BRPI0903062A2 - método para separação de campo de onda em dados de cabo de gravação rebocado de sensor duplo 3d com energia distorcida na direção do cabo de gravação transversal - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA SEPARAçãO DE CAMPO DE ONDA EM DADOS DE CABO DE GRAVAçãO REBOCADO DE SENSOR DUPLO 3D COM ENERGIA DISTORCIDA NA DIREçãO DO CABO DE GRAVAçãO TRANSVERSAL. A presente invenção refere-se a registros de pressão e registros de velocidade de particula vertical de dados de cabo de gravação rebocado de sensor duplo são transformados no domínio de número de onda em linha. Uma série de filtros de escala é aplicada aos registros de velocidade de particula vertical transformados em cada número de onda em linha, onde cada filtro da série de filtros de escala é calculado para uma faixa de número de onda de cabo de gravação transversal diferente e em blocos de traços em linha nos quais todos os eventos sismicos são aproximadamente lineares, O espectro de pressão e o espectro de velocidade de partícula vertical escalados são combinados para separar os componentes de campo de onda ascendentes e descendentes. Os componentes de campo de onda ascendentes e descendentes separados são transformados por inversão novamente no domínio de tempo-espaço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA SEPARAÇÃO DE CAMPO DE ONDA EM DADOS DE CABO DEGRAVAÇÃO REBOCADO DE SENSOR DUPLO 3D COM ENERGIA DIS-TORCIDA NA DIREÇÃO DO CABO DE GRAVAÇÃO TRANSVERSAL".

Antecedentes da Invenção

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, de maneira geral, ao campo deprospecção geofísica. Mais particularmente, a invenção se refere ao campode processamento de dados sísmicos marinhos.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Na indústria de óleo e gás, a prospecção geofísica é comumenteusada para ajudar na pesquisa de formações subterrâneas e na avaliaçãodas mesmas. As técnicas de prospecção geofísica produzem conhecimentoda estrutura da subsuperfície da terra, o que é útil para descobrir e extrairrecursos minerais valiosos, particularmente depósitos de hidrocarboneto, taiscomo óleo e gás natural. Uma técnica bem conhecida de prospecção geofí-sica é o levantamento sísmico. Em um levantamento sísmico com base emterra, um sinal sísmico é gerado na superfície da terra ou próximo da mes-ma, o qual percorre então descendentemente para a subsuperfície da terra.

Em um levantamento sísmico marinho, o sinal sísmico pode também percor-rer descendentemente através de um corpo de água que se sobrepõe à sub-superfície da terra. As fontes de energia sísmica são usadas para gerar osinal sísmico que, depois da propagação para a terra, é pelo menos parcial-mente refletido pelos refletores sísmicos de subsuperfície. Tais refletoressísmicos são tipicamente interfaces entre as formações subterrâneas queapresentam diferentes propriedades elásticas, especificamente velocidadeda onda sonora e a densidade da rocha, o que resulta em diferenças na im-pedância acústica nas interfaces. A energia sísmica refletida é detectada porsensores sísmicos (também chamados de receptores sísmicos) na ou pró-ximo da superfície da terra, em um corpo sobrejacente de água, ou em pro-fundidades conhecidas em perfurações, e registrada.

As fontes sísmicas apropriadas para gerar o sinal sísmico emlevantamentos sísmicos de terra podem incluir explosivos ou vibradores. Oslevantamentos sísmicos marinhos tipicamente empregam uma fonte sísmicasubmersa rebocada por um navio e periodicamente ativada para gerar umcampo de onda acústica. A fonte sísmica que gera o campo de onda podeser de diversos tipos, incluindo uma pequena carga explosiva, uma centelhaou um arco elétrico, um vibrador marinho, e, tipicamente, um canhão. A fontesísmica pode ser um canhão hidráulico, um canhão de vapor, e, mais tipica-mente, um canhão de ar comprimido. Tipicamente, uma fonte sísmica mari-nha consiste não em um único elemento de fonte, mas em uma disposiçãoespacialmente distribuída de elementos de fonte. Esta disposição é particu-larmente correta para canhões de ar comprimido, comumente a forma maiscomum de fonte sísmica marinha.

Os tipos apropriados de sensores sísmicos incluem tipicamentesensores de velocidade de partícula, particularmente em levantamentos deterra, e sensores de pressão da água (tipicamente sensores de gradiente depressão de água), particularmente em levantamentos marinhos. Às vezes,sensores de aceleração de partícula são usados no lugar de sensores develocidade de partícula ou além destes. Os sensores de velocidade de partí-cula e os sensores de pressão de água são comumente conhecidos na téc-nica como geofones ou hidrofones, respectivamente. Os sensores sísmicospodem ser desdobrados sozinhos, mas são mais comumente desdobradosem disposições de sensor. Adicionalmente, os sensores de pressão e ossensores de velocidade de partícula podem ser desdobrados juntos em umlevantamento marinho, colocados em pares ou pares de disposições.

Em um levantamento sísmico marinho típico, a embarcação delevantamento sísmico percorre sobre a superfície da água, tipicamente emcerca de 5 nós, e contém equipamento de aquisição de dados sísmicos, talcomo equipamento de controle de navegação, de controle de fonte sísmica,de controle de sensor sísmico, e de registro. O equipamento de controle defonte sísmica faz com que uma fonte sísmica rebocada no corpo de águapela embarcação sísmica seja acionada em momentos selecionados. Oscabos de gravação sísmicos, também denominados de cabos sísmicos, sãoestruturas alongadas na forma de cabo rebocadas no corpo de água pelaembarcação de levantamento sísmico que reboca a fonte sísmica ou poroutro navio de levantamento sísmico. Tipicamente, uma pluralidade de ca-bos de gravação sísmicos é rebocada atrás de uma embarcação sísmica. Oscabos de gravação sísmicos contêm sensores para detectar os campos deonda refletidos iniciados pela fonte sísmica e refletidos das interfaces de re-flexão. Convencionalmente, os cabos de gravação sísmicos contêm senso-res de pressão, tais como hidrofones, mas foram propostos cabos de grava-ção sísmicos, os quais contêm sensores de velocidade de partícula de água,tais como geofones, ou sensores de aceleração de partícula, tais como ace-lerômetros, além de hidrofones. Os sensores de pressão e os sensores demovimento de partícula podem ser desdobrados nas proximidades, coloca-dos em pares ou pares de disposições ao longo de um cabo sísmico.

