(57) Реферат / Формула:
Способ и устройство для морской разведки, содержащей буксирование электромагнитного источника, имеющего зону электромагнитных перекрестных помех и зону запутывания; буксирование множества единиц сейсморазведочного оборудования, причем каждую единицу сейсморазведочного оборудования буксируют за пределами зоны электромагнитных перекрестных помех и зоны запутывания; активацию электромагнитного источника и во время активации электромагнитного источника осуществление сбора данных сейсморазведки при помощи множества единиц сейсморазведочного оборудования.
Евразийское (21) 201891254 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.02.28
(22) Дата подачи заявки 2016.11.25
(51) Int. Cl.
G01V 11/00 (2006.01) G01V 1/38 (2006.01) G01V 3/08 (2006.01)
(54) КОМБИНИРОВАННЫЕ КОНФИГУРАЦИИ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РАЗВЕДКИ
(31) 62/268,330; 15/333,038
(32) 2015.12.16; 2016.10.24
(33) US
(86) PCT/EP2016/078865
(87) WO 2017/102289 2017.06.22
(71) Заявитель:
ПГС ГЕОФИЗИКАЛ АС (NO)
(72) Изобретатель:
Адамс Роберт Джеймс, Камерон Барретт Моринг, Лонг Эндрю Сэмюель (US)
(74) Представитель:
Хмара М.В., Рыбаков В.М., Липатова И.И., Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Пантелеев А.С., Ильмер Е.Г., Осипов К.В. (RU)
(57) Способ и устройство для морской разведки, содержащей буксирование электромагнитного источника, имеющего зону электромагнитных перекрестных помех и зону запутывания; буксирование множества единиц сейсморазведочного оборудования, причем каждую единицу сейсморазведочного оборудования буксируют за пределами зоны электромагнитных перекрестных помех и зоны запутывания; активацию электромагнитного источника и во время активации электромагнитного источника осуществление сбора данных сейсморазведки при помощи множества единиц сейсморазведочно-го оборудования.
КОМБИНИРОВАННЫЕ КОНФИГУРАЦИИ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РАЗВЕДКИ
Перекрестная ссылка на родственные заявки
5 Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной
заявке на патент США №62/268,330, поданной 16 декабря 2015 г. и озаглавленной "Комбинированные конфигурации буксируемой сейсмической и электромагнитной косы для одного судна", которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
10 Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к области морской разведки. Морская разведка может включать в себя, например, сейсмическую и/или электромагнитную (ЭМ) разведку, наряду с некоторыми другими. Например, настоящее изобретение может находить применение в морской разведке, при
15 которой один или более источников применяются для генерации энергии (волновых полей, импульсов, сигналов), а приемники, буксируемые или установленные на морском дне, принимают энергию, генерируемую источниками и, возможно, зависимую от взаимодействия с формациями геологической среды. Буксируемые приемники могут располагаться на кабелях, называемых морскими косами.
20 Приемники, таким образом, собирают данные проведенной разведки, которые могут быть полезными при обнаружении и/или извлечении углеводородов из формаций геологической среды.
Сведения о предшествующем уровне техники
25 В последнее время были предприняты усилия по одновременному
проведению морских сейсмических разведок и морских электромагнитных разведок, тогда как другие недавно предпринятые усилия были направлены на проведение морских электромагнитных разведок с буксируемыми электромагнитными приемниками. Только благодаря этим недавним усилиям удалось оценить
30 технические сложности и подлежащие учету эксплуатационные факторы. Например, близость электромагнитных источников к сейсморазведочному оборудованию может вызывать электромагнитные перекрестные помехи, препятствуя проведению разведочных работ и внося помехи в данные разведки. Например, электромагнитные перекрестные помехи могут возникать, когда сигнал,
35 генерируемый электромагнитным источником, создает нежелательный эффект в цепях сейсморазведочного оборудования. Кроме того, может происходить
запутывание между сейсморазведочным и электромагнитным оборудованием, включая буксирные тросы, буксировочные тросы-кабели, воздуховоды, шлангокабели, распределительные тросы и т.д. Новые конфигурации разведки для комбинированных сейсмических и электромагнитных разведок были бы 5 предпочтительными.
Перечень фигур, чертежей и иных материалов
Чтобы понять в деталях вышеперечисленные характеристики настоящего изобретения, более конкретное описание изобретения, кратко обобщенное выше, 10 приведено со ссылкой на варианты осуществления, некоторые из которых иллюстрируются прилагаемыми чертежами. Следует отметить, однако, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления настоящего изобретения и поэтому не должны рассматриваться в качестве ограничивающих его объем, поскольку изобретение может позволять реализацию 15 других, в равной степени эффективных вариантов осуществления.
На Фиг. 1А показан вид сбоку системы морской разведки. На Фиг. 1В показан вид сверху системы морской разведки.
На Фиг. 2А изображена морская разведка, показывающая аспект анализа общей глубинной точки. На Фиг. 2В изображена морская разведка, показывающая 20 аспект анализа общей средней (глубинной) точки.
На Фиг. ЗА показан вид сверху системы морской разведки. На Фиг. ЗВ показан вид сверху другой системы морской разведки.
На Фиг. 4А показан вид сверху системы морской разведки. На Фиг. 4В
показан вид сверху другой системы морской разведки.
25 На Фиг. 5 показан вид сверху системы морской разведки.
На Фиг. 6 показан вид сверху системы морской разведки. На Фиг. 7А показан вид сверху системы морской разведки. На Фиг. 7В показан вид сверху другой системы морской разведки.
На Фиг. 8А показан вид сверху системы морской разведки. На Фиг. 8В 30 показан вид сверху другой системы морской разведки. На Фиг. 9 показана блок-схема способа.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Следует понимать, что настоящее описание изобретения не ограничено 35 конкретными устройствами или способами, которые могут, конечно, отличаться. Следует также понимать, что термины, используемые в настоящей заявке, служат
только для целей описания конкретных вариантов осуществления и не имеют ограничительного характера. В контексте настоящего документа формы единственного числа включают в себя ссылки на объекты в единственном и множественном числе, если контекстом четко не обусловлено иное. Кроме того, 5 слово "может" используется в тексте настоящей заявки в разрешительном (т. е. "имеющий потенциал", "способный к чему-либо"), а не в повелительном смысле (т.е. "обязанный"). Термин "содержит" и производные от него означают "содержащий, без ограничений...". Термин "присоединенный" означает присоединенный непосредственно или опосредованно. Слово "иллюстративный",
10 используемое в настоящей заявке, означает "служащий в качестве примера, отдельного случая, иллюстрации". Любой аспект, раскрытый в настоящей заявке в качестве "иллюстративного", необязательно должен интерпретироваться в качестве предпочтительного или имеющего преимущество над другими аспектами. Термин "равномерный" означает по существу равный для каждого подэлемента, с
15 изменением в пределах приблизительно +-10%. Термин "номинальный" означает соответствующий плану или проекту в отсутствие переменных, таких как ветер, волны, течения или другие незапланированные явления. Термин "номинальный" может подразумеваться в качестве широко используемого в области морской разведки.
20 "Кабель" означает гибкий элемент, воспринимающий осевую нагрузку и
содержащий также электрические проводники и/или оптические проводники для передачи электроэнергии и/или сигналов между компонентами.
"Канат" означает гибкий элемент, воспринимающий осевую нагрузку и не содержащий электрических проводников и/или оптических проводников. Такой канат 25 может быть изготовлен из волокна, стали, других высокопрочных материалов, цепей, или комбинации таких материалов. "Линия" означает канат или кабель.
"Передний" или "передняя сторона" означает направление или конец объекта или системы, которые соответствуют заданному основному направлению 30 перемещения объекта или системы.
"Задний" или "задняя сторона" означает направление или конец объекта или системы, которые соответствуют изменению на обратное заданного основного направления перемещения объекта или системы.
"Левобортовой" или "правобортовой" означает левое и правое, 35 соответственно, направление или конец объекта или системы, обращенных в заданном основном направлении перемещения объекта или системы.
"Получение" данных означает любой способ или комбинацию способов извлечения, сбора или доступа к данным, включая, например, непосредственное измерение или распознавание физического свойства, прием переданных данных, выбор данных из группы физических датчиков, идентификацию данных в записи 5 данных и прием данных из одной или более библиотек данных.
В контексте настоящего документа "сейсморазведочное оборудование" означает сейсмические источники, сейсмические приемники, сейсмические косы, регуляторы глубины погружения, поплавки, пневмопушки, вибраторы и другое оборудование, как правило, расположенное на/вместе с/возле сейсмического
10 источника или сейсмической косы, но не буксирные тросы или другое оборудование, обычно расположенное между исследовательским судном и источником или косой.
