КОНФИГУРАЦИЯ БУКСИРОВКИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ С ШИРОКИМ РАЗНОСОМ Российский патент 2021 года по МПК G01V1/38 B63B21/66 

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[01] В общем, настоящее раскрытие относится к области конфигураций регистрации сейсмических данных, а более конкретно, к буксировке связки сейсмических источников с широким разносом, при котором ближние сейсмические трассы распределяют более равномерно и создают массив данных при небольших удалениях, который может быть точно отображен.

[02] При сейсмических исследованиях одно или несколько надводных судов буксируют ниже поверхности моря группу сейсмических источников и приемную группу, содержащую несколько буксируемых кос. Сейсмические источники излучают акустические импульсы, называемые «взрывами», которые проникают в подземные геологические формации. На границах раздела между материалами с различными упругими свойствами акустические волны отражаются и преломляются, и на сейсмических приемниках в приемной группе регистрируют эхо–сигналы для последующего геофизического анализа.

[03] Регистрация данных с помощью буксируемых кос является хорошо известным способом разведки в морских условиях, который является особенно полезным при определении точного местоположения минеральных ресурсов, таких как нефть и природный газ и т.п. Известно, что при регистрации сейсмических данных этим способом сейсмические волны возбуждают по меньшей мере одним сейсмическим источником и измеряют или регистрируют получаемые волны, используя множество сейсмических приемников в буксируемой косе. Буксируемая коса состоит из множества приемных станций, состоящих из одного или нескольких датчиков. Длина буксируемых кос обычно находится в пределах от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

[04] При регистрации морских сейсмических данных сейсмические источники обычно буксируют в узкой полосе вдоль центральной линии пути судна. Поэтому построение изображения при небольших удалениях может быть серьезно скомпрометировано при использовании буксируемых кос с широким поперечным распределением, а результаты будут плохими по сравнению с регистрируемыми с высоким разрешением данными разведки при меньших разносах буксируемых кос.

[05] В международной заявке PCT/GB2009/001177 раскрыты система и способ, относящиеся к построению сейсмического изображения. Система содержит буксируемые косы, несущие множество приемников, буксируемых судном по направлению буксировки. Кроме того, система содержит многочисленные группы сейсмических источников, содержащие множество источников, которые могут перекрываться и могут возбуждаться последовательно и многократно.

[06] В заявке US15/110136 на патент США раскрыт способ буксировки группы морских сейсмических буксируемых кос, соединенных с судном. Группа содержит множество буксировочных тросов–кабелей и буксируемые косы. Множество буксировочных тросов–кабелей содержит наиболее близкий буксировочный трос–кабель и наиболее удаленный буксировочный трос–кабель относительно центральной линии судна. Кроме того, способ может включать в себя буксировку множества кабелей источников и одного или нескольких сейсмических источников таким образом, что один или несколько сейсмических источников располагаются между наиболее близким к середине буксировочным кабелем–тросом и наиболее удаленным от середины буксировочным кабелем–тросом.

[07] Кроме того, при морской сейсмической разведке обычно имеется очень большое расстояние между местоположениями сейсмического источника и ближайшего сейсмического приемника. Следствием такого расстояния от сейсмического источника до приемника является пропуск регистрации данных или трасс в регистрируемых записях сейсмических данных при небольших удалениях источника от ближайших приемников. В общем случае очень трудно удовлетворить требования к данным.

[08] В соответствии с этим желательно иметь способ и систему, в которых исключены описанные выше проблемы и недостатки, связанные с регистрацией сейсмических данных, и иметь конфигурацию пары сейсмический источник/приемник или конфигурацию пути буксировочного судна, при которой улучшаются облучение цели, записи данных при небольших удалениях при меньшем количестве проходов и/или меньших затратах времени, в которых можно получать более равномерное распределение небольших удалений и создавать массив данных при небольших удалениях, которые точно отображаются.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[09] В частности, согласно изобретению предложены способ и система для проведения сейсмической разведки, для сбора сейсмических данных, при этом способ включает в себя буксировку связки групп сейсмических источников, соединенных с судном, буксировку множества буксировочных тросов–кабелей, соединенных с судном, и буксировку множества буксируемых кос, прикрепленных к буксировочным тросам–кабелям на расстановочном тросе в точках буксировки. Кроме того, поддерживают широкий разнос групп сейсмических источников, составляющий по меньшей мере 125 ммежду источниками, а источники соединяют с судном кабелями источников. Удаление сейсмических источников измеряют от верхнего участка буксируемых кос, и оно находится в диапазоне удалений около 150 м. Группы сейсмических источников вместе с кабелями источников располагают с широким разносом по меньшей мере 125 м, при этом можно более равномерно распределить небольшие удаления и создать массив данных при небольших удалениях, которые могут быть точно отображены.

