FR2782389A1 - Procede et dispositif pour corriger les effets des deplacements du navire dans les mesures de sismique maritime - Google Patents

Abstract

Le dispositif de correction comprend un système de mesure sismique et de traitement, ainsi qu'au moins une source sismique un récepteur sismique, un organe d'entrée utilisateur et un organe d'affichage qui sont couplés à ce système.Le système de mesure sismique et de traitement comporte une source 112, une unité d'interface de récepteur, une unité de traitement et une unité de stockage; il corrige le déplacement de la source en calculant une transformation des données sismiques captées par les récepteurs 1 14, ainsi qu'une transformation inverse des données transformées d'une tranche présentant un pendage constant 122. Application à la sismologie à faible amplitude vibratoire ( " HFVS " ) ménageant l'environnement marin.

Description

> PROCEDE ET DISPOSITIF POUR CORRIGER LES EFFETS

DES DEPLACEMENTS DU NAVIRE DANS LES MESURES

DE SISMIQUE MARITIME

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à la sismique mari-

time, dans laquelle un navire qui se déplace génère des ondes sismiques et détecte leur réflexion. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à la correction des ondes

sismiques détectées en fonction du déplacement du navire.

Le domaine de la sismique ou de la sismologie se concentre sur l'utilisation des ondes élastiques générées de manière artificielle pour localiser des dépôts minéraux tels que des hydrocarbures, des minerais, de l'eau et des réservoirs géothermiques. La sismique ou la sismologie est également utilisée à des fins archéologiques et afin d'obtenir des informations géologiques pour l'ingénierie. L'exploration sismique fournit des données qui, lorsqu'elles sont utilisées en conjonction avec d'autres données disponibles d'origine géophysique, du trou de forage et géologique, peuvent fournir de l'information au sujet de la structure et de la disposition des types de

roches et de leur contenu.

La plupart des sociétés pétrolières se reposent sur l'interprétation sismique pour

sélectionner les sites dans lesquels on va investir en forant des puits de pétrole explo-

ratoires. En dépit du fait que les données sismiques sont utilisées pour cartographier des structures géologiques plutôt que pour trouver du pétrole directement, le fait de rassembler des données sismiques est devenu une partie vitale de la sélection du site d'un puits d'exploration et de développement. L'expérience a montré que l'utilisation

des données sismiques augmente grandement la probabilité d'un forage réussi.

L'acquisition des données sismiques est réalisée de façon habituelle à la fois sur la terre et sur la mer. En mer, les navires sismiques déploient derrière le navire un câble ou un câble immergé lorsque le navire se déplace vers l'avant. Le câble immergé comporte des récepteurs multiples selon une configuration représentée d'une manière générale à la figure 1. Le câble immergé 110 est traîné derrière le navire 100 qui se déplace dans la direction de la flèche 101. Comme représenté à la figure 1, une source 112 de vibrations élastiques (source sismique) est également remorquée derrière le navire 100. La source 112 et les récepteurs 114 se déploient typiquement en dessous de la surface 70 de l'océan. Le câble immergé 110 comporte également du câblage électrique ou à fibres optiques, pour interconnecter les récepteurs 114 et l'équipement sismique du navire 100. Les câbles immergés sont habituellement réalisés en tronçons de vingt-cinq à cent mètres de longueur et comportent des groupes de récepteurs uniformément espacés pouvant atteindre un nombre de trente cinq ou plus. Les câbles immergés peuvent présenter des longueurs de plusieurs kilomètres et très souvent, un navire sismiquc remorque des câbles immergés multiples pour augmenter la quantité de données sismiques collectée. Les données sont digitalisées à proximité des récepteurs 114 et sont transmises au navire via le câblage à des taux de sept (ou plus) millions de bits de données par 1 o seconde. L'équipement de traitement à bord du navire contrôle le fonctionnement de

la source et des récepteurs remorqués et traite les données acquises.

Les techniques sismiques estiment la distance entre la surface 70 de l'océan et les structures en dessous de la surface telles que la structure 60 qui se trouve en dessous du fond 63 de l'océan. En estimant la distance vers une structure en dessous

de la surface, on peut déterminer la géométrie ou la topographie de la structure.

Certaines caractéristiques topographiques sont indicatives de réservoirs de pétrole

et/ou de gaz.

Pour déterminer la distance jusqu'à la structure 60 en dessous de la surface, la source émet des ondes sismiques 115 qui se réfléchissent sur la structure 60 en dessous de la surface. Les ondes réfléchies sont captées par les récepteurs 114. En déterminant la durée mise par les ondes sismiques 115 pour se déplacer de la source 112 jusqu'à la structure 60 en dessous de la surface et ensuite vers les récepteurs 114, on peut obtenir une estimation de la distance jusqu'à la structure 60 en dessous de la surface. Les récepteurs utilisés en sismique maritime sont habituellement désignés sous

le terme d'hydrophones, ou de téléphones de pression maritime et sont habi-

tuellement réalisés en utilisant un transducteur piézoélectrique. Des matériaux piézoélectriques synthétiques, tels que le zirconate de baryum, le titanate de baryum ou le mataniobate de plomb sont généralement utilisés. Une feuille de matériau piézoélectrique développe une différence de tension entre ses faces opposées lorsqu'elle est soumise à une flexion mécanique. Un mince électro-placage sur ces surfaces permet de réaliser une connexion électrique vers le dispositif, de façon à permettre de mesurer cette différence de tension. La tension est proportionnelle à la quantité de flexion mécanique ou à la variation de pression qui est supportée par le récepteur, à la suite de la propagation de l'énergie sismique à travers l'eau. Divers types d'hydrophones sont disponibles, tels que les hydrophones en forme de disque et

les hydrophones cylindriques.

Deux types de sources sismiques sont utilisées pour générer des ondes sismi-

ques pour des mesures sismiques. Le premier type de source comporte une source d'impulsion qui génère une impulsion d'énergie élevée pendant un temps court. La

durée entre l'émission de l'impulsion à partir de la source et la détection de l'impul-

sion réfléchie par un récepteur est utilisée pour déterminer la distance vers la

structure en dessous de la surface qui est en cours de recherche. La source d'impul-

sion et le système d'acquisition et de traitement des données associées est relative-

ment simple. Cependant, l'amplitude et l'énergie nécessaires pour les techniques sismiques utilisant des sources d'impulsion peuvent, dans certaines situations, être

l0 nocives à la vie marine à proximité immédiate de la source 112.

Les soucis environnementaux associés aux sources d'impulsion ont conduit à

utiliser un autre type de source sismique qui génère une énergie vibratoire d'ampli-

tude plus faible. La technique de mesure qui utilise une telle source est désignée comme la technique vibratoire sismique à haute fidélité dénommée de façon abrégée

"HFVS" (pour High Fidelity Vibratory Sismique). Plutôt que d'introduire une impul-

sion de pression de grande amplitude dans l'océan pendant une période de temps très courte, les sources vibratoires émettent des ondes de pression d'amplitude plus faible pendant une période de temps qui est typiquement comprise entre 5 et 7 secondes. En outre, la fréquence de la source de vibration varie de 5 à 150 Hz, bien que des fréquences spécifiques faibles et élevées diffèrent d'un système à l'autre. La fréquence de la source peut varier linéairement en fonction du temps ou de manière non linéaire. Les variations de fréquence sont habituellement dénommées "balayage de fréquence". Le balayage de fréquence est ainsi compris entre 5 et 150 Hz et dure de 5 à 7 secondes. L'amplitude des oscillations de l'onde sismique peut varier ou bien peut rester à une amplitude constante. L'amplitude des oscillations, cependant, est beaucoup plus faible que l'amplitude des sources d'impulsion et ainsi, on rencontre

peu de soucis environnementaux avec la technique sismique HFVS.