В случае какого-либо расхождения при употреблении слова или термина в данном описании и одном или более патентных или других документах, содержание которых может быть включено в настоящую заявку посредством ссылки,
15 определения, соответствующие данному описанию, следует принять для целей понимания настоящего изобретения.
Настоящее изобретение в целом относится к способам и устройствам для морской разведки и, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, к новому комбинированному устройству для сейсмической и электромагнитной (ЭМ-)
20 разведки и соответствующим способам его применения.
Одно из многих потенциальных преимуществ вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что комбинированные сейсмические и электромагнитные разведки можно проводить с уменьшенными рисками электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания между электромагнитным
25 источником и сейсморазведочным оборудованием. Другое потенциальное преимущество включает в себя проведение комбинированных сейсмических и электромагнитных разведок, которые имеют номинально равномерную область покрытия общими средними (глубинными) точками (ОСТ), но не требуют нескольких проходов по траектории сбора данных над одним и тем же участком формации
30 геологической среды (т.е. не требуют чередуемого плана разведки). Варианты осуществления настоящего изобретения, тем самым, могут быть полезными при обнаружении и/или извлечении углеводородов из формаций геологической среды.
На Фиг. 1А-1В изображены координаты и термины, связанные с морской разведкой в соответствии с одним или более вариантами осуществления
35 настоящего изобретения. На Фиг. 1А изображена вертикальная проекция или вид в плоскости xz 119 примера исследовательского судна 109, буксирующего
сейсмический источник 103, электромагнитный источник 104 и косу 113, расположенные в водоеме 115. В различных вариантах осуществления сейсмический источник 103 может включать в себя одну или более пневмопушек и/или морских вибраторов, наряду с некоторыми другими общими сейсмическими 5 источниками, в качестве возбуждающих элементов (элементов-источников). В различных вариантах осуществления электромагнитный источник 104 может включать в себя один или более электрических диполей или магнитных контуров, наряду с некоторыми другими общими электромагнитными источниками, в качестве возбуждающих элементов. Как понятно среднему специалисту в данной области,
10 воспользовавшемуся раскрытым здесь изобретением, электромагнитный источник 104 может состоять из пар электродов, разделенных в некоторых случаях несколькими сотнями метров или расстоянием в 800 м или более. Можно полагать, что при большем расстоянии между двумя возбуждающими электродами в формации геологической среды будет возникать более сильный ток. На чертежах
15 электромагнитный источник 104 (или электромагнитный возбуждающий элемент 104-п) по существу соответствует местоположению переднего возбуждающего (или возбуждающего элементного) электрода. Задний возбуждающий (или возбуждающий элементный) электрод будет, как правило, находиться позади (в продольном направлении, или направлении х) переднего электрода. Поскольку
20 риски электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания преимущественно исходят от переднего конца электромагнитного источника, на чертежах для простоты показано только местоположение переднего возбуждающего (или возбуждающего элементного) электрода в месте расположения электромагнитного источника 104. Как правило, передний электрод электромагнитного источника 104
25 (или электромагнитного возбуждающего элемента 104-п) будет находиться на расстоянии от приблизительно 150 м до приблизительно 300 м позади исследовательского судна 109. В различных вариантах осуществления коса 113 может включать в себя один или более сейсмических приемников и/или один или более электромагнитных приемников. На практике сейсмический источник 103,
30 электромагнитный источник 104 и коса 113 могут буксироваться одним и тем же или разными судами. Сейсмический источник 103 может буксироваться на глубине, такой же или отличной от глубины электромагнитного источника 104. В некоторых вариантах осуществления сейсмический источник 103 может буксироваться на глубине от 1 м до 20 м. В некоторых вариантах осуществления сейсмический
35 источник 103 может буксироваться на глубине от 5 м до 10 м. В некоторых вариантах осуществления сейсмический источник 103 может буксироваться на
глубине приблизительно 7 м. В некоторых вариантах осуществления электромагнитный источник 104 может буксироваться на глубине от 1 м до 200 м. В некоторых вариантах осуществления электромагнитный источник 104 может буксироваться на глубине от 50 м до 150 м. В некоторых вариантах осуществления 5 электромагнитный источник 104 может буксироваться на глубине приблизительно 100 м.
С каждым электромагнитным источником 104 (или электромагнитным возбуждающим элементом 104-п) связаны зона электромагнитных перекрестных помех и зона запутывания. Зону электромагнитных перекрестных помех можно
10 рассматривать в качестве сферического объема, окружающего передний возбуждающий (или возбуждающий элементный) электрод электромагнитного источника (или возбуждающего элемента). Радиус сферического объема соответствует расстоянию, на котором ожидаемая напряженность электромагнитного поля падает на достаточную величину для того, чтобы риски
15 электромагнитных перекрестных помех в сейсморазведочном оборудовании находились в допустимых пределах. Например, для электромагнитного источника, применяемого при типичной разведке, зона электромагнитных перекрестных помех могла бы иметь радиус 150 м, то есть значительные перекрестные помехи от электромагнитного источника в сейсмических данных возникали бы, если бы один из
20 возбуждающих электродов находился бы на расстоянии ближе 150 м к сейсмическому датчику, такому как гидрофон. В некоторых вариантах осуществления зона электромагнитных перекрестных помех может иметь радиус только 300 м, при этом в других вариантах осуществления зона электромагнитных перекрестных помех может иметь радиус только 200 м, тогда как в других вариантах
25 осуществления зона электромагнитных перекрестных помех может иметь радиус только 100 м. Зону запутывания можно рассматривать в качестве сферического объема с вершиной в месте соединения электромагнитного источника с исследовательским судном, высотой, измеряемой между местом соединения электромагнитного источника с исследовательским судном и местом расположения
30 переднего возбуждающего (или возбуждающего элементного) электрода во время буксирования электромагнитного источника, и радиусом основания, соответствующим расстоянию, на котором ожидаемые риски запутывания электромагнитного источника с сейсморазведочным оборудованием находятся в допустимых пределах. При типичной разведке зона запутывания может
35 представлять собой эллиптический конус, причем высота конуса такая же, как описана для конического объема, а горизонтальная ось и вертикальная ось
основания эллиптического конуса по существу перпендикулярны направлению буксирования. При типичной разведке вертикальная ось может составлять 15 м, а горизонтальная ось - 50 м. В некоторых вариантах осуществления зона запутывания может иметь горизонтальную ось только 300 м, при этом в других 5 вариантах осуществления зона запутывания может иметь горизонтальную ось только 200 м, тогда как в других вариантах осуществления зона электромагнитных перекрестных помех может иметь горизонтальную ось только 100 м. Вертикальная ось может быть равна горизонтальной оси, или же быть больше или меньше ее.
Фиг. 1В включает в себя плоскость ху 117, а Фиг. 1А включает в себя
10 плоскость xz 119 той же декартовой системы координат, применяемой для точного определения координат местоположения в водоеме и формации геологической среды относительно трех ортогональных координатных осей в пространстве, обозначаемых х, у и z. Координата х однозначно определяет положение точки в направлении, параллельном пути движения исследовательского судна 109 в
15 конкретный момент времени (называемом в настоящем документе продольным направлением), координата у однозначно определяет положение точки в направлении, перпендикулярном оси х и по существу параллельном поверхности 123 водоема 115 около исследовательского судна 109 (называемом в настоящем документе поперечным направлением), а координата z однозначно определяет
20 положение точки в направлении, перпендикулярном плоскости ху. Продольное расстояние (или "продольное смещение") между элементами измеряют в направлении х; поперечное расстояние (или "поперечное смещение") между элементами измеряют в направлении у, а расстояние по глубине между элементами измеряют в направлении z. Полное расстояние (или "полное смещение", или
25 "смещение") может, таким образом, быть выражено в виде функции трех компонент расстояния. Поверхность 123 представляет собой гипотетическую поверхность уровня моря около исследовательского судна 109 и используется для определения нуля высот (т. е. z = 0). Затемненные кружкй, такие как затемненные кружкй 105-1 и 105-2, представляют приемники, разнесенные вдоль косы 113. Приемники 105 могут
30 включать в себя, например, сейсмические приемники и/или электромагнитные приемники, наряду с прочими. Несмотря на то, что они показаны размещенными на буксируемой косе 113, приемники 105 могут быть размещены на нескольких морских донных кабелях и/или узлах (МДКУ), закрепленных вблизи от дна 124 водоема 115 или на нем. Приемники 105 выполнены с возможностью детектирования энергии,
35 испускаемой сейсмическим источником 103 и/или электромагнитным источником 104.