Os dados sísmicos resultantes obtidos quando do levantamentosão processados para produzirem informação referente à estrutura geológicae às propriedades das formações subterrâneas na área em que é feito o le-vantamento. Os dados sísmicos processados são processados para exibiçãoe análise de teor de hidrocarboneto potencial destas formações subterrâ-neas. O objetivo do processamento de dados sísmicos é o de extrair dosdados sísmicos tanta informação quanto possível referente às formaçõessubterrâneas a fim de adequadamente representar em imagem a subsuper-fície geológica. A fim de identificar as localizações na subsuperfície da Terra,onde há a probabilidade de encontrar acúmulos de petróleo, grandes somasde dinheiro são gastas no agrupamento, no processamento, e na interpreta-ção de dados sísmicos. O processo de construir superfícies refletoras quedefinem as camadas de terra subterrâneas de interesse dos dados sísmicosregistrados proporciona uma imagem da terra na profundidade ou tempo.

A imagem da estrutura da subsuperfície da Terra é produzida afim de permitir que um interpretador selecione localizações com a maior pro-habilidade de ter acúmulos de petróleo. Para verificar a presença de petró-leo, um poço tem que ser perfurado. A perfuração de poços para determinara presença ou não de depósitos de petróleo é um empreendimento extre-mamente caro e demorado. Por essa razão, há uma constante necessidadede aperfeiçoar o processamento e a exibição de dados sísmicos, de modo aproduzir uma imagem da estrutura da subsuperfície da Terra que irá aperfei-çoar a capacidade de um interpretador, seja a interpretação feita via umcomputador ou por uma pessoa, para avaliar a probabilidade de que um a-cúmulo de petróleo existe em uma localização específica na subsuperfícieda Terra.

Dados sísmicos de reflexão de cabo de gravação rebocado desensor duplo consistem em registros de campo de pressão e de campo develocidade de partícula vertical. Um elemento central na cadeia de proces-samento dos dados sísmicos é sua separação em registros contendo ape-nas os componentes ascendentes e descendentes dos campos de onda depressão. Esta separação pode ser executada depois da transformação dosdados no domínio de frequência-número de onda (f-kx-ky), tomando tanto adiferença entre o espectro de frequência-número de onda do registro depressão e uma versão em escala do espectro de frequência-número de ondado registro de velocidade de partícula vertical, respectivamente, e a somados mesmos, e dividindo os espectros resultantes em dois. (É notado que,com o simples uso da inversão do filtro de escala anterior, poderiam ser ob-tidos alternativamente os componentes ascendentes e descendentes doscampos de onda de velocidade de partícula vertical em tomando uma somae uma diferença entre, respectivamente, o espectro de frequência-númerode onda do registro de velocidade de partícula vertical e uma versão em es-cala do espectro de frequência-número de onda do registro de pressão, edividindo os espectros resultantes em dois). A transformação inversa do do-mínio de frequência-número de onda novamente no domínio de tempo-espaço produz os componentes de campo de onda ascendentes e descen-dentes desejados. Neste processo, apenas o registro de velocidade de partí-cula vertical (ou alternativamente, apenas o registro de pressão) é mudadopela escala. Para energia não-evanescente, ele é escalado no domínio defrequência-número de onda por um filtro real que sistematicamente aumentacom o aumento do número de onda para uma determinada freqüência. En-tretanto, a distorção espacial na direção do cabo de gravação transversal écomum demais em levantamentos sísmicos marinhos. No caso de distorçãodo cabo de gravação transversal, a energia é envolta em um número de on-da menor do cabo de gravação transversal ky. Subseqüentemente, se osefeitos de envolvimento no número de onda não forem levados em conside-ração, então o filtro de escala será computado a partir do número de ondaerrado, um que é baixo demais. Desse modo, a energia distorcida no registrode velocidade de partícula vertical (ou alternativamente, o registro de pres-são) é escalada pelos coeficientes de filtro que são consistentemente baixosdemais (ou altos demais, respectivamente).

A superposição de componentes de campo de onda ascenden-tes e descendentes nos registros originais produz um padrão específico deentalhes fantasmas de receptor nos espectros de frequência-número de on-da correspondentes. Toda vez que a energia registrada for cancelada emuma combinação de frequência-número de onda específica, por exemplo, noespectro do campo de pressão, a energia registrada correspondente será amáxima no espectro da velocidade de partícula vertical. Entretanto, esta cor-respondência ocasiona uma separação incorreta dos componentes de cam-po de onda ascendentes e descendentes nos entalhes no espectro de fre-quência-número de onda do registro de pressão (ou, alternativamente, doregistro de velocidade de partícula vertical). Nestas localizações, a energiadistorcida é incorretamente escalada para o registro de velocidade de partí-cula vertical (ou, alternativamente, o registro de pressão); desse modo, oscomponentes de campo de onda separados resultantes são incorretamentecomputados.

Portanto, há a necessidade de um método para a separação decomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes em dadossísmicos de cabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D que apropria-damente controle a energia distorcida na direção do cabo de gravação trans-versai.