[10] Кроме того, поддерживают на выбранных местах группы сейсмических источников, при этом одну группу сейсмических источников буксируют на левой стороне, одну на правой стороне и одну по центральной линии судна. Группа сейсмических источников представляет собой тройную группу источников, при каждая группа сейсмических источников содержит две параллельно расположенные подгруппы источников, включающие кластер пушек, разнесенных вдоль кабеля. Таким образом, группа сейсмических источников содержит шесть подгрупп источников, расположенных по направлению буксировки по существу параллельно друг другу.

[11] Кроме того, параваны прикрепляют для создания поперечной силы, действующей на расстановочный трос, соединенный с точками буксировки, для поддержания фиксированных расстояний между передними концами буксируемых кос.

[12] Согласно настоящему изобретению предложена сейсморазведочная система, при этом система содержит связку групп сейсмических источников, буксируемую позади судна, лебедку, множество буксировочных тросов–кабелей, соединенных с судном, и приемную группу, содержащую множество буксируемых кос, прикрепленных к буксировочным тросам–кабелям на расстановочном кабеле в точках буксировки. Поддерживается широкий разнос групп сейсмических источников, составляющий по меньшей мере 125 ммежду источниками, а источники соединены с судном кабелями источников. Кроме того, система содержит один или несколько тросов, соединяющих по меньшей мере одну из групп сейсмических источников или кабели источников с одним из буксировочных тросов–кабелей.

[13] Буксируемые косы включают в себя несколько поплавков, регуляторов глубины, устройств поперечного управления и хвостовых буев. Буксируемой косой задаются проксимальный конец и дистальный конец, передние поплавки соединены с проксимальным концом, хвостовые буи соединены с задним концом; регуляторы глубины и устройства поперечного управления присоединены вдоль буксируемой косы. Проксимальный конец буксируемой косы может быть связан с передними поплавками, при этом передние поплавки могут способствовать поддержанию глубины буксируемой косы и/или соответствующего участка расстановочного троса.

[14] На дистальных концах буксируемых кос, на удалении от судна, хвостовые буи соединены с буксируемыми косами. Хвостовые буи могут быть полезными для решения нескольких задач. Например, хвостовые буи могут выполнять функцию визуального индикатора местоположений концов буксируемых кос. В некоторых случаях хвостовой буй может по меньшей мере частично поддерживать буксируемую косу. В частности, в зависимости от солености воды буксируемая коса может быть выполнена с нулевой плавучестью или, возможно, с очень небольшой отрицательной плавучестью.

[15] Кроме того, например, для компенсации поперечных течений и регулирования глубины буксировки во время буксировки глубина заднего конца буксируемой косы регулируется по меньшей мере частично регуляторами глубины, а устройства поперечного управления, способные прикладывать поперечную силу к буксируемой косе, используются для управления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[16] Настоящее раскрытие можно лучше понять при обращении в одному или нескольким чертежам в сочетании с представленным ниже подробным описанием. На чертежах:

[17] фиг. 1 – схематичное представление сейсморазведочной системы согласно различным реализациям настоящего раскрытия; и

[18] фиг. 2 – схематичное представление компоновки сейсморазведочной системы согласно различным реализациям настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[19] В нижеследующем описании многочисленные подробности изложены для обеспечения понимания настоящего раскрытия. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее раскрытие может быть применено на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные изменения или модификации описываемых вариантов осуществления.

