Brevet FR2346730A1 — publié le 19771028

La présente invention a pour objet une méthode pour traiter directement des signaux devant subir des modifications préalables, et sans avoir à connaître le détail de es modifications. Cette méthode s'applique, entre autres, au traitement d'enregistre- ments de signaux sismiques, notamment dans le cas où ces enregistrements correspondent à une série de tirs effectués d'une manière dite "en couverture multiple" et doivent faire l'objet d'une sommation. Cette opération ne peut être effectuée de manière efficace qu' en modifiant les temps d'arrivée de ces signaux dans le but de parvenir à leur meilleure sommation, ce qui est réalisable s'ils se trouvent sensiblement en phase. En prospection sismique on utilise generalement au cours dtun tir une base d enregistremen crnposee de plusieurs récepteurs disposés en ligne droite. Pour un tir, à chaque récepteur on enregistre en fonction du temps une suite de signaux qu t on appelle "trace". Dans cette suite, certains signaux correspondent aux reflexions du signal émis sur les couches du sous-sol terrestre ou marin, tardis que les autres signaux correspotdent à du bruit. La pluralité de récepteurs permet ainsi avec un seul tir d'explorer une portion de chaque couche réfléchissante ou "miroir". Lorsqu'un tir est effectué, on déplace l'ensemble de la base d'enregistrenn suivant la même ligne droite. Le déplacement est choisi tel que la portion du miroir explorée recouvre en partie la portion de miroir explorée au tir précédent. En renouvelant ce+te opération, un nombre n de fois, il arrive qu'un même point de miroir se trouve exploré un nombre n de fois On dit alors que la couverture multiple est d'ordre n. On additionne -reuite les n enregistrements des signaux provenant de ces tirs consécutifs et réfléchis n un même point pour chaque miroir ; ceci permet de renforcer l'apparition de ces signaux sur l'enregistrement final et en même temps d'éliminer les signaux correspondant à des bruits parasites. La sommation des n signaux pour un point d'un miroir ne pourra étre réalisée efficacement que si ces signaux sont très voisins les uns des autres pour une même valeur de temps. Les temps de trajet pour un meme point de réflexion sur un miroir, dépendent pour chaque trace de la distance entre l'émetteur et le récepteur. Les signaux correspondants se présentent sur les différentes traces sensiblement suivant un arc d'hyperbole, la courbure de l'arc s'atténuant en fonction de la profondeur du miroir. La correction de cette courbure, appelée "correction dynamique" est nécessaire pour effectuer la sommation des différents signaux relatifs à un point du miroir. En sismique terrestre, les différences de temps observées pour une meme réflexion sur les différentes traces ont, en plus de l'effet de courbure, une autre cause. Il s'agit de différencesdûes aux variations de la topographie et à la présence sous la surface du sol d'une couche de terrains altérés. La correction de ces différences de temps appelée " correction statiques est nécessaire pour effectuer la sommation de ces différents signaux relatifs à un point du miroir. En supposant que les corrections dites statiques soient négligeables ou qu'elles aient déjà été faites, la correction suivant l'échelle des temps à effectuer pour les signaux enregistrés de chaque trace dépend évidemment de la vitesse de propagation des signaux dans les différentes couches du milieu à explorer. Or, la loi de répartition des vitesses n'est pas connue à l'avance, d'où la nécessité de trouver cette loi avant d'effectuer la correction et la sommatiop des signaux. Une méthode connue consiste à corriger les traces relatives à l'ensemble vertical des points d'impact des rayons incidents sur chacun des miroirs, encore appelés "points miroirs1, avec une vitesse constante puis à additionner ces traces. La trace ainsi obtenue présente un maximum d'amplitude pour le temps auquel correspond la vitesse constante utilisée. Ayant répété la meme opération psur une suite ce vitesses constantes on repèr alors les maximums d'énergie sur les différentes traces-sommes afin d'en déduire la loi des vitesses correspondant à cet ensemble vertical de points miroirs. Dans les cas où les miroirs sont peu marqués ou discontinus, il est possible d'obtenir plusieurs lois vraisemblables pour le meme ensemble vertical de points miroir. On est alors amené à faire un choix découlant d'une interprétation, qui n'est pas obligatoirement la meilleure, puis à effectuer des essais sur une portion d'enregistrement. Pour obtenir un bon résultat, il serait nécessaire d'analyser les vitesses de chaque ensemble vertical de points-miroir. Mais cette opération étant longue et onéreuse, on espace les analyses et on interpole afin d'obtenir une loi par