Breve Sumário Da Invenção

A invenção é um método para separar componentes de campode onda ascendentes e descendentes em dados de cabo de gravação rebo-cados de sensor duplo 3D, que podem ter energia distorcida na direção docabo de gravação transversal. Registros de pressão e registros de velocida-de de partícula vertical dos dados de cabo de gravação são transformadosno domínio de número de onda em linha. Uma série de filtros de escala éaplicada aos registros de velocidade de partícula vertical transformados emcada número de onda em linha, onde cada filtro da série de filtros de escalaé calculado para uma diferente faixa de número de onda de cabo de grava-ção transversal e em blocos de traços em linha nos quais todos os eventossísmicos são aproximadamente lineares. O espectro de pressão e o espec-tro de velocidade de partícula vertical em escala são combinados para sepa-rar os componentes de campo de onda ascendentes e descendentes. Oscomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes separadossão transformados por inversão novamente no domínio de tempo-espaço.

Breve Descrição Dos Desenhos

A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente enten-didas com referência à seguinte descrição detalhada e aos desenhos ane-xos, nos quais:

a figura 1 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento de uma primeira concretização do método da invenção para separarcomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes em dados decabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D;

a figura 2 é um fluxograma que ilustra as etapas iniciais de pro-cessamento de uma segunda concretização do método da invenção paraseparar componentes de campo de onda ascendentes e descendentes emdados de cabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D;

a figura 3 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento intermediárias de uma concretização da invenção para processar ja-nelas da figura 2;

a figura 4 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento intermediárias de uma concretização da invenção para processar re-lações espectrais da figura 3;a figura 5 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento finais da segunda concretização da invenção para separar componen-tes de campo de onda ascendentes e descendentes em dados de cabo degravação rebocado de sensor duplo 3D, conforme mostrado nas figuras 1-4;

a figura 6 mostra um diagrama que ilustra um terceiro painel e-xemplificativo, conforme usado no método da invenção;

a figura 7 mostra um diagrama que ilustra máscaras criadas apartir de tiras no terceiro painel exemplificativo na figura 6;

a figura 8 mostra um gráfico dos espectros de amplitude do traçode referência comparado com os resultados do método da invenção paradiferentes ordens de desdistorção máxima L;

a figura 9 mostra um gráfico dos espectros de amplitude do traçode referência comparado com mais resultados do método da invenção paradiferentes ordens de desdistorção L;

a figura 10 mostra um gráfico do sinal estimado pelo método dainvenção e sua diferença com relação ao traço de referência para ordem dedesdistorção L=O; e

a figura 11 mostra um gráfico do sinal estimado pelo método dainvenção e sua diferença com relação ao traço de referência para ordem dedesdistorção L=5.

Enquanto a invenção será descrita em conexão com suas con-cretizações preferidas, será entendido que a invenção não é limitada àsmesmas. Pelo contrário, a invenção se destina a cobrir todas as alternativas,modificações e equivalentes que podem ser incluídos no escopo da inven-ção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Descrição Detalhada da Invenção

Antes de o registro de velocidade de partícula vertical poder sercorretamente escalado para a separação de campo de onda, seu espectroprecisa ser adequadamente dealiased. Uma maneira convencional de alcan-çar este objetivo é a interpolação de traço na direção do cabo de gravaçãotransversal a fim de diminuir o espaçamento do cabo de gravação e, subse-qüentemente, aumentar o número de onda Nyquist do cabo de gravaçãotransversal. O método da invenção apresenta uma abordagem alternativapara a manipulação adequada de energia distorcida durante a separação decampo de onda, mas sem a necessidade de interpolação de traço explícita.

O método da invenção usa as propriedades cíclicas da transfor-mação rápida de Fourier (FFT). Entretanto, nenhum traço interpolado precisaser calculado para a separação de campo de onda. Em vez disso, os váriosfiltros de escala são aplicados ao espectro original do registro de velocidadede partícula vertical em cada número de onda em linha Kx. Cada um destesfiltros de escala é calculado para uma faixa de número de onda de cabo degravação transversal diferente e atua apenas nessa parte da energia no es-pectro que está, ou, no caso de energia distorcida, deve estar, nesta faixa denúmero de onda. A separação de campo de onda no método da invençãotrabalha em blocos definidos na dimensão em linha para conter apenas e-ventos sísmicos que são aproximadamente lineares. Para simplicidade eclareza de ilustração apenas, o procedimento é descrito para um único blocona seguinte discussão.

As figuras 1-5 são fluxogramas que ilustram concretizações dainvenção para a separação de campo de onda. As figuras 1 e 2-5 mostramduas concretizações do método da invenção, respectivamente. A figura 2mostra as etapas iniciais da segunda concretização do método da invenção,as figuras 3 e 4 mostram as etapas intermediárias adicionais do métodomostrado na figura 2, e a figura 5 mostra as etapas finais do método mostra-do nas figuras 2-4.

As figuras 6-11 ilustram algumas das etapas descritas nos fluxo-gramas discutidos em referência às figuras 1-5. As figuras 6 e 7 ilustram arelação espectral, o terceiro painel, e suas máscaras, respectivamente. Asfiguras 8 e 9 ilustram a comparação dos espectros de amplitude a partir dosresultados do método da invenção para diferentes ordens de desdistorçãomáxima. As figuras 10 e 11 ilustram o sinal estimado pelo método da inven-ção para desdistorcer ordens L=O e 5, respectivamente.

A figura 1 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento de uma primeira concretização do método da invenção para separarcomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes em dados decabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D. Os dados de cabo de gra-vação podem ter energia distorcida na direção do cabo de gravação trans-versal que será manipulada pelo método da invenção.

Na etapa 11, registros de pressão e registros de velocidade departícula vertical dos dados de cabo de gravação rebocado de sensor duplosão transformados do domínio de tempo-espaço (t-x-y) no domínio de núme-ro de onda em linha (t-kx-y), onde t indica tempo, χ e y são as dimensões emlinha e (linha cruzada) de cabo de gravação transversal, respectivamente, ekx, o número de onda em linha.

