BRPI1104046A2 - Método para decomposição de onda com o uso de sensores de movimento multicomponente - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA DECOMPOSIÇÃO DE ONDA COM O USO DE SENSORES DE MOVIMENTO MULTICOMPONENTE. A presente invenção refere-se a dados de velocidade em três eixos geométricos, obtidos juntamente com dados de pressão em um estudo sísmico marinho, que são girados para uma direção de radiação. E aplicada decomposição de onda plana na direção de radiação aos dados de velocidade girados. Os dados de pressão e dados de velocidade são combinados para gerar pelo menos um dos campos de onda ascendente e descendente. Pelo menos um dos campos de onda ascendente e descendente é usado em um domínio tempo-espaço para criar a imagem da subsuperfície da terra.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA DECOMPOSIÇÃO DE ONDA COM O USO DE SENSORES DE MO- VIMENTO MULTICOMPONENTE".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

A presente invenção refere-se geralmente ao campo de pros- pecção geofísica. Mais particularmente, a invenção refere-se ao campo de sensor dual de criação de imagem de dados de serpentina sísmica marinha. Descrição da Técnica Relacionada Na indústria de gás e petróleo, prospecção geofísica é comu-

mente usada para auxiliar na busca e avaliação da subsuperfície de forma- ções da terra. Técnicas de prospecção geofísica produzem conhecimento da estrutura da subsuperfície da terra, que é útil para descobrir e extrair recur- sos minerais valiosos, particularmente depósitos de hidrocarbonetos, tais como petróleo e gás natural. Uma técnica bem conhecida de prospecção geofísica é um estudo sísmico. Em um estudo sísmico baseado em terra, um sinal sísmico é gerado na ou próximo à superfície da terra, e então se deslo- ca para baixo para dentro da subsuperfície da terra. Em um estudo sísmico marinho, o sinal sísmico também pode se deslocar para baixo através de um corpo de água sobrejacente a subsuperfície da terra. As fontes de energia sísmica são usadas para gerar o sinal sísmico que, após a propagação para dentro da terra, é pelo menos parcialmente refletido através de refletores sísmicos de subsuperfície. Estes refletores sísmicos tipicamente são interfa- ces entre formações subterrâneas que tem propriedades elásticas diferen- tes, especificamente velocidade de onda sonora e densidade de rocha, que levam a diferenças na impedância acústica das interfaces. A energia sísmica refletida é detectada através de sensores sísmicos (também chamados re- ceptores sísmicos) na ou próximos à superfície da terra, em um corpo sobre- jacente de água, ou a profundidades conhecidas em furos de poço. Os sen- sores sísmicos geram sinais, tipicamente elétricos ou óticos, a partir da e- nergia sísmica detectada, que são gravados para processamento adicional.

As fontes sísmicas apropriadas para geração de sinal sísmico em estudos sísmicos em terra podem incluir explosivos ou vibradores. Estu- dos sísmicos marinhos tipicamente empregam uma fonte sísmica submersa rebocada por um navio e ativada periodicamente para gerar um campo de ondas acústicas. A fonte sísmica que gera o campo de ondas pode ser de diversos tipos, que incluem uma pequena carga de explosivo, uma faísca ou arco elétrico, um vibrador marinho, um canhão de água, um canhão de va- por, e, mais tipicamente, um canhão de ar. Tipicamente, uma fonte sísmica marinha consiste não em um elemento único, mas em uma matriz distribuída espacialmente de elementos fonte. Este arranjo é particularmente verdadeiro para canhões de ar, atualmente a forma mais comum de fonte sísmica mari- nha.

Os tipos apropriados de sensores sísmicos tipicamente incluem sensores de velocidade de partícula, particularmente em estudos em terra, e sensores de pressão de água particularmente em estudos marinhos. Algu- mas vezes, sensores de deslocamento de partículas, sensores de acelera- ção de partículas, ou sensores de gradiente de pressão são usados no lugar de ou adicionalmente a sensores de velocidade de partículas. Sensores de velocidade de partículas e sensores de pressão de água são conhecidos comumente na técnica como geofones e hidrofones, respectivamente. Sen- sores sísmicos podem ser implantados sozinhos, mas mais comumente são implantados em arranjos de sensores. Adicionalmente, os sensores de pres- são e sensores de movimento de partículas podem ser implantados juntos em um estudo marinho, colocados em pares ou pares de arranjos.

