ГРУППА ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 2020 года по МПК G01V1/38 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[01] Настоящее изобретение относится к системе и способу сейсмической разведки с использованием буксируемых сейсмокос.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ И РОДСТВЕННЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[02] При морской сейсмической разведке одно или несколько надводных судов буксируют сейсмические источники и сейсмокосы на глубине нескольких метров ниже поверхности моря. Сейсмические источники излучают мощные акустические импульсы, взрывы, которые проникают в подземную формацию. Границы раздела между материалами с различными упругими свойствами отражают и преломляют волны, а сейсмические приемники, например, гидрофоны, в группе буксируемых сейсмокос записывают эхо-сигналы для последующего анализа. Для простоты будут использоваться примеры, где разведочное судно буксирует группу источников, содержащую сейсмические источники, и группу буксируемых сейсмокос, содержащую сейсмические приемники, позади группы источников. Конфигурации с множественными судами включены в настоящее изобретение. Это изобретение также может использоваться для судна с источником и морской донной сети/морского донного кабеля.

[03] В контексте настоящей заявки сейсмический источник содержит воздушные пушки с различными объемами, которые выпускается для образования импульса при взаимодействии с водой. Источник может содержать одну, две или большее количество смежных подгрупп для возбуждения импульса с акустической энергией, достаточной для проникновения в землю, и образования обнаружимых эхо-сигналов. Дополнительно, направление вдоль буксируемых сейсмокос известно как направление «вдоль линий приема», а обнаруживаемые сейсмические данные обычно представляют собой «данные вдоль линий приема». «Перпендикулярно линиям» означает направление, перпендикулярное к направлению вдоль линий приема. Данные от одного приемника известны как «трасса», а в одной буксируемой сейсмокосе обычно имеются сотни приемников.

[04] Говоря математическим языком, разведка нацелена на определение граничных условий для известных сейсмических уравнений путем взятия дискретных выборок волнового поля волн давления (P-волн). Волновое поле имеет ограниченную ширину полосы и может быть описано функциями, имеющими преобразование Фурье. Большая часть сейсмических волн попадает в эту категорию. Таким образом, теоремой Найквиста-Шеннона определяются минимальные временные и пространственные частоты выборок, необходимые для реконструкции волнового поля. Иначе говоря, последующая обработка и отображение неизбежно зависят от надлежащим образом планируемого и выполняемого получения сейсмических данных.

[05] Общеизвестные способы регистрации данных минимизируют величины погрешности в разложении Тейлора. Например, несколько учебников включают в себя примеры центрированных измерений, в соответствии с которыми одномерные разложения функций F(x-Δx) и F(x+Δx) суммируются и вычитаются для обеспечения оценок F'(x) и F''(x) с величинами O((Δx)³) погрешности. Трехмерная версия дает градиент ∇F и лапласиан ∇²F с аналогичными величинами погрешности, которые являются пренебрежимо малыми, когда значение Δx мало. В типичной группе буксируемых сейсмокос расстояния вдоль линий приема и перпендикулярно линиям приема между смежными приемниками являются небольшими по сравнению с вертикальным расстоянием, так что предположение относительно небольшого значения Δx сохраняется. Аналогично этому небольшое вертикальное расстояние между приемниками гарантирует небольшую временную разность Δt и таким образом может улучшить оценки скоростей и ускорений (частиц). Однако, расстояние вдоль линий приема между двумя произвольными приемниками может составлять 10-20 км, и оно не является малым по сравнению с точкой отражения, находящейся на расстоянии нескольких километров или меньшем ниже поверхности моря.

[06] В документе US20130250721A1 раскрыты интерполяция и экстраполяция данных с буксируемых сейсмокос для реконструкции волнового поля. В частности, различия между измерениями вдоль буксируемых сейсмокос представляют производные вдоль линий приема. Эти производные вдоль линий приема заменяют производные первого и/или второго порядков значений вдоль линий приема в двумерном разложении Тейлора волнового поля. Результирующее волновое поле является более точным, чем волновое поле, получаемое простым усреднением, и может быть полезным, например, при сравнении результатов отдельных разведок из последовательности 4-мерных периодических наблюдений. Однако, отсутствует способ реконструкции сигнала или волнового поля с грубым шагом выборки, например ограниченного по полосе сигнала или волнового поля, из которого делаются выборки во времени и по пространству ниже соответствующих пределов Найквиста.

