais no domínio de freqüência são denotados pelas letras maiúsculascorrespondentes. Aqui, co é uma freqüência radial em radianos/segundos,igual à 27if para a freqüência temporal f em Hertz. Em uma concretizaçãoilustrada da invenção, os cálculos (e as operações seguintes) são feitos nodomínio de freqüência. Assim, as transformações podem ser feitas por qual-quer transformação temporal bem conhecida, tal como, por exemplo, trans-formadas de Fourier. Entretanto, esta escolha da transformação é somentepor conveniência e não significa ser uma limitação da invenção.
Adicionalmente, os sinais transformados de pressão e de veloci-dade de partícula, H(co) e G(co), respectivamente, são corrigidos em relaçãoàs diferenças relativas nas funções de transferência do instrumento, as quaiscorrespondem às respostas de impulso do instrumento no domínio do tem-po. Estas correções poderiam corrigir a amplitude e a fase dos sinais depressão para corresponderem aos sinais de velocidade de partícula, ou, emuma concretização alternativa, corrigir os sinais de velocidade de partículapara corresponderem aos sinais de pressão, ou, em uma com concretizaçãoalternativa adicional, corrigir ambos os conjuntos de dados para uma basecomum. A correção em relação às diferenças relativas nas respostas de im-pulso do instrumento é bem conhecida na técnica. Finalmente, um dimensi-onamento de amplitude igual à impedância acústica da água de preferênciaé aplicado para os sinais de velocidade de partícula para corrigir as diferen-ças relativas nas amplitudes de pressão e de velocidade de partícula. Istotambém é bem conhecido na técnica.
No bloco 23, um conjunto de ângulos de chegada é selecio-nado. O conjunto de ângulos de chegada {<j>j} é selecionado para cobrir afaixa de ângulos de chegada, medidos a partir da vertical, esperados paraserem encontrados para ondaletas de reflexão nos sinais de pressão grava-dos hrecd (t) e nos sinais de velocidade vertical de partícula gre (t) obtidos nobloco 21. O conjunto de ângulos de chegada {§} pode ser designado como oconjunto {(j>j}, para j = 0, 1, 2.....N} para algum número total selecionado deângulos de chegada igual a N + 1. Em uma concretização ilustrativa com N =60, um conjunto de 61 ângulos de chegada é igual ao conjunto = {0o,1o, 2o, 60°}, correspondendo a j = 0, 1, 2, 60, respectivamente.
No bloco 24, um ângulo de chegada é selecionado a partir doconjunto de ângulos de chegada {§} no bloco 23. De preferência, os ângulosde chegada são selecionados de uma maneira sistemática, tal como conti-nuando seqüencialmente através dos ângulos de chegada na ordem j = 0,1,2.....N.
No bloco 25, um sinal simulado de velocidade de partícula Gjcalc(co) é calculado em uma faixa de freqüências inferiores a partir de um sinalde pressão transformado H (co) a partir do bloco 22, sem utilizar o sinal gra-vado de velocidade vertical de partícula, para o ângulo de chegada sele-cionado no bloco 24. A parte de baixa freqüência do espectro de freqüênciasGj03'0 (co) do sensor de velocidade de partícula pode ser calculada a partir doespectro de freqüência H(co) do sensor de pressão correspondente. Estecálculo pode ser feito, por exemplo, por utilizar a expressão:
<formula>formula see original document page 16</formula>
na faixa de freqüência inferior. Na Equação (1), Z, é um operador de atrasode tempo, o qual pode ser expresso por:
<formula>formula see original document page 16</formula>
onde xj é o atraso de tempo de reflexão fantasma em segundos dada por:
<formula>formula see original document page 16</formula>
Aqui, i = V-1 é a unidade imaginária, (jtjéo ângulo de chegada selecionadono bloco 24, D é a profundidade do receptor em metros e c é a velocidadedo som no meio em metros/segundo. Na água, c é cerca de 1500 m/s. A pro-fundidade D pode ser determinada por qualquer dispositivo conhecido natécnica, tal como por um sensor de profundidade ou por um cálculo.Para cada valor de ângulo de chegada fy, a Equação (1) é avali-ada em relação aos valores de freqüência co correspondendo à freqüência fna faixa de cerca de 1 Hz até um valor menor do- que este que faz com que(1 - Zj) seja igual a zero, a qual é a freqüência do primeiro recorte espectralno espectro do sinal de pressão.
No bloco 26, o sinal transformado de velocidade vertical de par-tícula G(co) a partir do bloco 22 é dimensionado em uma faixa de freqüênciassuperiores. O sinal transformado de velocidade vertical de partícula G(co) apartir do bloco 22 é dimensionado em amplitude para compensar a sensibili-dade direcional dos sensores de velocidade vertical de partícula. Em particu-lar, o sinal transformado de velocidade vertical de partícula G(co) é dimensio-nado na faixa de freqüências superiores por ser dividido pelo cosseno doângulo de chegada cfo selecionado no bloco 24, gerando um sinal de veloci-dade de partícula dimensionado Gjscal (co). Assim:
<formula>formula see original document page 17</formula>
na faixa de freqüências superiores. Em uma concretização particular, a faixade freqüências inferiores a partir do bloco 25 e a faixa de freqüências superi-ores aqui no bloco 26 combinam para igualar a largura de banda total dosinal de pressão transformado H(co) a partir do bloco 22.
No bloco 27, o sinal simulado de velocidade de partícula Gjcalc(co), calculado na faixa de freqüências inferiores no bloco 25, é combinadocom o sinal dimensionado de velocidade de partícula Gjscal(co), dimensionadona faixa de freqüências superiores no bloco 26, para gerar um sinal combi-nado de velocidade de partícula G™61"9 (co) possuindo substancialmente amesma largura de banda que a largura de banda do sinal de pressão grava-do H(co), para o ângulo de chegada (fo selecionado no bloco 24. Em umaconcretização particular, esta combinação é feita como descrito acima naPatente US 7.359.283 B2, por Vaage etal.
No bloco 28, o sinal combinado de velocidade de partícula Gjmerg(co) a partir do bloco 27 passa pela transformação inversa a partir do domíniode freqüência para produzir gjmerg(t) de volta no domínio de tempo. Como ditoacima, esta transformação temporal inversa pode ser feita por qualquertransformação bem conhecida, tal como, por exemplo, as transformadas in-versas de Fourier. Entretanto, esta escolha da transformada é somente porconveniência e não significa uma limitação da invenção.
No bloco 29, é determinado se quaisquer ângulos de chegadapermanecem a partir do conjunto de ângulos de chegada {§} selecionado nobloco 23. Se quaisquer ângulos de chegada permanecerem, então o pro-cesso retorna para o bloco 24 para selecionar outro ângulo de chegada <|>j.Se nenhum ângulo de chegada permanecer, então o processo termina.