Фиг. 1А включает в себя изображение точки взрыва (т. е. активации источника) и маршрутов 129-1, 129-2 испускаемых волн от сейсмического источника 103 на соответствующем количестве приемников 105-1, 105-2. Изображено также прибытие на соответствующем количестве приемников 105-1, 105-2 5 соответствующего количества маршрутов 127-1, 127-2 отраженных волн от сейсмического источника 103, отраженных от свободной поверхности 123 водоема 115. Маршрут 133 восходящих волн иллюстрирует энергию, распространяющуюся от сейсмического источника 103 в формацию геологической среды ниже дна 124 водоема 115, изменяя направления вследствие взаимодействия с породами,
10 материалами или геологическими структурами в формации геологической среды.
На Фиг. 1В изображен вид сверху, или плоскость ху 117 исследовательского судна 109, буксирующего источник 103 с сейсмическими возбуждающими элементами 103-1, 103-2, электромагнитный источник с одним возбуждающим элементом 104-1 и четырьмя отдельными косами 113-1, 13-2, 113-3, 113-4,
15 расположенными ниже поверхности 123 водоема 115. Группу кос называют "зоной разнесения кос". Поперечное расстояние между смежными косами называют расстоянием 125 между косами. В изображенном варианте осуществления номинальные расстояния 125 между каждой парой смежных кос равны (равномерны), тогда как в других вариантах осуществления номинальные
20 расстояния между смежными косами могут быть неравны (неравномерны или нерегулярны). Средняя линия 110 представляет буксирную тропу вдоль осевой линии исследовательского судна 109, проходящую позади исследовательского судна до самого дальнего элемента разведки, например, наиболее дистальной точки самой длинной косы 113. При прямолинейном буксировании номинальная
25 траектория кос 113 (без нарушения, вызванного поперечными течениями и т. д.) параллельна средней линии 110. Средняя линия задает у=0. Варианты осуществления не ограничиваются двумя возбуждающими элементами в сейсмическом источнике, так как сейсмический источник может включать в себя большее или меньшее количество возбуждающих элементов. Некоторые варианты
30 осуществления могут, например, включать в себя 35 возбуждающих элементов в сейсмическом источнике. Кроме того, сейсмический источник может быть одномерным (например, с линейным расположением, как показано), двумерным (например, с расположением по прямоугольной сетке) или трехмерным (например, с расположением в виде куба), и может называться группой возбуждающих элементов
35 или возбуждающей группой. Сейсмический источник может содержать один или несколько возбуждающих элементов, таких как пневмопушки или вибраторы,
буксируемые на одной или более глубинах, и может быть подвешен на одном или более поплавках на поверхности. Трехмерные источники могут иметь любую из множества пространственных конфигураций.
Варианты осуществления не ограничиваются конкретным количеством кос и 5 могут включать в себя большее или меньшее количество, чем показано на Фиг. 1В. Некоторые варианты осуществления могут, например, включать в себя 24 или более кос. Как показано на чертеже, косы 113-1, 113-2, 113-3, 113-4 могут быть смоделированы в виде плоской горизонтальной поверхности наблюдений, расположенной ниже поверхности 123 водоема 115. Однако на практике
10 поверхность наблюдений может плавно изменяться под действием активных морских течений и/или погодных условий. Иными словами, буксируемые косы могут также совершать волнообразные колебания в результате динамических условий жидкой среды. Координаты конкретного приемника задают в виде (х, у, z) с учетом как плоскости xz 119, так и плоскости ху 117. В некоторых вариантах осуществления
15 группа кос может изменяться в направлении z. Например, косы могут быть наклонены таким образом, что приемники, расположенные дальше от исследовательского судна, могут находиться на большей глубине, чем расположенные ближе к исследовательскому судну. Другие примеры включают в себя комбинацию горизонтальных и наклонных профилей глубины, синусоидальных
20 профилей глубины и "змеевидных" профилей глубины. Аналогичным образом, в некоторых вариантах осуществления одна или более из кос может буксироваться на глубине, отличной от других кос, тем самым, создавая объем наблюдений.
Хотя это не показано на чертеже, исследовательское судно 109 может содержать оборудование, называемое в настоящем документе в целом
25 "записывающей системой", которая может обеспечивать и/или включать в себя навигационное управление, навигационное отслеживание, в том числе определение положения, управление сейсмическими источниками, отслеживание сейсмических источников, управление приемниками, отслеживание приемников, запись данных разведки, отслеживание времени и/или синхронизацию времени между различными
30 элементами управления, контроля и/или записи.
Хотя на Фиг. 1А и 1В изображено горизонтальное и/или прямолинейное буксирование, примеры настоящего описания могут включать в себя, помимо прочих схем, круговое и/или спиральное буксирование. Хотя на Фиг. 1А и 1В изображено единственное исследовательское судно 109, может присутствовать
35 множество судов, при этом некоторые или все суда буксируют косы, а некоторые или все суда активируют источники. Помимо прочих различий, косы могут
буксироваться в различных направлениях, на различной глубине и/или под различными углами. Несмотря на то, что буксирование электромагнитного источника 104 судном, отличным от исследовательского судна 109, может уменьшить риски запутывания, риски электромагнитных перекрестных помех 5 остались бы неизменными. Хотя на Фиг. 1А и 1В изображены косы, параллельные оси х, косы могут несколько отклоняться от параллели (например, при веерообразном расхождении кос может постепенно увеличиваться поперечное расстояние между двумя смежными косами по мере увеличения расстояния от исследовательского судна).
10 Сбор данных в соответствии с одним или более вариантами осуществления
настоящего изобретения может быть применим ко множеству операций сбора данных, включая активацию источников (сейсмических, электромагнитных и т. д.) и/или детектирование энергии при помощи приемников (размещенных на буксируемых косах, МДКУ, помимо прочих вариантов реализации). В вариантах
15 осуществления, использующих узлы морской донной станции, буксируемые источники могут активироваться, и результирующая энергия может детектироваться при помощи приемников данных в узлах, расположенных на морском дне или вблизи от него. В вариантах осуществления, использующих морские донные кабели, буксируемые источники могут активироваться, и результирующая энергия может
20 детектироваться при помощи приемников, разнесенных вдоль морского донного кабеля. Сигналы, генерируемые приемниками, указывающие на детектированную энергию, условия окружающей среды и/или информацию о местоположении могут записываться блоком записи для последующего извлечения и/или обработки.
Каждый сейсмоприемник может детектировать давление и/или движение
25 частиц в воде и/или реагировать на изменения давления и/или движение частиц с течением времени. Сейсмоприемники могут включать в себя гидрофоны, геофоны, датчики давления, датчики движения частиц, наряду с другими типами сейсмических датчиков, и/или их комбинации. Сбор данных сейсморазведки может осуществляться при активированном сейсмическом источнике, распространении
30 энергии от сейсмического источника в формацию геологической среды и последующем детектировании результирующей энергии одним или более сейсмоприемниками. Энергия, детектируемая сейсмоприемником, таким образом, испускаются сейсмическим источником.
Каждый электромагнитный приемник может детектировать электромагнитное
35 поле в воде и/или реагировать на изменения электромагнитного поля с течением времени. Электромагнитные приемники могут включать в себя пары электродов,
магнитные контуры, помимо других типов электромагнитных датчиков, и/или их комбинации. Сбор данных электромагнитной разведки может осуществляться при активированном электромагнитном источнике, распространении энергии от электромагнитного источника в формацию геологической среды и последующем 5 детектировании результирующей энергии одним или более электромагнитными приемниками. Энергия, детектируемая электромагнитным приемником, таким образом, испускаются электромагнитным источником.
Для получения изображения формации геологической среды записанные данные разведки могут обрабатываться. Один пример подхода включает в себя
10 прямое получение изображения сейсмических данных с использованием метода анализа и обработки при построении изображения на основе разделенных волновых полей (SWIM(tm)). Например, волновые поля восходящих и нисходящих волн, детектируемые приемником, могут использоваться для получения сейсмических изображений по кратным отражениям от поверхности. Это может
15 обеспечить полезные дополняющие изображения на множестве целевых глубин. Малоглубинный геофизический анализ оказывается возможным, например, даже на очень мелководных участках. Построение глубинных изображений в районе и/или ниже соляных тел и другого сложного геологического строения может быть улучшено, в частности, для сценариев сейсморазведки с использованием
20 нескольких судов, включая широкоазимутальный, полноазимутальный и т.д. Включение кратных отражений от поверхности в процесс построения изображения может также улучшить освещение разреза в ряде случаев.