Les navires sismiques doivent se déplacer vers l'avant pendant que l'on enre-

gistre les mesures sismiques et ceci pour de nombreuses raisons. En se référant à la figure 1, les hydrophones 114 reliant les fils et les organes de contrainte prévus sur les câbles immergés sont placés à l'intérieur d'un tube en néoprène (non représenté sur la figure 1) présentant un diamètre d'environ 100 à 125 mm (4 à 5 pouces). Le tube est ensuite rempli d'un liquide suffisamment plus léger que l'eau pour donner au câble immergé une flottabilité sensiblement neutre. Un tronçon de tête 111 du câble ri immergé présentant une longueur d'environ 90 mètres (300 pieds) et un certain nombre de tronçons remorqués d'environ 50 mètres de long entre la poupe du navire et le tronçon 116 du câble immergé dans lequel sont inclus les récepteurs 114. Une paravane à déflecteur 113 tire le tronçon 116 de câble immergé sur une largeur de fonctionnement appropriée. Des contrôleurs de profondeur (non représentés) sont fixés au câble immergé à divers emplacements sur sa longueur. Ces dispositifs captent la pression hydrostatique et font basculer des ailes ou des aubages immergés de telle façon que l'écoulement de l'eau sur ces ailes immergées fasse lever ou descendre le câble immergé jusqu'à la profondeur souhaitée. La profondeur que les contrôleurs cherchent à maintenir peut être contrôlée par un signal émis via le câblage immergé, et ainsi on peut modifier la profondeur comme on le souhaite. Pour que le système de contrôle de profondeur du câble immergé fonctionne de manière efficace, le navire 100 doit se déplacer vers l'avant à une vitesse par rapport à l'eau

0 d'approximativement 7,3 km/h (4 noeuds).

En outre, le câble immergé 110 est habituellement constitué par un câble flexi-

ble et ainsi le bateau doit se déplacer vers l'avant pour maintenir une séparation fixe

souhaitée entre les sources et les câbles, et entre les câbles immergés eux-mêmes.

L'espacement entre les sources et les câbles immergés est important en sismique

1 marine et ne doit pas varier lorsque l'on réalise les mesures sismiques.

Troisièmement, les navires sismiques déploient fréquemment des câbles

immergés multiples utilisant des paravanes qui permettent de maintenir une sépara-

tion fixe entre les câbles immergés. Ces paravanes repoussent les câbles immergés latéralement lorsque le navire se déplace vers l'avant. Si des paravanes n'étaient pas prévus sur les câbles immergés, ces derniers pourraient s'emmêler. La vitesse du navire détermine l'importance de la séparation entre les câbles immergés Quatrièmement, les navires sismiques doivent couvrir chaque jour autant de surface d'océan que possible du fait du coût du fonctionnement du navire. Pour cette raison et pour d'autres, les navires sismiques doivent se déplacer vers l'avant tout en prenant des mesures et leur vitesse d'avance doit être raisonnablement constante. La vitesse typique du navire est approximativement de 2 à 3 mètres par seconde. Du fait que le câble immergé est déployé derrière le navire, la source et les récepteurs se

déplacent également à une vitesse approximative de 2,5 mètres par seconde.

Bien que le déplacement du navire soit nécessaire, comme décrit cidessus, ce déplacement provoque une distorsion ou "un brouillage" des données sismiques acquises. Plus largement, le brouillage résulte du fait que le navire, et par conséquent

la source et les récepteurs, se déplacent pendant que la collecte des données est réali-

sée. Il est généralement reconnu que l'effet dc brouillage du déplacement du navire sur les données sismiques résulte de deux phénomènes analytiquement séparés - le déplacement de la source et le déplacement du récepteur. Bien que les récepteurs et la source soient tirés derrière le navire et se déplace ainsi sensiblement à la même

vitesse que ce dernier, l'effet du déplacement de la source sur les données est habi-

tuellement analysé indépendamment de l'effet du déplacement du récepteur. Le déplacement de la source est moins gênant que le déplacement du récepteur dans les systèmes sismiques basés sur une source d'impulsion, du tfait que la source se déplace d'une quantité négligeable pendant la brève impulsion émise par la source. Le

brouillage des données dans un système HFVS comporte des contributions significa-

i tives provenant à la fois du déplacement du récepteur et du déplacement de la source.

Ainsi, les données acquises selon la technique HFVS doivent être corrigées à la fois à

l'égard du déplacement du récepteur et du déplacement de la source.

Les coûts élevés associés au fonctionnement d'un navire sismique nécessitent que les procédés et les procédures utilisés soient efficaces. Il est ainsi souhaitable de lo maximiser la collecte des données dans un temps aussi court que possible. Du fait de la longueur du balayage de fréquence (typiquement 5 secondes ou plus), les sources HFVS sont typiquement activées toutes les 10 à 20 secondes. Du fait de la vitesse du navire (2 à 3 mètres par seconde), une source HFVS ne doit pas être activée plutôt que chaque 25 à 37,5 mètres. Bien que l'on puisse acquérir plus de données en un 1 emplacement si le bateau se déplaçait à vitesse plus faible, on perdrait le contrôle du câble immergé et on couvrirait une surface moindre de l'océan chaque jour, ce qui augmenterait les frais à prévoir pour réaliser des mesures sismiques d'une zone

souhaitée de l'océan.

Au moins une tentative a été réalisée pour corriger le déplacement du récepteur et de la source pour des données enregistrées en technique lHFVS. Dans un article ayant pour titre "The Effects of Source and Receiver Motion on Seismic Data" par Hampson et Jakubowicz, Geophysical Prospecting, 1995, pages 221 à 244, on décrit un procédé pour corriger le déplacement du récepteur et de la source. Bien que le procédé de Hampson et Jakubowicz présente un intérêt théorique, le procédé est impraticable à l'usage avec les systèmes classiques de sismique marine, car il nécessite que la source HFVS soit activée avec un espacement temporel et spatial qui est impraticable. Il est bien connu que pour une onde se déplaçant à une vitesse V dans un fluide tel que de l'eau et à une fréquence de F (c'est-à-dire le nombre de cycles complets d'une forme d'onde par seconde), la vitesse V est reliée à la fréquence F par la longueur de l'onde qui est désignée habituellement comme étant la longueur d'onde (k). La relation est la suivante: V=F. k Ainsi, la longueur d'onde k est donnée par V/F. Dans l'eau, les ondes sismiques se propagent à une vitesse connue d'approximativement 1500 mètres par seconde (c'est-à-dire approximativement 3325 miles par heure, c'est-à- dire 5400 kilomètres à l'heure). Si la fréquence la plus élevée au cours d'un balayage est supposée être de 60 cycles par seconde (ou 60 "Hz"), la longueur d'onde d'une telle onde sismique est de mètres (1500/60). Afin d'éviter un certain type de distorsion de données connu sous le nom anglais de "aliasing", c'est-à-dire "repliement du spectre", la source doit être activée à un espacement d'au moins une demi longueur d'onde. Ainsi, dans le procédé de Hampson et Jakubowicz, pour travailler, les sources vibratoires doivent

être activées au moins tous les 12,5 mètres, et de préférence plus souvent. Pour acti-

ver une source à de tels espacements étroits, le navire doit se déplacer beaucoup plus

lentement que la vitesse préférée de 3 à 4 mètres par seconde.

Il serait avantageux de proposer un système sismique pratique destiné à être utilisé dans les applications marines et qui puisse corriger les données en fonction du déplacement du bateau sans présenter les déficiences inhérentes au procédé de io Hampson et Jakubowicz. Un système devrait corriger préférablement à la fois le déplacement du récepteur et le déplacement de la source et le réaliser d'une manière efficace sur le plan des coûts. En dépit des avantages apparents, toutes les tentatives

pour développer un tel système ont jusqu'à maintenant échoué.