[20] Изобретение будет поясняться с обращением к фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 показан общий вид системы 100 для морской сейсморазведки, содержащей сейсморазведочное судно 101, буксирующее связку групп 102 сейсмических источников. Судно 101 буксирует группы 102 сейсмических источников ниже поверхности моря при использовании буксировочных тросов–кабелей 103 и кабелей 113 источников, выпускаемых с помощью лебедочной системы. Лебедочная система включает в себя лебедки 111 на судне и лебедочные тросы 112, которые соединяют группы 102 сейсмических источников и буксировочные тросы–кабели 103. В одной реализации лебедочный трос 112 соединяет связку групп 102 сейсмических источников с буксировочным тросом–кабелем 103 или соединен с буксировочным тросом–кабелем 103 с помощью направляющей 114 троса, прикрепленной болтом к связке групп 102 сейсмических источников. В другой реализации лебедочный трос 112 может проходить от источников 102 к буксировочному тросу–кабелю 103 и затем к лебедке на судне 101.

[21] На фиг. 2 показана морская сейсморазведочная система 100 согласно различным реализациям, описанным в этой заявке. Морская сейсморазведочная система 100 может включать в себя судно 101, несущее компоненты управления, буксирующее множество групп 102 сейсмических источников и приемную группу с множеством буксируемых кос 102. Группы 102 сейсмических источников скомпонованы как тройной источник, но без ограничения этим, при этом каждая группа сейсмических источников содержит две параллельно расположенные подгруппы источников/связки пушек, содержащие кластер пушек, разнесенных вдоль кабеля. Группы 102 сейсмических источников расположены симметрично относительно направления буксировки, показанного как направление Y.

[22] На фиг. 2 показана система 100 для морской сейсмической разведки, содержащая сейсморазведочное судно 101, буксирующее три группы 102 сейсмических источников и десять буксируемых кос 104. Буксируемые косы 104 включают в себя несколько передних поплавков 107, регуляторов 122 глубины, устройств 124 поперечного управления и хвостовых буев 108. Буксируемой косой задаются проксимальный конец и дистальный конец, передний поплавок 107 соединен с передним концом и хвостовой буй 108 соединен с задним концом; регуляторы 122 глубины и устройства 124 поперечного управления присоединены вдоль буксируемой косы. Судно 101 буксирует группы 102 сейсмических источников и приемную группу, содержащую буксируемые косы 104, ниже поверхности моря при использовании буксировочных тросов–кабелей 103, кабелей 113 источников и лебедочной системы, включающей лебедки 111 на судне 101 и лебедочные тросы 112. На фиг. 2 каждая буксируемая коса 104 соединена с буксировочным тросом–кабелем 103 в точке 106 буксировки на расстановочном тросе 105. Параваны 109, также известные как отклонители, создают поперечную силу, действующую на расстановочный трос 105, присоединенный к точкам 106 буксировки, для поддержания фиксированных расстояний между передними концами буксируемых кос 104. Что касается фиг. 2, то длина буксировочных тросов–кабелей 103, положения параванов 109 и известная длина отрезков расстановочного троса 105 могут способствовать определению точек 106 буксировки для буксируемых кос 104.

[23] На проксимальном конце буксируемая коса 104 может быть соединена с передним поплавком 107, при этом передний поплавок 107 может способствовать поддержанию глубины буксируемой косы 104 и/или связанного с ним участка расстановочного троса 105. На дистальном конце буксируемой косы, удаленном от судна, хвостовой буй 108 соединен с буксируемой косой. Хвостовой буй 108, присоединенный на дистальном конце буксируемой косы 104, может нести отражатель радиолокационных сигналов, при этом хвостовой буй 108 может быть соединен с буксируемой косой 104 с помощью любого подходящего механизма. Хвостовой буй 108 может быть полезным для решения нескольких задач. Например, хвостовой буй 108 может служить визуальным индикатором положения конца буксируемой косы 104. В некоторых случаях хвостовой буй 108 может по меньшей мере частично поддерживать буксируемую косу 104. В частности, в зависимости от солености воды буксируемая коса 104 может быть выполнена с нулевой плавучестью или, возможно, с очень небольшой отрицательной плавучестью. Кроме того, когда во время буксировки регуляторами 122 глубины по меньшей мере частично регулируется глубина заднего конца буксируемой косы, регуляторы 122 глубины могут поддерживать глубину буксируемой косы 104. Кроме того, устройства 124 поперечного управления являются известными устройствами любого вида, способными прилагать поперечную силу к буксируемым косам 104, и используются для управления, например, для компенсации поперечных течений и регулирования глубины буксировки.