Em um estudo sísmico marinho típico, um navio de estudo sís- mico se desloca na superfície da água, tipicamente a aproximadamente 5 nós, e contém equipamento de aquisição sísmica, tal como controle de na- vegação, controle de fonte sísmica, controle de sensor sísmico e equipa- mento de gravação. O equipamento de controle de fonte sísmica provoca uma fonte sísmica rebocada no corpo de água pelo navio sísmico a atuar em tempos selecionados. Serpentinas sísmicas, também chamadas cabos sís- micos, são estruturas alongadas semelhantes a cabos rebocadas no corpo de água pelo navio de estudo sísmico que reboca a fonte ou por outra em- barcação de estudo sísmico. Tipicamente, uma pluralidade de serpentinas sísmicas é rebocada atrás de um navio sísmico. As serpentinas sísmicas contêm sensores para detectar os campos de ondas refletidos iniciados pela fonte sísmica e refletidos pelas interfaces refletoras. Convencionalmente, as serpentinas sísmicas contêm sensores de pressão tais como hidrofones, mas têm sido propostas serpentinas sísmicas que contém sensores de velo- cidade de partícula tais como geofones ou sensores de aceleração de partí- culas tais como acelerômetros, em adição aos hidrofones. Os sensores de pressão e sensores de movimento de partícula podem ser implantados em grande proximidade, colocados em pares ou pares de arranjos ao longo de um cabo sísmico. Uma alternativa a ter o geofone e hidrofone colocalizados, é ter densidade espacial suficiente de sensores de modo que os respectivos campos de ondas gravados pelo hidrofone e geofone possam ser interpola- dos ou extrapolados para produzir os dois sinais de campos de ondas na mesma localização.

Após a onda refletida alcançar o cabo sísmico, a onda continua a se propagar para a interface água/ar na superfície da água, a partir de on- de a onda é refletida para baixo, e é novamente detectada pelos hidrofones no cabo sísmico. A superfície da água é um bom refletor e o coeficiente de reflexão na superfície da água é próximo à unidade em magnitude e é nega- tivo em sinal para sinais de pressão. As ondas refletidas na superfície deste modo serão deslocadas de fase 180 graus relativos às ondas que se propa- gam para cima. A onda que se propaga para baixo gravada pelos receptores é comumente referenciada como reflexão de superfície ou sinal "fantasma". Devido à reflexão de superfície, a superfície da água atua como um filtro, que cria fendas espectrais no sinal gravado que limitam a largura de banda dos dados gravados. Devido à influência da reflexão de superfície, algumas freqüências no sinal gravado são amplificadas e algumas freqüências são atenuadas.

Um sensor de movimento de partículas, tal como um geofone,

tem uma resposta direcional, enquanto que um sensor de pressão, tal como um hidrofone, não tem. Consequentemente, os sinais de campo de ondas ascendente detectados por um geofone e hidrofone localizados próximos estarão em fase, enquanto que sinais de campo de onda descendente serão gravados 180 graus fora de fase. Várias técnicas têm sido propostas para usar esta diferença de fase para reduzir as fendas espectrais causadas pela reflexão de superfície. Técnicas convencionais para a supressão de fantas- ma incluem freqüentemente combinação de campos de ondas de velocidade de partícula vertical e pressão para separar um dos campos de ondas de velocidade vertical de partícula ou pressão em pelo menos um dos compo- nentes de campo de onda ascendente e descendente. As medições feitas por sensores de movimento em cabos sísmi-

cos rebocados para medir o movimento de partícula associado com as on- das de pressão são medições vetoriais. Portanto, diferente das medições de pressão, as amplitudes gravadas são dependentes do ângulo de incidência relativo para a direção de medição de vetor. Se o campo de velocidade verti- cal está sendo medido, então as amplitudes gravadas são proporcionais ao cosseno do ângulo de incidência relativo à vertical. Com sensores de movi- mento de componente único, esta dependência de ângulo tem que ser corri- gida para antes de o campo de velocidade ser combinado com o campo de pressão total para separar campos de ondas ascendentes e descendentes. Uma forma de fazer esta correção de amplitude dependente de ângulo é decompor os dados medidos em ondas planas, e então dividir as amplitudes pelo cosseno do ângulo de cada onda plana. A um ângulo de emissão de zero grau, a direção de medição é na mesma direção que o movimento de partícula, e não é necessária nenhuma correção às amplitudes após a de- composição em ondas planas.

Existem diversas limitações com este método convencional. O método requer dados que sejam espacialmente amostrados densamente, tanto na direção alinhada como cruzada, a fim de evitar efeito serrilhado na decomposição de onda plana. Adicionalmente, a relação sinal para ruído tende a diminuir com o crescimento dos ângulos de incidência. Os sinais de interesse diminuem em amplitude com o aumento do ângulo como descrito acima, enquanto que o ruído relacionado a vibrações mecânicas nas serpen- tinas sísmicas não segue o mesmo ângulo de dependência que o sinal por- que o ruído se propaga com uma velocidade mais lenta ao longo da serpen- tina sísmica comparada a energia acústica, e o efeito serrilhado tende a o- correr a freqüências relativamente baixas. Este ruído tende a ser espalhado sobre toda a amplitude de ângulos de interesse. Consequentemente, o nível de sinal relativo ao nível de ruído tende a diminuir com o aumento do ângulo.

Assim, existe uma necessidade por um método para separar os campos de pressão ou velocidade vertical em pelo menos um dos compo- nentes de campo de ondas ascendente e descendente sem exigir amostra- gem espacial densa, especialmente na direção cruzada, e sem exigir conhe- cimento dos ângulos de incidência. BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção é um método para criação de imagem da subsuperfí- cie da terra. Dados de velocidade de três eixos, obtido ao longo com dados de pressão em um estudo sísmico marinho, são girados para uma direção de radiação. Decomposição de onda plana é aplicada na direção de radia- ção aos dados de velocidade girada. Os dados de pressão e os dados de velocidade são combinados para gerar pelo menos um de campos de onda ascendente e descendente. Pelo menos, um dos campos de onda ascen- dentes e descendentes é usado em um domínio tempo-espaço para criar a imagem da subsuperfície da terra. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção e suas vantagens podem ser mais facilmente enten- didas por referência a descrição detalhada a seguir e aos desenhos em ane- xo, nos quais:

a figura 1 é um fluxograma que ilustra uma modalidade do méto- do da invenção para criação de imagem da subsuperfície da terra;

a figura 2 é um fluxograma que ilustra uma parte inicial de outra modalidade do método da invenção para criação de imagem da subsuperfí- cie da terra;

a figura 3 é um fluxograma que ilustra uma parte final de uma modalidade do método da invenção começado na figura 2; e a figura 4 é um fluxograma que ilustra uma parte final de uma modalidade alternativa do método da invenção começado na figura 2.

Embora a invenção seja descrita em conexão com suas modali- dades preferenciais, será entendido que a invenção não é limitada a estas.

Ao contrário, a invenção se destina a cobrir todas as alternativas, modifica- ções e equivalentes que possam ser incluídos dentro do escopo da inven- ção, como definido pelas reivindicações em anexo. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A invenção é um método para criar a imagem da subsuperfície da terra usando pelo menos um dos campos de ondas de pressão e de velo- cidade ascendentes e descendentes. Em particular, a invenção é um método para usar medições de sensor de movimento de três eixos e medições de sensor de pressão obtidos durante um estudo sísmico marinho para gerar o pelo menos um de campos de ondas de pressão e velocidade ascendentes e descendentes. Na invenção, não é necessário usar o ângulo incidente para considerar as medições de velocidade direcionais. Em vez disso, as medi- ções de velocidade são giradas para corresponder às direções de radiação das ondas planas separadas através de uma decomposição de onda plana.

Os dados sísmicos obtidos na execução de um estudo sísmico, representativo da subsuperfície da terra, são processados para produzir in- formação relacionada à estrutura e propriedades geológicas da subsuperfí- cie de formações da terra na área que está sendo estudada. Os dados sís- micos processados são processados para exibição e análise do conteúdo de hidrocarboneto potencial destas formações subterrâneas. O objetivo de pro- cessamento de dados sísmicos é extrair dos dados sísmicos tanta informa- ção quanto possível a respeito das formações subterrâneas a fim de criar a imagem adequadamente a subsuperfície geológica. A fim de identificar loca- lizações na subsuperfície da Terra, onde existe uma probabilidade de achar acúmulos de petróleo, são gastas grandes somas de dinheiro na obtenção, processamento e interpretação de dados sísmicos. O processo de construir superfícies refletoras que definem as camadas da terra subterrâneas de inte- resse para os dados sísmicos gravados fornece uma imagem da terra em profundidade ou tempo.

A imagem da estrutura da subsuperfície da terra é produzida a fim de permitir que um interpretador selecione localizações com a maior pro- babilidade de ter acúmulos de petróleo. Para verificar a presença de petró- leo, um poço tem que ser perfurado. A perfuração de poços para determinar se depósitos de petróleo estão presentes ou não, é um empreendimento ex- tremamente oneroso e demorado. Por esta razão, existe uma necessidade contínua para melhorar o processamento e a exibição de dados sísmicos, para produzir uma imagem da estrutura da subsuperfície da terra que melho- rará a habilidade de um interpretador, seja a interpretação feita através de um computador ou um ser humano, para avaliar a probabilidade de que um acúmulo de petróleo exista em uma localização particular na subsuperfície da terra. O processamento e a exibição dos dados sísmicos obtidos facilitam decisões mais precisas de se e onde perfurar, e deste modo reduz o risco de perfuração de furos secos.

Sensores de movimento de partículas são tipicamente sensores de velocidade, mas outros sensores de movimento de partícula, que incluem sensores de aceleração de partícula, podem ser usados em vez de sensores de velocidade de partícula em serpentinas sísmicas de sensor dual. Senso- res de velocidade de partícula são comumente conhecidos na técnica como geofones e sensores de aceleração de partícula são comumente conhecidos na técnica como acelerômetros. A presente invenção será descrita com mo- dalidades que empregam geofones, mas esta escolha de sensor é por sim- plicidade de ilustração apenas e não tem a intenção de ser uma restrição da invenção.

Embora um hidrofone grave o campo de ondas total omni- direcionalmente, um geofone vertical, como utilizado tipicamente em proces- samento sísmico, grava apenas o componente vertical do campo de ondas uni-direcionalmente. O componente vertical do campo de ondas será igual ao campo de ondas total apenas para sinais que são propagados de forma verticalmente descendente. Se θ é o ângulo de incidência entre a frente de onda de sinal e a orientação do sensor, então a propagação ascendente ver- tical é convencionalmente definida pelo ângulo de incidência θ = 0.

Se os componentes de velocidade de partícula vertical e dois or- togonais horizontais são conhecidos a partir da medição, adicionalmente ao campo de ondas de pressão, então os componentes de velocidade de partí- cuia podem ser calculados pela rotação de um sistema de coordenadas dife- rente inicialmente. Então, através do método da invenção, pelo menos um dos componentes ascendente e descendente dos campos de pressão e ve- locidade vertical pode ser determinado sem conhecimento dos ângulos de incidência.

A figura 1 é um fluxograma que ilustra uma modalidade do mé-

todo da invenção para criação de imagem da subsuperfície da terra.

No bloco 10, dados de três eixos geométricos de velocidade, ob- tidos juntamente com dados de pressão em um estudo sísmico marinho, são girados para uma direção de radiação.

No bloco 11, uma decomposição de onda plana é aplicada na di-

reção de radiação aos dados de velocidade girados do bloco 10.

No bloco 12, os dados de pressão e os dados de velocidade do bloco 11 são combinados para gerar pelo menos um dos campos de onda ascendente e descendente.

No bloco 13, o pelo menos um dos campos de onda ascendente

e descendente do bloco 12 são usados no domínio tempo-espaço para criar a imagem da subsuperfície da terra.