Na etapa 12, uma série de filtros de escala é aplicada aos regis-tros de velocidade de partícula vertical transformados da etapa 11 em cadanúmero de onda em linha kx. Desse modo, os filtros de escala são aplicadosem uma fatia da constante kx. Cada filtro da série de filtros de escala é calcu-lado para uma faixa de número de onda de cabo de gravação transversaldiferente e em blocos de traços em linha nos quais todos os eventos sísmi-cos são aproximadamente lineares. Cada filtro dos filtros de escala atua a -penas na porção apropriada da energia no espectro de frequência-númerode onda que está na faixa de número de onda correspondente para energianão-distorcida ou deve estar na faixa de número de onda correspondentepara energia distorcida.

Na etapa 13, o espectro de pressão e o espectro de velocidadede partícula vertical escalados da etapa 12 são combinados para separarcomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes.

Na etapa 14, os componentes de campo de onda ascendentes edescendentes da etapa 13 são transformados por inversão novamente nodomínio de tempo-espaço (t-x-y).

A figura 2 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento iniciais de uma segunda concretização do método da invenção paraseparar os componentes de campo de onda ascendentes e descendentesem dados de cabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D. Os dados decabo de gravação podem ter energia distorcida na direção do cabo de gra-vação transversal. A figura 2 se expande com a discussão da primeira con-cretização discutida acima em referência à figura 1.

Na etapa 20, os registros de pressão e de velocidade de partícu-la vertical são divididos em blocos no domínio de tempo-espaço (t-x-y). Cadabloco compreende todos os traços na dimensão do cabo de gravação trans-versal (y) e todos os pontos de amostra na dimensão de tempo (t). Entretan-to, o bloco é limitado na dimensão em linha (x) de modo que todos os even-tos sísmicos dentro do bloco sejam aproximadamente lineares. Desse modo,os blocos podem se sobrepor na dimensão em linha. Quando os blocos esti-verem sobrepostos, eles terão que ser adequadamente combinados depoisda separação de campo de onda.

Na etapa 21, é selecionado um bloco da etapa 20.

Na etapa 22, registros de pressão e de velocidade de partículavertical no bloco selecionado na etapa 21 são transformados do domínio t-x-y no domínio t-kx-y.

Na etapa 23, são selecionadas duas fatias, com a constante kx,uma de um registro de velocidade de partícula vertical transformado e umade um registro de pressão correspondente, ambas da etapa 22.

Na etapa 24, as duas fatias, com a constante kx, selecionadasna etapa 23 são separadas em diversas janelas que contêm todos os traçosna dimensão de cabo de gravação transversal, mas não necessariamentetodos os pontos de amostra de traço na dimensão de tempo. As janelas po-dem ficar sobrepostas na dimensão de tempo. Quando as janelas ficaremsobrepostas, elas terão que ser adequadamente combinadas depois da se-paração de campo de onda.

Na etapa 25, são selecionadas duas janelas correspondentes,uma do registro de pressão e uma do registro de velocidade de partícula ver-tical, ambas da etapa 24.

Na etapa 26, é selecionada uma ordem de desdistorção máxima,um número inteiro designado por L. A faixa de número de onda de cabo degravação transversal original corresponde a L=0.

Na etapa 27, as janelas selecionadas na etapa 25 são enviadaspara a etapa 31 da figura 3 para processamento adicional.

Na etapa 28, é determinado se alguma janela adicional sobrapara ser selecionada na etapa 25 na fatia com a constante kx, selecionadana etapa 23. Se janelas adicionais sobrarem para serem selecionadas, en-tão, o processo retornará para a etapa 25. Se nenhuma janela adicional so-brar para ser selecionada, o processo procederá para a próxima etapa 29.

Na etapa 29, é determinado se alguma fatia adicional com aconstante kx sobra para ser selecionada na etapa 23. Se fatias adicionaissobrarem para serem selecionadas, então, o processo retornará para a eta-pa 23. Se nenhuma fatia adicional sobrar para ser selecionada, então, o pro-cesso procederá para a próxima etapa 30.

Na etapa 30, é determinado se algum bloco adicional sobra paraser selecionado na etapa 21. Se blocos adicionais sobrarem para serem se-lecionados, então o processo retornará para a etapa 21. Se nenhum blocoadicional sobrar para ser selecionado, o processo terminará para o fluxo-grama na figura 2. O processo procede agora para o fluxograma na figura 3.

A figura 3 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento de uma concretização do método da invenção para processar janelasda figura 2. Cada dita janela é submetida ao seguinte procedimento.

Na etapa 31, duas janelas selecionadas são obtidas da etapa 27da figura 2, uma de um registro de pressão e uma de um registro de veloci-dade de partícula vertical.

Na etapa 32, um filtro de escala é computado para ser aplicadona separação de campo de onda para a corrente kx e para uma faixa de nú-mero de onda de cabo de gravação transversal desejada que é L vezes mai-or do que a faixa de número de onda Nyquist fornecida pelas janelas de da-dos.

Na etapa 33, a janela da etapa 31 do registro de velocidade departícula vertical é provida com L vezes seu número de traços por traçoszero na dimensão de cabo de gravação transversal. Aqui, L é a ordem dedesdistorção máxima na etapa 26 da figura 2.

Na etapa 34, a janela da etapa 33 provida do registro de veloci-dade de partícula vertical é provida com L vezes seu número de amostrasem um traço por amostras zero na dimensão de tempo, gerando um primeiroregistro estendido. Aqui, L é a ordem de desdistorção máxima selecionadana etapa 26 da figura 2.

Na etapa 35, o primeiro registro estendido da etapa 34 é periodi-camente zerado por traços L entre cada dois traços vivos, gerando um se-gundo registro estendido.

