[发明专利]用于进行水中地震勘探的增强方法和设备有效

专利信息
申请号: 200980153684.6 申请日: 2009-12-29
公开(公告)号: CN102272632A 公开(公告)日: 2011-12-07
发明(设计)人: 米歇尔·马林 申请(专利权)人: 基塔公司
主分类号: G01V1/38 分类号: G01V1/38
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 马永利;卢江
地址: 法国*** 国省代码: 法国;FR
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摘要:
搜索关键词: 用于 进行 水中 地震 勘探 增强 方法 设备
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种用来进行水中地震勘探的方法和设备。这种类型的勘探的一般原理涉及将一系列平行且潜入水中的地震电缆、或线路或“拖缆”放置在适当的位置,在其中的每一条之上间隔放置诸如水中地震检波器和/或地震检波器之类的传感器。随后由一艘或多艘船以近似5节(大约9km/h)的速度拖曳所述电缆,并且通过被称作切断水下绳索的器具(parvane)的发散板将所述电缆保持分开。

背景技术

根据该相同原理,被称作“震源”的一艘或多艘其他船(它们配备有能够在海洋环境中产生波的装置(其通常以气枪的形式))与传感器电缆相距一定距离移动。按适当方式形成的波传播到海底,随后传播到不同地质层并且被后者反射,并且最后由所述潜入水中的传感器收集并测量。

所述震源船也可以是牵引所述地震电缆的船。随后对所有信息进行处理,以便产生海床的地质情况的三维(3D)图像,其通常被用来确定可能的石油储量的存在。

现在这种技术已经被使用了许多年,并且实现起来要经历非常严格的要求。首先,由于在5节的速度下拖曳电缆而导致的动态噪声会干扰对于将要收集的波的测量。

此外,由于电缆的阻力而导致的流体动力阻力非常大,测量为几十吨,例如大约70吨,这意味着必须使用功率非常大的拖船。

此外,重量以及所引发的流体动力阻力意味着牵引切断水下绳索的器具的电缆会经历被称作“钢琴丝”效应的动态变形,换句话说在拖曳期间发生振动的丝变形。这会导致电缆疲劳并且可能会使其断裂。鉴于要固定整个设备,这可能会导致极高的更换成本。

此外,所述电缆通常以5和10米之间的浅的深度潜入水中,这意味着其对于气象条件、由波和浪涌而生成的噪声以及由于深水船的海面交通而导致的意外事故风险非常敏感,其中所述深水船特别为油轮、化学品运输船或者集装箱船。

此外,已知的地震勘探设备在测量期间会留下阴影区域。在实践中,所述电缆的长度通常为近似8km并且间隔开近似100m,从而对于10条左右的平行电缆会导致1x8km的测量区域。

现在,在测量方面理想的是使用各向同性系统,也就是说使用例如8x8km的正方形表面区域。但是,在给定获得这样的测量区域所需要的重量、阻力和后勤的情况下,这些尺度与所需要的拖曳装置不相容。因此已经作出努力来按照两种方式(以已知的方式)来缓解这一情况。

第一种尝试(其被称作“宽方位角”)在于通过使用拖曳每一个都形成一个1x8km的测量区域的一组电缆的一艘或两艘船以及通过使用2到8艘震源船来补偿各向异性。这种系统存在两个重要缺陷。首先,由于存在2到8艘震源船加上一艘或两艘拖船再加上所有的电缆,因此针对装备、维修和使用的投资会导致成本过高。另一个缺陷在于下述事实,即各艘震源船每个都依次“发射”,并且因此其通常要低2到8倍,从而导致非常低的发射密度。

所提出的第二种已知尝试由在Western Geco名下的GB 2435931公开,其描述了一种示意性地由地震检波器传感器的网络构成的方法和设备,其中所述地震检波器传感器被固定到采取网格或网的形式的二维结构或者三维结构。所述结构具有被称作周界或包络的外围,其中通过诸如无人驾驶艇或小型船之类的动态装置来保持形状。所述动态装置被连续拖曳并且提供一个或多个地震源。

尽管按适当方式提出的设备和方法在理论上有显而易见的吸引力,但是这种系统实际上仍然不可能实现。在实践中,按适当方式形成的结构具有巨大的重量和阻力,并且需要采用保持其形状的装置,所述装置无论在技术上还是在财务或预算方面都超过限度并且不标准。此外,通过构造其仅为所述传感器网络提供了一种可能的简单几何结构。

根据另一方面,一般来说,海洋地震勘探的目的是拾取或恢复最大的信号,以便产生位于海床之下的区域的尽可能精确且可靠的地质图。现在,低频信号会提供关于非常深的储藏的信息,并且因此在这方面是极有价值的。但是,低频信号会受到被称作“幻影(ghost)”的表面反射现象的强衰减,并且特别是由于以下事实而造成的:即根据现有技术的当前实践,所述电缆潜入离表面只有几米的距离。因此采取了消除这些“幻影”以获得被称为“平谱”的努力。

已经尝试通过采用被称作“上下重叠”的技术来缓解这种情况,所述技术在于具有处在例如20m和26m的对应深度的两条承载传感器的电缆,其中一条位于另一条的垂直下方。经由所述两条对应的电缆接收到的两个信号的经过处理的组合使得有可能衰减或者甚至消除所述“幻影”的推论。但是除了其所需要的附加信号处理之外,由于电缆和传感器的重复,这种已知方法还存在大大降低了生产率并且增加了成本的重要缺陷。

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