На Фиг. 2 изображено исследовательское судно 109, проводящее морскую разведку в соответствии с планом разведки "гоночный трек". Исследовательское
25 судно 109 показано следующим по траектории 220 движения. Траектория 220 движения включает в себя прямолинейные участки, траектории 220-а сбора данных, на которых может происходить сбор данных разведки. Траектория 220 движения также включает в себя криволинейные участки, траектории 220-t поворота, на которых исследовательское судно поворачивает между траекториями сбора данных
30 и на которых не может происходить сбор данных разведки. Как правило, траектории 220-а сбора данных могут быть параллельными, а смежные траектории 220-а сбора данных могут быть расположены на равном расстоянии друг от друга по всей площади исследований. Поперечное расстояние 225 между смежными траекториями 220-а сбора данных (расстояние между морскими профилями)
35 связано с поперечной протяженностью группы кос и плотностью требуемых данных
разведки. При равномерном расстоянии между косами и равномерном номинальном расстоянии между морскими профилями:
Расстояние между морскими профилями = 0,5 х NK0C х расстояние между косами (1)
Как показано, исследовательское судно 109 проходит в одном направлении по четырем смежным траекториям 220-а сбора данных и в противоположном направлении по следующим четырем смежным траекториям 220-а сбора данных. Каждый набор смежных траекторий сбора данных с общим направлением отработки
10 называют "полосой".
Альтернативные планы разведки могут включать в себя такие траектории движения, что исследовательское судно движется в первом направлении по траектории сбора данных, в противоположном направлении по непосредственно примыкающей траектории сбора данных, в первом направлении по следующей
15 траектории сбора данных и т.д. таким образом, чтобы каждая траектория сбора данных проходила в направлении, противоположном ее непосредственным соседям (без полос). Такой план разведки называется "антипараллельным" или "елочкой".
Как понятно среднему специалисту в данной области, воспользовавшемуся раскрытым здесь изобретением, другие применимые планы разведки обеспечивают
20 траектории 220-а сбора данных, не являющиеся прямыми линиями, например, круговое и/или спиральное буксирование. В некоторых случаях такие планы разведки могут свести к минимуму время, которое расходует исследовательское судно 109, не собирая данных разведки. Для простоты нижеследующее описание ориентировано на прямолинейные траектории 220-а сбора данных. Для адаптации
25 нижеследующего описания к непрямолинейным процедурам могут использоваться общепринятые способы морской разведки и обработки данных.
На Фиг. 2 также изображено исследовательское судно 109, перемещающееся в водоеме 115 над геологической формацией 215. Сейсмический источник (не показан), буксируемый исследовательским судном 109, генерирует энергию, которая
30 следует по одному иллюстративному маршруту 132 нисходящих волн через водоем 115 в геологическую формацию 215. Как показано, энергия пересекает отражающий горизонт 216 в геологической формации 215, вызывая распространение энергии по маршруту 133 восходящих волн. Отражающий горизонт 216 может быть, например, границей раздела между геологическими структурами. Сетка 230 бинирования
35 моделируется на глубине отражающего горизонта 216. Хотя геологическое строение редко бывает плоским, стандартные способы обработки данных позволяют
моделировать границы раздела как плоские (равномерной глубины) для по меньшей мере части вычислений. Как правило, размер бинов (или ОГП - общих глубинных площадок) определяют на основе требуемого разрешения получаемого изображения формации геологической среды. Рассматривая все возможные 5 маршруты волн от всех имеющихся пар сейсмический источник-приемник, можно определить сейсмическую трассу от каждой пары сейсмический источник-приемник. Как правило, каждый бин сетки бинирования 216 (сетки для сортировки по общей глубинной площадке) содержит около 60 трасс. "Кратность" разведки относится к количеству трасс на бин. Единственная общая средняя (глубинная) точка может
10 быть определена, когда данные разведки от приемников могут быть сложены в стек для максимального увеличения кратности. Более конкретно, размеры каждого бина связаны с расстоянием между приемниками при продольной расстановке вдоль кос (как правило, около 12,5 м) и поперечным расстоянием между косами (125 на Фиг. 1В). Размеры каждого бина также связаны с количеством используемых
15 сейсмических источников (например, возбуждение одного источника при "отработке профиля с одиночным источником" или поочередное возбуждение двух источников при "отработке профиля с двойным источником"). Поперечная ширина бина задается уравнением:
20 Поперечная ширина бина0бин0ЧНЬ1й источник = 0,5 х расстояние между косами (2)
для отработки профиля с одним источником, и
Поперечная ширина бина6войной источник = 0,25 х расстояние между косами (3)
для отработки профиля с двумя источниками. Меньшие размеры бина соответствуют более высокой плотности данных разведки и, вследствие этого, более высокому разрешению получаемого изображения формации геологической среды.
30 В некоторых вариантах осуществления более высокое разрешение может
быть достигнуто при помощи "чередуемого" плана разведки, причем сбор данных разведки сначала осуществляют обычным способом, а затем собирают данные разведки так, что каждая траектория 220-а сбора данных сдвинута в поперечном направлении на расстояние, задаваемое уравнением:
Сдвиг = 0,125 х расстояние между косами
(4)
Исследовательское судно 109 выполняет два прохода по траектории сбора данных над каждым участком площади исследований. Два набора данных могут быть объединены на одной сетке бинирования с шириной бина, задаваемой 5 уравнением:
Поперечная ширина биначередуемая = 0,125 х расстояние между косами (5)
а не уравнением (3). Морская разведка с чередуемым планом разведки является 10 более дорогостоящей по сравнению с планом разведки без чередования вследствие удвоения количества времени, затрачиваемого исследовательским судном на сбор данных.
Центр каждого бина на сетке 230 бинирования называют "общей средней точкой" (ОСТ). При использовании предположения о плоском геологическом
15 строении местоположение каждой точки отражения геологической среды будет соответствовать средней (глубинной) точке между соответствующими координатами источника и приемника для каждого маршрута прохождения волны. Например, пара источник-приемник, включающая в себя приемник 105, близкий к исследовательскому судну 109 на косе 113, будет иметь ОСТ с координатой х,
20 близкой к координате х сейсмического источника 103. В альтернативном варианте осуществления пара источник-приемник, включающая в себя приемник 105, расположенный дальше от исследовательского судна 109 на косе 113, будет иметь ОСТ с координатой х, большей координаты х сейсмического источника 103. Угол между средней линией 110 и линией между источником и приемником известен как
25 "азимут", причем азимут = 0°, когда приемник имеет такую же координату у, как источник.
При использовании предположения о плоском геологическом строении конфигурация разведки определяет расчетные (или номинальные) сублинии ОСТ, как показано на Фиг. 2В. Площадь, где сублинии ОСТ равномерно распределены
30 для данной траектории 220-а сбора данных, может называться площадью или протяженностью равномерной области 440 покрытия общими средними точками. Морская разведка может быть рассчитана на то, чтобы "вымостить" площади равномерного покрытия от смежных траекторий 220-а сбора данных, чтобы вся площадь морской разведки была равномерно покрыта. План разведки с
35 чередованием может применяться, чтобы полностью вымостить площадь морской разведки, когда поперечная протяженность равномерной области 440 покрытия
общими средними точками состоит из несмежных участков. Отметим на Фиг. 2В, что четыре сублинии ОСТ оказываются между парами смежных сейсмических кос 113-S, а не перекрывают их. Например, сублиния ОСТ 441 ближе к средней линией 110, чем сейсмическая коса 113-S'. Протяженность равномерной области 440 покрытия 5 общими средними точками поэтому меньше, чем сумма расстояний 125 между сейсмической косой 113-S' и сейсмической косой 113-S". Однако, чтобы вымостить равномерную область покрытия общими средними точками, следующая сублиния ОСТ необязательно должна перекрывать сублинию ОСТ 441 или даже сейсмическую косу 113-S', но, скорее, должна только лежать с противоположной
10 стороны сейсмической косы 113-S' на равном расстоянии от сублинии ОСТ 441.
На Фиг. ЗА изображена возможная конфигурация 300-А разведки. Для простоты на этом изображении показаны только значимые элементы конфигурации 300-А разведки. Как понятно среднему специалисту в данной области, воспользовавшемуся раскрытым здесь изобретением, стандартное буксировочное
15 оборудование (такое как параваны, распределительные тросы, отклонители, буксирные тросы, буксировочные тросы-кабели, воздуховоды, шлангокабели, устройства управления боковым усилием и глубиной, хвостовые буи и т.д.) не показано, однако следует исходить из предположения о его использовании в соответствии с общепринятой практикой. Аналогичным образом, для буксирования
20 изображенных элементов могут использоваться дополнительные суда при сохранении конфигурации разведки. В конфигурации 300-А разведки показано исследовательское судно 109, буксирующее сейсмические косы 113-S (т.е. косы, имеющие только сейсмоприемники), равномерно распределенные по обеим сторонам от средней линии 110. В некоторых вариантах осуществления длина
25 сейсмических кос 113-S может находиться в пределах от около 3 км до около 12 км, а расстояние между крайними снаружи сейсмическими косами 113-S (или "ширина зоны разнесения кос" или "поперечная протяженность группы кос") может находиться в пределах от около 300 м до около 2000 м. Расстояние вдоль линии наблюдения между исследовательским судном 109 и передним концом
30 сейсмических кос 113-S может составлять от около 200 м до около 500 м или более. В некоторых вариантах осуществления сейсмические косы 113-S могут буксироваться на глубине от 1 м до 100 м. В некоторых вариантах осуществления сейсмические косы 113-S могут буксироваться на глубине от 10 м до 50 м. В некоторых вариантах осуществления сейсмические косы 113-S могут буксироваться
35 на глубине от 20 м до 30 м. В некоторых вариантах осуществления сейсмические косы 113-S могут буксироваться на глубине около 25 м. Как правило, буксирование
кос на большей глубине уменьшает помехи, вызванные волнением моря, в данных
разведки. Однако сейсмические косы, как правило, буксируют на меньших глубинах
из-за опасений в связи с провалами, вызываемыми волной-спутником в
амплитудном спектре в диапазоне сейсмических частот.