Les problèmes soulignés ci-dessus sont pour une grande part résolus par le 1 5 système de mesure sismique et de traitement selon la présente invention. Le système de mesure sismique et de traitement décrit ci- après supprime la distorsion des données sismiques marines résultant du déplacement du navire. Selon l'invention, le

navire remorque derrière lui une ou plusieurs sources sismiques et des câbles immer-

gés pendant qu'il se déplace vers l'avant à une vitesse constante. Les sources sismi-

ques émettent des ondes sismiques qui se déplacent à travers l'eau et qui se réfléchis-

sent sur des interfaces entre les formations rocheuses en dessous du fond de l'océan.

Le déplacement des sources et des récepteurs introduit des distorsions dans les données sismiques enregistrées et ces distorsions peuvent être modélisées en utilisant la théorie Doppler. Les données sont préférablement corrigées pour un déplacement r de source, indépendamment de la correction pour le déplacement de récepteur. Selon le mode de réalisation préféré, les données sismiques sont corrigées tout d'abord pour le déplacement du récepteur en utilisant l'une quelconque parmi la grande variété de

techniques disponibles, et ensuite pour le déplacement de la source.

La technique pour corriger le déplacement de la source comporte les étapes 3o consistant à corréler les données corriges du récepteur avec un signal de référence de modulation en fréquence ou de wobulation, à réaliser une transformation (telle

qu'une transformation F-K), à réaliser une transformation inverse (telle qu'une trans-

formation inverse F-K) sur un sous-ensemble sélectionné des données transformées,

et à calculer les filtres de correction appropriés pour les données résultant de la trans-

formation inverse F-K. Les données transformées inverses correspondent à une énergie sismique qui voyage vers le haut à partir des structures audessous de la surface sous un angle particulier désigné comme étant l'angle de pendage. Les filtres

de correction Doppler appropriés sont calculés pour chaque jeu de données transfor-

mées inverse et le processus est répété pour tous les sous-ensembles de données transformées F-K. Les filtres Doppler sont appliqués aux données sismiques, et les

données filtrées sont additionnées ensemble.

Ces avantages de la présente invention ainsi que d'autres apparaîtront à

l'homme de l'art après lecture de la description détaillée qui suit de l'invention.

D'autres buts et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description

détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente un bateau destiné à réaliser des mesures sismiques avec un agencement ou un réseau de câbles immergés remorqués, comprenant une source sismique et des récepteurs multiples; - la figure 2 représente un système de mesures sismiques selon le mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 3 représente le procédé préféré de correction de données sismiques vis-à-vis de la distorsion provoquée par le déplacement de la source et des récepteurs - la figure 4 représente des données de pression à titre d'exemple reçues depuis

des récepteurs multiples, ainsi que l'effet de distorsion provoqué par le dépla-

cement du récepteur sur ces données; - la figure 5 représente un mode de réalisation préféré pour corriger les données

sismiques à l'égard de la distorsion provoquée par le déplacement du récep-

teur;

- la figure 6 représente à titre d'exemple un tracé selon des coordonnées rectan-

gulaires de données sismiques dans le domaine F-K; - la figure 7 représente à titre d'exemple des enregistrements de chocs réalisés par des récepteurs multiples dans lesquels seules les données à un angle de pendage constant sont incluses dans les enregistrements de chocs; - la figure 8 représente la relation entre la vitesse d'onde apparente et la vitesse d'onde réelle 3o - la figure 9 représente le procédé préféré de réalisation et d'application de filtres à décalage Doppler aux enregistrements de chocs de la figure 6; - la figure 10 représente la géométrie qui est associée à une source mobile, un

diffracteur à point unique, et un récepteur pour calculer la quantité de déca-

lage Doppler provoquée par la source en mouvement; et - la figure 11 représente le procédé préféré pour calculer les filtres correcteurs à

déplacement Doppler pour les diffracteurs multiples.

La présente invention corrige les données sismiques collectées par un système

sismique maritime par rapport au déplacement des récepteurs et des sources sismi-

x ques remorquées. A des fins de simplification, on décrira la technique en référence à un "diffracteur" (appelé également "diffuseur") qui est un point de réflexion situé à l'interface physique entre des formations contiguës en dessous de la surface. Du fait que l'interface en dessous de la surface est constituée de nombreux diffracteurs ponctuels, on peut cartographier la totalité de l'interface simplement en superposant

les résultats des diffracteurs afférents à chaque point.

En se référant maintenant à la figure 2, un système sismique 50 réalisé selon le mode de réalisation préféré comporte généralement un système 51 de mesure et de traitement, un dispositif 59 d'entrée utilisateur (préférablement un clavier, des boutons poussoirs, des interrupteurs et des boutons de commande), un dispositif d'affichage 52, une ou plusieurs sources sismiques 112, et un ou plusieurs câbles

(appelés également "câbles immergés" ou "streamers") de récepteurs sismiques 114.

Un câble immergé de récepteur est également désigné sous le terme de "gather", c'est-à-dire "collecteur". Le système 51 de mesure et de traitement sismique Ji comporte une unité de traitement 53 couplée à une unité de stockage de données 54, et une unité 56 d'interface entre source et récepteurs. On reconnaîtra également que le système 50 de mesure sismique peut comporter d'autres composants qui ne sont

pas représentés sur la figure 2. Le dispositif 59 d'entrée utilisateur permet à un utili-

sateur d'entrer des ordres de commande et de l'information de configuration dans le système 50. Le dispositif d'affichage 52 assure les représentations visuelles des données, de l'information de configuration, et de l'information d'état à l'utilisateur. La source et les récepteurs sont couplés de préférence au système de mesure sismique par l'intermédiaire de câbles à fibres optiques 57. La source 112 comporte toute

source sismique appropriée telles que les sources HFVS et les sources à impulsion.

Les récepteurs 114 comportent des récepteurs à hydrophone appropriés comprenant

des dispositifs à base d'unités piézoélectriques ou tout autre type approprié de récep-

teurs sismiques.

L'unité de traitement contrôle de préférence le fonctionnement du système 50 de mesure sismique, en stockant des données dans l'unité de stockage 54 (qui est 0 préférablement une bande magnétique, un disque dur ou un CD ROM), et contrôle le fonctionnement de la source 112 et des récepteurs 114. Les signaux sismiques captés par les récepteurs sont transmis au système de mesure sismique, sont traités par

l'unité de traitement 52 et sont mis en mémoire dans l'unité de stockage 54.

En se référant maintenant aux figures 2 et 3, et de la façon qui va être expli- quée plus en détail dans la discussion qui suit, le système 51 de mesure sismique et de traitement corrige de préférence les données sismiques enregistrées en fonction du déplacement des récepteurs 114 et de la source 112, selon la méthodologie illustrée dans l'ordinogramme 150. En variante, les données sismiques peuvent être stockées sur disque magnétique ou bien sur disque dur et être transférées à un autre système

de calcul ou d'ordinateur pour l'analyse selon les enseignements du mode de réalisa-

tion préféré, en un emplacement éloigné du navire sismique. Le procédé préféré de corrections de données corrige tout d'abord à l'étape 160, l'effet du déplacement du

récepteur, et ensuite corrige aux étapes 1700 à 240 les données pour l'effet du dépla-

cement de la source. Chacune de ces étapes est expliquée ci-dessous.

Correction pour le déplacement du récepteur (étape 160) En se référant maintenant à la figure 4, une grappe 114 de récepteurs 125, 126,

127, 128 est représentée avec un signal de pression 120 enregistré par chaque récep-

teur. Les signaux de pression 120 sont désignés collectivement comme étant un "enregistrement de chocs" ou "enregistrement d'explosion". Le temps est représenté sur l'axe vertical et la distance est représentée sur l'axe horizontal. Une trace à titre d'exemple est représentée pour un récepteur 125 et, à des fins de simplicité, on utilise une ligne droite pour représenter les enregistrements restants de l'explosion.

Si les récepteurs ne se déplaçaient pas pendant qu'ils enregistrent les enregis-

trements d'explosion, les traces 120 seraient enregistrées à un emplacement fixe et,

en conséquence, elles seraient uniquement fonction du temps et non pas de l'espace.