[24] Размещение, длина, количество и положение буксировочных тросов–кабелей 103, кабелей 113 источников, лебедочных тросов 112, параванов 109, групп 102 сейсмических источников, буксируемых кос 104, передних поплавков 107, регуляторов 122 глубины, устройств 124 поперечного управления и хвостовых буев 108 могут быть изменены. Например, для согласования с набором технических требований при проведении сейсмической разведки количество буксируемых кос 104 может быть увеличено или уменьшено или длина буксируемых кос может быть повышена или снижена.

[25] Буксировочные тросы–кабели 103 прикреплены к буксируемым косам 104 вместе с расстановочным тросом 105. Кроме того, наиболее удаленные от середины буксировочные кабели–тросы 103 прикреплены к параванам 109; параваны 109 соединены с судном тросами 110. Длины буксировочных тросов–кабелей 103 можно изменять. На фиг. 2 каждая буксируемая коса 104 соединена с буксировочным тросом–кабелем 103 в точке 106 буксировки. Количество буксируемых кос 104 можно изменять, но в данном случае используются десять буксируемых кос 104, по пять по каждую сторону от центральной линии Y судна 101. Кроме того, каждая буксируемая коса 104 несет несколько устройств 124 поперечного управления, способных оказывать воздействие на буксируемую косу 104 в поперечном направлении относительно направления буксировки и/или в вертикальном направлении.

[26] Группы 102 сейсмических источников вместе с кабелями 113 источников расположены с широким разносом W, который составляет по меньшей мере 125 м. Одна группа 102 сейсмических источников соединена с левой, одна с правой стороной судна 101 и одна находится на центральной линии Y судна 101. Как показано на фиг. 2, в сейсморазведочной системе 100 имеются три группы 102 сейсмических источников с широким разносом W, который составляет 125 м.

[27] На фиг. 2 показано то, что можно назвать удалением между источниками 102 и началом активного участка буксируемых кос 104. На фиг. 2 показано удаление О сейсмических источников от линии X до верхних участков буксируемых кос 104, и это удаление находится в диапазоне около или приблизительно 150 м. Источники 102 и кабели 113 источников буксируются между наиболее близкими к середине буксировочными тросами–кабелями 103 и самыми удаленными от середины буксировочными тросами–кабелями 103. Буксируемые косы 104 могут буксироваться на большей глубине, чем источники 102, чтобы источники 102 не взаимодействовали с буксируемыми косами 104.

[28] Для определения параметров сейсморазведочной системы, таких как длина буксировочных тросов–кабелей 103, длина кабелей 113 источников, длина тросов 110, длина лебедочных тросов 112 и виды и/или местоположения параванов 109, можно выполнить одно или несколько моделирований буксировки применительно к конкретной сейсмической разведке. Кроме того, результаты моделирований буксировки можно использовать при подъеме на борт или развертывании различных расстановочных компонентов для сейсмической разведки.

[29] В одной реализации кабели 113 источников могут быть прикреплены к многочисленным буксировочным тросам–кабелям 103. В другой реализации кабель 113 источников может проходить от источников 102 к буксировочному тросу–кабелю 103 и затем к лебедке 111 на судне 101. В этой реализации положения источников 102 можно изменять путем изменения длины кабелей 113 источников при использовании лебедки 111 на судне 101.

[30] При осуществлении разведки сейсмические источники 102 и сейсмические буксируемые косы 104 можно выпускать с судна 101. Сейсмические источники 102 можно приводить в действие индивидуально или по существу одновременно с другими источниками для излучения сейсмической энергии в виде акустических волн через водное пространство. Акустические волны могут быть зарегистрированы с помощью сейсмических приемников в приемной группе, могут быть преобразованы в электрические сигналы, которые затем преобразуются в цифровую форму и передаются к системе регистрации на судне.

