MX2007002733A

MX2007002733A - Sistema para la atenuacion de las multiples de los fondos de agua en los datos sismicos registrados mediante sensores de presion y sensores del movimiento de las particulas.

Info

Publication number: MX2007002733A
Application number: MX2007002733A
Authority: MX
Inventors: Claes Nicolai Borresen
Original assignee: Pgs Americas Inc
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-04-24
Also published as: NO339392B1; GB2430748A; CN101014881B; AU2005282945A1; BRPI0514989A; NO20070861L; WO2006028702A1; EG26310A; US20060050611A1; CA2575274C; CN101014881A; US7336561B2; GB0701911D0; CA2575274A1; AU2005282945B2; BRPI0514989B1; GB2430748B

Abstract

Se calcula un campo de onda que va hacia arriba y un campo de onda que va hacia abajo en una posicion del sensor de una senal del sensor de presion y una senal del sensor del movimiento de la particula (43, 44); a continuacion, se calcula un campo de onda que va hacia arriba en una posicion del fondo del agua sustancialmente sin las multiples del fondo del agua de los campos de onda que van hacia arriba y que van hacia abajo en la posicion del sensor; en una modalidad, el campo de onda que va hacia arriba en la posicion del sensor se propaga hacia atras hacia el fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua (45); el campo de onda que va hacia abajo en la posicion del sensor se propaga hacia adelante hacia el fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo en el fondo del agua (46); el campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua sin las multiples del fondo del agua se calcula del campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atras en el fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante en el fondo del agua, y un coeficiente de reflexion del fondo del agua (48).

Description

SISTEMA PARA LA ATENUACIÓN DE LAS MÚLTIPLES DE LOS FONDOS DE AGUA EN LOS DATOS SÍSMICOS REGISTRADOS MEDIANTE SENSORES DE PRESIÓN Y SENSORES DEL MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona generalmente con el campo de sondeos geofísicos. Más particularmente, la invención se relaciona con el campo del procesamiento de datos sísmicos. De manera específica, la invención es un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua de los datos sísmicos registrados mediante sensores de presión y sensores del movimiento de la partícula en buscadores marinos remolcados.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el campo de los sondeos geofísicos, el conocimiento de la estructura subterránea de la tierra es útil para encontrar y extraer recursos minerales valiosos, tales como petróleo y gas natural. Una herramienta bien conocida de los sondeos geofísicos es el reconocimiento sísmico. Un reconocimiento sísmico transmite ondas acústicas emitidas de fuentes de energía apropiadas en la tierra y recolecta las señales reflejadas utilizando un arreglo de sensores. A continuación, se aplican técnicas de procesamiento de datos sísmicos a los datos recolectados para estimar la estructura subterránea. En una inspección sísmica, la señal sísmica se genera inyectando una señal acústica de encima o cerca de la superficie terrestre, que a continuación se desplaza hacia abajo hacia la parte subterránea de la tierra. En una inspección marina, la señal acústica pueden también desplazarse hacia abajo a través de un cuerpo de agua. Las fuentes de energía apropiadas pueden incluir explosivos o vibradores en tierra y pistolas de aire o vibradores marinos en agua. Cuando la señal acústica encuentra un reflector sísmico, una interfaz entre dos estratos subterráneos que tienen diferentes impedancias acústicas, una porción de la señal acústica se refleja nuevamente en la superficie, en donde la energía reflejada se detecta por un sensor. Los sensores sísmicos detectan y miden la amplitud de diferentes aspectos físicos de las ondas sísmicas que pasan. Los tipos apropiados de sensores sísmicos pueden incluir sensores de velocidad de la partícula en inspecciones terrestres y sensores de presión del agua en inspecciones marinas. Algunas veces, se utilizan sensores del movimiento de la partícula o de aceleración de la partícula en lugar de sensores de la velocidad de la partícula. Los sensores de velocidad de la partícula son conocidos comúnmente en la técnica como geófonos y los sensores de presión del agua son conocidos comúnmente en la técnica como hidrófonos. Ambas fuentes sísmicas y sensores sísmicos pueden desplegarse por sí mismos o, más comúnmente en arreglos. Además, los sensores de presión y los sensores de la velocidad de la partícula pueden desplegarse juntos, colocalízarse en pares o pares de arreglos a lo largo de un cable sísmico, en una inspección marina. En una inspección sísmica marina típica, una pluralidad de cables de buscador, se remolcan detrás de un barco. Una o más fuentes sísmicas también son remolcadas normalmente detrás del barco. De manera alterna, los cables sísmicos se mantienen en una posición sustancialmente "estacionaria en un cuerpo de agua, ya sea flotando a una profundidad seleccionada o reposando en el fondo del cuerpo de agua. En este caso alterno, la fuente puede remolcarse detrás de un barco para generar una energía acústica en ubicaciones variables, o la fuente también puede mantenerse en una posición estacionaria. La energía sísmica registrada en cada par de fuentes y sensores durante la etapa de adquisición de datos se conoce como trazo sísmico. Los trazos de los datos sísmicos contienen las reflexiones sísmicas deseadas, conocidas como las reflexiones primarias o primarias. Una reflexión primaria viene de la detección de una señal acústica que se desplaza de una fuente a un sensor con sólo una reflexión del reflector sísmico subterráneo. Desafortunadamente, los