5 На Фиг. ЗВ изображена возможная конфигурация 300-В разведки для
уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания. В конфигурации 300-В разведки показано исследовательское судно 109, буксирующее все сейсмические косы 113-S только с одной стороны средней линии 110 при одновременном буксировании электромагнитного источника 104 с другой стороны
10 средней линии 110. Электромагнитная коса 113-Е (т.е. коса, имеющая только электромагнитные приемники) изображена буксируемой с той же стороны от средней линии 110, что и электромагнитный источник 104, но возможно также, чтобы электромагнитные источники располагались на одной или более дополнительных косах и/или на МДКУ в дополнение к электромагнитной косе 113-Е
15 или вместо нее. В настоящее время полагают, что конфигурация разведки, аналогичная конфигурации 300-В разведки, потребует вдвое больше траекторий сбора данных (аналогично плану разведки с чередованием), чем было бы в случае буксирования такого же количества сейсмических кос по обеим сторонам средней линии, как в конфигурации 300-А разведки. Кроме того, асимметричное торможение,
20 создаваемое буксируемыми косами данной конфигурации разведки, может привести к плохому навигационному управлению исследовательским судном 109, плохому рулевому управлению сейсмическими косами 113-S и/или электромагнитной косой 113-Е, чрезмерному износу оборудования и/или высокой стоимости топлива. В некоторых вариантах осуществления электромагнитная коса 113-Е может
25 буксироваться на глубине от 10 м до 200 м. В некоторых вариантах осуществления электромагнитная коса 113-Е может буксироваться на глубине от 50 м до 150 м. В некоторых вариантах осуществления электромагнитная коса 113-Е может буксироваться на глубине приблизительно 100 м. Сейсмические косы 113-S могут буксироваться на глубине, равной или отличной от глубины электромагнитной косы
30 113-Е. Для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания электромагнитный источник 104 отделен от сейсморазведочного оборудования расстоянием по меньшей мере около 100 м. В некоторых вариантах осуществления электромагнитный источник 104 отделен от сейсморазведочного оборудования расстоянием по меньшей мере около 300 м. Например, расстояние
35 между электромагнитным источником 104 и сейсмическим источником 103 или ближайшей сейсмической косой 113-S в конфигурации 300-В разведки может
составлять по меньшей мере около 100 м, или по меньшей мере около 300 м, или более.
На Фиг. 4А изображена конфигурация 400-А разведки. Как показано на чертеже, исследовательское судно 109 буксирует десять сейсмических кос 113-S с 5 номинальным расстоянием 125 между косами, составляющим около 100 м, в результате чего номинальное расстояние между крайними снаружи сейсмическими косами 113-S составляет около 900 м. Группа источников, изображенная содержащей два сейсмических возбуждающих элемента 103-1, 103-2 (т.е. отработка профиля с двойным источником) может иметь поперечную протяженность около 50
10 м. В некоторых вариантах осуществления, использующих "отработку профиля с двойным источником", поперечное расстояние между сейсмическими возбуждающими элементами составляет половину номинального расстояния между косами. Конфигурация 400-А разведки имела бы поперечную ширину бина ОСТ около 25 м, при этом номинальное расстояние между морскими профилями,
15 позволяющее обеспечить равномерное покрытие общими средними точками, составляет 250 м. Поперечная протяженность равномерной области 440 покрытия общими средними точками составляет около 237,5 м с каждой стороны от средней линии 110. В некоторых вариантах осуществления, использующих отработку профиля "с двойным источником", поперечная протяженность равномерной
20 области 440 покрытия общими средними точками составляет:
Покрытие = 0,25 х расстояние между косами х ((2 х NK0C) - 1) (6)
В изображенном варианте осуществления поперечная протяженность 25 равномерной области 440 покрытия общими средними точками составляет 475 м. Расстояние между морскими профилями номинально больше, чем поперечное покрытие общими средними точками на одну ширину бина:
Расстояние между морскими профилями = Покрытие + Поперечная ширина бина (7)
Таким образом, для отработки профиля с двойным источником, объединяют уравнения (3) и (6):
Расстояние между морскими профилями
= 0,25 х расстояние между косами х ((2 х NK0C) -+ 0,25 х расстояние между косами
= 0,5 х расстояние между косами х NK0C (8)
В изображенном варианте осуществления максимальное расстояние между 5 морскими профилями может составлять около 250 м.
На Фиг. 4В изображена возможная конфигурация 400-В разведки для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания, причем максимальное расстояние между морскими профилями, позволяющее получить равномерную область 440 покрытия общими средними точками, остается 10 неизменным по сравнению с конфигурацией 400-А разведки. На Фиг. 4В введен зазор 425, составляющий 600 м, между двумя крайними изнутри косами. В общем случае, зазор 425 задается уравнением:
Зазор = расстояние между косами х ((0,5 х NKOC) + 1) (9)
Использование этой формулы для определения зазора 425 приводит к получению эффективного плана разведки, в котором траектории 220-а сбора данных могут быть заданы способом, позволяющим избежать ненужного "перекрытия" между равномерными областями покрытия общими средними
20 точками. Исключая зазор 425, десять сейсмических кос 113-S имеют номинальное расстояние 125 между косами, составляющее около 100 м. Вследствие этого, номинальное расстояние между крайними снаружи сейсмическими косами 113-S составляло бы около 1400 м. Электромагнитный источник 104 и электромагнитная коса 113-Е развернуты вдоль средней линии 110. (Как описано выше, возможно
25 также, чтобы электромагнитные источники располагались на одной или более дополнительных косах и/или на МДКУ). Поперечная протяженность сейсмического источника 103 остается равной около 50 м. Номинальное поперечное расстояние между каждой из двух крайних изнутри сейсмических кос 113-S и электромагнитным источником 104 (буксируемым вдоль средней линии 110) или электромагнитной
30 косой 113-Е (которая показана буксируемой вдоль средней линии 110) может составлять около 300 м. Поперечная протяженность равномерной области 440 покрытия общими средними точками теперь разбита на две зоны с каждой стороны средней линии 100, разделенных нулевой зоной:
35 Покрытиезоны = 0,25 х расстояние между косами х((2 х N К0С30НЬ1) -1) (10)
Как показано на чертеже, при пяти косах в каждой зоне поперечная протяженность равномерной области 440 покрытия общими средними точками составляет около 225 м в каждой зоне. Иными словами, поперечная протяженность равномерной области 440 покрытия общими средними точками состоит из 5 несмежных участков. В этом примере поперечная протяженность нулевой зоны равна поперечной протяженности каждой из равномерных областей покрытия общими средними точками - 250 м. При использовании расстояния между морскими профилями, составляющего около 250 м, поперечная ширина бина ОСТ остается равной около 25 м. Однако минимальные расстояния источник-приемник
10 значительно возрастут по сравнению с конфигурацией 400-А разведки вследствие возросшего поперечного смещения. Для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания, расстояние между электромагнитным источником 104 и сейсмическим источником 103 или ближайшей сейсмической косой 113-S в конфигурации 400-В разведки может составлять по меньшей мере
15 около 100 м, или по меньшей мере около 300 м, или более. Например, глубину буксировки для электромагнитного источника 104 можно отрегулировать до значительно большей величины, чем глубина буксировки сейсмического источника 103 или ближайшей сейсмической косы 113-S. Глубину буксировки позади исследовательского судна 109 можно также отрегулировать.