Du fait que les récepteurs sont remorqués derrière un navire en déplacement (en supposant qu'il sc déplace vers la droite sur la figure 4), chaque enregistrement d'explosion est enregistré comme une fonction, non seulement en fonction du temps mais également de l'espace, comme cela est indiqué par les traces 122 pour chaque

récepteur. Les traces 122 représentent les traces 120 lorsque le récepteur est remor-

qué derrière le navire. Ainsi, chaque point de données sur les enregistrements d'explosion 122 représente les signaux sismiques de pression captés par le récepteur

en un point particulier dans le temps et dans l'espace.

En se référant encore à la figure 4, chaque récepteur est supposé être situé en une position ro lorsque l'enregistrement de l'explosion commence. Ainsi, le récepteur commence à l'emplacement r1250. Le récepteur 126 commence à l'emplacement r1260, le récepteur 127 à l'emplacement r1270, et le récepteur 128 à l'emplacement r1280. La distance entre l'emplacement initial ro et la position finale est fonction de la vitesse des récepteurs. En supposant pou cette discussion que la vitesse de récepteur, ainsi que la vitesse des sources, est la même que la vitesse du navire, bien qu'en

théorie de légères différences entre les vitesses puissent exister par la suite de facteurs tels que l'élasticité du câble immergé 110.

Les enregistrements d'explosion 122 sont représentés sur la figure 4 sous la forme de lignes diagonales droites. Les lignes (représentant des formes d'onde de pression) sont droites car on suppose que la vitesse du récepteur est constante. Si la vitesse du récepteur est ur, la position de chaque récepteur à un instant t pendant un enregistrement d'explosion est alors r<,,' urt. L'inclinaison linéaire des enregistrements d'explosion 122 est équivalent à un décalage spatial variant en fonction du temps. Si p(s,us,S(t),r,ur,t) représente l'amplitude (la pression) p de l'enregistrement d'explosion en fonction de l'emplacement dc la source s, de la vitesse de la source us, du signal sismique S(t) produit par la source, de l'emplacement r du récepteur, de la vitesse ur du récepteur et du temps t, le décalage spatial en fonction du temps peut alors êtremodélisé mathématiquement comme étant la convolution de p(s,u, ,S(t),r,ur,t) avec

une fonction delta de "Dirac" (également désignée comme une "impulsion unité").

p(s,u.,S(t),r = ro + urt,ur,t) = p(s,u,S(t),r = ro,urt)* 6(ro' urt) (2) o *opérateur désigne la convolution et ô désigne une fonction delta. La convolution des deux fonctions (une fonction présente une série de valeurs à divers points dans le I5 temps et dans l'espace) est une opération mathématique connue qui implique le remplacement de chaque élément d'une fonction par une fonction de sortie qui est

mise à l'échelle en fonction de l'amplitude de l'élément d'entrée, et ensuite la super-

position des valeurs de sortie. Pour une explication plus détaillée de la convolution, on pourra se référer à l'article "Exploration Seismology" par Sheriff et Geldart,

publié par le Press Syndicate University of Cambridge, 1995, pages 279 à 281.

Le décalage spatial représenté par 8(ro + ut) dans l'équation (2) peut être

supprimé en réalisant une convolution du résultat dans l'équation (2) avec un déca-

lage spatial dans la direction opposée. La correction pour le déplacement du récep-

teur est en conséquence p(s,us,S(t),ro,o,t) = p(s,u,S(t),r = ro + urt,ur, t)* 6(ro - urt) (3) A l'équation 3, la convolution de l'enregistrement de l'explosion décalée spatialement avec la fonction delta &(ro - urt) a pour résultat un enregistrement de l'explosion qui correspond à celui que l'on obtiendrait si le récepteur avait été fixe

(ur- o) à la position ro. Ainsi, l'effet du déplacement du récepteur sur l'enregistre-

ment de l'explosion est neutralisé en réalisant la convolution de l'enregistrement de

l'explosion avec une fonction delta représentant un décalage spatial. On doit recon-

naître que l'analyse qui précède implique des fonctions et des opérations mathémati- ques qui sont réalisées en fonction du temps et de l'espace (ce qui est dénommé les

domaines du temps et de l'espace).

D'autres façons pour corriger les enregistrements d'explosion pour le déplace-

ment du récepteur sont disponibles. Par exemple, la correction prévue à l'équation (3) Il peut également être représentée dans le domaine des fréquences dans lequel toutes les fonctions varient avec les fréquences mais non pas avec le temps. Les fonctions peuvent être converties des représentations de leurs domaines du temps et de l'espace dans le domaine des fréquences utilisant une opération mathématique dénommée la Transformée de Fourier. Les fréquernces impliquées avec ces transformations de Fourier comportent des fréquences temporelles et spatiales. La Transformée de

Fourier de la fonction delta, 6(ro - urt) est ei12kurt o i représente le nombre imagi-

naire (la racine carrée de - 1), k rcprésente la fréquence spatiale (désignée également comme étant le nombre d'onde) et t est une constante connue. Il est bien connu que

i 0 la convolution dans les domaines du temps et de l'espace est équivalente à la multi-

plication dans le domaine des fréquences. Ainsi, le décalage spatial introduit à l'équation (3) pour équilibrer le décalage spatial provoqué par le déplacement du récepteur peut être représenté dans le domaine des fréquences par le produit de la Transformée de Fourier de l'enregistrement de l'explosion et e-i2"kur' P(f,k). e-i21Kur (4) Lorsque P(f, k) est la Transformée de Fourier de l'enregistrement de l'explosion et est

fonction de la fréquence temporelle f et de la fréquence spatiale k, le symbole "-"

désigne la multiplication.

En se référant maintenant aux figures 2, 3 et 5, le système 50 de mesure sismi-

que supprime l'effet du déplacement du récepteur en utilisant l'équation (4) en calcu-

lant tout d'abord la Transformée de Fourier des enregistrements d'explosion à l'étape 162. Le système 51 de mesure sismique et de traitement calcule la Transformée de Fourier en utilisant l'une quelconque parmi une grande variété de techniques connues telles que la Transformée de Fourier rapide. A l'étape 164, le système 51 de mesure sismique et de traitement multiplie la Transformée de Fourier des enregistrements

d'explosion par la Transformée de Fourier de la fonction delta de l'équation (3) repré-

sentée comme ei2rKur. Finalement, à l'étape 166, le produit de l'étape 164 est converti en retour dans le domaine du temps et de l'espace via une opération désignée comme étant la Transformée de Fourier inverse qui est également une technique connue.

Un autre procédé pour corriger le déplacement du récepteur est décrit en réfé-

rence à la figure 4 pour corriger l'enregistrement d'explosion pour le déplacement du récepteur. Ce procédé sera décrit en référence à un tel récepteur tel que le récepteur 127. Dans ce procédé, le système 51 de mesure sismique et de traitement sélectionne des données en provenance d'un récepteur, alors que le récepteur est proche de

l'emplacement o l'enregistrement d'explosion doit être fixé. Pour fixer l'enregistre-

ment d'explosion pour l'emplacement r1270, par exemple, le système de mesure sismique sélectionne la partie des enregistrements d'explosion à partir des récepteurs 127, 126 et 125, lorsque chaque récepteur est proche de l'emplacement r1270. La partie des enregistrements d'explosion à sélectionner par le système 51 de mesure sismique et de traitement est identifiée par les numéros de référence 127a, 127b et 127c. Ainsi, le système de mesure sismique sélectionne la partie initiale 127a de l'enregistrement d'explosion à partir du récepteur 127, jusqu'à ce que ce récepteur se déplace sur une distance approximativement égale à la moitié de l'intervalle du groupe à distance de l'emplacement r1270. En ce point, le système 51 de mesure et de i 0 traitement sélectionne la partie médiane 127b de l'enregistrement d'explosion en provenance du récepteur 126, jusqu'à ce que le récepteur se déplace également à moitié sur l'intervalle de groupe en s'éloignant de l'emplacement r1270. Finalement, la dernière partie 127c de l'enregistrement d'explosion en provenance du récepteur

est sélectionnée par le système 51.