trazos sísmicos contienen con frecuencia muchas reflexiones adicionales indeseadas, conocidas como reflexiones múltiples o múltiples, que pueden oscurecer e incluso abrumar las reflexiones primarias buscadas después. Una reflexión múltiple viene del registro de una señal acústica que se ha reflejado más de una vez antes de detectarse por un sensor. Las reflexiones múltiples adicionales pueden venir de los reflectores subterráneos o de la superficie de la tierra en una inspección sísmica terrestre y de las interfaces agua-tierra o aire-tierra en una inspección sísmica en agua. Las señales registradas de las múltiples, oscurecen las señales registradas de las primarias, haciendo difícil identificar e interpretar las primarias deseadas. Así, la eliminación o al menos la atenuación de las múltiples es un paso deseado en el procesamiento de datos sísmicos en muchos medios. Esto es particularmente cierto en inspecciones sísmicas marinas, en donde las múltiples son especialmente fuertes con relación a las primarias. Las múltiples son fuertes debido a que las interfaces agua-tierra y particularmente aire-agua, son reflectores sísmicos fuertes, debido a sus altos contrastes de la impedancia acústica. La Figura 1 muestra una ilustración esquemática (no dibujada a escala), de una vista en elevación de una inspección sísmica marina típica. Esta ilustración demuestra un medio para adquirir datos sísmicos marinos que pueden utilizarse con el método de la invención. Un cuerpo de agua 101 sobre la tierra 102, está unido a la superficie del agua 103 por una interfaz agua-aire y en el fondo del agua 104 por una interfaz agua-tierra. Debajo del fondo del agua 104, la tierra 102 contiene formaciones subterráneas de interés. Un barco sísmico 105 se desplaza en la superficie del agua 103 y contiene equipo de control de la adquisición sísmica, designado generalmente como 106. El equipo de control de la adquisición sísmica 106, incluye un control de navegación, un control de la fuente sísmica, un control del sensor sísmico y equipo de registro, todos de tipos bien conocidos en la técnica de la adquisición sísmica. El equipo de control de la adquisición sísmica 106 causa que una fuente sísmica 107 remolcada en el cuerpo de agua 101 por el barco sísmico 105, actúe en momentos seleccionados. La fuente sísmica 107 puede ser de cualquier tipo bien conocido en la técnica de la adquisición sísmica, incluyendo pistolas de aire o pistolas de agua, o particularmente, arreglos de pistolas de aire. Los buscadores sísmicos 108 también son remolcados en el cuerpo de agua 101 por el barco de inspección sísmica original 105 o por otro barco de inspección sísmica (no mostrado). Aunque únicamente se muestra aquí un solo buscador sísmico 108, para simplicidad ilustrativa, típicamente una pluralidad de buscadores sísmicos 108 se remolcan detrás del barco sísmico 105. Los buscadores sísmicos 108 contienen sensores para detectar los campos de onda reflejados iniciados por la fuente sísmica 107 y reflejados de las interfaces en el medio. Convencionalmente, los buscadores sísmicos 108 contiene sensores de presión tales como hidrófonos 109, pero los buscadores sísmicos 108 conocidos como buscadores sísmicos de sensor doble, también contienen sensores del movimiento de las partículas de agua, tales como geófonos 110. Los hidrófonos 109 y los geófonos 110 están típicamente colocalizados en pares o pares de arreglos de sensores a intervalos regulares a lo largo de los buscadores sísmicos 108. Sin embargo, el tipo de sensores 109, 110, o su ubicación en los buscadores sísmicos 108 no pretenden ser una limitación de la presente invención.

La fuente sísmica 107 se remolca a través del cuerpo de agua 101 y se activa a intervalos periódicos para emitir ondas acústicas en la vecindad de los buscadores sísmicos 108 con sus sensores 109, 110. El procedimiento se repite hasta que la inspección sísmica se termina. Cada tiempo que la fuente sísmica 107 se acciona, un campo de onda acústico se desplaza hacia arriba o hacia abajo en frentes de onda que se expanden de manera esférica. Los campos de onda que se desplazan, se ilustrarán mediante trayectorias de rayo normales a los frentes de onda que se expanden. El campo de onda que se desplaza hacia arriba, designado por la trayectoria de rayo 111 , se reflejará en la interfaz agua-aire en la superficie del agua 103, y a continuación se desplazará hacia abajo, como en la trayectoria de rayo 112, en donde el campo de onda puede detectarse por los hidrófonos 109 y los geófonos 110 en los buscadores sísmicos 108. Desafortunadamente, tal reflexión en la superficie del agua 103, como en la trayectoria de rayo 112, no contiene información útil sobre las formaciones subterráneas de interés. Sin embargo, tales reflexiones superficiales, también conocidas como fantasmas, actúan como fuentes sísmicas secundarias con un retraso de tiempo. El campo de onda que se desplaza hacia abajo de la fuente sísmica 107, en la trayectoria de rayo 113, se reflejará en la interfaz tierra-agua en el fondo del agua 104, y a continuación se desplazará hacia arriba, como en la trayectoria de rayo 114, en donde el campo de onda puede detectarse por los hidrófonos 109 y los geófonos 110. Tal reflexión en el fondo del agua 104, como en la trayectoria de rayo 114, contiene información acerca del fondo del agua 104, y por lo tanto, puede mantenerse para procesamiento adicional. La trayectoria de rayo 114 es un ejemplo de una múltiple de fondo del agua, que tiene al menos un reflejo en el fondo del agua 104. Además, el campo de onda que se desplaza hacia abajo, tal como trayectoria de rayo 113, puede transmitirse a través del fondo del agua 104 como en la trayectoria de rayo 118, reflejarse en un límite de la capa, tal como 1 16, y a