A Figura 3 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para combinar um sinal de pressão gravado com o sinal de partícu-la dimensionado e combinado a partir da Figura 2, correspondendo a umângulo de chegada determinado a partir da análise de velocidade. A Figura 3ilustra em mais detalhes a parte da invenção discutida no bloco 12 da Figura1, acima.
No bloco 31, um traço de pressão e um traço de velocidade ver-tical de partícula são extraídos a partir dos sinais de pressão h(t) e dos sinaisde velocidade vertical de partícula g(t), respectivamente, gravados no bloco21 da Figura 2. Os traços sísmicos correspondem aos dados sísmicos adqui-ridos em cada localização de sensor nos cabos sísmicos rebocáveis de du-plo sensor.
No bloco 32, amostras de tempo são extraídas em um tempogravado f nos traços sísmicos extraídos no bloco 31 a partir dos sinais depressão h(t) e dos sinais de velocidade vertical de partícula g(t).
No bloco 33, um ângulo de chegada §(t) é calculado no tempogravado nas amostras de tempo extraídas no bloco 32 a partir dos traçossísmicos extraídos no bloco 31. Em uma concretização da invenção, o cálcu-lo do ângulo de chegada (|)(t) é feito por meio da análise de velocidade. Emuma concretização particular, o ângulo de chegada <j>(t) é calculado por meiode versões diferentes de análise de velocidade, dependendo do tamanho eda orientação do ângulo de inclinação. Esta análise de velocidade é descritaem detalhes adicionais na discussão com respeito ao fluxograma na FiguraNo bloco 34, é determinado qual ângulo de chegada do con-junto de ângulos de chegada a partir do bloco 23 da Figura 2 está maispróximo do ângulo de chegada <^>(t) calculado no bloco 33.
No bloco 35, uma amostra de tempo do sinal de pressão grava-do h(t) é combinada com uma amostra de tempo do sinal combinado de ve-locidade de partícula correspondente gjmerg(t) a partir do bloco 28 da Figura2, que corresponde ao ângulo de chegada determinado no bloco 34. Emuma concretização particular, a combinação das amostras de tempo refere-se à construção de componentes de campo de ondas de subida e de desci-da a partir da combinação apropriada das amostras de tempo a partir dossinais de pressão e dos sinais de velocidade de partícula. Em particular, ocomponente de campo de ondas de subida pode ser calculado a partir daadição apropriada dos sinais de pressão com os sinais de velocidade verticalde partícula, enquanto o componente de campo de onda de descida podeser calculado a partir da subtração apropriada do sinal de velocidade de par-tícula a partir do sinal de pressão, como é bem conhecido na técnica de pro-cessamento de dados sísmicos.
No bloco 36, é determinado se mais amostras de tempo a partirdo bloco 32 existem no traço sísmico a partir do bloco 31. Se existirem maisamostras de tempo, então o processo retorna para o bloco 32 para extrairoutra amostra de tempo. Se não existirem mais amostras de tempo, então oprocesso continua para o bloco 37.
No bloco 37, os resultados da combinação das amostras detempo no bloco 35 são emitidas como traços combinados.
No bloco 38, é determinado se mais traços sísmicos a partir dobloco 31 existem nos sinais de pressão e nos sinais de velocidade verticalde partícula. Se existirem mais traços sísmicos, então o processo retornapara o bloco 31 para extrair outro traço sísmico. Se não existirem mais traços sísmicos, então o processo termina.
A Figura 4 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para determinar ângulos de chegada para diferentes tipos de incli-nação geológica. A Figura 4 ilustra em mais detalhes a parte da invençãodiscutida no bloco 33 da Figura 3
No bloco 41, é determinado se a inclinação geológica na área de-levantamento é menor ou maior do que 10°. Se a inclinação geológica formenor do que 10°, então o processo continua para o bloco 42. Se a inclina-ção geológica for maior ou igual a 10°, então o processo continua para obloco 44.
No bloco 42, o processo vai para o bloco 51 da Figura 5 paradeterminar um ângulo de chegada (|)(t) a partir de um tempo de gravação t apartir da análise de velocidade apropriada para uma inclinação geológicamenor do que 10°.
No bloco 43, o processo retorna do bloco 58 da Figura 5 com umângulo de chegada <j>(t). Então, o processo termina.
No bloco 44, o processo vai para o bloco 61 da Figura 6 paradeterminar um ângulo de chegada alinhado (j)(t) a partir de um tempo de gra-vação t a partir da análise de velocidade apropriada para uma inclinação ge-ológica maior ou igual a 10°. Este ângulo de chegada alinhado é a projeçãodo ângulo de chegada real para o plano vertical passando através do pontode disparo do traço e das localizações de receptor.
No bloco 45, o processo retorno do bloco 68 da Figura 6 com umângulo de chegada alinhado ())(t).
No bloco 46, é determinado se existe uma inclinação geológicaque seja perpendicular à linha da fonte até o receptor. Se existir uma inclina-ção geológica na direção transversal a esta linha, então o processo vai parao bloco 47 para determinar um ângulo de chegada a. Se não, então o pro-cesso termina.
No bloco 47, o processo vai para o bloco 71 da Figura 7 paradeterminar um ângulo de chegada a a partir de um tempo de gravação t apartir da análise de velocidade apropriada para uma inclinação geológicaperpendicular à linha da fonte até o receptor.
No bloco 48, o processo retorna do bloco 75 da Figura 7 com umângulo de chegada a.As Figuras 8 a 16 apresentam gráficos, seções, e vistas que ilus-tram as concretizações da invenção discutidas com referência aos fluxogra-mas nas Figuras 1 a 7. As Figuras 8 a 10 ilustram elementos de análise develocidade com traços sísmicos sintéticos. As Figuras 11 a 13 ilustram ele-mentos de análise de velocidade para um primeiro tipo de inclinação geoló-gica. As Figuras 14 e 15 ilustram elementos de análise de velocidade paraum segundo tipo de inclinação geológica. A Figura 16 ilustra elementos deanálise de velocidade para um terceiro tipo de inclinação geológica.
A Figura 8 de forma gráfica exibe o ângulo de chegada §(t) 81em um plano vertical em função do tempo de gravação t para os traços sin-téticos exibidos na Figura 9. O deslocamento do disparo até o receptor dostraços de pressão e de velocidade vertical de partícula da Figura 9 é 1500metros, e a profundidade da água é 500 metros. Pode ser visto que os ângu-los de incidência verticais 81 estão na faixa de cerca de 57 graus em 1,20segundos 82 (a reflexão no fundo da água) de cerca de 5 graus em 3,0 segundos 83.
