Brevet FR2536865A1 — publié le 19840601

La présente invention se rapporte à des procé- dés d'obtention de données sismographiques meilleures, en particulier dans des-conditions o des lectures directes peuvent être obtenues seulement avec difficulté ou pas du tout Dans l'obtention d'un profil- sismique vertical de couches du-sous-sol, l'information provient-de signaux détectés par-des géophones après le passage à travers les limites des couches du sous-sol, et ou la réflexion par celles-ci, d'un tir acoustique Usuellementune informa-:. tion est obtenue concernant la nature des formes d'ondes - descendantes et ascendantes, la mesure d'impédance acous- tique, les coefficients de réfiexion, les vitesses d'ondes, etc Bien qu'un degré élevé de précision soit-associé aux phénomènes à une certaine profondeur dans le sol, il n' a pas été possible jusqu'à présent d'obtenir des informa-i tions relatives au profil sismique vertical à des profon deurs plus faibles. En fait, comme la-source peut être décalée d'une distance notable par rapport aux détecteurs peu profonds, les quelques premiers éléments des séries de-réflexi Qn sont obscurcis par des arrivées réfractées et, peutêtre, par le bruit de la source Le résultat est qu'aucune informa- tion n'est obtenue concernant le profil sismiquela courbe d'impédance acoustique ou les coefficients de réflexion;à ces faibles profondeurs La partie peu profonde du puits peut être reforée et contrôlée,mais elle fournit générale- ment seulement des données médiocres. Suivant un premier aspect dela présente invention, celle-ci procure un procédé d'obtention d'une évaluation de la première partie d'un sismogramme de surface enregistré, qui comprend l'émission d'un tir sismique, l'enregistrement -par un ou plusieurs géophones de puitsdes signaux de ce tir qui ont été transmis à travers les diverses couches de - la terre et/ou réfléchies par ces dernières, l'autocorré- lation des transformées en z des ondes montantes et des- cendantes, et la détermination de la différence entre les autocorrélations et l'utilisation de cette différence comme une évaluation du sismogramme de surface. Le procédé est basé sur une relation théorique établie depuis longtemps Elle est décrite et son déve- loppement est donné par E A Robinson et S Treitel dans leur document "La fonction spectrale d'un système de cou- ches et la détermination des formes d'onde en profondeur" publié par Geophysical Prospecting, Vol 25,p 434,1977. Si Dn(z),Un(z) sont les transformées en z des ondes descendantes et ascendantes au niveau-n, S(z) est la transformée en z du sismogramme de surface, O signifie l'autocorrélation, alors les relations sont 0 Dn(z)Un(z) est une forme d'onde constante pour tous les niveaux N gradués par l'impédance acoustique au niveau n, 0 Dn(Z) -Un(z)= O D((z), o Da(z) est la transfor- mée en z de l'onde descendante, dans le socle sous la pile de sédiments, et O Dn(Z)-O Un(z)=S(z)+S( 1/Z)+ 1. Autrement dit, si on tire la différence de l'au- tocorrélation des formes d'ondes descendantes et ascendan- tes, alors le côté droit de cette forme d'onde symétrique est le sismogramme de surface. Dans l'enregistrement effectif de sismogrammes de surface, il n'est pas possible de détecter lapremière partie de la séquence de réflexion car les détecteurs doi- vent être placés loin de la source, ce qui fait que les premières arrivées réfléchies sont obscurcies par les ar- rivées réfractées et peut-être par le bruit de la source. Aucun inconvénient semblable n'est constaté avec les enre- gistrements de géophones de puits, qui présentent les pre- miers échantillons des ondes descendantes et montantes sans aucune interférence Ainsi, l'application de l'équation ( 3) fournit une évaluation de S(z) à partir du premier échan- tillon, le coefficient'de z, et la suite - Dans la mise en oeuvre de ce procédé, la forme d'onde O Dn(z)-0 Un(z) est déterminée pour chaque niveau nn n Elles sont de préférence homogénéisées pour éliminer les effets de l'impédance acoustique variable aux niveaux n, et une mesure centrale est effectuée pour donner la meilleure évaluation de OD-0 U, et donc la meilleure évalua- tion de S Suivant un deuxième aspect de la présente inven- tion, l'évaluation du sismogramme de surface S obtenue par le procédé défini plus haut subit une déconvolution, par exemple par' déconvolution à intervalles ou pointes, suivie par un filtre, pour donner-une évaluation à bande limitée du signal enregistré d'impédance acoustique au- dessus du sommet des signaux enregistrés de vitesse et de densité. Le procédé de déconvolution-est appliqué en dé- tail comme suit: Comme déjà indiqué, la différence des autocorré- lations des formes d'onde montantes et descendantes fournit une forme d'onde symétrique: 1 +S(Z)+S( 1/Z),o S(Z) est le sismogramme de surface qui serait enregistré par une mesure sismique de surface idéale On peut montrer que S(Z) est la forme d'onde montante qui existe juste sous la:surface de la terre ou de la mer On peut également montrer que 1 +S(Z) est la forme d'onde descendante qui existe juste sous la surfa- ce Ainsi, un opérateur de déconvolution