continuación desplazarse hacía arriba, como en la trayectoria de rayo 117. El campo de onda que se desplaza hacia arriba, la trayectoria de rayo 117, puede detectarse entonces los hidrófonos 109 y los geófonos 110. Tal reflejo de un límite de la capa 116 puede contener información útil sobre formaciones subterráneas de interés, y es también un ejemplo de una reflexión primaria, que tiene una reflexión en la tierra subterránea. Desafortunadamente, los campos de ondas acústicos continuarán reflejándose en las interfaces tales como el fondo del agua 104, la superficie del agua 103, y los límites de la capa, tales como 116, en combinaciones. Por ejemplo, el campo de onda que se desplaza hacia arriba en la trayectoria de rayo 114, se reflejará en la superficie del agua 103, continuará desplazándose hacia abajo en la trayectoria de rayo 118, puede reflejarse en el fondo del agua 104, y continuar desplazándose hacia arriba nuevamente en la trayectoria de rayo 119, en donde el campo de onda puede detectarse por los hidrófonos 109 y los geófonos 110. La trayectoria de rayo 1 19 es un ejemplo de una reflexión múltiple llamada múltiple del fondo del agua, que tiene al menos un reflejo del fondo del agua 104. De manera similar, el campo de onda que se desplaza hacia arriba en la trayectoria de rayo 117, se reflejará en la superficie del agua 103, continuará desplazándose hacia abajo en la trayectoria de rayo 120, puede reflejarse en el fondo del agua 104, y continuar desplazándose hacia arriba nuevamente en la trayectoria de rayo 121 , en donde el campo de onda puede detectarse por los hidrófonos 109 y los geófonos 110. La trayectoria de rayo 121 es un ejemplo de una reflexión múltiple llamada extremidad de púa, que tiene al menos un reflejo en la tierra subterránea y al menos un reflejo del fondo del agua 104. Múltiples reflejos contienen información redundante sobre las formaciones de interés y las múltiples se eliminan comúnmente de los datos sísmicos antes del procesamiento adicional. Los trazos obtenidos al realizar la inspección, deben procesarse antes la representación y los análisis finales para compensar varios factores que impiden la utilización de los trazos originales. Una de las cosas más problemáticas de los pasos de procesamiento, involucra compensar las múltiples y las extremidades de púa atenuándolas de los trazos originales. La eliminación de las múltiples de los datos sísmicos, requiere la capacidad para discriminar las múltiples del resto de la señal sísmica. Esta discriminación requiere predecir las múltiples de la señal sísmica registrada y otros datos, tales como la ubicación del fondo del agua. Cuando el intervalo de repetición de la múltiple es únicamente unas pocas veces la longitud del tren de ondas de la fuente, las múltiples de periodo corto resultantes son aproximadamente periódicas. A continuación, las múltiples de periodo corto pueden discriminarse basándose en su periodicidad y atenuarse utilizando la técnica bien conocida de desconvolución predictiva. Sin embargo, cuando la longitud de la trayectoria de la reflexión múltiple se vuelve larga en comparación con la duración del tren de ondas de la fuente, las múltiples ya no son periódicas y la desconvolución predictiva no trabaja ya bien. Una de las técnicas conocidas en el campo del procesamiento de los datos sísmicos para atenuar múltiples de periodo largo, es comparar la ecuación de la onda. Berryhill, John R., 1979, "Wave equation datuming", Geophysics, Vol. 44, No. 8 (Agosto), p. 1329-1344, describe el procedimiento de comparación de la ecuación de la onda para cambiar la referencia de una colección de trazos desviados de cero de una superficie de forma arbitraria a otra, para la velocidad de la propagación de la onda no constante. La comparación de la ecuación de la onda emplea la continuación hacia arriba o hacia abajo de los datos del tiempo sísmico para redefinir la superficie de referencia en la cual las fuentes sísmicas y los sensores parecen localizarse.

Berryhill (1979), aplica el procedimiento a correcciones de referencia de reemplazo de la velocidad vía el modelado hacia delante de múltiples capas. Berryhill, John R., 1984, "Wave equation datuming before stack (short note)", Geophysics, Vol. 49, No. 11 (Noviembre), p. 2064-2067, extiende el procedimiento de comparación de la ecuación de la onda de Berryhill (1979), de los trazos desviados de cero a datos sísmicos no superpuestos. Berryhill (1984), describe un método de dos pasos. Primero, los sensores son extrapolados de una referencia a otra referencia, operando en los trazos sísmicos clasificados en agrupaciones de fuentes comunes, y a continuación, las fuentes se extrapolan operando en los trazos sísmicos clasificados en grupos de un sensor común. Las agrupaciones de una fuente común y un sensor común deben tomar la forma de dispersiones separadas simétricas si ambas direcciones de inclinación se van a tratar igualmente, las agrupaciones deben construirse artificialmente mediante reciprocidad si no se registran en esa forma. El método de comparación de la ecuación de onda introducido por Berryhill (1979, 1984), propaga (extrapola) los campos de onda que van hacia arriba hacia atrás y los campos de onda que van hacia arriba hacia delante en espacio y tiempo. La propagación puede mover las fuentes y los sensores de una primera superficie de referencia (tal como la posición del sensor) a una segunda superficie de referencia (tal como el fondo del agua). La forma de la propagación es una suma de Berryhill (1979, 1984): en donde la Figura 2 muestra una ilustración esquemática de las cantidades geométricas que aparecen en la definición de la comparación de la ecuación de onda en la Ecuación (1 ). Así, Ut(t-t¡), es un trazo de entrada registrado en la ubicación 