A Figura 9 é uma seção de traços sintéticos de pressão e de ve-locidade vertical de partícula. O primeiro traço 91 da Figura 9 é o traço sinté-tico de pressão calculado utilizando uma ondaleta de canhão de ar de fasemínima para cada refletor, coeficientes de reflexão aleatórios, atrasos detempo para a criação de fantasmas correspondendo aos ângulos de chega-da da Figura 8 e uma profundidade do cabo sísmico rebocável de 15 metros.O segundo traço 92 é o traço de velocidade vertical de partícula correspon-dente. Observe que as amplitudes deste traço de velocidade vertical de par-tícula 92 são menores do que estas do traço de pressão 91 devido aos ân-gulos de chegadas não-verticais grandes das primeiras reflexões. Observetambém que não existe ruído de baixa freqüência forte, o que tipicamenteiria corromper um sinal real de velocidade de partícula a partir de um cabosísmico rebocável com duplo sensor. Este ruído é omitido para melhor avali-ar a eficácia deste método.
O terceiro traço 93 representa um traço de velocidade vertical departícula perfeitamente corrigido, pronto para a soma com o traço de pres-são 91 para eliminar todas as reflexões fantasmas de superfície. O quartotraço 94 é o resultado de simplesmente calcular a parte de baixa freqüênciado espectro do traço de velocidade de partícula a partir desta do primeirotraço 91, assumindo que todas as ondaletas de reflexão chegam vertical-mente, e combinando o mesmo com o resto do espectro do segundo traço92. O cálculo foi executado entre 1 e 35 Hz, e os espectros calculados e re-ais foram combinados entre 25 e 35 Hz.
O quinto traço 95 é o erro neste resultado, isto é, o terceiro traço93 menos o quarto traço 94. Pode ser visto que os erros anteriores erammuito grandes. Existem duas fontes destes erros. A primeira é que nenhumacorreção nas amplitudes foi aplicada para o traço de velocidade de partículapara a chegada não-vertical. A segunda é que atrasos de tempo de reflexãofantasma incorretos foram utilizados quando a parte de baixa freqüência doespectro do traço de velocidade de partícula foi calculado a partir do espec-tro do sinal de pressão, utilizando a equação (1), e substituído.
O sexto traço 96 é o traço de velocidade de partícula compostoresultante deste método, como descrito acima, e o sétimo traço 97 é o erroneste resultado (o terceiro traço 93 menos o sexto traço 96). Pode ser vistoque o traço de erro é muito pequeno, e que o método descrito produz resul-tados muito precisos. A Figura 10 é uma seção dos traços sintéticos apre-sentados na Figura 9, revelados durante 3,0 segundos.
A seguir, a análise de velocidade para dados de campo seráconsiderada. Primeiro, um método para determinar o ângulo de chegada ^(t)nas áreas de levantamento com inclinações geológicas menores do que 10°será discutido.
Gravar dados marítimos de azimute amplo de forma significativaaperfeiçoa a qualidade de dados sísmicos desejados abaixo de volumescomplexos de sal. Tais conjuntos de dados são gravados utilizando umaembarcação ou embarcações de fonte separadas fazendo disparos ao longode linhas que são paralelas aos cabos sísmicos rebocáveis, mas são late-ralmente deslocadas a partir dos mesmos por tanto quanto vários milharesde metros.A Figura 11 é uma vista plana de uma geometria de disparo utili-zada na aquisição de dados marítimos de azimute amplo. Duas embarca-ções de fonte 111, 11Z estão colando pontos de disparo ao longo de umalinha paralela a quatro passagens separadas da embarcação do cabo sísmi-co rebocável 113 através da área de levantamento. Os oito cabos sísmicosrebocáveis 114 foram separados por 125 metros, de modo que a distânciadas estações de gravação na direção transversal ao cabo sísmico rebocávelpara cada linha de disparo era 4000 metros. Os disparos foram alternadosentre as embarcações de disparo dianteira e traseira 111, 112, e a mesmalinha de disparo foi repetida quatro vezes, uma vez para cada uma das pas-sagens ilustradas da embarcação do cabo sísmico rebocável 113. Uma vezcompleta, a localização da linha de disparo e as passagens da embarcaçãodo cabo sísmico rebocável 113 foram deslocadas 250 metros na direçãotransversal ao cabo sísmico rebocável.
Para geometrias de gravação de azimute amplo, tal como o e-xemplo ilustrado na Figura 11, o espaçamento da estação receptora ao lon-go de cada cabo sísmico rebocável é muito próximo (tipicamente 12,5 me-tros), e não existe problema de serrilhado espacial nesta dimensão. Entre-tanto, na direção transversal ao cabo sísmico rebocável, os dados são seve-ramente espacialmente serrilhados pelo espaçamento de 125 metros do ca-bo sísmico rebocável, e métodos, tal como, por exemplo, este de Vaage etal, irão falhar.
A Figura 12 ilustra os tempos de chegada de cinco eventos dereflexão (números de referencia 121 a 125) que podem ser gravados a partirda estação receptora 1 115(na Figura 11) em cada cabo sísmico rebocável(as estações receptoras mais próximas da embarcação do cabo sísmico re-bocável) como resultado dos quatro disparos no ponto de disparo ilustradopela "estrela" 116 (na Figura 11) atrás do barco de disparo dianteiro 111 (naFigura 11). Portanto, existem 32 traços (linhas verticais) 126 com distânciasda fonte até o receptor (deslocamentos) na faixa de 125 a 4000 metros.
Por exemplo, observe que a inclinação do terceiro evento de re-flexão 123, onde ele cruza o traço com o deslocamento da fonte até o recep-tor de 2250 metros em um tempo de cerca de 2,0 segundos, 127, indica avelocidade horizontal aparente na qual o evento estava se propagandoquando ele chegou à estação receptora. Neste caso, esta inclinação e velo-cidade horizontal aparente foi cerca de 3021 metros/segundo. O conheci-mento desta velocidade horizontal aparente do evento permite o cálculo deseu ângulo de chegada <|> nesta estação receptora. Isto pode ser explicadoutilizando a Figura 13, a qual é uma vista lateral esquemática de uma ondade som em um ângulo de chegada não-vertical.