Na etapa 36, as primeira e segunda janelas estendidas dos re-gistros de velocidade de partícula vertical, das etapas 34 e 35, respectiva-mente, são transformadas do domínio de número de onda em linha (t-kx-y)no domínio de frequência-número de onda (f-kx-ky). O espectro do primeiroregistro estendido da etapa 34 é denominado de "primeiro espectro", a se-guir, enquanto que o espectro do segundo registro estendido da etapa 35 édenominado de "segundo espectro", respectivamente. As faixas de frequên-cia e de número de onda apresentam agora (L+1) vezes o número de amos-tras, como está presente nos espectros originais das janelas selecionadasna etapa 25 da figura 2. Os números de amostras no domínio de frequência-número de onda dos espectros originais são denominados de nf para a di-mensão de freqüência e nk para a dimensão do número de onda de cabo degravação transversal, respectivamente.

Na etapa 37, as faixas de freqüência de ambos os primeiro esegundo espectros da etapa 36 são reduzidas, considerando apenas as a -mostras nf mais internas para todos os números de onda.

Na etapa 38, uma pequena quantidade de ruído branco é acres-centada ao segundo espectro, na medida em que é reduzida, da etapa 37.Esta adição de ruído branco é para impedir problemas, se o segundo espec-tro for pequeno, quando usado como um divisor na próxima etapa 39.

Na etapa 39, a relação é tomada do primeiro espectro da etapa37 e do segundo espectro da etapa 38. A relação resultante dos primeiro esegundo espectros é denominada de "terceiro painel", a seguir.

Na etapa 40, o filtro de escala da etapa 32 e o terceiro painel daetapa 39 são enviados para a etapa 41 da figura 4 para processamento adi-cional. As extremidades do processo para o fluxograma na figura 3 e do pro-cesso agora procede para o fluxograma na figura 4.

A figura 4 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento intermediário de uma concretização do método da invenção para pro-cessar relação espectrais da figura 3.

Na etapa 41, o filtro de escala e o terceiro painel são obtidos daetapa 40 da figura 3.

Na etapa 42, o terceiro painel da etapa 41 é dividido em 2 vezesas tiras (L+1), cada qual com n« amostras no domínio de número de onda.As tiras são numeradas de -L a L1 isto é, de índices L negativos para índicesL positivos.

Na etapa 43, cada duas tiras correspondentes é combinada emuma máscara, movendo a tira com um índice L positivo para a faixa de nú-mero de onda positivo original e movendo a tira com um índice L negativopara a faixa de número de onda negativo original. Se L for ímpar, trocar aposição de ambas as tiras. Nas etapas 42 e 43, são criadas máscaras (L+1),cada qual com n« amostras no domínio de número de onda. As tiras sãonumeradas de -L a L.

Na etapa 45, cada duas tiras correspondentes são combinadasem um filtro, movendo a tira com um índice L positivo para a faixa de númerode onda positiva original e movendo a tira com o índice L negativo para afaixa de número de onda negativa original. Se L for ímpar, trocar a posiçãode ambas as tiras. Nas etapas 44 e 45, filtros (L+1) são criados, correspon-dendo às máscaras (L+1) criadas nas etapas 42 e 43, e atuando nas diferen-tes faixas de número de onda das máscaras.

Na etapa 46, todos os vetores consistindo das amostras de to-das as máscaras na mesma amostra de número de onda de freqüência sãonormalizados. Esta normalização é necessária para assegurar que a energiaextra não seja introduzida nos campos de onda separados.

Na etapa 47, os filtros e as máscaras correspondentes são mul-tiplicados juntos para criarem a série de filtros de escala.

Na etapa 48, a série de filtros de escala criada na etapa 47 éenviada para a etapa 51 da figura 5 para processamento adicional.

A figura 5 é um fluxograma que ilustra as etapas de processa-mento finais da segunda concretização do método da invenção para separarcomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes em dados decabo de gravação rebocado de sensor duplo 3D, conforme mostrado nasfiguras 1-4.

Na etapa 51, a série de filtros de escala é obtida da etapa 48 nafigura 4.

Na etapa 52, a série de filtros de escala da etapa 51 é aplicadaao espectro original da janela do registro de velocidade de partícula verticalda etapa 25 da figura 2.

Na etapa 53, são somados todos os espectros filtrados resultan-tes da janela dos registros de velocidade de partícula vertical da etapa 52.Esta soma produz o espectro escalado do registro de velocidade de partículavertical na janela.

Na etapa 54, são combinados o espectro do registro de pressãona janela da etapa 25 da figura 2 e o espectro escalado do registro de velo-cidade de partícula vertical na janela da etapa 53. Isto produz os espectrosdos componentes de campo de onda ascendentes e descendentes na janeIa.

Na etapa 55, todos os espectros dos componentes de campo deonda ascendentes e descendentes da etapa 54 são transformados por in-versão do domínio de frequência-número de onda (f-kx-ky) no domínio denúmero de onda em linha (t-kx-y).

Na etapa 56, os espectros transformados por inversão da etapa55 são combinados para todas as janelas da etapa 24 da figura 2 em umafatia da constante kx. Esta combinação produz os componentes de campo deonda ascendentes e descendentes em uma fatia.

Na etapa 57, todas as fatias da etapa 56 contendo os compo-nentes de campo de onda ascendentes e descendentes calculados das fati-as da etapa 23 da figura 2 são combinadas em um bloco. Esta combinaçãoproduz os registros dos componentes de campo de onda ascendentes edescendentes em um bloco no domínio t-kx-y.

Na etapa 58, os componentes de campo de onda ascendentes edescendentes da etapa 57 são transformados por inversão do domínio denúmero de onda em linha (t-kx-y) novamente no domínio de tempo-espaço (t-x-y). Esta transformação produz os componentes de campo de onda ascen-dentes e descendentes no domínio de tempo-espaço em um bloco.