21 en la primera superficie de referencia 22 y U¡(t) es un trazo de salida calculado en cualquier ubicación 23 en la segunda superficie de referencia 24. Además, ?x¡ es la separación 25 entre las ubicaciones de entrada 21 en la primera superficie de referencia 22, ?, es el ángulo 26 entre la normal 27 a la superficie de referencia y el vector 28 que conecta la ubicación de entrada 21 y la ubicación de salida 23, t, es el tiempo de desplazamiento entre la ubicación de entrada 21 y la ubicación de salida 23 a lo largo del vector 28, y ? es la distancia entre la ubicación de entrada 21 y la ubicación de salida 23 a lo largo del vector 28. El argumento (f - t¡), implica que U¡ está retrasado por el tiempo de desplazamiento tt. El asterisco * en la Ecuación (1 ), denota la convolución del trazo de entrada U, con un operador del filtro F¡. El operador del filtro F¡ surge de la integración de Kirchhoff transversal a la línea y se emplea para evitar la distorsión de la forma de onda y la amplitud. Berryhill (1979), describe un ejemplo de tal operador del filtro de 5 a 10 muestras, que es equivalente a la segunda derivada de una función tangente. La Ecuación (1 ), como queda, describe la propagación hacia delante de las indas que vienen hacia arriba. Para calcular la propagación hacia abajo de las ondas que vienen hacia arriba, los trazos de entrada y salida se invierten en tiempo (un procedimiento de transpuesta del conjugado). La Ecuación (1 ) puede escribirse en tres dimensiones como: ^W = p 17-1 S i S k ?*.^* cos ?* ~ r,k lu* (' " '* > * F* 1 (2 ) en donde /' y k designan las ubicaciones x y y, respectivamente, del trazo de entrada l/,* en la primera superficie de referencia, ?x¡ y ?yk son las separaciones x y y, respectivamente, entre las ubicaciones de entrada en la primera superficie de referencia, y las otras variables se definen de manera similar a aquéllas en la Ecuación (1 ). Un método común para emplear la comparación de la ecuación de onda es en el método de predicción y sustracción para atenuar las múltiples. Primero, las múltiples se predicen por medio de la comparación de la ecuación de onda. A continuación, las múltiples predichas se sustraen de la señal registrada original para proporcionar las reflexiones primarias deseadas. Los siguientes son ejemplos de este procedimiento. Berryhill, John R. y Kim, Y.C., 1986, "Deep-water peg legs and múltiples: Emulation and suppression", Geophysics, Vol. 51 , No. 12 (Diciembre), p. 2177-2184, describe un método de predicción y sustracción de la comparación de la ecuación de onda para atenuar las múltiples y las reflexiones de extremidad de púa en datos sísmicos. Primero, un registro sísmico observado se extrapola a través de un viaje redondo transversal a la capa de agua, creando así una predicción de posibles múltiples y extremidades de púa. Segundo, el registro que contiene las múltiples predichas y las extremidades de púa se compara con, y se sustrae de los datos registrados originales. Wiggins, J. Wendell, 1988, "Attenuation of complex water-bottom múltiples by wave-equation-based prediction and subtraction", Geophysics, Vol. 53, No. 12 (Diciembre), p. 1527-1539, describe un procedimiento de ecuación de onda par ala predicción y sustracción de múltiples capas de agua y múltiples extremidades de púa. El método de predicción de dos pasos, primer realiza una extrapolación de la ecuación de onda y en segundo lugar, realiza un estimado local de la reflectividad del fondo del agua. Se realizan dos extrapolaciones de la ecuación de onda en los datos registrados de la referencia registrada al fondo del agua. Una extrapolación es hacia delante en el tiempo, y la otra extrapolación es hacia atrás en el tiempo. La comparación de los dos conjuntos de datos extrapolados produce el estimado local de la reflectividad del fondo del agua. La combinación del conjunto de datos extrapolados hacia delante y la reflectividad estimada del fondo del agua, producen una predicción de las múltiples, que a continuación se sustraen del conjunto de datos extrapolados hacia atrás para producir un conjunto de datos con múltiples atenuadas. Finalmente, este conjunto de datos se extrapola nuevamente a la referencia registrada. Lokshtanov, Dmitri, 2000, "Suppression of water-layer múltiples -from deconvolution to wave-equation approach", 70a Junta Internacional Anual, Sociedad de Geofísicos de Exploración, Resúmenes Expandidos, p. 1981 -1984, describe un procedimiento de ecuación de onda para la predicción y sustracción de múltiples capas de agua y múltiples extremidades con púas. El método extrapola las agrupaciones CMP transformadas por Radon, para proporcionar las agrupaciones CMP transformadas por Radon de las múltiples predichas, de la geometría del fondo del agua. El método aplica a continuación la sustracción adaptativa. Todos los métodos anteriores aplican la comparación de la ecuación de onda a las señales del sensor de presión únicamente. Sin embargo, los datos del sensor de presión tienen muescas espectrales causadas por las reflexiones de la superficie del agua. Estas muescas espectrales están con frecuencia en la banda de frecuencia de adquisición sísmica. Así, la porción utilizable de los datos del sensor de presión es la banda de frecuencia limitada lejos de las muescas espectrales y no puede cubrir toda la banda de frecuencia de adquisición sísmica. Esta limitación puede evitarse utilizando tanto sensores de presión como sensores de movimiento de la partícula. Así, existe la necesidad de un método de atenuación de las múltiples del fondo del agua de periodo largo de los datos sísmicos que tomen ventaja de la información contenida en las señales registradas por los sensores de presión y los sensores del movimiento de la partícula en buscadores marinos