A Figura 13 representa uma onda de som chegando a uma esta-ção receptora a partir de baixo em um ângulo de <|> graus a partir da vertical.Pode ser visto que no tempo, At, ela pega a frente da onda para percorrer doponto A até o ponto B (o produto da velocidade de ondas de som na água,1500 metros/segundos, e At), a frente da onda percorreu a distância horizon-tal a partir dos pontos C até B, igual ao produto da velocidade horizontal a-parente da frente da onda, vapp, e At. A partir do triângulo retângulo formadopelos pontos A, B e C, pode ser visto que
<formula>formula see original document page 24</formula>
onde c = velocidade do som na água = 1500 m/s.Segue a partir da Equação (3) que é dado por:
<formula>formula see original document page 24</formula>
Para o evento 123 da Figura 12 em 2,0 segundos, a Equação (4)fornece o ângulo de chegada a partir da vertical, cj), na estação de gravaçãocom o deslocamento da fonte até o receptor de 2250 metros como:
<formula>formula see original document page 24</formula>
Um ângulo de chegada <|>(t) para cada amostra de tempo grava-da em cada traço gravado é necessário. Felizmente, a equação do local deeventos, tal como os cinco eventos de reflexão representados no plano x -1da Figura 12 é conhecida. A equação é esta de uma hipérbole, a qual, parainclinações geológicas pequenas, é dada por:<formula>formula see original document page 25</formula>
onde t é o tempo de gravação, t0 é o cruzamento com deslocamento zero dahipérbole; x é o deslocamento da fonte até o receptor; e v(t0) é a função develocidade, em função do tempo com deslocamento zero t0 que melhor des-creve a mudança hiperbólica dos eventos de reflexão nos traços da Figura 12.
A função de velocidade, v(t0) é determinada a partir dos traçosde dados utilizando métodos de varredura e de interpretação de velocidadebem conhecidos. Entretanto, as análises de preferência são executadas emcoletas de disparo comum de traços, ao invés do que em coletas de pontomédio comum. É vantajoso utilizar os traços de pressão gravados para estaanálise devido à sua relação de sinal-ruído ser quase sempre superior a estados traços de velocidade vertical de partícula.
A Figura 5 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para determinar ângulos de chegada para inclinações geológicasmenores do que 10°. A Figura 5 ilustra em mais detalhes uma parte da in-venção discutida no bloco 33 da Figura 3. Em particular, o processo vempara a Figura 5 a partir do bloco 42 da Figura 4 para calcular um ângulo dechegada e retorna para o bloco 43 da Figura 4 com o ângulo de chegadacalculado.
No bloco 51, a análise de velocidade é executada para determi-nar uma função de velocidade para os eventos de reflexão no traço sísmicoextraído no bloco 31 da Figura 3. Em uma concretização particular, a funçãode velocidade é determinada como pares v(to) de velocidade e tempo dedeslocamento zero t0 para funções hiperbólicas que melhor descrevem amudança hiperbólica dos eventos de reflexão no domínio de tempo de des-locamento (x, t).
No bloco 52, um deslocamento de receptor até a fonte x é selecionado para o traço sísmico.
No bloco 53, uma amostra de tempo é selecionada no traço sísmico.No bloco 54, o par v(to) de velocidade e de tempo de desloca-mento zero t0 descrevendo a função de velocidade a partir do bloco 51 é de-terminado, o qual define a função hiperbólica que cruza o traço sísmico naamostra de tempo selecionada no bloco 53. Esta função hiperbólica repre-senta um evento de reflexão chegando nesta amostra de tempo.
No bloco 55, um tempo de gravação t é calculado para a amos-tra de tempo selecionada no bloco 53. O tempo de gravação t é calculado apartir da função de velocidade determinada no bloco 51. Em uma concreti-zação, o tempo de gravação t é calculado a partir do deslocamento x a partirdo bloco 52 e do par v (t0) de velocidade e do tempo de deslocamento zerot0 a partir do bloco 54. Nesta concretização particular, o tempo de gravação tpode ser calculado por se tirar a raiz quadrada da Equação (5):
No bloco 56, uma velocidade aparente vapp (t) é calculada para oevento de reflexão no bloco 54 chegando na amostra de tempo a partir dobloco 53. Em uma concretização, a velocidade aparente vapp (t) é calculada apartir do deslocamento x do bloco 52, da velocidade v(t0) a partir do bloco54, e do tempo de gravação t calculado no bloco 55. Nesta concretizaçãoparticular, a inclinação das curvas para os eventos de reflexão na Figura 5,e, portanto, a velocidade horizontal aparente para cada tempo gravado t emum traço sísmico com o deslocamento x é encontrada por primeiro calcular aderivada da Equação (5), produzindo:
<formula>formula see original document page 26</formula>
Então, reajustando os termos na Equação (7) é fornecida a velocidade aparente vapp (t):
No bloco 57, um ângulo de chegada (|)(t) é calculado para amesma amostra de tempo t a partir do bloco 53. Em uma concretização, oângulo de chegada ())(t) é calculado a partir da velocidade do som no meio ce da velocidade aparente vapp(t) calculada no bloco 56. Em um concretizaçãoparticular, o ângulo de chegada ())(t) é calculado a partir da Equação (4):
<formula>formula see original document page 27</formula>
No bloco 58, o processo retorna para o bloco 43 da Figura 4 como ângulo de chegada <|>(t) calculado no bloco 56.
A seguir, o método para determinar ())(t) nas áreas de levantamento com in-clinações geológicas maiores que 10° será discutido. A Figura 14 é uma se-gunda vista lateral esquemática de uma onda de som em um ângulo de che-gada não-vertical. Levin, F. K., em seu artigo de 1971, "Apparent velocityfrom dipping interface reflections", Geophysics, Vol. 36, N° 3, páginas 510 a516, executou uma análise do efeito da inclinação geológica sobre as veloci-dades de empilhamento calculadas a partir de coletas de traço de ponto mé-dio comum. Entretanto, Levin iniciou com a equação para o tempo de per-curso a partir de um ponto de disparo 141 em uma superfície 142 até umponto de reflexão 143 em um leito de inclinação 144 para uma estação re-ceptora 145 x metros a partir do ponto de disparo 141. Esta equação é:
<formula>formula see original document page 27</formula>
d é distância ao longo da linha 146 a partir do ponto de disparo141 até a superfície de reflexão 144, perpendicular a esta superfície de re-flexão 144, e a é o ângulo entre o plano horizontal da superfície 142 e a li-nha 146 representando a distância d.
A geometria da Figura 14 apresenta que cos(a) é igual a se-no($, onde £é o componente de inclinação na direção a partir do ponto dedisparo até o receptor. Adicionalmente, £ é positivo se o receptor for acimada inclinação a partir do ponto de disparo, e £ é negativo se abaixo da incli-nação. (Levin utilizou <|> ao invés de £para representar o ângulo de inclinaçãodo leito de reflexão).
v(tQ)212 = 4d2 +x2-4dxcos(a), (9)
Reajustando os termos da Equação (9), e reconhecendo queo tempo de reflexão do deslocamento zero, leva a:
<formula>formula see original document page 28</formula>
A Equação (10) descreve o lócus dos tempos de chegada paraum evento de reflexão a partir de um refletor de inclinação em uma coleta detraços de disparo comum. Observe que para pequenos valores de inclina-ção, £ seno(^) no último termo é muito pequeno ou zero, de modo que aEquação (10) se torna essencialmente idêntica à Equação (5).