[07] Результаты разведки, выполняемой в системе координат источник-сейсмограмма (s, g), можно сохранять в стандартную сейсмограмму общей средней точки (ОСТ) путем назначения каждой трассы точке отражения или бину на полпути между сейсмическим источником и сейсмическим приемником, который записывает трассу, и затем выполнять сортировку трасс в соответствии с бином. При условии, что адекватная кратность перекрытия может быть получена для каждого бина, для этой стандартной процедуры не требуется ни интерполяция, ни реконструкция волнового поля. В контексте этой заявки общая средняя точка включает в себя точки отражения на поверхностях, наклоненных к горизонтальной плоскости.

[08] Обычно предполагается, что трассы, назначенные бину, являются в некоторой степени связанными, и что суммирование повышает отношение сигнала к шуму (ОСШ). В частности, случайный или некогерентный шум вносит как отрицательный, так и положительный вклад в сумму и поэтому дополнительно подавляется, тогда как суммирование повышает когерентный сигнал. Перед суммированием поправка приращения времени пробега волны удаляет приращение времени пробега волны известными способами. Приращение времени пробега волны представляет собой очевидные сдвиги времени, обусловленные горизонтальным расстоянием между приемниками, записывающими сигнал от взрыва, и конечной скоростью акустических волн. После суммирования сумму обычно разделяют в соответствии с кратностью или сводят к общему среднеквадратичному значению, чтобы получить возможность сравнения бинов с различными кратностями.

[09] Стандартный набор содержит 12 параллельных буксируемых сейсмокос, находящихся на расстоянии 100 м друг от друга, при этом приемник вдоль линий приема отнесен на 25 м и размер бина составляет 12,5×12,5 м². Первая задача настоящего изобретения заключается в улучшении взятия выборок в отношении стандартного набора без значительного повышения затрат на разведку. Например, задача может включать в себя получение адекватной кратности в бинах 6,25×6,25 м² без значительного повышения затрат на разведку. В дополнение к этому или альтернативно задача может включать в себя выполнение всей или части разведки как стандартного набора при небольших затратах.

[10] Документ US3747055 (Greene) раскрывает способы выполнения избыточных взрывов. В линейном примере система n-кратных избыточных взрывов содержит точки фактических взрывов, которые смещены на D/n, 2D/n,…,(n-1)D/n от номинальных положений вдоль линий приема, смещенных на фиксированное расстояние D. Результат заключается в некотором количестве точек отражения на расстоянии D/2n, которые могут быть назначены большему количеству бинов. В общем случае детерминированная последовательность взрывного возбуждения, которая является «менее случайной», чем некогерентный шум, обеспечивает получение того же самого эффекта. Greene также раскрывает использование операторов пространственной области для повышения точности данных для заданного бина. Например, фиг. 6 из документа Greene иллюстрирует оператор длиной L=17 трасс. Центральной точке или текущему бину назначен вес 85%, а трассы отдалены на 8 бинов в любом направлении, принимаемом во внимание, при этом большая часть трасс имеет вес 1%. Длина является имеющей значение только относительно длины λ сейсмических волн, из которых берутся выборки, поэтому Greene вводит безразмерную переменную L/λ. Никакое искажение в действительности не вносится в характеристику взвешенного оператора в области длины волны для небольших длин волн. Короче говоря, взвешенные пространственные фильтры могут использоваться в случае псевдослучайного детерминированного возбуждения волн для улучшения результатов для большого количества волн по сравнению со стандартной сейсмограммой общей средней точки. Дополнительно, сейсмические волны могут быть описаны функциями, имеющими преобразование Фурье, теорема Найквиста-Шеннона применима к пространственному оператору конечной длины и определяет минимальную пространственную частоту для исключения наложения зеркальных частот для больших волновых чисел k=2π/λ.