conçu à partir de cette forme d'onde descendante peut être obtenu par des pro- cédés qui sont bien connus Cet opérateur peut ensuite être appliqué à la forme d'onde montante pour l'élimination de l'énergie multiple et, après filtrage approprié, l'évalua- tion à bande limitée cherchée des séries de réflexion à partir de la surface est obtenue - Finalement, la courbe d'impédance acoustique pour les régions peu profondes mentionnées plus haut peut être déduite, par des méthodes qui apparaitront aux hommes de 1 ' art. * 4 2536865 L'invention comprend un appareil de traitement, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu pour: (a) accepter une entrée de signaux correspondant à une onde ascendante et descendante obtenue au moyen d'un tir sismique, pour une profondeur particulière dans la terre; (b) calculer les transformées en Z des formes d'onde repré- sentées par les dits signaux; (c) autocorréler les dites transformées en Z; (d) déterminer la différence entre les transformées en Z autocorrélées des ondes ascendantes et descendantes; (e) engendrer à partir de cette différence un sismogramme fournissant une information sur les faiblesprofondeurs dans la terre Cet appareil peut accepter des entrées d'une plura- lité de signaux correspondant à une pluralité d'ondes ascen- dantes et descendantes correspondant à une pluralité de pro- fondeurs particulières dans la terre; il peut homogénéiser les évaluations obtenues et effectuer une mesure centrale, pour donner une évaluation améliorée du sismogramme de surfa- ce. L'appareil peut, en outre, effectuer la déconvolu- tion de l'évaluation du sismogramme de surface obtenue, de façon à donner une évaluation à bande limitée du signal enre- gistré d'impédance acoustique au-dessus du sommet des signaux enregistrés de vitesse et de densité Il peut également appli- quer une déconvolution à intervalles ou à pointes à l'évalua- tion, et appliquer ensuite un filtre à l'évaluation qui a subi la déconvolution. De préférence, l'appareil de traitement suivant 1 ' invention comprend un calculateur prévu pour 'effectuer les o- pérations définies plus haut. 2536865 Revendications 1 Procédé d'obtention d'une évaluation de la première partie d'un sismogramme de surface enregistré, qui comprend l'émission d'un tir sismique' l'enregistrement par un ou plusieurs géophones de puits des signaux de ce tir qui ont été transmis à travers les diverses couches de la terre et/ ou réfléchies par elles, l'autocorrélation des transformées en Z des ondes montantes et descendantes, et la détermina- tion de la différence entre les autocorrélations et l'uti- lisation de cette différence comme une évaluation-du sismo- gramme de surface. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une forme d'onde est déterminée pour chaque niveau en examen dans la terre, les formes d'onde sont homogénéisées et une mesure centrale est effectuée. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que l'évaluation du sismogramme de surface obtenue subit une déconvolution pour donner une évaluation à bande limitée du signal enregistré d'impédance acoustique au-des- sus du sommet des signaux enregistrés de vitesse et de den- sité. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une déconvolution à intervalles ou à pointes est ap- pliquée à l'évaluation, suivie par l'application d' un fil- tre. 5 Appareil de traitement, caractérisé en ce qu'il est prévu pour (a) accepter une entrée de signaux correspondant à une onde ascendante et descendante obtenue au moyen d'un tir sismique, pour une profondeur particulière dans la terre; (b) calculer les transformées en Z des formes d'onde re- présentées par les dits signaux; (c) autocorréler les dites transformées en Z; (d) déterminer la différence entre les transformées en Z autocorrélées des ondes ascendantes et descendantes; (e) engendrer à partir de cette différence un sismogram- me fournissant une information sur les faibles profondeurs dans la terre, 6 Appareil de traitement suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il peut accepter des entrées d'une pluralité de signaux correspondant à une pluralité d'ondes ascendantes et descendantes correspondant à une pluralité de profondeurs particulières dans la terre, homogénéiser les évaluations obtenues et effectuer une mesure centrale, pour donner une évaluation améliorée du sismogramme de sur- face. 7 Appareil de traitement suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il peut en outre effectuer la déconvolution de l'évaluation du sismogramme de surface ob- tenue, de façon à donner une évaluation à bande limitée du signal enregistré d'impédance acoustique au-dessus du som- met des signaux enregistrés de vitesse et de densité. 8 Appareil de traitement suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il peut appliquer une déconvolution à intervalles ou à pointes à l'évaluation, et appliquer en- suite un filtre à l'évaluation qui a subi la déconvolution. 9 Appareil de traitement suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur prévu pour effectuer les opérations définies dans l'une quelconque des revendications 5 à 8.