ensemble vertical de points-miroir. Lå encore il peut avoir matière à interprétation. La méthode selon l'invention a pour but de supprimer cette phase d'analyses de vitesses qui est, ainsi qu'on l'a dit précédemment, longue, onéreuse et souvent dépendante de l'interprétation personnelle. Elle permet d'effectuer les corrections dynamiques sans avoir à connaître les lois de vitasses. La méthode selon l'invention sera décrite de façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés qui correspondent à des enregistrements sismiques effectués en mer et pour lesquels aucune correction statique n!a été nécessaire. - La figure 1 représente un enregistrement sismique en fonction du temps comportant 24 traces correspondant au même ensemble vertical de points-miroir. - La figure 2 représente ùn enregistrement sismique de 100 traces sur lequel chaque trace correspond à une sommation des 24 traces de la fig 1, corrigées à une vitesse constante, cette opération étant renouvelée 100 fois, de V1 à - La figure 3 représente un enregistrement sismique de 50 traces, correspondant à une section déterminée résultant d'une sommation encouver- ture multiple d'ordre 24, réalisée par la méthode habituelle. - La figure 4 représente un enregistrement sismique correspondant à la méme section que celle de la Fig 3, corrigé par la méthode selon l'inven tion, avec 25 vitesses. - La figure 5 représente la même enregistrement sismique corrigé que celui de la Fig 4, mais sur lequel on a supprimé pour la sommation certaines zones des traces. Sur l'enregistrement de la figure 1, chaque alignement de signaux correspond au même point d'un miroir et les différents alignements correspondent à des points-miroir situés sur une même verticale, à des profondeurs différentes. Cheque alignement présente une courbure. Ces courbures évoluent en fonction du temps et de la vitesse de propagation de l'onde sismique dans le sous-sol. On corrige chacune de ces 24 traces avec une vitesse constante V1 du début à la fin de I'enregistrement et on effectue la sommation des 24 traces ainsi corrigées. On obtient une trace en couverture d'ordre 24, corrigée avec V1. Seul lthorizon présentant une courbure correspondant à VI reçoit la bonne correction et donne sur la trace de sommation un signal d'amplitude maximum. On répète cette opération de correction et sommation 100 fois en appliquant des vitesses croissantes V1 ... à ... V100. On obtient l'analyse de vitesses représentée à la fig 2, comportant 100 traces qui correspondent chacune à l'ensemble vertical de points-miroir représenté sur la figure 1. Les vitesses ont été choisies entre 1 450 m/s et 2 100 m/s, c'està-dire, qu'elles sont échelonnées de la vitesse moyenne minimum à la vitesse moyenne maximum susceptibles de s'appliquer pour cette suite verticale de points-miroir. Sur l'enregistrement, les vitesses sont croissantes de la droite vers la gauche. Le nombre de 100 vitesses n'a été utilisé ici que pour mieux illustrer le procédé. Ce nombre ne sera pas nécessairement celui qu'on utilisera en pratique, il sera même souvent inférieur à 100. Sur l'enregistrement de la figure 2, on remarque des alignements subhorizontaux de signaux de grande amplitude pour certaines plages de vitesse, tels que par exemple AA', BB', ... CC'. L'emplacement de ces alignements dépend de la répartition des vitesses dans le sous-sol. Dans le cas de la figure 2, les alignements correspondant à des temps faibles se situent sur les traces corrigées avec les vitesses les plus faibles . Les alignements se déplacent en fonction du temps vers les traces corrigées avec les vitesses'les plus fortes. On remarque également sur la figure 2 que tous les alignements tels que AA', BB'... CC' se situent à l'intérieur d'une bande traversant ltenregistrement en diagonale depuis la zone droite en haut jusqutà la zone gauche en bas. La figure 2 représente donc une analyse de vitesses à partir de laquelle, en repérant les maximums de chaque alignement tel que AA', DB; CC' , on doit en déduire la loi exacte à appliquer pour corriger la courbure des horizons de l'ensemble vertical de pointsmiroir représentés à la figure 1. En fait, cette loi est difficil; à déterminer parce que les alignements de signaux d'amplitude maximum ne sont pas toujours très marqués, et que plusieurs vitesses de corrections sont parfois applicables à un horizon donné. Suivant la méthode de l'invention, o effectue la sommation de toutes les traces corrigées en appliquant des vitesses V1 ... Vx,chacune représentant déjà la sommation en couverture n des traces correspondant à un ensemble vertical de points-miroir. Par cette dernière sommation on évite d'avoir à formuler une loi de vitesses et comme ce traitement particulier s'applique à chaque ensemble vertical de points-miroir, on évite