Les procédés décrits ci-dessus sont des exemples uniquement des procédés pour corriger le déplacement du récepteur et l'invention n'est pas destinée à être limitée par un procédé particulier. De préférence, la correction de l'emplacement du récepteur qui suit, le système 51 de mesure sismique et le traitement, corrigent les

données pour le déplacement de la source.

Correction pour le déplacement de la source (étapes 170 à 240) En se référant à la figure 3, dans le procédé préféré 150 pour la correction des données pour le déplacement de la source, le système 51 de mesure sismique et de

traitement réalise la corrélation des données (calculées maintenant pour le déplace-

ment du récepteur à l'étape 160) avec le signal de balayage de référence HFVS. Le signal de balayage de référence HFVS peut être un signal de balayage quelconque souhaité et peut inclure des balayages linéaires de fréquence (des variations de fréquence à un taux constant pendant le balayage) ou des balayages de fréquence non

linéaires (des variations de fréquence à un taux variable pendant le balayage).

Comme expliqué ci-dessous, l'étape de corrélation 170 est nécessaire dans un système IIFVS pour comprimer le balayage relativement long en un événement de

courte durée.

La terre peut être considérée comme un filtre pour l'énergie sismique. En fait, si de l'énergie sismique est injectée dans le sol, un récepteur positionné sur la surface du sol recevra de l'énergie sismique dont le caractère a été altéré par le sol. Les divers facteurs qui modifient l'onde sismique lorsqu'elle traverse le sol comportent: (a) la zone proche de la source o les contraintes et l'énergie d'absorption sont souvent extrêmes; (b) la réponse des diffracteurs comprenant les interfaces en dessous de la surface (le signal que le travail sismique prévoit de trouver);

(c) la zone proche de la surface, qui exerce un effet disproportionné pour modi-

fier l'onde; et (d) les effets additionnels de modification provoqués par l'absorption, les conver-

sions d'onde, les multiples, les diffractions et similaires.

En pratique, les récepteurs enregistrent non seulement des réflexions sismiques primaires, mais également des réflexions multiples, des diffractions, des ondes dispersées, des réfractions réfléchies, des ondes de surface, et similaires, qui se

recouvrent toutes à la fois.

D'une façon générale, un filtre est un système qui produit un signal de sortie pour un signal d'entrée donné. Le signal de sortie peut être calculé si la réponse aux impulsions du filtre est connue. La réponse à l'impulsions est le signal de sortie produit par le filtre pour un signal d'entrée d'impulsion donné. Le signal de sortie est 1 simplement le signal d'entrée soumis à une convolution avec la réponse d'impulsion

du filtre.

Le signal sismique capté par les récepteurs représente le signal d'entrée de réfé-

rence influencé par les facteurs décrits ci-dessus. Les données sismiques (ou "sismo-

grammes") sont utiles pour déterminer l'emplacement des réservoirs de pétrole et de gaz lorsque les données représentent le signal d'entrée de référence qui agit sur ces réservoirs, uniquement par les diffracteurs constituant les interfaces en dessous de la surface, au contraire du signal d'entrée de référence qui est également influencé par les facteurs de modification du signal décrits ci-dessus. L'effet des diffracteurs sur les ondes sismiques se propageant à travers le sol est désigné comme la réponse à l'impulsion du sol. Du fait des facteurs additionnels de modification de signal décrits ci-dessus, le signal sismique reçu par les récepteurs est un signal HFVS, qui présente peu de ressemblance avec la réponse à l'impulsion du sol. Les travaux sismiques sont destinés à déterminer la réponse à l'impulsion du sol, et par conséquent à supprimer

les influences sur les données qui ne présentent pas d'intérêt pour les sismologues.

Pour supprimer la longue durée de balayage des données enregistrées, le système 50 de mesure sismique réalise de préférence une corrélation des données enregistrées avec le signal de référence de balayage. La corrélation de deux jeux de données est une opération mathématique connue dans laquelle un jeu de données est placé en faisant varier les quantités relatives par rapport à l'autre jeu de données et les 3> valeurs correspondantes des deux jeux sont multipliées ensemble et les produits sont additionnés pour donner la valeur de la corrélation. A l'étape 170 représentée à la

figure 3, les données de l'étape 160 qui ont été corrigées pour tenir compte du dépla-

cement des récepteurs sont mises en corrélation avec le signal de référence de balayage. A l'étape 180, on réalise une transformation F-K (F se réfère à la fréquence temporelle et K se réfère à la fréquence spatiale du nombre d'ondes) sur les données corrélées de l'étape 170, bien que d'autres transformations, telles que la Transforma- tion de Laplace, la transformation radon et la transformation r-p, puissent également être utilisées. La transformation F-K est une double Transformée de Fourier dans laquelle un signal qui est fonction du temps t et de l'espace x est transformé en un signal qui est fonction de la fréquence f et du nombre d'onde k. Le signal transformé 0 peut figurer graphiquement sur un graphique désigné comme un graphique F-K, tel que celui représenté à la figure 6. La conversion d'une fonction du domaine du temps et de l'espace dans le domaine de la fréquence et des nombres d'onde est désigné comme une transformation avant F-K. Par analogie, la conversion d'une fonction du domaine de la fréquence et du nombre d'onde en retour dans le domaine du temps et 1 5 de l'espace est désignée comme une transformation F-K inverse. La transformation F-K avant est représentée mathématiquement par une double intégrale telle que (5) o P(k,f) est la transformation F-K e p(x,t). La transformation F-K inverse (réalisée à l'étape 200) est représentée comme étant: (6) En se référant à nouveau à la figure 3, à l'étape 190, le système de mesure sismique sélectionne une tranche à pendage de durée constante de données (décrite ci-dessous) de la représentation graphique F-K. Cette étape sera mieux comprise en référence aux figures 6, 7 et 8. La figure 6 représente une représentation graphique F-K d'un enregistrement d'explosion transformée à partir de la figure 7. La fréquence

mesurée en cycles par seconde ou en "Hertz" (Hz) est représentée sur l'axe vertical et le nombre d'ondes mesurées en cycles par mètre est représenté sur l'axe horizontal.

Les données transformées F-K sont représentées par des parties 191 sur le graphique F-K. Chaque ligne droite, telle que les lignes 194, 195, 196 commençant à partir de l'origine des axes F-K et s'étendant vers l'extérieur représente des données sismiques avec une vitesse apparente particulière. En outre, la pente de chacune de ces lignes droites est égale à une vitesse apparente. En se référant à la figure 7. des récepteurs , 126, 127, 128 sont représentés avec une onde sismique 132 se propageant à travers la terre (comprenant de l'eau) dans la direction de la flèche 129. La ligne 130 représente la direction de propagation de l'onde sismique 132 et forme avec la verti- cale un angle 134. Cet angle est désigné comme étant l'angle d'approche, l'angle de pendage apparent ou simplement l'angle de pendage et il est désigné sur les figures 7 et 8 par ODIP c'est-à-dire Opcldag. La ligne 130 est ainsi désignée comme la ligne de

pendage ou la ligne d'approche pour cette application.

0 En se référant à la figure 8, la ligne droite 133 est perpendiculaire à la ligne de pendage 130 et représente schématiquement le front d'ondes des ondes 132 lorsqu'elles voyagent vers le haut sous l'angle de pendage ODIP. Le front d'ondes 133 se propage vers le haut à travers la terre avec une certaine vélocité désignée comme étant la vitesse réelle, Virus. La vitesse réelle des ondes sismiques se propageant à travers l'eau est approximativement de 1500 mètres par seconde (3325 miles par heure, c'est-à-dire 5350 km/h) et est en général considérée comme une constante. Les vitesses réelles peuvent être aisément déterminées en utilisant l'une quelconque

parmi une grande variété de techniques connues.

En se référant à la figure 8, la composante horizontale du vecteur de vitesse réelle est désignée comme la vitesse apparente, Vapp. La vitesse apparente, Vapp. est: Vapp = Vtruc/sin(ODIp) (7) O "sin" est la fonction trigonométrique sinus. La vitesse apparente présente une signification physique dans le fait qu'il s'agit de la vitesse de l'onde sismique 132, telle qu'elle est mesurée par les capteurs. Lorsque le front d'onde 133 se déplace vers le haut, le récepteur 128 va capter le front d'onde avant que le récepteur 127 ne le capte. En outre, du fait de la distance qui sépare les récepteurs 127 et 128, et de l'intervalle de temps entre le moment o le front d'ondes est capté par le récepteur

128, et ensuite par le récepteur 127, le front d'ondes va apparaître comme se dépla-

çant horizontalement avec la vitesse Vapp.

Comme on peut le voir de l'équation (7), la vitesse apparente Vapp est inverse-

ment proportionnelle au sinus de l'angle de pendage ODIP, en admettant que Viru, est une constante. Ainsi, chaque ligne droite dans la représentation F-K de la figure 6, dont la pente est Vapp, définit un angle de pendage ODIP sur les figures 7 et 8. En outre, les données dans la représentation F-K de la figure 6, le long d'une ligne droite, telle que la ligne 195, représentent uniquement l'énergie sismique qui s'est propagée vers le haut à travers la terre sous un angle de pendage particulier, et elle exclut l'énergie sismique qui s'est propagée vers le haut sous tous les autres angles de pendage.

En se référant maintenant aux figures 3 6 et 7, le système 51 de mesure sismi-

que et de traitement corrige de préférence les données pour le déplacement de la source, en sélectionnant une tranche de pendage à durée constante des données du domaine F-K à l'étape 190 (figure 3). Une tranche de pendage à durée constante à titre d'exemple est représentée à la figure 6 comme étant la partie des données 191

délimitées par les lignes droites 194 et 196. Du fait que les lignes 194 et 196 définis-

sent un coin en forme de tranche de gâteau sur la représentation F-K, les données i0 contenues entre les lignes 194, 196 sont désignées comme étant la tranche de pendage à durée constante ou la tranche de gâteau. En sélectionnant une tranche de gâteau des données F-K et en réalisant la transformation inverse F-K des données de la tranche de gâteau choisie à l'étape 200, le système 51 de mesure sismique et de traitement sélectionne uniquement l'énergie sismique qui s'est propagée vers le haut à travers la terre sous une gamme d'angles de pendage définis par les pentes des lignes 194 et 196. Ainsi, selon le mode de réalisation préféré de l'invention, une tranche de pendage à durée constante des données F-K est sélectionnée à l'étape 190 et elle est soumise à une transformation inverse F-K à l'étape 200. La taille de la tranche de

gâteau peut être fixée à une taille quelconque qui est souhaitée et elle est générale-

ment fonction de la précision souhaitée. La taille de la tranche de gâteau se rapporte

ainsi à une gamme d'angles de pendage ODIP A0DIp.

Lc résultat dc l'étape 200 est un enregistrement d'explosion qui a été corrigé pour le déplacement du récepteur et qui représente l'énergie sismique qui correspond

à une gamme d'angles de pendage ODIP + AODIp qui se rapporte à ce qui est décrit ci-

dessus en ce qui concerne la vitesse apparente définie par la tranche de gâteau. On doit reconnaître que l'énergie sismique pour l'angle de pendage oDIP comporte une superposition d'ondes sismiques qui se sont réfléchies sur des millions de diffracteurs

le long de la ligne 130. En utilisant les principes fondés sur la théorie Doppler classi-

que, on peut corriger les données pour le déplacement de la source.

Afin de comprendre l'application de la théorie Doppler, on fera référence à la figure 7 dans laquelle une source 112 se déplace de l'emplacement so au début du balayage de fréquence HFVS vers des emplacements de diffracteur à titre d'exemple

le long de la ligne 130. Les lignes 145 et 146 représentent le trajet des ondes sismi-

ques de direction à partir de l'emplacement initial de la source so et de l'emplacement Send de la fin de la source, respectivement vers le diffracteur ponctuel 140. On peut tracer des lignes similaires pour les ondes sismiques voyageant se déplaçant vers les diffracteurs 142, 144. Les ondes sismiques réfléchies par les diffracteurs 140, 142,

144 se déplacent vers le haut le long de la ligne 130 sous l'angle de pendage ODIP.

Comme représenté, la source 112 se déplace de la gauche vers la droite et se déplace ainsi en s'éloignant du diffracteur 140. Du fait que la source se déplace en s'éloignant du diffracteur, la période du signal émis de source de balayage de

fréquence va apparaître plus longue. En variante, la longueur du balayage de fréquence apparaîtra être plus longue à partir du point d'avantage du diffracteur 140.

Cette variation de fréquence et de longueur du balayage de fréquence est désignée comme étant le décalage de fréquence selon la théorie Doppler. Dans cet exemple, cependant, la source s'approche du diffracteur 144 pendant le balayage de fréquence, et ainsi le balayage de fréquence devient plus court à partir du point d'avantage du

I0 diffracteur 144. Le diffracteur 142 est situé en dessous du point médian de la trajec-

toire de la source lorsqu'il se déplace pendant le balayage de fréquence, et ainsi il existe un décalage nul de la fréquence nette associée au diffracteur 142. En outre, la distorsion due au déplacement de la source peut être remplacée par l'amplitude du

décalage de fréquence en utilisant la théorie de Doppler. Comme on le verra ci-

dessous, l'amplitudc du décalage Doppler peut être calculée pour chaque emplace- ment de diffracteur ou pour chaque gamme d'emplacements de diffracteur et des filtres appropriés peuvent être réalisés pour corriger les données par rapport à la distorsion. En se référant maintenant à la figure 9, les étapes préférées 210 pour calculer et appliquer les filtres de correction Doppler pour corriger le déplacement de la source comportent des étapes consistant tout d'abord à calculer l'amplitude de la distorsion à l'étape 212. Du fait que le décalage de fréquence Doppler modifie la longueur du balayage de fréquence pour chaque emplacement des diffracteurs, l'amplitude de la distorsion due au déplacement de la source peut être représentée en calculant la

variation de la longueur du balayage de fréquence pour chaque diffracteur. La varia-

tion de la longueur du balayage de fréquence mesurée en unités de millisecondes est désignée comme la dilatation (ou la compression) et ainsi, à l'étape 212, on calcule la dilatation pour chaque diffracteur. La dilatation varie en fonction de l'emplacement du diffracteur et elle est ainsi divisée en portes temporelles à l'étape 213 de telle façon que le système 51 de mesure sismique et de traitement puisse proposer un filtre de correction pour chaque porte temporelle à l'étape 216. Enfin, à l'étape 218, le système 51 de mesure sismique et de traitement applique les filtres de correction à

l'enregistrement de l'explosion pour corriger la dilatation.