remolcados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención es un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua de los datos sísmicos registrados mediante sensores de presión y sensores del movimiento de la partícula en buscadores marinos remolcados. Un campo de onda que va hacia arriba y un campo de onda que va hacia abajo se calculan en una posición del sensor de una señal del sensor de presión y una señal del sensor de movimiento de la partícula. A continuación, un campo de onda que va hacia arriba se calcula en la posición del fondo del agua sustancialmente sin las múltiples del fondo del agua de los campos de onda que van hacia arriba y que van hacia abajo en la posición del sensor. En una modalidad de la invención, un campo de onda que va hacia arriba se calcula en la posición del sensor de una señal del sensor de presión y una señal del sensor del movimiento de la partícula. Un campo de onda que va hacia abajo se calcula en la posición del sensor de las señales del sensor de presión y el sensor del movimiento de la partícula. El campo de onda que va hacia arriba en la posición del sensor se propaga hacia atrás hacia el fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua. El campo de onda que va hacia abajo en la posición del sensor se propaga hacia delante hacia el fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo en el fondo del agua. Un campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua sin las múltiples del fondo del agua se calcula del campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atrás en el fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante en el fondo del agua, y un coeficiente de reflexión del fondo del agua.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención y sus ventajas se entenderán más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada y los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es una vista en elevación de una inspección sísmica marina típica; La Figura 2 es una ilustración esquemática de las cantidades geométricas que aparecen en la definición de la comparación de la ecuación de onda; La Figura 3 es una vista en elevación de las múltiples del fondo del agua; y La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos de procesamiento de una modalidad del método de la invención para la atenuación de las múltiples del fondo del agua de los datos sísmicos. Aunque la invención se describirá con relación a sus modalidades preferidas, se entenderá que la invención no está limitada a estas. Por el contrario, la invención pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que pueden incluirse dentro del alcance de la invención, como se define por las reivindicaciones anexas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención es un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua de los datos sísmicos registrados mediante sensores de presión y sensores del movimiento de la partícula en buscadores marinos remolcados. En una modalidad, los sensores de presión y los sensores del movimiento de la partícula están colocalizados en el buscador remolcados. En una modalidad alterna, los sensores tienen suficiente densidad espacial de manera que los campos de onda respectivos registrados por los sensores de presión y los sensores del movimiento de la partícula, pueden interpolarse o extrapolarse para producir dos campos de onda en la misma ubicación. El método de la invención es un método de predicción y sustracción para atenuar las múltiples. Primero, sin embargo, antes del paso de predicción, los campos de onda que van hacia arriba y que van hacia abajo en la posición de los sensores en los buscadores sísmicos, se calculan de la señal del sensor de presión y la señal del sensor del movimiento de la partícula. A continuación, las múltiples se predicen por medio de comparación de la ecuación de onda y las múltiples predichas se sustraen de la señal registrada original para proporcionar las reflexiones primarias. Las múltiples son predichas mediante la propagación hacia delante en el tiempo en el campo de onda que va hacia abajo de la posición del sensor abajo hacia el fondo del agua, y a continuación multiplicando el resultado por el coeficiente de reflexión del fondo del agua. Este resultado de esta multiplicación predice las múltiples del fondo del agua que van hacia arriba en el fondo del agua. Las múltiples se sustraen mediante la propagación hacia atrás en el tiempo del campo de onda que va hacia arriba de la posición del sensor abajo hacia el fondo del agua, y a continuación sustrayendo las múltiples del fondo del agua que van hacia arriba predichas. El método de la invención trabaja para múltiples del fondo del agua de periodo largo en profundidades de agua moderadas a profundas, de más de aproximadamente 200 metros. El método de la invención requiere el conocimiento de la velocidad del agua, pero no de las velocidades sísmicas de las capas terrestres subterráneas. El método también requiere el conocimiento de la ubicación del fondo del agua. Sin embargo, el método no está limitado por la complejidad de la geometría del fondo del agua. La Figura 3 muestra una ilustración esquemática (no dibujada a escala) de una vista en elevación de las múltiples del fondo del agua. Un cuerpo de agua 301 sobre la tierra se une en la superficie del agua 302 por una interfaz agua-aire y en el fondo del agua 303 por una interfaz agua-tierra. Un solo buscador sísmico que contiene sensores 304 se ilustra por simplicidad ilustrativa en el cuerpo de agua 301. Convencionalmente, los sensores 304 pueden, típicamente ser sensores de presión, ilustrados aquí mediante hidrófonos. Para el método de la invención, los sensores 304 incluyen sensores de la velocidad de la partícula, ilustrados aquí como geófonos.