As figuras 2 a 4 ilustram em mais detalhes a invenção mostrada em geral na figura 1.

A figura 2 é um fluxograma que ilustra uma parte inicial de outra

modalidade do método da invenção para criação de imagem da subsuperfí- cie da terra.

No bloco 20, dados sísmicos marinhos são obtidos com o uso de sensores de movimento de três eixos geométricos e um sensor de pressão.

Se os sensores de movimento são acelerômetros em vez de geofones, en- tão as medições do acelerômetro precisam ser integradas a fim de fornecer os dados na forma de dados de velocidade. Esta integração pode ser obtida por métodos computacionais bem conhecidos na técnica. Então, os senso- res de movimento de três eixos geométricos geram dados de velocidade de partícula direcionais e o sensor de pressão gera dados de pressão omni- direcionais. Obter os dados sísmicos inclui recuperar previamente dados obtidos do armazenamento, tal como memória de computador ou outros ti- pos de dispositivos ou mídia de armazenamento de memória.

No bloco 21, são determinadas as orientações dos sensores de movimento de três eixos geométricos do bloco 20. Estas orientações deter- minam um sistema de coordenadas Cartesiano para os dados de velocidade do bloco 20, orientado nas direções dos três sensores de movimento. Tipi- camente, os três sensores de movimento compreendem um sensor vertical e dois sensores horizontais ortogonais. Tipicamente, os dois sensores horizon- tais são orientados nas direções alinhada e cruzada. Estas orientações con- vencionais são convenientes e podem auxiliar na eficiência computacional, mas não devem ser consideradas uma limitação da invenção. Em uma mo- dalidade, estes sensores de movimento compreendem geofones ou acele- rômetros em gimbal. O mecanismo gimbal traz automaticamente os senso- res para uma determinada orientação, tal como as direções horizontal e ver- tical ortogonais descritas acima. Em outra modalidade, os sensores de movimento são acelerô-

metros que não estão em gimbal, de modo que a orientação dos sensores não é anteriormente conhecida. Neste caso, a orientação dos sensores pre- cisa ser determinada, ou a partir dos componentes CC das acelerações me- didas ou a partir dos sensores inclinômetros ou quaisquer outros sensores apropriados. Adicionalmente, medições de giroscópio podem ser usadas para determinar variação na orientação.

No bloco 22, é determinada a direção de radiação do plano da decomposição de onda plana a ser executada.

No bloco 23, o sistema de coordenadas dos sensores de movi- mento de três eixos geométricos do bloco 21 é girado para ajustar-se à dire- ção de radiação da decomposição de onda plana determinada no bloco 22. Em uma modalidade, a rotação é feita como rotação de vetor através do uso de matrizes de rotação.

Com sensores de movimento de três eixos geométricos, tais como sensores de velocidade (geofones) ou acelerômetros, nos quais a ori- entação dos sensores e cada um de seus componentes horizontal e vertical são conhecidos, o sistema de coordenadas pode ser girado para qualquer orientação. Portanto com sensores de movimento de três eixos geométricos, o campo de velocidade em qualquer direção pode ser derivado através da rotação do vetor.

No bloco 24, a decomposição de onda plana é aplicada aos da- dos de velocidade no sistema de coordenadas girado do bloco 23 na direção de radiação do bloco 22. O sistema de coordenadas das medições de velo- cidade de três eixos geométricos é girado juntamente com a decomposição de onda plana de modo que um dos eixos geométricos aponta na mesma direção da direção da radiação da onda plana que está sendo decomposta em todas as posições de sensor. Este eixo geométrico ou vetor de velocida- de é então usado para fazer a decomposição de onda plana.

O vetor de velocidade usado para decomposição de onda plana está agora na mesma direção que a direção do movimento de partícula as- sociado com a representação de onda plana das ondas de pressão. Uma vez que a medição do vetor está sempre apontando na mesma direção que o movimento da partícula, não existe necessidade de correções adicionais de amplitude dependentes de ângulo, como seria necessário no processa- mento convencional. Também, uma vez que os vetores de velocidade são orientados na mesma direção que o movimento da partícula, as amplitudes dos sinais em cada direção de onda plana são maximizadas através da rota- ção do vetor juntamente com a decomposição de onda plana, deste modo maximizando a relação sinal para ruído.