[31] Специалистам в данной области техники следует понимать, что различные модификации и адаптации описанной выше структуры возможны без отступления от сущности изобретения и объема, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при регистрации сейсмических данных с буксировкой связки сейсмических источников с широким разносом. Предложен способ проведения сейсмической разведки для сбора сейсмических данных, при этом способ может включать в себя буксировку связки сейсмических источников, соединенной с судном, буксировку множества буксировочных тросов-кабелей, соединенных с судном, и буксировку множества буксируемых кос, прикрепленных к буксировочным тросам-кабелям на расстановочном тросе в точках буксировки. Кроме того, способ включает в себя буксировку множества кабелей источников таким образом, что группы сейсмических источников располагаются с широким разносом по меньшей мере 125 м. Технический результат – повышение информативности получаемых данных за счет распределения сейсмических данных при небольших удалениях более равномерно и создания массива данных при небольших удалениях для точного отображения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ сейсмической разведки, содержащий этапы, на которых:

буксируют связки групп (102) сейсмических источников позади судна (101);

буксируют множество буксировочных тросов-кабелей (103), соединенных с судном (101); и

буксируют приемную группу, содержащую множество буксируемых кос (104), при этом буксируемые косы (104) прикрепляют к буксировочным тросам-кабелям (103) на расстановочном тросе (105) в точках (106) буксировки,

отличающийся тем, что поддерживают широкий разнос (W) групп (102) сейсмических источников, составляющий по меньшей мере 125 м между источниками (102), при этом источники (102) соединяют с судном (101) кабелями (113) источников,

отличающийся тем, что предусматривают необходимое удаление (О) сейсмических источников от верхних участков сейсмических кос (104), которое представляет собой удаление около 150 м.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что группы (102) сейсмических источников помещают на выбранные места, при этом одну соединяют с судном (101) на левой стороне, одну на правой стороне и одну по центральной линии (Y).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что группы (102) сейсмических источников располагают в виде тройного сейсмического источника, при этом каждая группа (102) сейсмических источников содержит две параллельно расположенные подгруппы источников, включающих кластер пушек, разнесенных вдоль кабеля.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прикрепляют параваны (109) для создания поперечной силы, действующей на расстановочный трос (105), соединенный с точками (106) буксировки, для поддержания фиксированных расстояний между передними концами буксируемых кос (104).

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что благодаря широкому разносу (W) групп (102) сейсмических источников небольшие удаления распределяют более равномерно и создают массив данных при небольших удалениях, который точно отображают.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буксировочные тросы-кабели (103) содержат наиболее близкий буксировочный трос-кабель и наиболее удаленный буксировочный трос-кабель относительно центральной линии (Y) судна (101).

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буксируемые косы (104) имеют длину по меньшей мере 75 м.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что группы (102) сейсмических источников располагают на меньшей глубине, чем буксируемые косы (104).

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что группы (102) сейсмических источников развертывают в толще воды таким образом, что удаление (О) сейсмических источников измеряют относительно верхнего участка буксируемой косы (104).

10. Сейсморазведочная система (100), содержащая:

связку групп (102) сейсмических источников, буксируемую позади судна (101);

лебедку (111),

множество буксировочных тросов-кабелей (103), соединенных с судном (101); и

множество буксируемых кос (104), прикрепленных к буксировочным тросам-кабелям (103) на расстановочном тросе (105) в точках (106) буксировки,

отличающаяся тем, что поддерживается широкий разнос (W) групп (102) сейсмических источников, составляющий по меньшей мере 125 м между источниками (102), а источники (102) соединены с судном (101) кабелями (113) источников, и

отличающаяся тем, что буксируемые косы (104) выпускаются или поднимаются на борт независимо друг от друга с помощью буксировочных тросов-кабелей (103), и что удаление (О) сейсмических источников от верхнего участка буксируемых кос (104) находится в диапазоне удалений около 150 м.

11. Сейсморазведочная система по п. 10, отличающаяся тем, что она также содержит один или несколько тросов, соединяющих по меньшей мере одну из групп (102) сейсмических источников или кабели (113) источников с одним из буксировочных тросов-кабелей (103).

12. Сейсморазведочная система по п. 10, отличающаяся тем, что буксируемые косы (104) содержат несколько передних поплавков (107), регуляторов (122) глубины, устройств (124) поперечного управления и хвостовых буев (108).

13. Сейсморазведочная система по п. 10, отличающаяся тем, что параваны (109) прикреплены для создания поперечной силы, действующей на расстановочный трос (105), соединенный с точками (106) буксировки, для поддержания фиксированных расстояний между передними концами буксируемых кос (104).