A Figura 15 contém representações gráficas desta curva da E-quação (10) pra o segundo evento de reflexão 122 da Figura 12 (t0 = 1,04segundos, v(t0) = 1700 m/s) para ângulos de inclinação £ na faixa de -40° até+40° por incrementos de 10°. A curva do meio 151 corresponde ao ângulode inclinação £ = 0. Pode ser visto que, para ângulos de inclinação positivos152 (isto é, receptores acima da inclinação a partir do ponto de disparo), osápices das hipérboles são deslocados para distâncias positivas de fonte atéo receptor. Para ângulos de inclinação negativos 153, o oposto é verdadeiro,apesar de distâncias de fonte até o receptor negativas não serem represen-tadas graficamente na Figura 15.
Pode ser visto que, na presença de inclinações geológicas maio-res do que 10°, o algoritmo de varredura de velocidade utilizado nas coletasde traços de posição de disparo comum precisa utilizar a Equação (10) einclui um parâmetro adicional, ângulo de inclinação £ Estas análises tam-bém devem ser executadas de uma maneira dependente do azimute do re-ceptor do disparo, e as funções de velocidade resultantes utilizadas damesma maneira. Tais análises de velocidade podem ser executadas de mo-do esparso através da área de levantamento (por exemplo, nas localizaçõesde ponto de disparo espaçadas a cada quatro quilômetros no cabo sísmicorebocável e nas direções transversais ao cabo sísmico rebocável) e linear-mente interpoladas.
A Figura 6 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para determinar um ângulo de chegada para a inclinação geológicamaior do que 10°. A Figura 6 ilustra em mais detalhes uma parte da inven-ção discutida no bloco 33 da Figura 3. Em particular, o processo vem para aFigura 6 a partir do bloco 44 da Figura 4 para calcular um ângulo de chega-da e retornar para o bloco 45 da Figura 4 com o ângulo de chegada calculado.
No bloco 61, a análise de velocidade é executada para determi-nar uma função de velocidade para os eventos de reflexão no traço sísmicoextraído no bloco 31 da Figura 3. Em uma concretização particular, a funçãode velocidade é determinada como os conjuntos de velocidade v(to), tempode deslocamento zero to, e ângulo de inclinação £ para funções hiperbólicasque melhor descrevem o movimento hiperbólico dos eventos de reflexão nodomínio de tempo de deslocamento (x, t).
No bloco 63, uma amostra de tempo é selecionada no traço sísmico.
No bloco 64, o conjunto de velocidade v(t0), tempo de desloca-mento zero t0 e ângulo de inclinação £ descrevendo a função de velocidadea partir do bloco 61 é determinado, o qual define a função hiperbólica quecruza o traço sísmico na amostra de tempo selecionada no bloco 63. Estafunção hiperbólica representa um evento de reflexão chegando nesta amos-tra de tempo.
No bloco 65, um tempo de gravação t é calculado para a amos-tra de tempo selecionada no bloco 63. O tempo de gravação t é calculado apartir da função de velocidade determinada no bloco 61. Em uma concreti-zação, o tempo de gravação t é calculado a partir do deslocamento x a partirdo bloco 62 e do conjunto de velocidade v(t0), tempo de deslocamento zerot0 e ângulo de inclinação £ a partir do bloco 64. Nesta concretização particu-lar, o tempo de gravação t pode ser calculado por se tirar a raiz quadrada daEquação (10).
Com a função de velocidade especificada pelos parâmetros to,v(to) e £ para cada traço com deslocamento x e cada valor de to, t é calcula-do a partir da Equação (10), como:
<formula>formula see original document page 29</formula>No bloco 66, uma velocidade aparente vapp (t) é calculada para oevento de reflexão no bloco 64 chegando na amostra de tempo a partir dobloco 63. Em uma concretização, a velocidade aparente vapp (t) é calculada apartir do deslocamento x do bloco 62, do conjunto de velocidade v(to), tempode deslocamento zero t0, e ângulo de inclinação £ a partir do bloco 64, e otempo de gravação t calculado no bloco 65. Nesta concretização particular, avelocidade aparente vapp (t) é calculada a partir da inclinação da curva daEquação (10), para determinar a velocidade horizontal aparente de um even-to de reflexão chegando em um estação receptora. A inclinação é calculadapor se tirara derivada da Equação (10), produzindo:
<formula>formula see original document page 30</formula>
Então, reajustando os termos na Equação (12), se obtém a velocidade apa-rente vapp (t):
<formula>formula see original document page 30</formula>
No bloco 67, um ângulo de chegada c(>(t) é calculado para a a-mostra de tempo t a partir do bloco 63. Em uma concretização, o ângulo dechegada cj)(t) é calculado a partir da velocidade do som no meio c e da velo-cidade aparente vapp (t) calculada no bloco 66. Em uma concretização parti-cular, o ângulo de chegada <))(t) é calculado a partir da Equação (4):
<formula>formula see original document page 30</formula>
No bloco 68, o processo retorna para o bloco 45 da Figura 4 como ângulo de chegada (j>(t) calculado no bloco 67.
A seguir, será discutido um método para considerar inclinaçõesgeológicas perpendiculares à linha da fonte até o receptor. Lembre-se que aFigura 12 ilustra os tempos de chegada de cinco eventos de reflexão quepodem ser gravados a partir da estação receptora 1 em cada cabo sísmicorebocável (as estações receptoras mais próximas da embarcação do cabosísmico rebocável) como resultado dos quatro disparos no ponto de disparoilustrado pela estrela 116 atrás do barco de disparo dianteiro 111 na Figura11. Estas curvas são válidas se existir pouca ou nenhuma inclinação geoló-gica ao longo da linha a partir deste ponto de disparo até estas localizaçõesreceptoras. Curvas como estas na Figura 15-se aplicam se existir uma incli-nação significativa ao longo desta linha. Entretanto, mesmo que no entantoos formatos destas curvas sejam influenciados se um ou mais dos refletorespossuir inclinação em uma direção transversal à linha a partir deste ponto dedisparo até estes receptores, o ângulo de chegada nos receptores seria afe-tado. Isto pode ser entendido, e a correção derivada, com a ajuda da Figura 16.