[11] Группа источников для сейсмической разведки содержит несколько подгрупп, например шесть или восемь. Каждая подгруппа содержит несколько воздушных пушек, и заряжена сжатым воздухом, который затем выпускается из них как из блока. Количество подгрупп ограничено пространством, доступным для компрессоров и другого необходимого оборудования на борту разведочного судна.

[12] Документ US4868793A раскрывает систему и способ, в соответствии с которыми несколько разнесенных в боковом направлении подгрупп возбуждаются одновременно и образуют один сейсмический источник. Несколько таких источников возбуждают последовательно по круговой схеме. При одновременном возбуждении нескольких подгрупп высвобождается больше акустической энергии в расчете на один взрыв, чем при возбуждении одной подгруппы в расчете на один взрыв. Увеличенная энергия может повысить отношение сигнала к шуму в принимаемых волнах. Соответственно, минимальное количество подгрупп и, следовательно, количество воздушных пушек в расчете на один источник может определяться желаемым отношением сигнала к шуму: если источник не высвобождает достаточной акустической энергии, отношение сигнала к шуму может падать ниже приемлемых уровней.

[13] Период круговой схемы должен быть больше, чем максимальное время зарядки, необходимое для зарядки подгруппы, так чтобы каждая подгруппа могла быть возбуждена в течение каждого цикла. Таким образом, группа источников может быть разделена на n источников, период Т может быть разделен на T/n интервалов, а источник может быть возбужден в конце каждого интервала. Например, время Т зарядки, составляющее 10 с, и два источника могут производить взрыв с акустической энергией, достаточной для приемлемого отношения сигнала к шуму, самое большее через каждые 5 с.

[14] Релевантные способы получения акустических данных с помощью буксируемых сейсмокос можно найти в родственных областях техники. Например, документ US4509151 раскрывает систему с приемниками, скомпонованными в группы вдоль буксируемых сейсмокос. При изменении комбинации групп частотную характеристику и направленную чувствительность группы можно анализировать выборочно. Хотя система из документа US4509151 предназначена для классификации и идентификации морских млекопитающих и рыб, несколько признаков можно легко применить к сейсмической группе без стимула к изобретательству.

[15] Сейсмические буксируемые сейсмокосы обычно удерживают на желаемой глубине ниже поверхности моря и в желаемой ориентации посредством так называемых регуляторов глубины погружения. Буксируемые сейсмокосы обычно имеют длину несколько километров и приемники отклоняются случайным образом от идеального положения. Кроме того, течения воды на глубине буксировки могут вызывать дрейф буксируемой сейсмокосы в сторону относительно направления буксировки. Результирующее отклонение известно как боковое смещение. Угол отклонения представляет собой угол между направлением буксировки и продольной осью буксируемой сейсмокосы.

[16] В документе AU661000B2 (Marschall; Prakla) раскрыт способ получения морских сейсмических данных, в котором по меньшей мере одна буксируемая сейсмокоса направлена по ее продольной оси параллельно линии курса, а множество дополнительных буксируемых сейсмокос выпускают по каждую сторону линии курса в веерообразной компоновке. Тем самым каждый проход по области исследований покрывает более широкую область.

[17] В документе US6691038B2 (Zajac; Western Geco) раскрыта система позиционирования и отслеживания группы сейсмических буксируемых сейсмокос, содержащая буксирное судно для буксировки сейсмической группы и группу, содержащую множество сейсмических буксируемых сейсмокос. Активное устройство позиционирования буксируемых сейсмокос (АУУЗП) прикреплено к по меньшей мере одной сейсмической буксируемой сейсмокосе для позиционирования сейсмической буксируемой сейсмокосы относительно других сейсмических буксируемых сейсмокос в группе. Ведущий контроллер предусмотрен для выдачи команд позиционирования в каждое АУУЗП для регулирования вертикального и горизонтального положений первой буксируемой сейсмокосы относительно второй буксируемой сейсмокосы в группе для поддержания заданной геометрии группы. В системе учитываются факторы окружающей среды. Zajac описывает различные группы приемников, включая одну с буксируемыми на различных глубинах сейсмокосами для повышения временной разрешающей способности.