A decomposição de onda plana pode ser feita através de uma transformada de Radon linear onde sinais são somados ao longo de planos de ângulos conhecidos. As medições de velocidade de partícula foram gira- das anteriormente de modo que os vetores de velocidade estão na mesma direção que a direção de radiação da onda plana. A rotação e a soma ao longo de planos de ângulos bem conhecidos são repetidas sobre as amplitu- des de ângulos de interesse. Isto pode ser feito ou no domínio do tempo ou no domínio de freqüência.

Neste ponto, o processo prossegue ou para o bloco 30 da figura 3 ou para o bloco 40 da figura 4, com os dados de velocidade. Os fluxogra- mas nas figuras 3 e 4 ilustram duas modalidades alternativas para terminar o processo começado na figura 2.

A figura 3 é um fluxograma que ilustra uma parte final de uma modalidade do método da invenção começado na figura 2. No bloco 30, os dados de velocidade do bloco 24 da figura 2 são

transformados inversamente do domínio da onda plana de volta para o do- mínio tempo- espaço. Após os dados serem transformados de volta para o domínio tempo-espaço, o resultado é um campo de velocidade omni- direcional. Em particular, nenhuma correção para ângulo de incidência é e- xecutada porque, no método da invenção, nenhuma correção adicional é necessária. Em uma modalidade, a transformada inversa é uma transforma- da de Radon linear inversa.

Uma vez que a amostragem espacial das medições do sensor são suficientemente densas, e a decomposição de onda plana para frente e inversa podem ser feitas sem artefatos, a transformada inversa pode ser fei- ta para localizações diferentes das localizações originais dos sensores. Por- tanto, não é uma exigência da invenção ter sensores de pressão e movimen- to colocalizados.

Neste ponto, o processo pode prosseguir como diversas modali- dades, duas das quais são ilustradas aqui. Na primeira modalidade, o pro- cesso prossegue para o bloco 31 para gerar pelo menos um dos campos de pressão ascendente e descendente. Na segunda modalidade, o processo prossegue para o bloco 33 para gerar pelo menos um dos campos de velo- cidade ascendente e descendente. Em ambas as modalidades, o pelo me- nos um dos campos de onda ascendente e descendente resultante são utili- zados para criar a imagem da subsuperfície da terra.

No bloco 31, o campo de velocidade omni-direcional transforma- 10

da do bloco 30 é multiplicado pela impedância acústica da água e então combinado com o campo de pressão total no domínio tempo e espaço. Esta combinação gera pelo menos um dos campos de onda de pressão ascen- dente e descendente no domínio tempo-espaço. A impedância acústica da água é um produto da velocidade da água e densidade na localização do sensor.

Assim em uma modalidade, os campos de onda de pressão as- cendente e descendente Pu e Pfj são dados em termos da pressão medida P e da velocidade omni-direcional V por:

Pu=^P-pcV]

(1)

Pd=±[P + pcV]

(2)

Aqui, o fator pc é a impedância acústica da água, onde ρ é a densidade da água e c é a velocidade acústica da água. Deve ser observado que no método da invenção, como expresso, por exemplo, nas equações (1) e (2) não existe dependência explícita do ângulo de incidência. No bloco 32, pelo menos um dos campos de pressão ascenden-

te e descendente gerados no bloco 31 é usado para criação de imagem da subsuperfície da terra. O processo termina para esta modalidade.

No bloco 33, em uma modalidade alternativa, o campo de pres- são total é dividido pela impedância acústica da água e então combinado com o campo de velocidade omni-direcional no domínio tempo -espaço a fim de derivar o pelo menos um dos campos de velocidade ascendente e des- cendente no domínio tempo-espaço.

Em uma modalidade, os campos de onda de velocidade ascen- dente e descendente Vu e Vd são dados em termos de pressão P medida e

por:

velocidade omni-direcional V

pc

Vu-- 2

V--P

(3) e

V +—P . Pc

(4)

Novamente, no método da invenção, como expresso, nas equações (3) e (4), não existe dependência explícita do ângulo de incidência.