Los campos de onda en general se designarán mediante w(t), mientras que las señales del hidrófono y el geófono se designarán mediante h(t) y g(t), respectivamente. Los superíndice s y b designarán las posiciones del sensor 304 y la posición del fondo del agua 303, respectivamente, de un campo de onda w(t) o una señal del hidrófono h(t) o una señal del geófono g(t). Así, el campo de onda v^(t) designa un campo de onda como se detectaría en la posición del sensor 304 en el buscador sísmico. De manera similar, el campo de onda u/?f designa el campo de onda como se detectaría en la interfaz agua/tierra en el fondo del agua 303. Los subíndices u y d designan las direcciones de desplazamiento que van hacia arriba y que van hacia abajo, respectivamente, de los campos de onda en cualquier ubicación. Así, el campo de onda ws(t) en la posición del sensor 304, comprende una parte que va hacia arriba v^i u 305 y una parte que va hacia abajo en el fondo del agua 303, comprende una parte que va hacia arriba w6('r u 307 y una parte que va hacia abajo w/?f ¿ 308. Los subíndices adicionales m y s designarán las múltiples del fondo del agua y la señal restante, respectivamente, en los campos de onda. El campo de onda que va hacia arriba W3^ 308 en el fondo del agua 303, contiene tanto múltiples del fondo del agua como otras señales. Así, w?fJu 308 puede dividirse en la suma de una parte v^ftjum con las múltiples del fondo del agua y una parte restante sin las múltiples del fondo del agua mediante: De manera similar, el campo de onda que va hacia abajo v^i d 307 en el fondo del agua 303 contiene las múltiples del fondo del agua y otras señales, registradas después de que estos eventos se han reflejado por la interfaz agua/aire en la superficie del agua 302. Así, v^i d 307 puede dividirse en la suma de una parte ^(t)^ con las múltiples del fondo del agua y una parte restante sin las múltiples del fondo del agua mediante: Un sensor de movimiento de la partícula como un geófono tiene sensibilidad direccional, mientras que un sensor de presión como un hidrófono no. La interfaz agua/aire en la superficie del agua 302 es un reflector excelente, y el coeficiente de reflexión en la superficie del agua 302 es casi la unidad en magnitud y es negativo en signo par alas señales de presión. Así, las ondas reflejadas en la superficie del agua 302 estarán desplazadas en fase 180 grados con relación a las ondas que se propagan hacia arriba. En consecuencia, las señales del campo de onda que va hacia arriba detectadas por el geófono y el hidrófono localizados cerca, estarán en fase, mientras que las señales del campo de onda que va hacia abajo se registrarán 180 grados fuera de fase.

Así, la señal registrada del hidrófono hs(t) en la posición del sensor 304, es la suma del campo de onda que va hacia arriba ^(tyu 305 y el campo de onda que va hacia abajo w (t)á 306 en la posición del sensor 304: hs(t) = ws(t)u + ws(t) <n (5) mientras que la señal registrada del geófono gs(t) en la posición del sensor 304, es la diferencia del campo de onda que va hacia arriba v^i u 305 y el campo de onda que va hacia abajo \^(t)á 306 en la posición del sensor 304: gs(t) = ws{t)u + ws{t)d. (6) Rearreglando las Ecuaciones (5) y (6), se proporciona un método para calcular el campo de onda que va hacia arriba vfi u 305 y el campo de onda que va hacia abajo v i d 306 en la posición del sensor 304: A'( + *'(') "'( . = (7) w- í)l PPPXP. (8) La comparación de la ecuación de onda se utiliza para transferir los datos sísmicos de un nivel de referencia a otro. En la presente invención, el nivel de referencia para los campos de onda que van hacia arriba y hacia abajo, se transfiere de la posición del sensor 304 al fondo del agua 303. El campo de onda que va hacia abajo w^fjd 306 tiene que propagarse hacia delante a las posiciones en el fondo del agua 303 y a continuación el campo de onda que va hacia arriba v^ft^ 305 tiene que propagarse hacia atrás a las mismas posiciones en el fondo del agua 303. Si el campo de onda que va hacia arriba wYf u 305 en la posición del sensor 304 de la Ecuación (7) se propaga hacia atrás hacia el fondo del agua 303, entonces un campo de onda que va hacia arriba 308 en el fondo del agua 303, resulta que contiene tanto los eventos de las múltiples del fondo del agua w? í/)l m como otras señales v i us, como si los datos se hubieran registrado por sensores localizados en el fondo del agua 303. Todos los eventos de las múltiples del fondo del agua en el campo de onda que va hacia arriba w Y0u 308 deben ser eventos que van hacia arriba. Así, Si el campo de onda que va hacia abajo w^Od 306 en la posición del sensor 304 de la Ecuación (8) se propaga hacia adelante hacia el fondo del agua 303, entonces un campo de onda que va hacia arriba 'fQd 307 resulta que contiene únicamente eventos después de la reflexión con una interfaz agua/aire en la superficie del agua 302, como si estos datos se hubieran registrado por sensores localizados en el fondo del agua 303. Todos los eventos en el campo de onda que va hacia abajo v (t)d 307 se reflejarán en el fondo del agua 303 de acuerdo con el coeficiente de reflexión R del fondo del agua 303. Estos eventos reflejados de w6^ 307 que se reflejan del fondo del agua 303, deben ser los mismos que las múltiples del fondo del agua W(t)um en la Ecuación (9), lo cual significa que: La sustitución de la Ecuación (10) en la Ecuación (9), proporciona: En las Ecuaciones (3)-(11 ) anteriores, se ha hecho la suposición de que el geófono puede registrar el campo de onda total gs(t). Sin embargo, para una configuración con geófonos verticales, la amplitud del registro del geófono necesita ajustarse de la señal registrada de un geófono vertical gsv(t) a la señal registrada de un geófono que detecta el campo de onda total g$(t) mediante la relación: gsv( gs( = (12) cos(<9) en donde ? es el ángulo de incidencia entre el frente de la onda y el sensor (= 0 si la llegada es vertical). El ángulo ? no puede describirse como una sola función del tiempo, puesto que múltiples frentes de onda pueden llegar al mismo tiempo para cualquier geófono dado. Sin embargo, uno de los pasos de cálculo en el procedimiento de comparación de la ecuación de onda, se realiza sobre todos los posibles ángulos de incidencia de acuerdo con la ecuación de onda acústica. Si los datos se registraron con un geófono vertical, la corrección para el ángulo de incidencia puede hacerse durante este paso de cálculo. La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos del procesamiento de una modalidad del método de la invención para la atenuación de las múltiples del fondo del agua de los datos sísmicos registrados mediante sensores de presión y sensores del movimiento de la partícula en buscadores marinos remolcados. Por simplicidad ilustrativa, y no como limitación de la invención, los sensores de presión y los sensores del movimiento de la partícula se referirán por sus modalidades convencionales de hidrófonos y geófonos, respectivamente. Los datos sísmicos están de manera preferida en la forma de agrupaciones de disparo común o agrupaciones de sensores comunes. Las señales del hidrófono y el geófono son, de manera preferida, corregidas primero para las diferencias relativas en las funciones de transferencia del instrumento, que corresponden a las respuestas del impulso del instrumento en el dominio de tiempo. Típicamente, la amplitud y la fase de los datos del geófono se corrigen para que coincidan con los datos del hidrófono. En una modalidad alterna, los datos del hidrófono se corrigen para coincidir con los datos del geófono, o, en una modalidad alterna adicional, ambos conjuntos de datos se corrigen a una base común. Los medios computacionales para corregir las diferencias relativas en las respuestas del impulso del instrumento son bien conocidos en la técnica. Además, un escalamiento de la amplitud igual al inverso de la impedancia acústica en el agua puede aplicarse a los datos del geófono para corregir las diferencias relativas en las amplitudes de presión y velocidad de la partícula. Los medios computacionales para esta corrección adicional de la amplitud son bien conocidos en la técnica. En el paso 41 , la ubicación de las posiciones del sensor en los buscadores marinos remolcados, se determina mediante cualquier método conocido en la técnica. La ubicación de las posiciones del sensor forma una referencia de la posición del sensor. En el paso 42, la ubicación del fondo del agua se determina mediante cualquier método conocido en la técnica. La ubicación del fondo del agua forma una referencia del fondo del agua. En el paso 43, un campo de onda que va hacia arriba w i u en la referencia de la posición del sensor, se calcula de la suma de la señal del hidrófono hs(t) y la señal del geófono ^(t). El cálculo es, de manera preferida, como se proporciona en la Ecuación (7), anterior.

En el paso 44, un campo de onda que va hacia abajo w^fjd en la referencia de la posición del sensor se calcula de la diferencia de la señal del hidrófono hs(t) y la señal del geófono gs(t). El cálculo es, de manera preferida, como se proporciona en la Ecuación (8), anterior. En el paso 45, el campo de onda que va hacia arriba iv^ en la referencia de la posición del sensor se propaga hacia atrás de la referencia de la posición del sensor abajo en el espacio hacia la referencia del fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia arriba M/YÍ U en la referencia del fondo del agua. Esta propagación hacia atrás mediante la comparación de la ecuación de onda mueve la referencia de la referencia de la posición del sensor a la referencia del fondo del agua. Si el geófono es un geófono vertical, entonces el escalamiento en la Ecuación (12) anterior, se realiza para cada ángulo de incidencia durante el procedimiento de propagación hacia atrás. La extrapolación puede hacerse mediante cualquier método de extrapolación conocido en la técnica. A manera de ejemplo, pero no de limitación, la extrapolación puede hacerse mediante los métodos de Kirchhoff o de desplazamiento de fase. Un método de desplazamiento de fase es típicamente, más rápido computacionalmente para el caso de un fondo del agua plano y una separación de los trazos consistente. Un método de Kirchhoff proporciona típicamente mayor exactitud para fondos de agua variables, pero es computacionalmente más caro que un método de desplazamiento de fase.

En el paso 46, el campo de onda que va hacia abajo 1^(7^ en la referencia de la posición del sensor se propaga hacia delante de la referencia de la posición del sensor abajo en el espacio hacia la referencia del fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo v^i en la referencia del fondo del agua. Esta propagación hacia delante mediante la comparación de la ecuación de onda, mueve la referencia de la referencia de la posición del sensor hacia la referencia del fondo del agua. Nuevamente, si el geófono es un geófono vertical, entonces el escalamiento en la Ecuación (12) se realiza para cada ángulo de incidencia durante el procedimiento de propagación hacia delante. En el paso 47, se determina un coeficiente de reflexión R en la referencia del fondo del agua. Los métodos para determinar el coeficiente de reflexión del fondo del agua R son bien conocidos en la técnica. En el paso 48, las múltiples del fondo del agua se eliminan del campo de onda que va hacia arriba w Y(h en la referencia del fondo del agua. Esta eliminación emplea el campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atrás en la referencia del fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante wb(t)d en la referencia del fondo del agua, y el coeficiente de reflexión R de la referencia del fondo del agua. Esta eliminación se logra de manera preferida aplicando la Ecuación (11 ) anterior, resultando en un campo de onda que va hacia arriba w??us en la referencia del fondo del agua sin las múltiples del fondo del agua.