[18] Главная задача настоящего изобретения заключается в исключении или уменьшении по меньшей мере одной из упомянутых выше проблем и недостатков при сохранении преимуществ предшествующего уровня техники. Более конкретная задача изобретения заключается в повышении пространственного и временного разрешения выборочного волнового поля, чтобы иметь возможность более быстрого получения стандартного сбора данных или повысить разрешающую способность при приложении усилия, аналогичного усилию, требуемому для стандартного сбора данных в предшествующем уровне техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[19] Эти задачи решаются посредством системы по пункту 1 формулы изобретения.

[20] В первом аспекте, изобретение обеспечивает систему для морской сейсмической разведки, содержащую буксирующее судно с контроллером, группу источников и группу приемников с несколькими буксируемыми сейсмокосами. Группа источников содержит n≥4 подгрупп, сконфигурированных как по меньшей мере (n-1) сейсмических источников S₁,… S_n-1, при этом смежные подгруппы являются частью по меньшей мере двух источников S_i, S_j в различные моменты времени.

[21] Объединение подгрупп в источник позволяет получать больше энергии в расчете на импульс при каждом взрыве ценой одной дополнительной подгруппы. Каждый источник обычно содержит две смежные подгруппы для точного расположения. Однако, источники, содержащие три или более подгрупп предполагаются. Подгруппы обычно расположены в ряд. В этом случае первая и последняя подгруппы не являются смежными и не образуют источник. Таким образом, в большей части вариантов осуществления n подгрупп образуют n-1 источников, при этом все подгруппы, кроме первой и последней, являются частью по меньшей мере двух источников, а каждая из первой и последней подгрупп в ряду является частью одного источника, а именно S₁ и S_n-1, соответственно. Если подгруппы скомпонованы в многоугольник, n подгрупп образуют n источников, а все подгруппы являются частью по меньшей мере двух источников.

[22] Предпочтительно, чтобы два источника S_i, S_j, возбуждаемые в пределах минимального временного интервала, были разделены минимальным расстоянием. Это гарантирует, что импульсы являются разделяемыми в пространстве времени и fk-пространстве.

[23] Предпочтительно, чтобы каждый источник S_i содержал по меньшей мере две смежные подгруппы. Смежные подгруппы гарантируют, что источник является небольшим по сравнению с представляющими интерес длинами сейсмических волн и таким образом дельта-функция Дирака является приемлемым приближением импульса.

[24] Предпочтительно, чтобы контроллер был выполнен с возможностью выдачи по меньшей мере одного акустического импульса от каждого сейсмического источника S_i в течение каждого периода удвоенного времени Т перезарядки для подгруппы. Это позволяет иметь круговую схему в течение 2Т. Варианты осуществления включают в себя схемы, в которых времена зарядки выходят за пределы 2Т, и альтернативными вариантными осуществления являются все варианты осуществления, в которых по меньшей мере один источник не возбуждается в пределах 2Т с самого начала.

[25] Система по любому предшествующему пункту согласно формуле изобретения, в которой источник S_i возбуждается со случайным смещением Δt в последовательные периоды nT. Случайное смещение может иметь треугольную функцию плотности вероятностей для нейтрализации когерентности между входными данными и сигналом в системе дискретных выборок.

[26] Группа источников может быть смещена вбок от центральной линии, проходящей через группу приемников. Эти варианты осуществления включают в себя группы источников, буксируемые судами, отличными от судна, буксирующего упомянутую группу приемников.

[27] В дополнение к этому или альтернативно, группа источников может быть расположена позади группы приемников. Положение импульсов во времени и пространстве должно быть известно, но, конечно, специалист в данной области техники может разместить одну или несколько групп источников вокруг группы приемников для получения желаемого освещения нижних слоев грунта.