Na etapa 59, os componentes de campo de onda ascendentes edescendentes em um bloco obtido da etapa 58 são combinados, produzindoos componentes de campo de onda ascendentes e descendentes finais nodomínio de tempo-espaço.

O método da invenção pode ser adicionalmente estabilizado pormeio do cálculo da série de máscaras para cada janela para o registro depressão como também por meio da combinação da mesma com a série parao registro de velocidade de partícula vertical antes da etapa de normaliza-ção. Desta maneira, sinais comuns de ambos os registros são enfatizados ea influência de ruído aleatório é reduzida. O método tem por objetivo predi-zer a relação de energia distorcida e não-distorcida a partir de sua relaçãoem freqüências mais baixas. A aplicação do método da invenção nas janelasde tempo é desejada na medida em que o método assume um número Iimi-tado de eventos localmente lineares.

O método da invenção é descrito acima para a concretização naqual o registro de velocidade de partícula vertical é escalado e o registro depressão não é. Alternativamente, o método da invenção inclui a concretiza-ção alternativa na qual o registro de pressão é escalado e o registro de velo-cidade de partícula vertical não é. A discussão acima pode ser modificada demaneira direta para incluir esta concretização alternativa. Referências aosregistros de pressão e aos registros de velocidade de partícula vertical teri-am meramente que ser trocadas.

A invenção foi discutida acima como um método, para fins ilus-trativos apenas, mas pode também ser implementada como um sistema. Osistema da invenção é preferivelmente implementado por meio de computa-dores, em particular, computadores digitais, juntamente com outro equipa-mento de processamento de dados convencional. Tal equipamento de pro-cessamento de dados, bem conhecido na técnica, irá compreender qualquercombinação apropriada ou rede de equipamento de processamento de com-putador, incluindo, mas não limitada a hardware (processadores, dispositivosde armazenamento temporário e permanente, e qualquer outro equipamentode processamento de computador adequado), software (sistemas de opera-ção, programas de aplicação, bibliotecas de programa de matemática, equalquer outro software apropriado), conexões (elétricas, ópticas, sem fio, ouqualquer outra), e periféricos (dispositivos de entrada e saída, tais como te-ciados, dispositivos de apontar, e scanners; dispositivos de imagem, taiscomo monitores e impressoras; meios de armazenamento, tais como discose unidades de disco, e qualquer outro equipamento apropriado).

Adicionalmente, é notado que a separação de componentes decampo de onda ascendentes e descendentes, acima na etapa 54 da figura 5,pode ser executada em qualquer ponto depois de a série de filtros de escalaser aplicada ao espectro de velocidade de partícula vertical em uma janela,acima na etapa 52 da figura 5. Qualquer mudança resultante na ordem dasetapas está dentro do método da invenção.

O procedimento de criar as máscaras e o efeito do método pro-posto são mostrados nas seguintes figuras. Os dados usados foram emitidosmodelados usando 23 cabos de gravação com uma distância de 25 m. Omodelo consiste em um único defletor com uma inclinação de 60° na direçãodo cabo de gravação transversal e nenhuma inclinação na direção do cabode gravação. As seguintes figuras mostram os resultados para a fatia comkx=0. Nenhuma provisão de janela na dimensão de tempo foi aplicada, vistoque os dados contêm apenas um único evento de reflexão e o fantasma doreceptor correspondente.

A figura 6 é um diagrama que ilustra um terceiro painel exempli-ficativo, conforme usado no método da invenção. A figura 6 mostra um ter-ceiro painel exemplificativo depois da redução para amostras nf para cadanúmero de onda. As tiras 61 que são usadas para construir as máscaras sãoseparadas por linhas verticais 62. As tiras são numeradas e rotuladas de L=-5 a L=5.

A figura 7 é um diagrama que ilustra máscaras criadas das tirasno terceiro painel exemplificativo na figura 6. A figura 7 mostra as tiras dafigura 6 redispostas nas máscaras 71 até L=4. As máscaras são mostradasdepois da normalização, que é a etapa 46 na figura 4. Cada máscara tem omesmo número de amostrar que o espectro original do registro de velocida-de de partícula vertical.

As figuras 8-11 mostram uma comparação entre o campo depressão isento de fantasma modelado (referência) e aquele estimado para onúmero de traço 11. A figura 8 mostra um gráfico dos espectros de amplitu-de 81 do traço de referência comparado com os resultados 82 do método dainvenção para diferentes ordens de desdistorção máxima L. A figura 9 mos-tra um gráfico dos espectros de amplitude 91 do traço de referência compa-rado com mais resultados 92 do método da invenção para diferentes ordensde desdistorção máxima L. Quanto maior a ordem de desdistorção escolhi-da, maior a freqüência com relação à qual o espectro do traço estimado éigualado ao espectro do traço de referência.

A figura 10 mostra um gráfico do sinal 101 estimado pelo métododa invenção e sua diferença 102 para o traço de referência para a ordem dedesdistorção L=0. A figura 11 mostra um gráfico do sinal 111 estimado pelométodo da invenção e sua diferença 112 para o traço de referência para aordem de desdistorção L=5.

Deve ser entendido que o antecedente é meramente uma des-crição detalhada das concretizações específicas desta invenção e que nu-merosas mudanças, modificações e alternativas às concretizações descritaspodem ser feitas de acordo com a descrição aqui apresentada sem se afas-tar do escopo da invenção. A descrição anterior não se destina, portanto, alimitar o escopo da invenção. Do contrário, o escopo da invenção deve serdeterminado apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims (24)

1. Método para separar componentes de campo de onda ascen-dentes e descendentes em dados de cabo de gravação rebocado de sensorduplo 3D, que compreende:a transformação dos registros de pressão e dos registros de ve-locidade de partícula vertical dos dados de cabo de gravação no domínio denúmero de onda em linha;a aplicação de uma série de filtros de escala nos registros develocidade de partícula vertical transformados em cada número de onda em10 linha, onde cada filtro da série de filtros de escala é calculado para uma faixade número de onda de cabo de gravação transversal diferente e em blocosde traços em linha nos quais todos os eventos sísmicos são aproximada-mente lineares;a combinação do espectro de pressão e do espectro de veloci-dade de partícula vertical escalados para separar componentes de campo deonda ascendentes e descendentes; ea transformação inversa dos componentes de campo de ondaascendentes e descendentes novamente no domínio de tempo-espaço.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a transfor-mação dos registros de pressão e dos registros de velocidade de partículavertical dos dados do cabo de gravação no domínio de número de onda emlinha compreende:a recuperação dos registros de pressão e dos registros veloci-dade de partícula vertical originários dos registradores de pressão e dos re-gistradores de velocidade de partícula vertical, respectivamente, montadosno cabo de gravação rebocado;a seleção de uma pluralidade de caixas nos dados de cabo degravação com cada bloco contendo todos os traços na dimensão de cabo degravação transversal, todos os pontos de amostra de traço na dimensão detempo, e apenas traços suficientes na dimensão em linha, de modo que to-dos os eventos sísmicos dentro de cada bloco sejam aproximadamente line-ares;a seleção de uma pluralidade de fatias com número de onda emlinha constante em cada dos blocos;a separação de cada fatia em uma pluralidade de janelas comcada janela contendo todos os traços na dimensão de cabo de gravação tr-nasversal; ea execução do seguinte para cada uma das janelas:a seleção de uma ordem de desdistorção máxima L para a janela;a computação de um filtro de escala para o número de onda emlinha e para uma faixa selecionada números de onda de cabo de gravaçãotransversal;a provisão da janela com traços zero e amostras zero, gerandoum primeiro registro estendido;o zerar periódico no primeiro registro estendido com zero amos-tras, gerando um segundo registro estendido;a transformação dos primeiro e segundo registros no domínio defrequência-número de onda, gerando um primeiro e um segundo espectros,respectivamente;a redução dos primeiro e segundo espectros; ea tomada da relação do primeiro espectro - segundo espectro,gerando o terceiro painel.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual a faixa se-lecionada de números de onda de cabo de gravação transversal é L vezesmaior do que uma faixa de número de onda Nyquist para a janela.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual a provisãoda janela com traços zero e amostras zero compreende:a provisão da janela com L vezes o número de traços na janelapor traços zero na dimensão de cabo de gravação transversal; ea provisão da janela com L vezes o número de amostras em umtraço por amostras zero na dimensão de tempo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual o zerar pe-riódico do primeiro registro estendido com amostras zero compreende:a zeração periódica do segundo registro estendido por traços Lentre cada dois traços vivos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual a reduçãodos primeiro e segundo espectros compreende:a redução das faixas de freqüência dos primeiro e segundo es-pectros para as amostras mais internas com a faixa de freqüência igual emtamanho ao número de freqüências nos registros de velocidade de partículavertical transformados.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual a tomadada relação dos primeiros espectros - segundos espectros compreende:o acréscimo de uma pequena quantidade de ruído branco aosegundo espectro antes da divisão.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a aplicaçãode uma série de filtros de escala compreende:a divisão do terceiro painel em 2 tiras (L+1) numeradas de -L a L;a combinação de cada duas tiras correspondentemente numera-das em uma máscara;a divisão do filtro de escala em 2 tiras (L+1) numeradas de -L a L;a combinação de cada duas tiras correspondentemente numera-das em um filtro;a normalização das máscaras;a multiplicação dos filtros e das máscaras correspondentes jun-tos, gerando uma série de filtros de escala; ea aplicação da série de filtros de escala em registros de veloci-dade de partícula vertical transformados.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, no qual cada tiracompreende metade do número de amostras na dimensão de número deonda de cabo de gravação transversal, como nos registros de velocidade departícula vertical transformados.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, no qual a combi-nação de cada duas tiras correspondentemente numeradas em um filtrocompreende:a movimentação da tira com faixa de L positivo a número de on-da positivo;a movimentação da tira com faixa de L negativo a número deonda negativo; ea troca da posição das tiras, se L for ímpar.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, no qual a normali-zação das máscaras compreende:a normalização de todos os vetores de amostras em todas asmáscaras na mesma amostra de frequência-número de onda.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8, no qual a combi-nação do espectro de pressão e o espectro de velocidade de partícula verti-cal escalados compreende:a soma de todos os registros de velocidade de partícula verticaltransformados filtrados, gerando o espectro de velocidade de partícula verti-cal escalado na janela;a combinação do espectro de pressão e do espectro de veloci-dade de partícula vertical escalados na janela, gerando os espectros doscomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes na janela;a transformação inversa dos espectros dos componentes decampo de onda ascendentes e descendentes do domínio de frequência-número de onda no domínio número de onda em linha;a combinação dos espectros transformados por inversão decomponentes de campo de onda ascendentes e descendentes em todas asjanelas na fatia de constante kx, gerando os componentes de campo de ondaascendentes e descendentes em uma fatia;a combinação dos componentes de campo de onda ascendentese descendentes em todas as fatias no bloco, gerando os componentes decampo de onda ascendentes e descendentes no bloco;a transformação inversa dos componentes de campo de ondaascendentes e descendentes no bloco no domínio de tempo-espaço; ea combinação dos componentes de campo de onda ascendentese descendentes em todos os blocos, gerando os componentes de campo deonda ascendentes e descendentes separados.

13. Sistema para separar os componentes de campo de ondaascendentes e descendentes em dados de cabo de gravação rebocado desensor duplo 3D que compreende:registradores de pressão e registradores de velocidade de partí-cula vertical montados no cabo de gravação rebocado, registrando os regis-tros de pressão e os registros de velocidade de partícula vertical, respecti-vãmente;um meio para transformar os registros de pressão e os registrosde velocidade de partícula vertical dos dados de cabo de gravação no domí-nio de número de onda em linha;um meio para aplicar uma série de filtros de escala nos registrosde velocidade de partícula vertical transformados em cada número de ondaem linha, onde cada filtro da série de filtros de escala é calculado para umafaixa de número de onda de cabo de gravação transversal diferente e emblocos de traços em linha nos quais todos os eventos sísmicos são aproxi-madamente lineares;um meio para combinar o espectro de pressão e o espectro develocidade de partícula vertical escalados para separar os componentes decampo de onda ascendentes e descendentes; eum meio para a transformação inversa dos componentes decampo de onda ascendentes e descendentes separados novamente no do-mínio de tempo-espaço.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, no qual o meiopara transformar registros de pressão e registros de velocidade de partículavertical dos dados de cabo de gravação no domínio de número de onda emlinha compreende;um meio para selecionar uma pluralidade de caixas nos dadosde cabo de gravação com cada bloco contendo todos os traços na dimensãode cabo de gravação transversal, todos os pontos de amostra de traço nadimensão de tempo, e apenas os traços suficientes na dimensão em linha demodo que todos os eventos sísmicos dentro de cada bloco sejam aproxima-damente linear;um meio para selecionar uma pluralidade de fatias com númerode onda em linha constante em cada dos blocos;um meio para separar cada fatia em uma pluralidade de janelascom cada janela contendo todos os traços na dimensão de cabo de grava-ção transversal; eum meio para executar o seguinte para cada das janelas:um meio para selecionar uma ordem de desdistorção máxima Lpara a janela;um meio para computar um filtro de escala para o número deonda em linha e para uma faixa selecionada de nws de cabo de gravaçãotransversal;um meio para prover a janela com traços zero e amostras zero,gerando um primeiro registro estendido;um meio para periodicamente zerar o primeiro registro estendidocom amostras zero, gerando um segundo registro estendido;um meio para transformar os primeiro e segundo registros es-tendidos no domínio de frequência-número de onda, gerando um primeiro eum segundo espectros, respectivamente;um meio para reduzir o primeiro e o segundo espectros; eum meio para tomar a relação do primeiro espectro ao segundoespectro, gerando o terceiro painel.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, no qual a faixaselecionada dos números de onda de cabo de gravação transversal é L ve-zes maior do que uma faixa de número de onda Nyquist para a janela.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, no qual o meiopara prover a janela com traços zero e amostras zero compreende:um meio para prover a janela com L vezes o número de traço najanela pelos traços zero na dimensão de cabo de gravação transversal; eum meio para prover a janela com L vezes o número de amos-tras em um traço por amostras zero na dimensão de tempo.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, no qual o meiopara periodicamente zerar o primeiro registro estendido com amostras zerocompreende:um meio para periodicamente zerar o segundo registro estendi-do por traços L entre cada dois traços vivos.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, no qual o meiopara reduzir os primeiro e segundo espectros compreende:um meio para reduzir as faixas de freqüência dos primeiro e se-gundo espectros para as amostras internas com faixa de freqüência igual notamanho ao número de freqüências nos registros de velocidade de partículavertical transformados.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, no qual o meiopara tomar a relação dos primeiros espectros aos segundos espectros com-preende:um meio para adicionar uma pequena quantidade de ruído bran-co ao segundo espectro antes dividir.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, no qual o meiopara aplicar uma série de filtros de escala compreende:um meio para dividir o terceiro painel em 2 tiras (L+1) numera-das de -L a L;um meio para combinar cada duas tiras correspondentementenumeradas em uma máscara;um meio para dividir o filtro de escala em 2 tiras (L+1) numera-das de -L a L;um meio para combinar cada duas tiras correspondentementenumeradas em um filtro;um meio para normalizar as máscaras;um meio para multiplicar os filtros e as máscaras corresponden-tes juntas, gerando uma série de filtros de escala; eum meio para aplicar a série de filtros de escala aos registros develocidade de partícula vertical transformados.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, no qual cadadas tiras compreende metade do número de amostras na dimensão de nú-mero de onda de cabo de gravação transversal, como nos registros de velo-cidade de partícula vertical transformados.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 20 no qual o meiopara combinar cada duas tiras correspondentemente numeradas em um filtrocompreende:um meio para mover a tira com faixa de L positivo a número deonda positivo;um meio para mover a tira com a faixa de L negativo a númerode onda negativo; eum meio para trocar a posição das tiras, se L for ímpar.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, no qual o meiopara normalizar as máscaras compreende:um meio para normalizar todos os vetores de amostra em todasas máscaras na mesma amostra de frequência-número de onda.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, no qual o meiopara combinar o espectro de pressão e o espectro de velocidade de partícu-la vertical escalados compreende:um meio para somar todos os registros de velocidade de partícu-la vertical transformados filtrados, gerando o espectro de velocidade de par-tícula vertical escalado na janela;um meio para combinar o espectro de pressão e o espectro develocidade de partícula vertical escalados na janela, gerando os espectrosdos componentes de campo de onda ascendentes e descendentes, na janela;um meio para a transformação inversa dos espectros dos com-ponentes de campo de onda ascendentes e descendentes do domínio defrequência-número de onda no domínio de número de onda em linha;um meio para combinar espectros transformados por inversãode componentes de campo de onda ascendentes e descendentes em todasas janelas na fatia de constante kx, gerando os componentes de campo deonda ascendentes e descendentes em uma fatia;um meio para combinar os componentes de campo de onda as-cendentes e descendentes em todas as fatias no bloco, gerando os compo-nentes de campo de onda ascendentes e descendentes no bloco;um meio para a transformação inversa dos componentes decampo de onda ascendentes e descendentes no bloco no domínio de tempo-espaço; eum meio para combinar componentes de campo de onda ascen-dentes e descendentes em todos, gerando os componentes de campo deonda ascendentes e descendentes separados.