20 Конфигурация 400-В разведки может обеспечивать определенные
преимущества над конфигурациями 400-А и 300-В разведки. Например, сейсмические косы 113-S в конфигурации 400-В разведки будут отделены от электромагнитного источника 104 и электромагнитной косы 113-Е расстоянием по меньшей мере 300 м, тем самым, уменьшая риски запутывания в большей степени,
25 чем конфигурация 400-А разведки. Благодаря распределению одинакового количества кос с каждой стороны от средней линии 110 буксирование конфигурации 400-В разведки будет более сбалансированным (требуя меньшей компенсации средствами навигации), чем буксирование конфигурации 300-В разведки. Аналогичным образом, вследствие более сбалансированного буксирования в
30 конфигурации 400-В разведки можно буксировать такое же количество сейсмических кос 113-S, как в конфигурации 400-А разведки. Однако конфигурация 400-В разведки может представлять некоторые затруднения. Например, торможение и, тем самым, натяжение косы и связанный с ним шум могут возрастать по мере возрастания ширины зоны разнесения сейсмических кос.
35 На Фиг. 5 изображена возможная конфигурация 500 разведки для
уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания,
причем зазор 425 между крайними изнутри сейсмическими косами 113-S меньше, чем в конфигурации 400-В разведки, и поперечная протяженность сейсмического источника 103 больше, чем в конфигурациях 300-АВ, 400-АВ разведки. Электромагнитный источник 104 и электромагнитная коса 113-Е развернуты вдоль 5 средней линии 110. (Как описано выше, возможно также, чтобы электромагнитные источники располагались на одной или более дополнительных косах и/или на МДКУ). Вследствие этого, поперечное расстояние между сейсмическим возбуждающим элементом 103-1 (или 103-2) и электромагнитным источником 104 (или электромагнитной косой 113-Е) увеличено. В настоящее время можно полагать,
10 что конфигурация 500 разведки имела бы неравномерную область 440 покрытия общими средними точками. Иными словами, при возрастании поперечной протяженности сейсмического источника 103 таким образом, что сейсмические возбуждающие элементы 103-1, 2 находятся снаружи двух крайних изнутри сейсмических кос 113-S, имели бы место "избыточная" область покрытия общими
15 средними точками, или "нерегулярный размер бина ОСТ" и/или "нерегулярная кратность ОСТ". Например, равномерная кратность сублиний ОСТ может достигаться благодаря наличию а) равномерного расстояния 125 между косами с поперечной протяженностью сейсмического источника 103, равной половине расстояния 125 между косами, или Ь) равномерного расстояния 125 между косами и
20 поперечной протяженности сейсмического источника 103 за пределами двух крайних снаружи сейсмических кос 113-S. В конфигурации 500 разведки показан зазор 425 около 300 м между крайними изнутри сейсмическими косами 113-S и поперечное расстояние около 150 м между сейсмическими возбуждающими элементами 103-1 и 103-2. Исключая зазор 425, десять сейсмических кос 113-S
25 имеют номинальное расстояние 125 между косами, составляющее около 100 м. Вследствие этого, номинальное расстояние между крайними снаружи сейсмическими косами 113-S может составлять около 1100 м. Поперечное расстояние между каждой из крайних изнутри сейсмических кос 113-S и электромагнитным источником 104 (или электромагнитной косой 113-Е) может
30 составлять около 150 м. Поперечное расстояние между сейсмическим возбуждающим элементом 103-1 (или 103-2) и электромагнитным источником 104 (или электромагнитной косой 113-Е) может составлять около 75 м. Для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания, расстояние между электромагнитным источником 104 и сейсмическим источником 103 или
35 ближайшей сейсмической косой 113-S в конфигурации 500 разведки может составлять по меньшей мере около 100 м, или по меньшей мере около 300 м, или
более. Например, глубину буксировки для электромагнитного источника 104 можно
отрегулировать до значительно большей величины, чем глубина буксировки
сейсмического источника 103 или ближайшей сейсмической косы 113-S. Глубину
буксировки позади исследовательского судна 109 можно также отрегулировать.
5 Ожидается, что область 440 покрытия общими средними точками для
конфигурации 500 разведки будет довольно равномерной, хотя расстояние между различными сублиниями ОСТ может несколько изменяться в соответствии с различными расстояниями между источниками, количеством буксируемых сейсмических кос 113-S и расстоянием 125 между косами. Большему расстоянию
10 между сублиниями ОСТ могла бы соответствовать улучшенная кратность ОСТ благодаря сочетанию таких факторов, как а) естественное отклонение буксируемых кос (т. е. отклонение косы от направления буксирования вследствие течения воды), Ь) веерообразное расхождение кос, с) использование больших (нерегулярных) размеров бинов ОСТ (концепция зоны Френеля), о!) использование анализа и
15 обработки SWIM(tm), е) использование методик восстановления типа сжимающих измерений (раскрытых ниже). Сублиния с меньшим смещением могла бы иметь улучшенную кратность ОСТ благодаря сочетанию таких факторов, как а) естественное отклонение буксируемых кос, Ь) интерполяция/регуляризация при обработке, с) использование анализа и обработки SWIM(tm), d) использование
20 методик восстановления типа сжимающих измерений (раскрытых ниже). Предполагается, что максимальное расстояние между морскими профилями может увеличиваться до 300 м (по сравнению с 250 м для конфигураций 400-А, В разведки), поэтому имеет место ожидаемый выигрыш в эффективности разведки. Минимальное поперечное расстояние источник-приемник не изменилось по
25 сравнению со стандартной конфигурацией кос (например, 0,25 х расстояние между косами при отработке профиля с двойным источником).
На Фиг. 6 изображена возможная конфигурация 600 разведки для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания с нерегулярными (неравномерными) расстояниями 125 между косами. В некоторых
30 вариантах осуществления принципы сжатия измерений могут использоваться для стратегической рандомизации расстояний 125 между косами, чтобы способствовать восстановлению равномерно дискретизированных данных с разреженным представлением сигнала. Для рандомизации можно использовать, например, метод решения Ц-нормы или другой метод решения, способствующий разреженности. При
35 использовании принципов нерегулярного расстояния между косами для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания наибольшее
расстояние 125 между косами было бы присвоено двух крайним изнутри сейсмическим косам 113-S. Вследствие этого, зазор 425 между двумя крайними изнутри сейсмическими косами 113-S был бы равен наибольшему расстоянию 125 между косами. Такие конфигурации разведок могли бы дополняться веерообразным 5 расхождением кос и/или большой поперечной протяженностью сейсмического источника.
Как показано на чертеже, конфигурация 600 разведки включает в себя сейсмический источник 103 с поперечной протяженностью между возбуждающими элементами 103-1 и 103-2, составляющей около 50 м. Номинальное расстояние
10 между крайними снаружи сейсмическими косами 113-S составляет около 1400 м. Зазор 425 между крайними изнутри сейсмическими косами 113-S составляет около 600 м. Расстояния между всеми остальными косами (например, расстояния 125-1 и 125-2 между косами) меньше, чем 600 м. Электромагнитный источник 104 и электромагнитная коса 113-Е развернуты вдоль средней линии 110. (Как описано
15 выше, возможно также, чтобы электромагнитные источники располагались на одной или более дополнительных косах и/или на МДКУ). Номинальное поперечное расстояние между каждой из двух крайних изнутри сейсмических кос 113-S и электромагнитным источником 104 или электромагнитной косой 113-Е составило бы около 300 м. Поскольку номинальное расстояние между крайними снаружи
20 сейсмическими косами не изменилось по сравнению с конфигурацией 400-В, номинальное расстояние между морскими профилями остается неизменным и область покрытия общими средними точками остается неизменной. Как и в случае конфигурации 500 разведки, увеличение поперечной протяженности сейсмического источника может создавать нерегулярную поперечную область покрытия общими
25 средними точками и/или нерегулярное расстояние между сублиниями ОСТ, но регулярные данные могут более надежно восстанавливаться при помощи методов сжатия измерений. Для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания, расстояние между электромагнитным источником 104 и сейсмическим источником 103 или ближайшей сейсмической косой 113-S в
30 конфигурации 600 разведки может составлять по меньшей мере около 100 м, или по меньшей мере около 300 м, или более. Например, глубину буксировки для электромагнитного источника 104 можно отрегулировать до значительно большей величины, чем глубину буксировки сейсмического источника 103 или ближайшей сейсмической косы 113-S. Глубину буксировки позади исследовательского судна
35 109 можно также отрегулировать.
В каждой конфигурации 300-АВ, 400-АВ, 500 и 600 разведки сейсмические источники могут включать в себя один или более буксируемых морских вибраторов и/или пневмопушек; и план разведки может включать в себя следующие планы: гоночный трек, антипараллельный, елочку и/или чередование, чтобы 5 способствовать регуляризации 3D сейсмических данных. В каждой конфигурации 300-АВ, 400-АВ и 500 с равномерным расстоянием 125 между косами (не включая зазор 425), расстояние между крайними снаружи сейсмическими косами и соседними сейсмическими косами может быть больше, чем другие (равномерные) расстояния 125 между косами, чтобы способствовать регуляризации 3D
10 сейсмических данных. Аналогичным образом, в конфигурации 600 разведки расстояние 125-1 между крайними снаружи сейсмическими косами и соседними сейсмическими косами может быть меньше, чем зазор 425, но больше, чем другие (нерегулярные) расстояния 125 между косами.