[28] Аналогично этому специалист в данной области техники может использовать любую конфигурацию буксируемых сейсмокос, известную из предшествующего уровня техники, включая веерообразные и криволинейные конфигурации. Хотя боковое отклонение буксируемых сейсмокос от направления буксировки, обусловленное подводными течениями, является проблемой, например, вследствие последующей необходимости в пополнении данных, данные с отклоненных буксируемых сейсмокос успешно используются с начала морской сейсмической разведки несколько десятилетий тому назад.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[29] Изобретение будет описано для примера с обращением к сопровождающим чертежам, на которых:

фиг. 1 - иллюстрация системы согласно изобретению;

фиг. 2 - иллюстрация общей схемы конфигурации источников;

фиг. 3 - иллюстрация конкретного случая из схемы на фиг. 2;

фиг. 4 - иллюстрация варианта осуществления с веерообразной конфигурацией буксируемых сейсмокос;

фиг. 5 - иллюстрация других очевидных конфигураций устройства получения дискретных данных; и

фиг. 6 - иллюстрация веерообразной и с боковым отклонением конфигурации, обычных для предшествующего уровня техники.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[30] Чертежи являются схематичными и предназначены для иллюстрации изобретения. Таким образом, они выполнены не в масштабе, и для упрощения многочисленные детали, известные специалисту в данной области техники, опущены.

[31] На фиг. 1 показана система 100 для морской сейсмической разведки, при этом система содержит сейсморазведочное судно 110, буксирующее группу 120 источников и группу 130 приемников. В данном случае ось x вдоль центральной линии разведочного судна 110 указывает направление буксировки и ось y указывает поперечное направление.

[32] Группа 120 источников содержит n подгрупп 121, пронумерованных от 1 до n, скомпонованных в поперечном направлении. Подгруппы 1 и n находятся на слишком большом расстоянии друг от друга и не могут образовывать источник, так что n подгрупп образуют самое большее n-1 источников S₁-S_n-1. Каждый источник S_i расположен на линии между подгруппой i и смежной подгруппой i+1. Основное преимущество этого заключается в том, что каждый из n-1 источников излучает удвоенную энергию одной подгруппы за счет одной дополнительной подгруппы. Акустические импульсы, излучаемые во время разведки, должны быть по возможности одинаковыми, так что источники S₁-S_n-1 имеют идентичные характеристики. В этом случае разрешающая способность равна половине разноса источников. То есть, для получения разрешающей способности 6,25 м в поперечном направлении, , расстояние между источниками может быть, например, 12,5 м. Группы источников могут быть зеркально отображаемыми для управления направленностью в мелководных зонах.

[33] В частности, каждый источник S_i должен быть «небольшим» во времени и по пространству по сравнению с представляющими интерес длинами сейсмических волн. В противном случае аппроксимация импульса дельта-функцией Дирака, локализованной во времени и пространстве, становится неопределенной. Значительная неопределенность в течение прохождения нелинейного процесса может сделать результирующую модель нижних слоев грунта еще более неопределенной или неверной. Более того, взрывы должны содержать приблизительно одно и то же количество энергии, распределенной по узким импульсам одинаковой ширины и высоты. Таким образом, в нижеследующих примерах используются две подгруппы на каждый источник. Однако, в зависимости от представляющей интерес длины сейсмической волны и размера подгрупп источник может содержать 3 или более подгрупп. Кроме того, подгруппы могут быть скомпонованы в многоугольник, а не в ряд. На практике это будет означать буксировку подгрупп на различных глубинах для получения разносов, сравнимых с разносом двух подгрупп, расположенных рядом друг с другом. Можно полагать, что в большей части практических вариантов осуществления добавляемая сложность перевешивает преимущество n-го источника в группе источников, уже содержащей (n-1) источников.