également d'interpoler entre deux lois. Les figures 3, 4 et 5 représentent des enregistrements correspondant chacun à un même extrait de section sismique, et comportant 50 tracessomme dont chacune résulte d'une sommation en couverture multiple d'ordre 24. L'ensemble vertical de points-miroir décrit à la figure 1 correspond à l'une de ces SQ traces-somme. La figure 3 représente le résultat de la sommation en couverture multiple réalisée selon la méthode habituelle, c'est-à-dire , en appliquant les étapes suivantes analyse des vitesses d'un seul ensemble vertical de points-miroir par la méthode connue décrite ci-dessus, puis, interprétation du résultat formulation d'une loi des vitesses donnant la vitesse moyenne en fonction du temps, extrapolation de cette loi pour chacun des autres ensembles verticaux de points-miroir, correction de la courbure et sommation des traces. Les figures 4 et 5 représentent le résultat de la sommation en couverture multiple réalisée après application de la méthode selon l'invention. La figure 4 représente le résultat obtenu en n'utilisant que 25 vitesses de correction au lieu de 100 utilisées pour la figure 2. Les traces déjà sommées en couverture multiple après correction à vitesse constante ont été utilisées intégralement pour effectuer la scmmation finale. La figure 5 représente le résultat obtenu en n'utilisant que 25 vitesses de correction. A la différence de la figure 4, les traces déjà sommées en couverture multiple après correction à vitesse constante n'ont été utilisées que partiellement pour effectuer la sommation finale. On n'a conservé. de ces traces que la partie se trouvant à l'intérieur d'une bande diagonale telle qu'elle a été décrite lors de la présentation de la figure 2. On aboutit de la sorte à une diminution sensible du temps de l'opération. Le résultat présenté figure 5 peut être comparé à celui présenté figure 3. En effet, sauf pour l'opération objet de l'invention, chaque extrait de section sismique a été réalisé de façon identique et avec les mêmes paramètres, ctest-à-dire en appliquant la méme suppression du début des traces correspondant aux récepteurs les plus éloignés du tir, la méme régularisation de l'amplitude, et la méme bande passante an fréquence des signaux. Il ressort de la comparaison des figures 3 et 5 que les 2 extraits de section sismique sont sensiblement identiques, l'un, celui de la figure 3, étant obtenu Far la méthode habituelle et l'autre, celui de la figure 5, par la méthode faisant l'objet de l'invention. La méthode selon l'invention a été décrite en prenant pour exemple un cas particulier de prospection sismique en mer dans lequel on effectue les corrections dynamiques avant la sommation en couverture multiple. Mais cette méthode s'applique aussi à d'autres opérations dans le domaine sismique. On peut citer notamment, la réalisation directe des corrections statiques, la suppression d'événements parasites émanant de la résonance de l'onde sismique dans une couche de terrain ou dans l'eau et l'élaboration des sections holosismiques. D'une manière plus générale, la méthode selon l'invention peut evtre appliquée pour réaliser automatiquement des modifications sur des signaux qui doivent & re additionnés. REVENDICATIONS 1. - Méthode de traitement d'enregistrements sismiques comportant un nombre n de traces fournies chacune par un récepteur d'une base d'enregistrement comprenant n récepteurs sensiblement alignés, associés à une source d'émissionp suivant laquelle on corrige chaque trace par une vitesse constante V, on additionne entre elles les n traces corrigées, on répète cette opération un nombre x de fois en appliquant successivement des vitesses de correction à l'intérieur d'une plage de variabilité allant de V1 à V pour obtenir x ensembles de n traces corrigées, caractérisée en ce pue l'on additionne ensuite entre eux les x ensembles de n traces corrigées pour obtenir une trace finale et en ce que l'on renouvelle ces opérations après chaque deplacement de la base d'enregistrement, ce qui permet d'obtenir un ensemble de traces finales représentatives de la structure du sous-sol 2. - Méthode de traitement d'enregistrements sismiques suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, avant l'addition-de x ensembles de n traces corrigées en vitesses, une étape intermédiaire de corrections suivant laquelle on élimine sur chacune des x traces, certains évenements en fonction du temps et de la vitesse. 3. - Méthode de traitement d'enregistrements sismiques suivant la revendication 2 suivant laquelle on établit pour les étapes successives de correction un ensemble formalisé et on utilise cet ensemble formalisé en coopération avec un dispositif calculateur pour obtenir automatiquement ie résultat de la derniere étape due la méthode.