В конфигурации 400-А разведки показан сейсмический источник 103 между
15 двумя крайними изнутри сейсмическими косами 113-S и с поперечной протяженностью, задаваемой уравнением:
Поперечное расстояниесейсмический источник = 0,5 х расстояние между косами (11)
20 Аналогичным образом, в конфигурации 600 разведки показан источник 103
между двумя крайними изнутри сейсмическими косами 113-S. Хотя в конфигурации 600 разведки показаны нерегулярные расстояния между косами, основываясь на расстоянии между сейсмическими возбуждающими элементами (например, 0,25 х расстояние между косами при отработке профиля с двойным источником), сетка
25 бинирования ОСТ может быть определена в качестве эквивалентной сетке конфигурации 400-А разведки (имеющей равномерное расстояние между косами). Таким образом, ширина бина ОСТ задается уравнением:
Поперечная ширина 6инаввойной источник = 0,25 х расстояние между косами (12)
для такой отработки профиля с двойным источником. В альтернативном варианте осуществления сложный математический подход, известный под названием "сжимающих" (или "сжатых") измерений может применяться, чтобы бинировать данные на сетке бинирования ОСТ, где ширина бина ОСТ составляет:
Поперечная ширина бинаввоаноа источник =
0,25 х расстояние до ближайшей примыкающей пары кос (13)
для такой отработки профиля с двойным источником.
На Фиг. 7А и 7В изображены возможные конфигурации 700-А и 700-В 5 разведки для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания путем увеличения поперечной протяженности сейсмического источника 103. Как показано конфигурациями 400-А, когда поперечная протяженность сейсмического источника меньше, чем расстояние между двумя крайними изнутри сейсмическими косами (например, зазор 425), максимальное 10 расстояние между морскими профилями задается уравнением:
Расстояние между морскими профилями = 0,5 х NK0C х расстояние между косами (14)
В некоторых вариантах осуществления поперечная протяженность 15 сейсмического источника может быть больше, чем зазор 425. При возрастании поперечной протяженности сейсмического источника максимальное расстояние между морскими профилями увеличивается. В конфигурации 700-А разведки поперечная протяженность сейсмического источника больше, чем поперечное расстояние между двумя крайними изнутри косами. В конфигурации 700-В разведки 20 поперечная протяженность сейсмического источника больше, чем поперечное расстояние между двумя крайними снаружи косами. Для конфигураций, в которых сейсмические возбуждающие элементы 103-1, 2 находятся снаружи (по меньшей мере) двух крайних изнутри кос, ширина бина ОСТ удваивается, что приводит к потере пространственного разрешения. Например, в случае отработки профиля с 25 двойным источником ширина бина ОСТ изменяется по сравнению с уравнением (11) следующим образом:
Поперечная ширина бинаввойной источник = (0,5 х расстояние между косами) (15)
30 В этом примере максимальное расстояние между морскими профилями
задается уравнением:
Расстояние между морскими профилями = 1,0 х NK0C х расстояние между косами (16),
35 что в два раза больше, чем расстояние для конфигурации 400-А разведки. Благодаря увеличению расстояния между морскими профилями для покрытия всей
площади исследований потребуется меньшее количество траекторий 220-а сбора данных. Этот выигрыш в эффективности отражает компромисс, связанный с уменьшением разрешения. Для уменьшения рисков электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания, расстояние между электромагнитным 5 источником 104 и сейсмическим источником 103 или ближайшей сейсмической косой 113-S в конфигурации 700 разведки может составлять по меньшей мере около 100 м, или по меньшей мере около 300 м, или более. Например, глубину буксировки для электромагнитного источника 104 можно отрегулировать до значительно большей величины, чем глубина буксировки сейсмического источника 103 или 10 ближайшей сейсмической косы 113-S. Глубину буксировки позади исследовательского судна 109 можно также отрегулировать.
Конфигурации разведки, рассмотренные выше, обладают следующими свойствами:
15 Таблица 1
конфигу-
количест-
расстояние
зазор
расстоя-
поперечная
поперечная
поперечное
попереч-
рация
между
между
ние
протяжен-
протяженность
расстояние
ная
разведки
сейсмических
смежными косами
крайними изнутри
между крайними
ность
сейсмичес-
равномерной области покрытия
между смежными
ширина бина ОСТ
кос
косами
снаружи косами
кого
источника
общими средними точками
траекториями сбора данных
300-А
100 М
100 М
300 М
50 М
175 м
200 М
25 М
300-В
100 М
100 М
300 М
50 М
175 м
200 м
25 М
400-А
100 М
100 М
900 м
50 м
475 м
500 м
25 м
400-В
100 м
600 м
1400 м
50 м
275 м (плюс нулевая зона)
чередование: 250 м, 750 м
25 м
500
100 м
300 м
1100 м
150 м
475 м
500 м
25 м
600
нерегулярное
не более 200 м
900 м
50 м
475 м
500 м
25 м (без интерполяции)
700-А
100 м
100 м
900 м
150+ м
от 475 м до 950 м
от 500 м до 1000 м
от 25 м до 50 м
700-В
100 м
100 м
900 м
900+ м
Следует понимать, что возможен ряд других конфигураций разведки, по-прежнему уменьшающих риски электромагнитных перекрестных помех и/или запутывания и, точно так же, сохраняющих равномерную область покрытия общими 20 средними точками во время разведки. В каждой такой конфигурации разведки смещение между электромагнитным источником 104 и ближайшим сейсморазведочным оборудованием (т.е. сейсмическим источником 103 или сейсмической косой 113-S) составляет по меньшей мере 100 м, и может составлять по меньшей мере 300 м или более. Например, на Фиг. 8А изображена конфигурация
800-А разведки, в которой электромагнитный источник 104 отбуксирован от средней линии 110. Однако в отличие от конфигурации 300-В разведки, сейсмические косы 113-S распределены с каждой стороны средней линии 110. Такое распределение сейсмических кос 113-S может быть предпочтительно для навигации и утилизации 5 топлива. В другом примере на Фиг. 8В изображена конфигурация 800-В разведки, в которой используются несколько электромагнитных источников 104-1, 2. Хотя оба электромагнитных источника 104-1, 2 ближе к средней линии 110, чем две крайние снаружи сейсмические косы 113-S, ни один из них не ближе к средней линии 110, чем две крайние снаружи сейсмические косы 113-S. Два зазора 425-1, 2 созданы
10 для размещения двух электромагнитных источников 104-1, 2.
Во время работы морская разведка может включать в себя применение одной или более из раскрытых выше конфигураций разведки. Как показано на Фиг. 9, способ 900 морской разведки может начинаться на шаге 910, на котором электромагнитный источник буксируют исследовательским судном.
15 Электромагнитный источник имеет зону электромагнитных перекрестных помех и зону запутывания. На шаге 920 сейсморазведочное оборудование буксируют за пределами зоны электромагнитных перекрестных помех и зоны запутывания. При некоторых операциях по меньшей мере одну единицу сейсморазведочного оборудования буксируют тем же исследовательским судном, которое буксирует
20 электромагнитный источник. Сейсморазведочное оборудование может буксироваться с использованием различных конфигураций, оставаясь за пределами зоны электромагнитных перекрестных помех и зоны запутывания, например, раскрытых выше конфигураций. На шаге 930 активируют электромагнитный источник. В то же время, на шаге 940 сбор данных сейсморазведки осуществляют
25 при помощи сейсморазведочного оборудования. При некоторых операциях данные сейсмической разведки используются на шаге 950 для получения результата обработки геофизических данных.
В соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения может быть получен результат обработки геофизических данных. Результат
30 обработки геофизических данных может включать в себя, например, данные морской разведки, данные сейсмической разведки, данные электромагнитной разведки, данные метода ОСТ, данные трассировки, данные бинирования, данные о кратности, данные о местоположении, данные о свойствах воды, данные о давлении, данные о движении частиц воды, данные об удельном сопротивлении,
35 комбинированные данные сейсмической и электромагнитной разведки и т.д. Геофизические данные, такие как данные, ранее собранные сейсмоприемниками,
электромагнитными приемниками, датчиками глубины, датчиками местоположения и т.д., могут быть получены (например, извлечены из библиотеки данных) и могут быть записаны на долговременном материальном машиночитаемом носителе данных. Результат обработки геофизических данных может быть получен посредством обработки геофизических данных на море (например, при помощи оборудования, расположенного на судне) или на суше (например, при помощи расположенного на суше комплекса) в США или другой стране. Если результат обработки геофизических данных получен на море или в другой стране, он может быть передан на береговой комплекс, находящийся в США. В некоторых случаях, после того, как результат обработки геофизических данных оказывается на берегу в США, он может подвергаться геофизическому анализу, включающему в себя дальнейшую обработку данных. В некоторых случаях результат обработки геофизических данных может подвергаться геофизическому анализу на море.