[34] Группа 130 приемников на фиг. 1 имеет восемь буксируемых сейсмокос 131. Однако, как отмечалось во введении, вполне возможно буксировать 12 или более буксируемых сейсмокос. Буксировочные тросы-кабели, отклонители буксируемых сейсмокос, регуляторы положения буксируемых сейсмокос и другие средства для буксировки, разноса и направления буксируемых сейсмокос 131 опущены на фиг. 1, но будут частью реального варианта осуществления. Каждая буксируемая сейсмокоса 131 содержит несколько сейсмических приемников 132, например, гидрофонов известной конструкции, и хвостовой буй 133, также известного типа. В настоящее время буксируемые сейсмокосы 131 обычно имеют длину 1-20 км от головной части до хвостового буя 133. Неравномерный разнос буксируемых сейсмокос от внутреннего участка (ближайшего к центральной линии) к внешнему участку (наиболее удаленному от центральной линии) может быть использован для формирования картины положений общих средних точек в районе, покрываемым расположенным в море оборудованием, и извлечения преимущества из этого, чтобы повышать эффективность сбора данных.

[35] В этом случае расстояние между буксируемыми сейсмокосами, ближайшими к центральной линии x, меньше, чем расстояние между наиболее удаленными от середины буксируемыми сейсмокосами. Поэтому средние точки между приемниками 132 и источниками 121 различаются. Как описано Greene, упомянутым во введении, это повышает плотность точек отражения.

[36] На фиг. 2 показано, что источники S_i должны быть разнесены во времени и пространстве, чтобы они были различимыми друг от друга. В этом примере предполагается, что смежные источники S_i и S_i+1 должны быть разделены минимальным временным интервалом Δt_min и что два источника S_i и S_j могут быть возбуждены в пределах этого временного интервала, если они не являются смежными, то есть Δt<Δt_min, если j≠(i+1).

[37] На фиг. 2 каждая подгруппа представлена окружностью, указывающей взрыв, и открытой стрелкой, указывающей время Т, требуемое для перезарядки. Источник S₁ содержит подгруппы 1 и 2 и возбуждается при t₀=0. По причине, поясняемой ниже, источник S₃ возбуждается в Δt_min. S₅ не является смежным ни для S₁, ни для S₃ и может, таким образом, быть возбужден в произвольное время Δt<Δt_min.

[38] В момент T+Δt_min перезарядка подгрупп 3 и 4 завершается, и подгруппа 3 объединяется с подгруппой 2 в источник S₂. Подгруппа 4 также перезаряжается и может быть объединена с подгруппой 5 в S₄. Однако, S₄ и S₅ являются смежными и должны быть, таким образом, отделены, по меньшей мере, на Δt_min. Исходя из того, что Δt произвольно и может быть близко к нулю, S₄ нельзя возбуждать до T+2Δt_min, по этой же причине S₃ не возбуждают до t₀+Δt_min.

[39] Из требования T+2Δt_min<2T следует, что Δt_min<T/2. В случае такого требования t₀ может быть сдвинуто на Δt, и упомянутый выше процесс повторен при замене S₅ на S_1, и S₄ на S₃.

[40] Произвольный интервал Δt может быть фиксированным, например 0 или Δt_min/r, где r - вещественный скаляр. Альтернативно, Δt может произвольной переменной. Псевдослучайный шум с треугольными функциями плотности распределения вероятностей (ФПРВ), добавленный к входным данным, является общеизвестным для минимизации автокорреляции между сигналами и входными данными в дискретных системах, поэтому псевдослучайная Δt с треугольной функцией плотности распределения вероятностей может быть предпочтительной.

[41] Более того, схема из фиг. 2 может быть применена к любому количеству n≥4 подгрупп. Например, при удалении подгруппы 6 будет удаляться S₅, но будут оставаться целыми S₁-S₄. Все еще будет место для фиксированного или произвольного Δt в интервале [Δt_min, T>.