En se référant maintenant à la figure 10, la géométrie qui est associée à la déri-

vation de la dilatation pour un diffracteur 140 comporte la source 112 se déplaçant d'un emplacement initial so au début du balayage de fréquence vers une position finale send à la fin du balayage de fréquence. Le diffracteur 140 est situé à une profondeur Z en dessous du récepteur fixe 127 et est éloigné d'une distance X du récepteur. La distance H représente la distance entre le récepteur et la source 112 dans sa position initiale so. L'angle 0r est l'angle que fait la ligne de pendage 130 par rapport à l'axe horizontal. L'angle 0, se rapporte à l'angle de pendage ODIP du fait que

Or= 90 - 0oDIP. Ainsi, dès qu'une tranche dc gâteau constante de données est sélec-

tionnée à partir du domaine F-K, 0r est défini. Les ondes sismiques en provenance de la source à l'emplacement so se déplacent le long de la ligne 145 dans la direction indiquée, se réfléchissent sur lc diffracteur 140 et se déplacent le long de la ligne 130 vers le récepteur 127. De façon similaire, une onde sismique émise par la source 112 à la position sid se déplace le long de la ligne 146 dans la direction indiquée et se lo réfléchie sur le diffracteur 140 et se déplace également le long dc la ligne 130 vers le récepteur 127. La quantité de dilatation est calculée comme étant la différence entre la durée que prend une onde sismique pour se déplacer de la source 112 à sa position initiale so jusqu'au récepteur 127 et du temps qu'une onde prend pour se déplacer de la source vers le récepteur lorsque la source est à sa position d'extrémité Snd. En 1 i reconnaissant que les ondes sismiques prennent la même quantité de temps pour se

déplacer le long de la ligne 130 entre le diffracteur 140 et le récepteur 127, la dilata-

tion est simplement la différence de temps que prend une onde pour se déplacer de la source 112 à l'emplacement so le long de la ligne 145 jusqu'au diffracteur 140, et du temps de déplacement de la source à l'emplacement só,d, jusqu'au diffracteur le long de la ligne 146. Si Tso représente initialement la durée le long de la ligne 145 et Tsend représente la durée le long de la ligne 146, la dilatation est alors: DIL = 'Fscnd - Tso (8) Dans laquelle DIL est la quantité de dilatation. La valeur de dilatation DIL est ainsi positive lorsque T,,d est supérieur à Tso (c'est-à-dire lorsque la source se déplace en s'éloignant du diffracteur) et elle est négative lorsque Tscnd est inférieur à To (la

source se déplace vers le diffracteur).

En se référant encore à la figure 10 et en appliquant le théorème de Pythagore: (9) et Z = X tangente (Or) (10) o V est la vitesse de propagation des ondes sismiques dans l'eau (1500 mètres par seconde), T est le temps qu'une onde sismique prend pour se déplacer de la source en so le long de la ligne 145 jusqu'au diffracteur 140 et le long de la ligne de pendage jusqu'au récepteur 127. On peut réécrire l'équation (9) comme une équation quadratique et elle peut être ainsi résolue pour X, o:

- 5(11)

o0 (12) l'5é (13)

: 0 (14)

On notera que X dans l'équation (11) est une valeur positive si le pendage est descendant et vers la droite et est une valeur négative si le pendage est montant et vers la droite. En utilisant l'équation (11), on peut calculer X à l'instant T et dès que X est connu, on peut calculer Z en utilisant l'équation (10). Le calcul de X et de Z pour chaque constante 0r fournit l'emplacement d'un diffracteur pour un événement sismique à l'instant T. 0 On peut réécrire l'équation (8) comme étant: (15) dans laquelle u, est la vitesse de la source et TsL est la longueur de la durée du balayage de fréquence. Comme on peut le voir en examinant les équations (11) à (15), la dilatation DIL est une fonction de l'emplacement d'un diffracteur (X et Z), de T, de la vitesse du navire us, et de la longueur du balayage de fréquence TSL. En

outre, l'équation (14) n'a qu'une solution lorsque T > H/V.

En se référant maintenant aux figures 9 et 11, on a représenté une représenta-

tion en coordonnées graphiques de la dilatation DIL en fonction du temps, pour une source 112 et un récepteur 127. Comme représenté, les valeurs positives DIL sont représentées en coordonnées à la droite de l'axe 188 et les valeurs négatives de DIL à la gauche de l'axe. Bien que les filtres de correction puissent être calculés sur une base d'échantillon par échantillon (qui peut être préférée). des résultats satisfaisants peuvent être obtenus en une durée moindre si la courbe de dilatation est divisée en l segments et si les filtres de correction sont réalisés pour chaque segment, plutôt que pour les échantillons qui constituent les segments. Ainsi, selon le mode de réalisation préféré, la dilatation DIL est figurée de façon discrète en segments 252, 253, 254, 255 et est associée à des portes temporelles 256, 257, 258, 259, 260. La taille des segments 252 à 255, et ainsi la taille des portes temporelles 256 à 260 peuvent être

1 5 fixées à une valeur souhaitée quelconque.

* De nombreuses techniques sont disponibles pour réaliser des filtres appropriés pour compenser les enregistrements d'explosion pour la quantité de dilatation dans chaque porte temporelle. Par exemple, la modulation de fréquence ou wobulation peut être rééchantillonnée en At' o: (16) o At est la période d'échantillonnage pour l'enregistrement d'explosion. Après le rééchantillonnage, le nouveau taux d'échantillonnage se voit accorder la priorité et il est dénommé At en fournissant un nouvel échantillonnaged'explosion. A titre 0 d'exemple exagéré, pour une modulation de fréquence d'une seconde qui est dilatée d'une seconde et qui est échantillonnée à un taux à une vitesse de 2 millisecondes (un échantillon est pris toutes les 2 millisecondes), la modulation de fréquence est rééchantillonnée à une milliseconde en fournissant deux fois plus d'échantillons. Les données rééchantillonnées sont ensuite fournies à une vitesse d'échantillonnage de 2 millisecondes en réalisant un enregistrement deux fois plus long. La modulation de fréquence dilatée est ensuite corrélée avec la modulation de fréquence non dilatée. La

phase du résultat constitue la correction de phase nécessaire.

La composante de phase des données n'est pas nulle du fait des décalages Doppler qui résultent du déplacement du navire. En outre, l'effet principal de la distorsion qui est due au déplacement de la source est vu uniquement dans le spectre de phase des données. La distorsion peut être éliminée en obligeant la composante de phase des données à être une valeur constante, de préférence une phase nulle. Ainsi, selon le premier mode de réalisation, le système 51 de mesures sismiques et de traitement extrait la composante de phase du modèle de dilatation qui est corrélée transversalement avec la modulation de fréquence de référence. Un filtre inverse passe-tout standard, tel qu'un filtre Wiener-Levinson est sélectionné pour éliminer le o0 contenu de la phase des données enregistrées avec la corrélation avec le signal de modulation de fréquence de référence. Un filtre inverse passe-tout ne modifie pas le

contenu en amplitude des données, mais modifie uniquement le contenu de la phase.

Le filtre est préférablement réalisé pour supprimer le contenu de la phase, en

obligeant le signal de sortie du filtre à présenter la phase nulle ou phase zéro.

Les filtres de correction sont appliqués préférablement à la totalité de la trace

des données, et ensuite les segments appropriés de chaque trace corrigée sont sélec-

tionnés et combinés ensemble pour former un jeu de données complètement corrigées. Ainsi la correction pour les données pour une porte temporelle d'une seconde, par exemple, est appliquée aux données. De façon similaire, les corrections pour les portes de données de 2 secondes, de 3 secondes, de 4 secondes, et ainsi de suite sont également appliquées au jeu de données, de manière à générer quatre jeux de données corrigés chacun par un filtre de correction particulier. Ensuite, seules les données corrigées de 0 à 1,5 seconde sont sélectionnées à partir du premier jeu de données, les données corrigées de 1,5 à 2,5 sont sélectionnées à partir du deuxième jeu de données, les données corrigées de 2,5 à 3,5 secondes sont sélectionnées à partir du troisième jeu dc données, les données corrigées à partir de 3,5 à 4,5

secondes sont sélectionnées à partir du quatrième jeu de données, et ainsi de suite.