Хотя изложенное выше относится к вариантам осуществления настоящего изобретения, другие и дополнительные варианты осуществления изобретения могут быть получены без отступления от его основного объема, при этом объем изобретения определяется следующей ниже формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
1. Способ морской разведки, в котором:
буксируют электромагнитный источник, имеющий зону электромагнитных 5 перекрестных помех и зону запутывания;
буксируют множество единиц сейсморазведочного оборудования, причем
каждую единицу сейсморазведочного оборудования буксируют за пределами зоны
электромагнитных перекрестных помех и зоны запутывания;
активируют электромагнитный источник; и
10 во время активации электромагнитного источника осуществляют сбор данных
сейсморазведки при помощи множества единиц сейсморазведочного оборудования.
2. Способ по п. 1, в котором с помощью исследовательского судна буксируют как электромагнитный источник, так и по меньшей мере одну из единиц
15 сейсморазведочного оборудования.
3. Способ по п.п. 1 или 2, в котором
множество единиц сейсморазведочного оборудования содержит левобортовую зону разнесения сейсмических кос и правобортовую зону разнесения 20 сейсмических кос, причем
левобортовую зону разнесения сейсмических кос буксируют с левой стороны от электромагнитного источника, а
правобортовую зону разнесения сейсмических кос буксируют с правой стороны от электромагнитного источника.
4. Способ по п. 3, в котором
с помощью исследовательского судна буксируют электромагнитный источник,
левобортовую зону разнесения сейсмических кос и правобортовую зону разнесения
сейсмических кос, причем
30 электромагнитный источник буксируют вдоль средней линии
исследовательского судна.
5. Способ по п.п. 3 или 4, в котором номинальная поперечная протяженность левобортовой зоны разнесения сейсмических кос равна номинальной поперечной
35 протяженности правобортовой зоны разнесения сейсмических кос.
6. Способ по любому из п.п. 3-5, в котором левобортовая зона разнесения сейсмических кос содержит такое же количество сейсмических кос, что и правобортовая зона разнесения сейсмических кос.
5 7. Способ по любому из п.п. 3-6, в котором каждая смежная пара
сейсмических кос в левобортовой зоне разнесения сейсмических кос разделена номинальным поперечным расстоянием между косами, и каждая смежная пара сейсмических кос в правобортовой зоне разнесения сейсмических кос разделена номинальным поперечным расстоянием между косами.
8. Способ по любому из п.п. 3-7, в котором:
левобортовая зона разнесения сейсмических кос отделена от правобортовой зоны разнесения сейсмических кос номинальным поперечным зазором, причем
номинальный поперечный зазор по меньшей мере в три раза превышает 15 наименьшее номинальное поперечное расстояние между косами, причем наименьшее номинальное поперечное расстояние между косами задано наименьшим из каждого номинального поперечного расстояния между косами смежных пар кос.
20 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором множество
единиц сейсморазведочного оборудования содержит сейсмический источник, имеющий по меньшей мере два сейсмических возбуждающих элемента.
10. Способ по п. 9, в котором электромагнитный источник буксируют глубже,
25 чем сейсмический источник.
11. Способ по п. 10, в котором разница в номинальной глубине буксирования между электромагнитным источником и сейсмическим источником по меньшей мере равна номинальному продольному расстоянию между электромагнитным
30 источником и сейсмическим источником.
12. Способ по п.п. 9 или 10, в котором
сейсмический источник содержит левобортовой сейсмический возбуждающий
элемент и правобортовой сейсмический возбуждающий элемент, причем
35 левобортовой сейсмический возбуждающий элемент буксируют с левой
стороны от электромагнитного источника, а
правобортовой сейсмический возбуждающий элемент буксируют с правой стороны от электромагнитного источника.
13. Способ по п. 12, в котором
5 с помощью исследовательского судна буксируют электромагнитный источник,
левобортовой сейсмический возбуждающий элемент и правобортовой сейсмический возбуждающий элемент, причем
электромагнитный источник буксируют вдоль средней линии исследовательского судна.
14. Способ по п.п. 12 или 13, в котором
множество единиц сейсморазведочного оборудования содержит
левобортовую зону разнесения сейсмических кос и правобортовую зону разнесения
сейсмических кос, причем
15 левобортовую зону разнесения сейсмических кос буксируют с левой стороны
от левобортового сейсмического возбуждающего элемента, а
правобортовую зону разнесения сейсмических кос буксируют с правой стороны от правобортового сейсмического возбуждающего элемента.
20 15. Способ по п. 14, в котором поперечное расстояние между левобортовым
сейсмическим возбуждающим элементом и правобортовым сейсмическим возбуждающим элементом больше, чем наименьшее номинальное поперечное расстояние между косами, причем наименьшее номинальное поперечное расстояние между косами задано наименьшим из каждого номинального
25 поперечного расстояния между косами смежных пар кос.
16. Способ по любому из п.п. 12-15, в котором:
множество единиц сейсморазведочного оборудования содержит левобортовую зону разнесения сейсмических кос и правобортовую зону разнесения 30 сейсмических кос, причем
левобортовая зона разнесения сейсмических кос отделена от правобортовой зоны разнесения сейсмических кос номинальным поперечным зазором, при этом
поперечное расстояние между левобортовым сейсмическим возбуждающим элементом и правобортовым сейсмическим возбуждающим элементом больше, чем 35 номинальный поперечный зазор.
17. Способ по п. 16, в котором поперечное расстояние между левобортовым сейсмическим возбуждающим элементом и правобортовым сейсмическим возбуждающим элементом больше, чем номинальное поперечное расстояние между самой левой косой левобортовой зоны разнесения сейсмических кос и самой
5 правой косой правобортовой зоны разнесения сейсмических кос.
18. Способ по п. 9, в котором:
с помощью исследовательского судна буксируют электромагнитный источник
и сейсмический источник, причем
10 электромагнитный источник содержит левобортовой электромагнитный
возбуждающий элемент и правобортовой электромагнитный возбуждающий элемент, при этом
левобортовой электромагнитный возбуждающий элемент буксируют с левой
стороны от средней линии исследовательского судна, а
15 правобортовой электромагнитный возбуждающий элемент буксируют с
правой стороны от средней линии исследовательского судна.
19. Способ по п. 18, в котором:
сейсмический источник содержит левобортовой сейсмический возбуждающий 20 элемент и правобортовой сейсмический возбуждающий элемент, причем
левобортовой сейсмический возбуждающий элемент буксируют с левой стороны от левобортового электромагнитного возбуждающего элемента, а
правобортовой сейсмический возбуждающий элемент буксируют с правой стороны от правобортового электромагнитного возбуждающего элемента.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором дополнительно генерируют результат обработки геофизических данных по данным сейсмической разведки.
30 21. Способ по п. 20, в котором дополнительно записывают результат
обработки геофизических данных на долговременном материальном машиночитаемом носителе данных.
22. Способ по п.п. 20 или 21, в котором дополнительно осуществляют 35 геофизический анализ результата обработки геофизических данных на суше.
220-а
фЯГ. 2Л
700-А ¦ ^
•910
БУКСИРОВАТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ
ИСТОЧНИК, ИМЕЮЩИЙ ЗОНУ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ПОМЕХ И ЗОНУ ЗАПУТЫВАНИЯ
920
БУКСИРОВАТЬ МНОЖЕСТВО ЕДИНИЦ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЗОНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ПОМЕХ И ЗОНЫ ЗАПУТЫВАНИЯ
930
940
АКТИВИРОВАТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИСТОЧНИК
ОСУЩЕСТВЛЯТЬ СБОР ДАННЫХ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ПРИ ПОМОЩИ
МНОЖЕСТВА ЕДИНИЦ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ФИГ. 9
j ^950
ГЕНЕРИРОВАТЬ РЕЗУЛЬТАТ ОБРАБОТКИ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ
(19)
(19)
(19)
ФИГ. IB
ФИГ. IB
ФИГ. 2В
ФИГ. 2В
ФИГ. зв
ФИГ. зв
ФИГ. 4B
ФИГ. 4B
ФИГ. 5
ФИГ. 5
ФИГ. 6
ФИГ. 6
ФИГ. 7А
ФИГ. 7А
ФИГ. 7В
ФИГ. 7В
ФИГ. 8 А
ФИГ. 8 А
ФИГ. 8В
ФИГ. 8В
900
900
900
900
900
900
900
900