[42] При дополнительном удалении подгруппы 5 будут оставаться целыми S₁-S_3, и будет обеспечиваться возбуждение S₂ в пределах 2Т от момента t₀, когда возбуждается S₁. При разведке может потребоваться минимальное разнесение Δt_min<2T/3 по времени, поскольку, реальная фильтрация выполняется после преобразования Фурье в fk-область. В этом случае подгруппой 2 определяется минимальное время 2Т для завершения последовательности S₁, S₃, S₂ возбуждения из фиг. 2. Добавление подгруппы >6 позволяет получать дополнительные произвольные переменные Δt_p.

[43] На фиг. 3 показана круговая последовательность взрывов с фиксированными интервалами. Период круговой схемы исторически определяется желаемой длиной сейсмограммы в миллисекундах вследствие невозможности записи и последующего разделения перекрывающихся записей. В настоящее время благодаря достижениям в технике сбора и обработки данных это изобретение становится практически осуществимым. Период определяется сейсмической кратностью перекрытия. Как и на фиг. 2, шесть подгрупп образуют 5 источников S₁-S₅, каждый из которых содержит две смежные подгруппы i и i+1. Из соображений удобства на фиг. 3 показаны только индексы источников. Предполагается, что время перезарядки составляет 6 с. Следует отметить, что источники 1 и 2 включают в себя подгруппу 2, и поэтому необходимо иметь 6 с для перезарядки, при этом источник 2 не возбуждается сразу же после источника 1. Точнее, источники возбуждаются в последовательности 1, 3, 5, 2, 4 через фиксированные интервалы времени, составляющие 3 с. В столбце «Расстояние» показаны расстояния, проходимые при типичной скорости буксировки.

[44] Схема на фиг. 3 является конкретным случаем общей схемы из фиг. 2. Например, при задании Δt=0 и Δt_min=T/2 на фиг. 2 будет получаться альтернативная последовательность 1, 5, 3, 2, 4 взрывов. Как на фиг. 2, так и на фиг. 3 время перезарядки для источника S₄ выходит за пределы 2Т.

[45] На фиг. 4 показан вариант осуществления с двумя группами 120а и 120b источников, смещенными от линии буксировки. Одна или обе группы 120а, 120b источников могут буксироваться судном 110 или отдельными судами. Как описано выше, подгруппы можно объединять в источники тем или иным способом, чтобы улучшать освещение нижних слоев грунта под различными углами.

[46] На фиг. 4 также показана веерообразная конфигурация буксируемых сейсмокос, то есть конфигурация, в которой каждая буксируемая сейсмокоса 131 образует угол α≠0 с центральной линией. Основное преимущество веера заключается в том, что большая площадь покрывается на каждом участке разведки. Основной проблемой является буксировка веера на соседних участках для обеспечения достаточного перекрытия между наиболее удаленными от середины буксируемыми сейсмокосами, но она не настолько большая, чтобы преимущество от использования веера исчезало. Это будет рассмотрено далее при обращении к фиг. 6.

[47] На фиг. 5 дополнительно показаны конфигурации, недостающие для достижения по существу изобретательского уровня. В частности, судно 110 может иметь любые местоположение, скорость и курс, определяемые при разведке вручную. Аналогично этому неважно, буксируется ли группа 120а источников судном 110 или другим судном, при условии, что местоположения каждого источника и каждого приемника 132 во времени и геодезические координаты являются достаточно точными. На положение группы 120с источников позади группы 130 приемников может влиять ввод кинематической поправки, но этим нисколько не изменяется принцип дискретной выборки волнового поля или получения морских сейсмических данных. Наконец, общеизвестно, что свободно подвешенный кабель провисает или принимает гиперболическую форму для минимизации натяжения, напряжения и деформации. Аналогично этому общеизвестно, что гиперболическая форма изменяется до параболической формы, когда сила тяги вдоль линий приема прикладывается к кабелю. Таким образом, минимизация шума от регуляторов положения буксируемых сейсмокос в общем означает по возможности меньшее использование регуляторов положения буксируемых сейсмокос и предоставление возможности буксируемым сейсмокосам из фиг. 5 принимать параболическую форму. По возможности меньшее использование регуляторов положения буксируемых сейсмокос не является предметом изобретения. Так же как и результирующая параболическая форма веерообразных буксируемых сейсмокос 131 на фиг. 5.