No bloco 34, pelo menos um dos campos de velocidade ascen-

dente e descendente do bloco 33 é usado para criar a imagem da subsuper- fície da terra. O processo termina para esta modalidade

A figura 4 é um fluxograma que ilustra uma parte final de uma modalidade alternativa do método da invenção começado na figura 2. No bloco 40, em outra modalidade da invenção, a decomposição

de onda plana é aplicada ao campo de pressão total sobre as mesmas am- plitudes de ângulos que os campos de velocidade no bloco 24 da figura 2.

Neste ponto, o processo pode prosseguir como diversas modali- dades, duas das quais são ilustradas aqui. Na primeira modalidade, o pro- cesso prossegue para o bloco 41 para gerar pelo menos um dos campos de pressão ascendente ou descendente. Na segunda modalidade, o processo segue para o bloco 44 para gerar pelo menos um dos campos de velocidade ascendente e descendente.

No bloco 41, os dados de velocidade girados decompostos do bloco 24 da figura 2 são multiplicados pela impedância acústica da água e combinados no domínio de onda plana com os dados de pressão decompos- tos do bloco 40. Esta combinação gera pelo menos um dos campos de onda de pressão ascendente e descendente no domínio de onda plana. Em uma modalidade, as equações (1) e (2) são empregadas. No bloco 42, pelo menos um dos campos de pressão ascenden-

te e descendente do bloco 41 é transformado inversamente do domínio de onda plana de volta para o domínio tempo-espaço.

No bloco 43, o pelo menos um dos campos de pressão ascen- dente e descendente do bloco 42 é usado para criar a imagem da subsuper- fície da terra. O processo termina para esta modalidade. No bloco 44, em uma modalidade alternativa, o campo de pres- são decomposto do bloco 40 é dividido pela impedância acústica da água e então combinado no domínio de onda plana com o campo de velocidade girado decomposto a fim de derivar o pelo menos um dos campos de veloci- dade ascendente e descendente no domínio de onda plana. Em uma moda- lidade, as equações (3) e (4) são empregadas.

No bloco 45, pelo menos um dos campos de velocidade ascen- dente e descendente separado é inversamente transformado do domínio de onda plana de volta para o domínio tempo-espaço para gerar pelo menos um dos campos de velocidade ascendente e descendente omni-direcional.

No bloco 46, pelo menos um dos campos de velocidade ascen- dente e descendente omni-direcional do bloco 43 é usado para criar a ima- gem da subsuperfície da terra. O processo termina para esta modalidade.

A metodologia descrita não requer qualquer interação de usuá- rio, e pode como tal ser aplicada em centros de processamento de dados ou a bordo de navios como uma das primeiras etapas do processo, ou durante o processo de obtenção de dados.

A invenção foi discutida acima como um método, para fins ilus- trativos apenas, mas também pode ser implementada como um sistema. O sistema da invenção é preferencialmente implementado por meio de compu- tadores, em particular computadores digitais, juntamente com outros equi- pamentos de processamento de dados convencionais. Estes equipamentos de processamento de dados, bem conhecidos na técnica, compreenderão qualquer combinação apropriada ou rede de equipamentos de processamen- to computador, incluindo, mas não limitado a, hardware (processadores, dis- positivos de armazenamento temporário e permanente, e quaisquer outros equipamentos de processamento de computador apropriados), software (sis- temas operacionais, programas de aplicação, bibliotecas de programas ma- temáticos, e qualquer outro software apropriado), conexões (elétrica, ótica, sem-fio, ou de outra forma), e periféricos (dispositivos de entrada e saída, tais como teclado, dispositivos de apontar e scanners, dispositivos de exibi- ção tais como monitores e impressoras, mídia de armazenamento legível por computador tais como fitas, discos, discos rígidos, e qualquer outro equipa- mento apropriado).

