СПОСОБ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Российский патент 2013 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к способам проведения морских сейсморазведочных работ с использованием технических средств получения исходной информации и может быть использовано для исследования осадочных разрезов на акваториях морей и океанов для выявления морских углеводородных месторождений.

Известно, что в настоящее время для разведки полезных ископаемых в морских условиях широко используются буксируемые линейно-протяженные группы сейсмоакустических приемников (сейсмоакустических кос) и импульсные буксируемые совместно с ними низкочастотные источники звука. Такой способ разведки позволяет разрешать отраженные от различных слоев зондируемой среды импульсы звука по времени прихода и за счет линейной приемной антенны по углу в плоскости «глубина-линия буксировки» (формат 2D.) При этом все боковые относительно линии буксировки отражения будут являться помеховыми, что искажает результаты сейсмоакустического зондирования. Особенно существенны эти искажения при отсутствии ярко выраженной слоистости геологической структуры донных осадков и наличии неоднородностей различных масштабов.

Для получения сейсмоакустической информации в формате 3D используются несколько взаимно разнесенных буксируемых сейсмоакустических кос, либо необходимо делать дополнительные проходы, чтобы покрыть некоторую площадь, что приводит к увеличению технических, временных и экономических затрат.

Известна «СИСТЕМА ДЛЯ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ» [1], где описан способ морской сейсмической разведки, включающий размещение группами вдоль линии заданного профиля или по заданной площади на морском дне самовсплывающих автономных донных сейсмических станций гидрофонного и геофонного типов, содержащих устройства регистрации сигналов и средства сцепления станции с дном. Указанный способ предусматривает прием и регистрацию продольных и поперечных волн группами сейсмоприемников по методике многократных перекрытий или одинаковых зондирований, а также использование скоростных параметров разреза. В данном способе используют два судна, чем обеспечивается пространственная сейсмическая разведка.

Известен также способ морской сейсмической разведки [2], включающий возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона, перемещение по профилю источника и многоканального приемного устройства с помощью судна прямым и обратным курсом с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством при смене курса, обработку информации, в котором перемещение источника осуществляется с помощью дополнительного судна с фиксированным расстоянием от основного и с той же скоростью движения, а угол наклона многоканального приемного устройства определяют для каждого курса судна относительно вертикали. В данном способе используют два судна, чем обеспечивается пространственная сейсмическая разведка. Однако реализация данного способа сопряжена с необходимостью определения местоположения и ориентации приемного устройства с использованием дополнительных технических средств с последующей их привязкой к единой системе координат, что при нарушении стационарных условий эксплуатации, особенно при воздействии внешних факторов, является проблематичной задачей и в конечном итоге негативно отражается на надежности и достоверности при обработке исходной информации.

Известны также способ морской поляризационной сейсмической разведки и устройство для его осуществления [3]. Способ включает возбуждение источником продольных упругих волн, прием и регистрацию продольных и обменных волн группами сейсмоприемников по методике многократных перекрытий или одинаковых зондирований, в котором излучение продольных волн и прием продольных и обменных волн осуществляют в моменты укладки приемных устройств на морское дно при непрерывном движении буксирующего сейсмоприемники судна, при этом время разрешенного приема фиксируют по пороговому уровню шума приемников, расположенных в сейсмокосах, а прием и регистрацию упругих волн различных типов осуществляют соответствующими группами сейсмоприемников гидрофонного и геофонного типов, размещенных в одном комбинированном или нескольких специализированных приемных устройствах. Данный способ и устройство для его реализации обеспечивают возможность выполнения поляризационной сейсморазведки за счет использования средства регистрации продольных и обменных волн группами сейсмоприемников морской сейсмической косы в моменты укладки сейсмокосы на морское дно.

С целью получения сейсмоакустической информации в формате 3D при минимальных технических, временных и экономических затратах, исключения помеховых отражений при акустическом зондировании донных осадков предлагается устанавливать линейно-протяженную сейсмоакустическую антенну на дне акватории, а импульсный излучатель буксировать на некотором расстоянии от указанной антенны перпендикулярно линии ее расположения. В процессе буксировки при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения, а излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне, в едином масштабе времени за все время буксировки.

Перемещение излучателя в пространстве и запись сигнала во времени с последующей обработкой принимаемого линейно-протяженной сейсмоакустической антенной зондирующего геологическую структуру дна сигнала, позволяет известными методами формировать диаграмму направленности в плоскости «линия расположения антенны - глубина», где для каждой сформированной диаграммы направленности сейсмоакустической антенны производится свертка принятого сигнала с излученным по параметру «время задержки» и результаты свертки суммируются по излучаемым импульсам с учетом изменения времени задержки отраженного сигнала относительно линии буксировки. В результате просматриваются все угловые направления в плоскости «линия буксировки импульсного источника звука - глубина».

Таким образом, предложенный способ позволяет сформировать разрешение по трем координатам: дальности (времени задержки сигнала) и двум углам (азимуту и углу места) и получить акустическое изображение среды в формате 3D.

Одновременно с этим донное расположение антенны позволяет исключить распространение принятого сейсмоакустического сигнала в водной среде и тем самым исключить искажающее влияние эффекта преломления сейсмоакустических волн на границе раздела из результатов обработки.

Источники информации

1. Патент РФ №2392643

2. Патент РФ №2072535

3. Патент РФ №2072534.

Использование: в способах морской разведки. Сущность: с целью получения сейсмоакустической информации в формате 3D при минимальных технических, временных и экономических затратах, а также для исключения помеховых отражений при акустическом зондировании донных осадков предлагается устанавливать линейно-протяженную сейсмоакустическую антенну на дне акватории, а импульсный излучатель буксировать на некотором расстоянии от указанной антенны перпендикулярно линии ее расположения. В процессе буксировки при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения, а излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне, в едином масштабе времени за все время буксировки. Технический результат: получение акустического изображения среды в формате 3D при помощи формирования разрешения по трем координатам: дальности (времени задержки сигнала) и двум углам (азимуту и углу места).

Способ разведки геологической структуры морского дна с помощью линейно-протяженной сейсмоакустической антенны и буксируемого импульсного источника звука, отличающийся тем, что:
- линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна установлена на донном грунте;
- импульсный источник звука перемещается перпендикулярно линии расположения донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенны;
- излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне;
- при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения;
- линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна принимает зондирующие геологическую структуру дна сигналы и формирует диаграммы направленности в плоскости «линия расположения антенны - глубина»;
- для каждой сформированной диаграммы направленности сейсмоакустической антенны производится свертка принятого сигнала с излученным по параметру «время задержки»;
- результаты свертки суммируются по излучаемым импульсам с учетом изменения времени задержки отраженного сигнала относительно линии буксировки;
- просматриваются все угловые направления в плоскости «линия буксировки импульсного источника звука - глубина»;
- формируется изображение в формате 3-D в сферической системе координат относительно центра сейсмоакустической антенны для углов, азимута и времени задержки сигнала.