[48] На фиг. 6 разведочное судно буксирует группу приемников из фиг. 3 для покрытия района 201. Вследствие течений центральная линия группы приемников смещается от направления буксировки в соответствии с углом β отклонения. Такое боковое отклонение может быть значительным. Например, угол β=1° вызывает поперечное отклонение на 175 м для приемника, находящегося на расстоянии 10 км от переднего конца.

[49] Показанное пунктиром буксирующее судно следует по смежному обратному пути, покрывая район 202. Районы 201 и 202 перекрываются в районе 203 перекрытия, который должен быть достаточно широким для гарантии надлежащего покрытия неплотно расположенными хвостовыми приемниками, но не настолько широким, чтобы количество измерений становилось слишком большим, поскольку потребуются дополнительные время и затраты на разведку. Такое боковое отклонение хорошо известно любому специалисту в данной области техники и может влиять на положение и ориентацию группы источников. Как указывалось выше, конфигурация устройства получения данных не имеет особого значения, если только она обеспечивает получение надлежащих дискретных выборок данных ответов или волнового поля, обусловленного сериями дельта-функций Дирака, локализованных во времени и пространстве.

[50] Таким образом, изобретение определено в прилагаемой формуле изобретения независимо от конфигурации источника согласно изобретению и последовательности взрывов, конфигураций устройства получения дискретных данных, которые являются известными или очевидными. Специалисту в данной области техники следует признавать изложенные выше и другие очевидные варианты осуществления находящимися в объеме настоящего изобретения.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Изобретение обеспечивает систему (100) для морской сейсмической разведки, содержащую буксирующее судно (110) с контроллером, группу (120) источников и группу (130) приемников (130) с несколькими буксируемыми сейсмокосами (131). Группа (120) источников содержит n≥4 идентичных подгрупп (121), сконфигурированных в виде по меньшей мере (n-1) сейсмических источников S₁,… S_n-1, при этом смежные подгруппы (121) являются частью по меньшей мере двух источников S_i, S_j в различные моменты времени. Технический результат – повышение точности и информативности получаемых данных. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система (100) для морской сейсмической разведки, содержащая буксирующее судно (110) с контроллером, группу (120) источников и группу (130) приемников с несколькими буксируемыми сейсмокосами (131), отличающаяся тем, что

группа (120) источников содержит n≥4 идентичных подгрупп (121), сконфигурированных в виде по меньшей мере (n-1) сейсмических источников S₁,… S_n-1, при этом смежные подгруппы (121) являются частью по меньшей мере двух источников S_i, S_j в различные моменты времени.

2. Система по п. 1, в которой два источника S_i, S_j, возбуждаемые в пределах минимального временного интервала, должны быть разделены минимальным расстоянием.

3. Система по п. 1 или 2, в которой каждый источник S_i содержит по меньшей мере две смежные подгруппы (121).

4. Система по любому предшествующему пункту, в которой контроллер выполнен с возможностью выдачи по меньшей мере одного акустического импульса от каждого сейсмического источника S_i в течение каждого периода удвоенного времени Т перезарядки для подгруппы (121).

5. Система по любому предшествующему пункту, в которой источник S_i возбуждается с произвольным смещением Δt в последовательные периоды Т.

6. Система по любому предшествующему пункту, в которой группа (120а, 120b) источников смещена вбок от центральной линии (x), проходящей через группу (130) приемников.

7. Система по любому предшествующему пункту, в которой группа (120с) источников расположена позади группы (130) приемников.

8. Система по любому предшествующему пункту, в которой группа (130) приемников имеет веерообразную конфигурацию.

9. Система по любому предшествующему пункту, в которой группа (130) приемников имеет криволинейную конфигурацию.

10. Система по любому предшествующему пункту, в которой группа (130) приемников имеет конфигурацию с боковым отклонением вследствие подводных течений на глубине буксировки.