Em outra modalidade, a invenção pode ser implementada como o método descrito acima, especificamente executada usando um computa- dor programável para executar o método. Em outra modalidade, a invenção pode ser implementada como um programa de computador armazenado em um meio legível por computador para executar o método descrito acima. Em outra modalidade, a invenção pode ser implementada como um meio legível por computador com um programa de computador armazenado no meio, de modo que o programa tem lógica operável para fazer com que um computa- dor programável execute o método descrito acima.

Deve ser entendido que o conteúdo precedente é meramente uma descrição detalhada de modalidades específicas desta invenção e que várias mudanças, modificações e alternativas às modalidades descritas po- dem ser feitas de acordo com esta descrição sem se afastar do escopo da invenção. A descrição precedente, portanto, não tem o objetivo de limitar o escopo da invenção. Em vez disso, o escopo da invenção é para ser deter- minado apenas pelas reivindicações em anexo e seus equivalentes.

Claims (12)

1. Método para criação de imagem da subsuperfície da terra, que compreende: girar dados de velocidade de três eixos geométricos, obtidos jun- tamente com dados de pressão em um estudo sísmico marinho, para uma direção de radiação; aplicar decomposição de onda plana na direção de radiação aos dados de velocidade girados; combinar os dados de pressão e os dados de velocidade para gerar pelo menos um dos campos de ondas ascendente e descendente; e usar pelo menos um dos campos de ondas ascendente e des- cendente em um domínio tempo-espaço para criar a imagem da subsuperfí- cie da terra.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a rotação dos dados de velocidade compreende: obter dados sísmicos marinhos usando sensores de movimento de três eixos geométricos e um sensor de pressão; determinar as orientações dos sensores de movimento de três eixos geométricos; determinar a direção de radiação da decomposição de onda pla- na á ser executada; e girar o sistema de coordenadas dos sensores de movimento de três eixos geométricos para adequar a direção da radiação da decomposição de onda plana.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que os senso- res de movimento de três eixos geométricos compreendem geofones de três eixos geométricos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que os senso- res de movimento de três eixos geométricos compreendem acelerômetros de três eixos geométricos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, que adicionalmente compreende: integrar os dados do acelerômetros para fornecer dados de ve- locidade.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a rotação do sistema de coordenadas dos sensores de movimento de três eixos geo- métricos compreende: aplicar rotação de vetor através do uso de matrizes de rotação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a aplicação da decomposição de onda plana compreende adicionalmente: transformar inversamente os dados de velocidade inversa do domínio de onda plana de volta para o domínio de tempo-espaço para gerar dados de velocidade omni-direcionais.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que a combina- ção dos dados de pressão e dados de velocidade compreende: multiplicar os dados de velocidade omni-direcionais pela impe- dância acústica da água para gerar dados de velocidade em escala; e combinar os dados de velocidade em escala com os dados de pressão em um domínio tempo-espaço.

9. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que a combina- ção dos dados de pressão e dados de velocidade compreende: dividir os dados de pressão pela impedância acústica da água para gerar dados de pressão em escala; e combinar os dados de pressão em escala com os dados de ve- locidade omni-direcionais em um domínio tempo-espaço.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a aplica- ção da decomposição de onda plana compreende adicionalmente: aplicar decomposição de onda plana na direção da radiação aos dados de pressão.

11. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que a combi- nação dos dados de pressão e dados de velocidade compreende adicional- mente: multiplicar os dados de velocidade girados pela impedância a- cústica da água para gerar dados de velocidade em escala; e combinar os dados de velocidade em escala com os dados de pressão em um domínio de onda plana; gerando pelo menos um dos cam- pos de onda ascendente e descendente; e transformar inversamente o pelo menos um dos campos de onda ascendente e descendente do domínio de onda plana de volta para o domí- nio tempo-espaço.

12. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que a combi- nação dos dados de pressão e dados de velocidade compreende adicional- mente: dividir os dados de pressão pela impedância acústica da água para gerar dados de pressão em escala; combinar os dados de pressão em escala com os dados de ve- locidade girados em um domínio de onda plana, gerando pelo menos um dos campos de ondas ascendente e descendente; e transformar inversamente o pelo menos um dos campos de onda ascendente e descendente do domínio de onda plana de volta para o domí- nio tempo-espaço.