A Figura 16 é uma vista lateral esquemática de um refletor comuma inclinação perpendicular à linha a partir da fonte até o receptor. A Figu-ra 16 representa um refletor com inclinação igual a £ graus em um direçãotransversal ao eixo geométrico y (o círculo pequeno) que corre para dentro epara fora do plano da página. O eixo geométrico y é a linha conectando alocalização do ponto de disparo com os receptores representados nas Figu-ras 12 e 15. A seta perpendicular a e se estendendo a partir do refletor deinclinação até o eixo geométrico y representa um dos caminhos do raio dereflexão a partir do ponto de disparo até as localizações de receptor. Alémdisso, são apresentados o eixo geométrico x e o eixo geométrico z, bem co-mo suas contrapartes, x* e z*, os quais foram girados £ graus ao redor doeixo geométrico y para fazer o eixo geométrico z* se situar no plano que éperpendicular ao refletor e contém o eixo geométrico y* e os caminhos deraio a partir do ponto de disparo até o refletor e até os receptores. Portanto,existem dois sistemas de coordenadas cartesianas exibidos, x y z e x* y* z*,em que o eixo geométrico y e o eixo geométrico y* são idênticos.
Utilizando a análise descrita na seção anterior, um evento dereflexão particular pode parecer chegar em uma estação receptora com umângulo de chegada a partir da vertical de <)> graus. Entretanto, o efeito emseu ângulo de chegada de um caminho de raio que se situa no plano descri-to acima, o qual contém o eixo geométrico y e é perpendicular ao refletor deinclinação da Figura 8, ainda não foi considerado.
O evento de reflexão de chegada representado na Figura 16 po-de ser expresso na notação clássica de vetor por um vetor unitário a*, ex-presso no sistema de coordenadas x* y* z*, como:
<formula>formula see original document page 32</formula>
onde i*, j* e k* são os vetores unitários de direção para os eixos geométricosx*, y*, e z*, respectivamente. Por definição, um vetor unitário possui compri-mento, ou valor absoluto, igual a 1. A segunda linha da Equação (14) é de-terminada pela geometria da Figura 16.
Para determinar o ângulo entre este vetor e o eixo geométrico zda coordenada x y z, devemos executar uma transformação de vetor a partirdo sistema de coordenadas x*, y*, z* para o sistema x y z onde ele será ex-presso pelo vetor a, dado por:
<formula>formula see original document page 32</formula>
Utilizando equações de transformação de coordenadas bem conhecidas,
<formula>formula see original document page 32</formula>
O produto escalar do vetor (ou interno) de dois vetores, tal comod e e é definido como
d De s |d| |e| cos(0) (17)
onde o ponto "." designa o produto escalar, "|.|" designa o valor absoluto dovetor d ou e, e 6 é o ângulo entre os dois vetores d e e. A Equação (17) éequivalente a:
<formula>formula see original document page 32</formula>
Os valores dos elementos ay para a matriz de transformação decoordenada A são dados pelos produtos escalares dos vetores unitários dedireção para os dois sistemas de coordenadas, como:<formula>formula see original document page 33</formula>
Utilizar a geometria da Figura 16 para avaliar os valores dosprodutos escalares dos vetores unitários de direção na Equação (19) fornece:
<formula>formula see original document page 33</formula>
Portanto, substituir os valores para ay a partir da Equação (20) eos valores para vf a partir da Equação (14), na Equação (16) fornece:
v, = 0 + 0 + cos(90 - 4) cos(^) = cos(90 - Ç) cos(^)
v2 = 0 + sin(^) + 0 = sin(^)
v3 = 0 + 0 + cos(£) cos(^) = cos(£) cos(^)
e assim, a Equação (15) se torna,
a = cos(90 - cos(^) i + sin(^) j + cos(£) cos(^) k (21)
O ângulo de chegada, a, entre este vetor unitário, a, e o vetor dedireção unitário para o eixo geométrico z, k, pode ser obtido pela combina-ção de duas formas equivalentes para o produto escalar de vetores na Equação (17) e (18), produzindo:
<formula>formula see original document page 33</formula>
Aqui, a primeira linha está de acordo com a definição de vetoresunitários, onde |a| = 1 = |k|, e a segunda linha está de acordo com a formade a dada na Equação (21). A Equação (22) irá produzir o verdadeiro ângulode chegada a.
A Figura 7 é um fluxograma ilustrando uma concretização dainvenção para determinar um ângulo de chegada quando existem inclina-ções geológicas perpendiculares à linha da fonte até o receptor. A Figura 6ilustra em mais detalhes uma parte da invenção discutida no bloco 33 da Figura 3.
No bloco 71, um ângulo de inclinação £ é determinado para e-ventos de reflexão em um traço sísmico. O ângulo de inclinação Ç é determi-nado a partir de outra análise de velocidade de coleta de disparo comum naárea de levantamento onde a linha a partir de sua localização de ponto dedisparo até esta localização do receptor é aproximadamente perpendicular.
No bloco 72, um tempo de gravação t é calculado para os even-tos de reflexão em relação ao traço sísmico. O tempo de gravação t aqui nobloco 72 e o ângulo de chegada parcial §(t) abaixo no bloco 73, podem serobtidos a partir do procedimento descrito com respeito à discussão dos flu-xogramas na Figura 5 ou 6, dependendo se a inclinação geológica é menorou maior do que 10°, respectivamente.
No bloco 73, um ângulo de chegada parcial <^(X) é calculado parao tempo de gravação t a partir do bloco 72. O tempo de gravação t acima nobloco 72 e o ângulo de chegada parcial (J)(t) aqui no bloco 73, podem ser ob-tidos a partir do procedimento descrito com respeito à discussão dos fluxo-gramas na Figura 5 ou 6, dependendo se a inclinação geológica é menor oumaior do que 10°, respectivamente.
No bloco 74, um ângulo de chegada verdadeiro a é determinadoa partir do ângulo de inclinação £a partir do bloco 71 e do ângulo de chega-da parcial <j)(t) a partir do bloco 72. Em uma concretização particular, o ângu-lo de chegada a é calculado a partir da Equação (22) como:
<formula>formula see original document page 34</formula>
No bloco 75, o processo retorna para o bloco 48 da Figura 4 como ângulo de chegada a calculado no bloco 74. Adicionar a inclinação geoló-gica como uma variável digitalizada para o algoritmo de análise de velocida-de de coleta de disparo comum produz resultados mais precisos em áreasde levantamento com inclinação geológica significativa. Entretanto, não fazeristo ainda produz traços de velocidade de partícula corrigidos que são maisprecisos do que aplicar um método tal como, por exemplo, de Vaage et ai,no domínio (f,kx) quando existe um deslocamento apreciável na direção(transversal) entre os receptores e o ponto de disparo com relação ao deslo-camento na direção (alinhada) ao longo dos cabos sísmicos rebocáveis. Uti-lizar uma velocidade de empilhamento padrão ou campo de velocidadeDMO, enquanto ainda menos preciso, também irá resultar em resultadosaperfeiçoados nestas situações de geometria do receptor de disparo.