En el procedimiento resumido por la Ecuación (11 ), el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante w??< en la referencia del fondo del agua, se multiplica por el coeficiente de reflexión R de la referencia del fondo del agua. Este resultado de la multiplicación predice las múltiples del fondo del agua que van hacia arriba w?( um en el fondo del agua, como en indica la Ecuación (10). En este punto, puede ser efectivo comparar las múltiples predichas del fondo del agua, R* wb(t)d, con las múltiples del fondo del agua 'fflum, en el campo de onda registrado, antes de la sustracción. Las múltiples predichas del fondo del agua pueden igualarse primero para concordar con las múltiples del fondo del agua registradas, en tales variables como amplitud, fase y tiempo de llegada. A continuación, la sustracción en la Ecuación (11 ) puede hacerse de manera más exacta. Deberá entenderse que lo anterior es simplemente una descripción detallada de las modalidades específicas de esta invención, y que pueden hacerse numerosos cambios, modificaciones y alternativas a las modalidades descritas, de acuerdo con la descripción en la presente, sin apartarse del alcance de la invención. La descripción anterior, por lo tanto, no pretende limitar el alcance de la invención. En su lugar, el alcance de la invención se va a determinar únicamente por las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua en datos sísmicos marinos, que comprende: calcular un campo de onda que va hacia arriba y un campo de onda que va hacia abajo en una posición del sensor de una señal del sensor de presión y una señal del sensor del movimiento de la partícula; y calcular un campo de onda que va hacia arriba en una posición del fondo del agua sustancialmente sin las múltiples del fondo del agua de los campos de onda que van hacia arriba y que van hacia abajo calculados en la posición del sensor. 2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia arriba en una posición del fondo del agua comprende: la propagación hacia atrás del campo de onda que va hacia arriba en la posición del sensor a la posición del fondo del agua, que resulta en un campo de onda que va hacia arriba en la posición del fondo del agua; y la propagación hacia delante del campo de onda que va hacia abajo en la posición del sensor a la posición del fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo en el fondo del agua. 3.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia arriba en una posición del fondo del agua comprende además: calcular un campo de onda que va hacia arriba en la posición del fondo del agua, sustancialmente si las múltiples del fondo del agua del campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atrás en la posición del fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante en la posición del fondo del agua, y un coeficiente de reflexión del fondo del agua. 4.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende los pasos iniciales de: determinar una referencia de la posición del sensor; y determinar una referencia del fondo del agua. 5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el paso de la propagación hacia atrás comprende aplicar la comparación de la ecuación de onda para mover el campo de onda que va hacia arriba de la referencia de la posición del sensor a la referencia del fondo del agua. 6.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el paso de la propagación hacia delante comprende aplicar la comparación de la ecuación de onda para mover el campo de onda que va hacia abajo de la referencia de la posición del sensor a la referencia del fondo del agua. 7 '.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia arriba 'ftyus en el fondo del agua sustancialmente sin las múltiples del fondo del agua, comprende aplicar la ecuación: ^b( us = ^(t)u - R * wb(t)d, en donde v?/?fju es el campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua, es el campo de onda que va hacia abajo en el fondo del agua, y R es el coeficiente de reflexión del fondo del agua. 8.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia arriba y un campo de onda que va hacia abajo en la posición del sensor comprende: calcular el campo de onda que va hacia arriba en la posición del sensor de una suma de una señal de un hidrófono y una señal de un geófono; y calcular el campo de onda que va hacía abajo en la posición del sensor de una diferencia de una señal de un hidrófono y una señal de un geófono. 9.- El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia arriba w^u en la posición del sensor, comprende aplicar la ecuación: w ( „ = , en donde hs(t) es una señal del hidrófono registrada en la posición del sensor y gs(t) es una señal del geófono registrada en la posición del sensor. 10.- El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el paso de calcular un campo de onda que va hacia abajo v^(t)d en la posición del sensor, comprende aplicar la ecuación: en donde hs(t) es una señal del hidrófono registrada en la posición del sensor y gs(t) es una señal del geófono registrada en la posición del sensor. 11.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende el paso de: determinar un coeficiente de reflexión en la referencia del fondo del agua. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la señal del geófono gs(t) se obtiene de una señal del geófono vertical ^(t) aplicando la ecuación: gsv( gs( cos(#) en donde ? es el ángulo de incidencia entre el frente de la onda y el sensor. 13.- Un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua, que comprende: calcular un campo de onda que va hacia arriba en una posición del sensor de una señal del sensor de presión y una señal del sensor del movimiento de la partícula; calcular un campo de onda que va hacia abajo en la posición del sensor de la señal del sensor de presión y la señal del sensor del movimiento de la partícula; propagar hacia atrás el campo de onda que va hacia arriba en la posición del sensor al fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua; propagar hacia delante el campo de onda que va hacia abajo en la posición del sensor al fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo en el fondo del agua; y calcular un campo de onda que va hacia arriba en el fondo del agua sin las múltiples del fondo del agua del campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atrás en el fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante en el fondo del agua, y un coeficiente de reflexión del fondo del agua. 14.- Un método para la atenuación de las múltiples del fondo del agua, que comprende: determinar una referencia de la posición del sensor; determinar una referencia del fondo del agua; calcular un campo de onda que va hacia arriba v ^, en la referencia de la posición del sensor de una suma de una señal del hidrófono hs(t) y una señal del geófono gs(t); calcular un campo de onda que va hacia abajo w^f( d en la referencia de la posición del sensor de una diferencia de una señal del hidrófono hs(t) y una señal del geófono cf(t); propagar hacia atrás el campo de onda que va hacia arriba en la referencia de la posición del sensor de la referencia de la posición del sensor a la referencia del fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia arriba w*Y0u en la referencia del fondo del agua; propagar hacia delante el campo de onda que va hacia abajo n^fOd en la referencia de la posición del sensor de la referencia de la posición del sensor a la referencia del fondo del agua, resultando en un campo de onda que va hacia abajo w? d en el fondo del agua; determinar un coeficiente de reflexión R en la referencia del fondo del agua; calcular un campo de onda que va hacia arriba W'i?us en el fondo del agua sin las múltiples del fondo del agua del campo de onda que va hacia arriba propagado hacia atrás \^(t)u en el fondo del agua, el campo de onda que va hacia abajo propagado hacia delante ^(t)d en el fondo del agua, y el coeficiente de reflexión R del fondo del agua.