Après avoir corrige les données sismiques pour le déplacement du récepteur et le déplacement de la source pour une tranche à pendage constant à l'étape 210 (figure 3), on sélectionne à l'étape 240 la tranche suivante de pendage des données F-K et les

étapes 200 à 210 sont répétées jusqu'à ce que toutes les données F-K aient été sélec-

tionnées. Dès que toutes les données ont été corrigées pour chaque tranche de pendage des données F-K, les résultats sont additionnés à l'état 230 pour produire les

données corrigées souhaitées pour le déplacement de la source et pour le déplace-

i5 ment des récepteurs.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes aisément

accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1.- Procédé pour corriger la distorsion de données sismiques qui est provoquée par le déplacement d'une source sismique et le déplacement d'un récepteur sismique, comprenant les étapes consistant: (a) à corriger les données sismiques pour le déplacement du récepteur; (b) à corréler les données sismiques corrigées du récepteur à partir de l'étape (a) avec un signal de référence de modulation ou de balayage de fréquence utilisé par ladite source sismique pour générer des ondes sismiques; i 0 (c) à calculer une transformation avant F-K des données corrélées à partir de l'étape (b) pour produire des données transformées F-K; (d) à sélectionner une tranche à pendage constant desdites données transformées F-K; (e) à calculer une transformation inverse F-K de ladite tranche à pendage

constant desdites données transformées F-K pour produire des données trans-

formées F-K inverses; et (f) à calculer un filtre de correction approprié pour lesdites données transformées

F-K inverses.

2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape consistant à sélectionner une tranche à pendage constant desdites données transformées F-K

comporte une étape consistant à sélectionner des données transformées F- K corres-

pondant à une gamme prédéterminée d'angles de pendage.

3.- Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lesdites étapes consistant à sélectionner une tranche à pendage constant des données transformées F-K (étape d)), à calculer une transformation inverse F-K de ladite tranche de données sélectionnée à pendage constant (étape (e)) et à calculer un filtre de correction approprié pour lesdites transformées inverse F-K (étape (f)) sont répétées

0 pour les tranches additionnelles à pendage constant de données F-K.

4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, dans lequel

ledit filtre de correction est appliqué auxdites données sismiques pour corriger ledit

déplacement de la source.

5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4, dans lequel

ladite étape consistant à calculer un filtre de correction approprié comporte le calcul

d'au moins une valeur de dilatation pour lesdites données transformées FK inverses.

6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, dans lequel

lesdites données sismiques sont générées par lesdites ondes sismiques émises par la source, en utilisant ledit signal de référence de modulation de fréquence, et ladite valeur de dilatation est calculée en soustrayant la durée que prend une onde sismique pour voyager de la source jusqu'au récepteur à la fin de la modulation de fréquence à partir du temps qu'une onde sismique a mis pour se déplacer de la source jusqu'au

récepteur au début de la modulation de fréquence.

o 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel

lesdites données transformées inverses F-K comportent des données sismiques réflé-

chies à partir d'une pluralité de diffracteurs situés le long de lignes correspondant à ladite gamme prédéterminée d'angles de pendage et dans lequel une pluralité de

valeurs de dilatation sont calculées pour lesdites données sismiques.

8.- Procédé selon la revendication 7, dans lequel lesdites valeurs de dila-

tation sont transformées en valeurs discrètes se présentant en segments.

9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 8, dans lequel

ladite étape consistant à calculer un filtre de correction approprié comporte le rééchantillonnage desdites données sismiques pour une période de rééchantillonnage qui est différente de la période de rééchantillonnage utilisée pour échantillonner

initialement lesdites données sismiques.

10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 9, dans lequel

ladite étape consistant à calculer un filtre de correction approprié comporte égale-

ment le calcul d'une pluralité de filtres inverses passe-tout, chaque filtre inverse

passe-tout correspondant à un segment particulier desdites valeurs de dilatation.

11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel

les résultats de l'application des filtres de correction auxdites données sismiques sont

additionnés ensemble.

12.- Procédé de correction de données sismiques marines par rapport à la distorsion provoquée par le déplacement d'une source sismique, comprenant les étapes consistant: - à séparer lesdites données sismiques en parties, chaque partie correspondant à une gamme d'angles de pendage; à calculer des filtres de correction Doppler pour lesdites parties; et

à appliquer lesdits filtres de correction Doppler auxdites parties.

13.- Procédé selon la revendication 12, dans lequel ladite étape consistant à séparer lesdites données sismiques en parties comporte l'étape consistant: - à calculer une transformation desdites données sismiques pour produire des données transformées; - a selectionner un jeu secondaire desdites données transformées; et

- à calculer une transformation inverse dudit jeu secondaire.

14.- Procédé selon la revendication 13, dans lequel ladite étape consistant à calculer une transformation comporte le calcul d'une transformation F-K et ladite étape consistant à calculer une transformation inverse comporte l'étape consistant à

calculer une transformation inverse F-K.

15.- Procédé selon la revendication 14, dans lequel ladite étape consistant à calculer une transformation comporte le calcul d'une transformation t-p et ladite

étape consistant à calculer une transformation inverse comporte le calcul d'une trans-

formation inverse T-p.

2O

16.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans

lequel ladite étape consistant à calculer une transformation comporte le calcul d'une transformation de Laplace et ladite étape consistant à calculer une transformation

inverse comporte le calcul d'une transformation inverse de Laplace.

17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans

lequel lesdits filtres de correction Doppler comportent des filtres inverses passe-tout.

1 8.- Dispositif sismique comprenant - un système (51) de mesure sismique et de traitement; - un organe (59) d'cntrée d'utilisateur couplé audit système (51) de mesure sismique et de traitement; - un organe d'affichage (52) couplé audit système (51) de mesure sismique et de traitement; dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement comporte une unité de traitement (53) et une unité de stockage (54), et ledit système (51) de mesure sismique et de traitement corrige les données sismiques pour le déplacement de la source en calculant une transformation F-K desdites données sismiques, calcule une

transformation inverse F-K d'une tranche à pendage constant desdites données trans-

formées F-K et calcule et applique des filtres de correction appropriés pour chaque

tranche à pendage constant des données transformées F-K.

19.- Dispositif sismique selon la revendication 18, dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement sélectionne une tranche à pendage

constant desdites données transformées F-K qui correspond à une gamme prédéter-

minée d'angles de pendage.

n o 20.- Dispositif sismique selon la revendication 18 ou 19, dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement sélectionne des tranches multiples de gâteau des données transformées F- K, calcule un jeu de filtres de correction approprié pour chaque tranche à pendage constant sélectionnée de données, applique ledit jeu de filtres de correction appropriés auxdites donnée sismiques captées par l ledit récepteur, et ajoute ensemble les données sismiques après qu'elles aient été

filtrées par ledit jeu de filtres de correction.

21.- Dispositif sismique comprenant: - un système (51) de mesure sismique et de traitement; - au moins une source sismique (112) couplée audit système (51) de mesure sismique et de traitement; - au moins un récepteur sismique (114) couplé audit système (51) de mesure sismique et de traitement; - un organe (59) d'entrée d'utilisateur couplé audit système (51) de mesure sismique et de traitement; et - un organe d'affichage (52) couplé audit système (51) de mesure sismique et de traitement; dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement comporte une source (112) et une unité (56) d'interface de récepteur, une unité de traitement (53) et une unité de stockage (54), et ledit système (51) de mesure sismique et de traitement corrige, pour le déplacement de la source, en calculant une transformation F-K des données sismiques captées par lesdits récepteurs (114), calculc une transformation F-K d'une tranche à pendage constant desdites données transformées F-K, et calcule

et applique des filtres de correction appropriés pour chaque tranche de gâteau de données transformées F-K.

22.- Dispositif sismique selon la revendication 21, dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement sélectionne une tranche à pendage

constant desdites données transformées F-K qui correspondent à une gamme prédé-

terminée d'angles de pendage.

23.- Dispositif sismique selon la revendication 22, dans lequel ledit système (51) de mesure sismique et de traitement sélectionne des tranches multiples

à pendage constant de données transformées F-K, calcule un jeu de filtres de correc-

tion appropriés pour chaque tranche sélectionnée à pendage constant de données, applique ledit jeu de filtres de correction auxdites données sismiques captées par ledit récepteur, et ajoute ensemble les données sismiques après qu'elles aient été

I0 o filtrées par ledit jeu de filtres de correction.