Deve ser entendido que o dito anteriormente é meramente umadescrição detalhada de concretizações específicas desta invenção e quevárias alterações, modificações e alternativas para as concretizações descri-tas podem ser feitas de acordo com a presente descrição sem afastamentodo escopo da invenção. Portanto, a descrição precedente não é pretendidapara limitar o escopo da invenção. Ao invés disso, o escopo da invenção épara ser determinado somente pelas reivindicações anexas e por seus equi-valentes.
Claims (18)
1. método para combinar sinais de pressão e de velocidade ver-tical de partícula em cabos sísmicosrebocáveis de duplo sensor, compreendendo:gerar um sinal combinado de velocidade de partícula por combi-nar um sinal gravado de velocidade vertical de partícula, dimensionado emuma faixa de freqüências superiores utilizando um ângulo de chegada depen-dente do tempo como determinado pela análise de velocidade, com um sinalsimulado de velocidade de partícula, calculado em uma faixa de freqüênciasinferiores a partir de um sinal de pressão gravado utilizando um filtro de varia-ção de tempo baseado no ângulo de chegada dependente do tempo; egerar sinais combinados de pressão e de velocidade vertical departícula por combinar a pressão gravada e os sinais combinados de veloci-dade de partícula.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que geração deum sinal combinado de velocidade de partícula compreende:gravar sinais de pressão h(t) e sinais de velocidade vertical departícula g(t) em uma estação receptora no cabo sísmico rebocável;temporariamente transformar os sinais de pressão gravados h(t)e os sinais de velocidade vertical de partícula g(t) a partir de um domínio detempo para H(co) e G(co), respectivamente, em um domínio de freqüência;selecionar um conjunto de ângulos de chegadaexecutar o dito a seguir para cada um do conjunto selecionadode ângulos de chegadaselecionar um ângulo de chegada ^ a partir do conjunto de ân-gulos de chegadacalcular um sinal de velocidade de partícula em uma faixa defreqüências inferiores a partir do sinal de pressão transformado H(co) para oângulo de chegada selecionado fy, desse modo gerando um sinal simuladode velocidade de partícula G/^co) na faixa de freqüências inferiores;dimensionar o sinal de velocidade vertical de partícula transfor-mado G(co) em uma faixa de freqüências superiores para o ângulo de che-gada selecionado (j)j, desse modo gerando um sinal de velocidade vertical departícula dimensionado GjScal(co) na faixa de freqüências superiores;combinar o sinal de velocidade de partícula simulado G/^co) apartir da faixa de freqüências inferiores com o sinal de velocidade vertical departícula dimensionado GjScal(co) a partir da faixa de freqüências superiorespara gerar um sinal combinado de velocidade de partícula Gjmer9(co), para oângulo de chegada selecionado fy; efazer a transformação inversa do sinal combinado de velocidadede partícula Gjmer9(co) a partir do domínio de freqüência para gjmerg(t) no domínio do tempo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a transfor-mada temporal é uma transformada temporal de Fourier.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que o conjuntode ângulos de chegada compreende o conjunto de ângulos = 0o, 1o, 2o, 60° graus para j = 0, 1, 2, .... 60, respectivamente.
5. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que dimensio-nar compreende dividir o sinal de velocidade vertical de partícula transfor-mado G(cd) na faixa de freqüências superiores pelo cosseno do ângulo dechegada selecionado ty, gerando um sinal de velocidade vertical de partículadimensionado Gjscal(a>).
6. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que uma com-binação da faixa de freqüências inferiores com a faixa de freqüências supe-riores possui substancialmente a mesma largura de banda que a largura debanda do sinal de pressão gravado h(t).
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que calcular umsinal de velocidade de partícula Gjcalc(co) em uma faixa de baixas freqüênciasa partir de um sinal de pressão gravado H(co) para o ângulo de chegada se-lecionado compreende aplicar a seguinte equação:<formula>formula see original document page 37</formula>para j = 0, 1,2.....60, em que co é a freqüência radial em radianos/segundosigual a 2tc/ para a freqüência temporal / e Z, é um operador de atraso detempo.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que o operadorde atraso de tempo Zj é dado pela equação:<formula>formula see original document page 38</formula>para j = 0, 1,2, 60, em que xj é o atraso de tempo da reflexão fantasma.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que o atraso detempo da reflexão fantasma x é dado por:<formula>formula see original document page 38</formula>para j = 0, 1, 2, 60, em que cfo é o ângulo de chegada, D é a profundidadedo receptor e c é a velocidade do som no meio.
10. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a geraçãode sinais combinados de pressão e de velocidade vertical de partícula com-preende:extrair um traço sísmico a partir dos sinais de pressão h(t) e dossinais de velocidade vertical de partícula h(t);extrair uma amostra de tempo em um tempo de gravação t apartir do traço sísmico;calcular um ângulo de chegada (|)(t) no tempo de gravação t naamostra de tempo a partir do traço sísmico, pela análise de velocidade;determinar qual ângulo de chegada ^ do conjunto selecionadode ângulos de chegada {cfo} está mais próximo do ângulo de chegada calcu-lado ())(t); ecombinar uma amostra de tempo do sinal de pressão gravadoh(t) com uma amostra de tempo do sinal de velocidade de partícula combi-nado correspondente gjmerg(t) que corresponde ao ângulo de chegada maispróximo <|>j.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que calcularum ângulo de chegada ^{\) no tempo de gravação t na amostra de tempocompreende aplicar a seguinte equação:<formula>formula see original document page 38</formula>em que c é a velocidade do som no meio e vapp(t) é a velocidade aparente.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que velocida-de aparente vapp(t) para o tempo de gravação t é calculado a partir da se-guinte equação:<formula>formula see original document page 39</formula>em que x é o deslocamento da fonte até o receptor e v(to) é um par de velo-cidade de tempo de deslocamento zero t0.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que o tempode gravação t é calculado a partir da seguinte equação:
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que a veloci-dade aparente vapp(t) para o tempo de gravação t é calculado a partir da se-guinte equação:<formula>formula see original document page 39</formula>para um conjunto de velocidade v(t0), tempo de deslocamento zero to e ân-gulo de inclinação £ e em que x é o deslocamento da fonte até o receptor.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, em que o tempode gravação t é calculado a partir da seguinte equação:<formula>formula see original document page 39</formula>
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, em que um ângu-lo de chegada a é calculado a partir da seguinte equação:a = arccos[cos(£) cos(^)].
17. Método, de acordo com a reivindicação 14, em que o ângulode inclinação Ç é determinado a partir de outra análise de velocidade de co-leta de disparo comum na área de levantamento em que a linha a partir desua localização de ponto de disparo até esta localização do receptor é apro-ximadamente perpendicular.
18. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que os sinaisde velocidade vertical de partícula são obtidos utilizando acelerômetros.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/221,255 US8811113B2 (en) | 2008-08-01 | 2008-08-01 | Method of summing dual-sensor towed streamer signals using seismic reflection velocities |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0902474A2 true BRPI0902474A2 (pt) | 2010-04-20 |
| BRPI0902474B1 BRPI0902474B1 (pt) | 2019-09-03 |
Family
ID=41067055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0902474A BRPI0902474B1 (pt) | 2008-08-01 | 2009-07-28 | método para combinar sinais de pressão e de velocidade vertical de partícula em cabos sísmicos rebocáveis de duplo sensor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8811113B2 (pt) |
| BR (1) | BRPI0902474B1 (pt) |
| GB (1) | GB2462195B (pt) |
| NO (1) | NO341564B1 (pt) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8902699B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-12-02 | Pgs Geophysical As | Method for separating up and down propagating pressure and vertical velocity fields from pressure and three-axial motion sensors in towed streamers |
| US9274239B2 (en) | 2012-01-13 | 2016-03-01 | Westerngeco L.L.C. | Wavefield deghosting |
| US9405028B2 (en) | 2013-02-22 | 2016-08-02 | Ion Geophysical Corporation | Method and apparatus for multi-component datuming |
| US9784869B2 (en) | 2013-05-15 | 2017-10-10 | Pgs Geophysical As | Noise models by selection of transform coefficients |
| US9651695B2 (en) | 2013-09-19 | 2017-05-16 | Pgs Geophysical As | Construction and application of angle gathers from three-dimensional imaging of multiples wavefields |
| CN104516013A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 中国石油天然气集团公司 | 一种利用垂直地震数据进行时频分析与油气检测的方法 |
| US10444386B2 (en) | 2014-08-29 | 2019-10-15 | Pgs Geophysical As | Methods and systems that determine a velocity wavefield from a measured pressure wavefield |
| US9964656B2 (en) | 2014-08-29 | 2018-05-08 | Pgs Geophysical As | Methods and systems to remove particle-motion-sensor noise from vertical-velocity data |
| US10101480B2 (en) | 2014-10-20 | 2018-10-16 | Pgs Geophysical As | Methods and systems to separate seismic data associated with impulsive and non-impulsive sources |
| US10557749B2 (en) * | 2016-10-19 | 2020-02-11 | Pgs Geophysical As | Isolating a portion of electric potentials generated by a hydrophone indicative of particle motion or pressure |
| US10795039B2 (en) * | 2016-12-14 | 2020-10-06 | Pgs Geophysical As | Generating pseudo pressure wavefields utilizing a warping attribute |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4437175A (en) | 1981-11-20 | 1984-03-13 | Shell Oil Company | Marine seismic system |
| JP2002537031A (ja) * | 1999-02-18 | 2002-11-05 | バイオバルブ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 電気活性な細孔 |
| US6314371B1 (en) * | 1999-06-25 | 2001-11-06 | Input/Output, Inc. | Dual sensor signal processing method for on-bottom cable seismic wave detection |
| US7035166B2 (en) * | 2002-10-21 | 2006-04-25 | Farsounder, Inc. | 3-D forward looking sonar with fixed frame of reference for navigation |
| GB2409899B (en) * | 2004-01-09 | 2006-03-22 | Westerngeco Ltd | Seismic acquisition and filtering |
| US7359283B2 (en) * | 2004-03-03 | 2008-04-15 | Pgs Americas, Inc. | System for combining signals of pressure sensors and particle motion sensors in marine seismic streamers |
| GB2425838B (en) * | 2005-05-03 | 2007-06-27 | Westerngeco Seismic Holdings | Source signature deconvolution method |
| US7397427B1 (en) * | 2005-09-28 | 2008-07-08 | Kevin G. Rhoads Engineering, Inc. | Phase event detection and direction of arrival estimation |
| US7835225B2 (en) | 2006-10-11 | 2010-11-16 | Pgs Geophysical As | Method for attenuating particle motion sensor noise in dual sensor towed marine seismic streamers |
-
2008
- 2008-08-01 US US12/221,255 patent/US8811113B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-06-29 NO NO20092460A patent/NO341564B1/no not_active IP Right Cessation
- 2009-07-28 BR BRPI0902474A patent/BRPI0902474B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-07-29 GB GB0913236.6A patent/GB2462195B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2462195B (en) | 2012-04-18 |
| US8811113B2 (en) | 2014-08-19 |
| BRPI0902474B1 (pt) | 2019-09-03 |
| NO341564B1 (no) | 2017-12-04 |
| US20100027375A1 (en) | 2010-02-04 |
| GB0913236D0 (en) | 2009-09-02 |
| NO20092460L (no) | 2010-02-02 |
| GB2462195A (en) | 2010-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI0902474A2 (pt) | método para somar sinais de cabo sìsmico rebocável com duplo sensor utilizando velocidades de reflexão sìsmica | |
| CA2658307C (en) | Method for deghosting marine seismic streamer data with irregular receiver positions | |
| AU2009230788B2 (en) | Method of wavefield extrapolation for single-station, dual-sensor towed streamer signals | |
| US10989825B2 (en) | Method and system for determining source signatures after source ghost removal | |
| US8089825B2 (en) | Method of summing dual-sensor towed streamer signals using cross-ghosting analysis | |
| US9829592B2 (en) | Seismic imaging with visco-acoustic reverse-time migration using pseudo-analytical method | |
| EP2249182B1 (en) | Method for calculation of seismic attributes from seismic signals | |
| EP2187240B1 (en) | Method for Optimum Combination of Pressure and Particle Motion Sensors for a 3-D Spread of Dual-Sensor Marine Seismic Streamers | |
| AU2015238881B2 (en) | Methods and Systems that Attenuate Noise in Seismic Data | |
| BRPI0514989B1 (pt) | método para atenuação de múltiplas de fundo de água em dados sísmicos marinhos | |
| BR102013023972A2 (pt) | Método e aparelho para atenuação de ruído de interferência | |
| US8600680B2 (en) | Method for eliminating spectral constraints of acquisition system and earth filtering effects | |
| BR102015019287A2 (pt) | métodos e sistemas de separação de campo de onda aplicados a campos de onda gravados quase que continuamente | |
| BRPI0801007B1 (pt) | Método para predição de múltiplas relativas à superfície de dados sísmicos de cabo sismográfico de sensor duplo rebocado marinho |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 03/09/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 03/09/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
|
| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 12A ANUIDADE. |
|
| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2630 DE 01-06-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |