Brevet FR2570508A1 — publié le 19860321

Procède de traitement des données sismiques La présente invention se rapporte à un procédé de traitement des données sismiques devant fournir une reproduc- tion tridimensionnelle de différentes couches structurales à l'intérieur d'une zone définie par l'intersection de lignes de tir. La présente invention est envisagée en premier lieu dans le contexte de la prospection' sismique marine, mais il est clair qu'on peut appliquer le procédé, de façon générale, en traitement des données sismiques, c'est-àdire des données recueillies dans le cadre de la prospection sismique continentale. Cependant, pour des raisons de simplicité, on traitera l'invention dans le cadre de l'exemple de la prospection sismique marine. Dans le cadre de la prospection sismique marine, on utilise un navire sismique qui suit des lignes spécifiques dans la zone dans laquelle on recherche des dépôts hydrocarbonés ou analogues éventuels, une "flûte immergée" (ou câble sismique comportant des hydrophones) de plusieurs kilomètres de long étant remorqué derrière le navire, ainsi que des dispositifs générateurs d'ondes acoustiques qui sont émises vers le bas en direction du fond marin. Les ondes acoustiques se réfléchis- sent sur le fond marin et les couches sous-jacentes, et elles sont détectées par des hydrophones sensibles disposés le long de la flûte. Les signaux d'écho qui reviennent à la flûte sont envoyés et traités dans de grands calculateurs situés à bord du navire sismique, et ces données traitées constituent la base de la production de cartes sismiques. Ces cartes sont utilisées par les géologues et les géophysiciens pour choisir des em- placements o il y a lieu d'effectuer des forages d'essai. Les cartes sismiques peuvent être produites dans une installation- de traitement des données située à terre et l'établissement finale de ces cartes est effectué par un interprète (interprète si lumière) sur la base des données dites (interprète si machine) d'interprétation qui se réfèrent elles-mêmes aux données obtenues le long des lignes de tir. La présente invention a pour objet d'indiquer un procédé de traitement des données sismiques, qui réduise consi- dérablement le temps d'interprétation. On atteint cet objectif grâce à un procédé du type indiqué initialement, caractérisé, selon l'invention, en ce que les données représentant une première couche structurale choisie rapportée à une ligne de référence fixe, et ayant été fournies le long des lignes de tir, sont portées sur un écran de représentation de données graphiques, l'indication des profon- deurs étant donnée sous la forme d'une valeur codée par une couleur en laision avec une échelle de couleurs prédéterminée (échelle de profondeur) , et en ce qu'entre différents ponts présentant la même couleur (profondeurs) on insère sur l'écran graphique des cotes interprétées correspondant aux couleurs de codae - individuelles, de telle sorte que, pour chaque couche structurale choisie, il peut être fourni un relevé cartographique dont les cotes sont indiquées directement sur l'écran selon différentes couleurs de codage-, après quoi on peut imprimer la représentation graphique de la carte de la couche structurale "tridimensionnellement" sur une imprimante de couleur, directement à partir de l'écran. On peut obtenir ainsi par ce procédé, au moyen d'un programme de tracé delignes de niveau interactif, des surfaces cartographiques tridimensionnelles pour chaque couche structura- le en question. On obtient ainsi de cette façon un très bon tracé de chaque couche structurale individuelle qui existe à l'intérieur des lignes de tir le long desquelles les données de base ont été acquises et, en comparant les différentes couches structurales, il est possible d'obtenir des informations sur la géologie sous jacente au fond marin ou dans le sol, suffisam- - ment bonnes pour pouvoir prendre une décision sur le forage d'essai. Ainsi, le procédé selon l'invention se base en premier lieu sur un programme de tracé de lignes de niveau manuel interac- tif dans lequel le point de départ est un quadrillage régulier suivant les lignes de tir, les valeurs interprétées le long des lignes de tir ou des lignes du quadrillage apparaissant avec un code couleur sur un écran interactif. Ensuite, on trace des lignes de niveau ou des cotes sous la forme de valeurs venant d'être interprétées, qui sont insérées dans le quadrillage selon les mêmes codes couleur. Si des lignes de faille sont présentes, elles seront également incorporées dans le quadrillage, mais alors essentiellement avec une certaine valeur codée par une couleur facilement reconnaissable. Le raccordement est effectué par une simple interpo- lation entre les points de repère les plus proches. Cela est effectué en tenant en compte de la faille du-fait que l'interpo- lation ou l'extrapolation est effectuée complètement jusqu'aux failles sans tenir compte des valeurs ou points de repère situés au-dessus d'elles. On va décrire à présent l'invention avec davantage de détails, en regard du dessin annexé dont: la figure 1 est une vue en perspective schématique, en coupe partielle, qui représente un navire sismique comprenant des canons à air et un câble sismique (une flûte) remorqué, ainsi que différen- tes couches réfléchissant l'écho au niveau du fond marin et au-dessous; La figure 2 est une vue schématique représentant un exemple de lignes de route ou lignes de tir, suivant lesquelles le navire sismique s'est déplacé au cours de l'exploration d'une zone océanique; La figure 3 est une représentation cartographique en plan vertical des lignes d'écho produites pendant le traitement des données sismiques qui ont été enregistrées le long. des lignes de tir, les lignes d'écho dans la zone des lignes de tir indiquant les variations de profondeur des différentes couches structurales au niveau du fond marin et au-dessous; La figure 4 est une vue en perspective illustrant les sections ou plan verticaux indiqués sur la figure 3, composées en une section en volume, les sections de la figure 3 circonscri- vant une zone choisie pour laquelle il y a lieu de fournir ou de traiter d'autres données; La figure 5 représente schématiquement un exemple de modules de traitement des données pouvant être utilisés pour un traitement ultérieur des données des lignes d'écho; La figure 6 montre, de façon simplifiée et schématique, à échelle agrandie, comment une fraction des lignes de route ou lignes de quadrillage qui constituent la base du traitement ultérieur des valeurs d'écho pour les différentes couches géo- logiques sous-jacentes au fond marin, a été représentée au moyen de codes couleur correspondant aux différentes valeurs de pro- fondeur, le présent quadrillage étant présenté sur un écran graphique; La figure 7 est une vue analogue à la figure 6, dans laquelle l'interprète a inséré pour une couche structurale choi- sie, des lignes de niveau ou des cotes entre des points ayant le niveau correspondant sur les lignes de route de référence La figure 8 est une représentation tridimension - nelle de la carte qui a été réalisée sur la figure 7, cette carte indiquant les variations de lignes de niveau d'une couche géologique choisie; la figure 9 est une vue schématique analogue à la figure 4, mais oh les différentes couches structurales ont été fournies avec des informations de profondeur ou cartographiques entre les sections planes délimitant un volume. On a représenté', sur la figure 1, un navire sismique 1 naviguant à la surface 2 de la mer, ledit vaisseau remorquant une flûte 3 (câble sismique) et une paire de groupes de canons à air 4a et 4b respectivement. En outre, la référence 5 désigne le fond de la mer, tandis que les références 5a, 5b,..., 5n désignent différentes couches géologiques situées au-dessous du fond marin 5. A la surface 2 de la mer, on a représenté quatre lignes en traits mixtes 6a, 6b, 6c et 6d, respectivement, indi- quant les lignes de route ou les lignes de tir suivant lesquel- les le navire sismique 1 navigue au cours des recherches sismi- ques dans la zone en question. Pendant la navigation, des tirs sont effectués à partir des canons à air 4a et 4b, selon un programme approprié, de sorte qu'il est émis, à partir des canons, des ondes acousti- ques représentées ici à titre d'exemple en 7a et 7b. Les ondes acoustiques 7a, 7b, qui sont émises à partirtdes canons à air 4a, 4b, se réfléchissent sur les objets qui sont touchés sous l'eau ainsi que sur le fond marin 5 et les diffférentes couches a, 5b..., 5n sous-jacentes. Les signaux d'écho qui reviennent au câble hydrophone, par exemple les signaux 8a, 8b provenant du fond marin 5 et les signaux d'écho 9a, 9b provenant de la couche géologique 5a, ainsi que les signaux d'écho 10a, 0lb provenant de la couche géologique 5b, etc..., reviennent -à la flûte 3 o ils sont détectés par une série d'hydrophones non représentés disposés le long de la flûte. Après une transformation appropriée des signaux d'écho, ceux-ci sont transférés à un dispositif de traitement des données situé à bord du navire sismique et, sur la base de ces données traitées, il peut être réalisé une carte de points de tir ou "plan de position", représentée à titre d'exemple sur la figure 2, et des "sections sismiques" verticales, du type représenté sur la figure 3. Sur la figure 2, qui représente schématiquement un quadrillage de lignes de route ou lignes de tir, on peut recon- naitre les lignes de tir 6a, 6b, 6c et 6d de la figure 1, ces lignes délimitant une zone 11 pour laquelle on désire obtenir d'autres données géologiques. Sur,la figure 3, on a représenté une section plane verticale montrant des lignes d'écho qui y sont désignées par les références 12a, 12b,..., 12n et qui résultent du traitement des données sismiques enregistrées le long des lignes de tir 6a, 6b, 6c et 6d indiquées, les lignes d'écho individuelles spécifiant les variations de profondeur des différentes strates ou couches structurales au niveau du fond marin et au-dessous. La section plane représentée sur la figure 3 délimite en réalité la zone 11 qui est indiquée sur la figure 2, la section plane de la figure 3 étant divisée en quatre zones de section plane I, II, III et IV. La figure 2 comprend certaines valeurs numériques sur les zones de section plane I, II, III, IV, ce quadrillage de délimitation correspondant, par exemple, à la ligne d'écho 12h de la figure 3, qui se réfère elle-même à 5 h sur la figure 1. On a représenté en perspective sur la figure 4 la façon dont est réalisée la transformation d'une section plane de la figure 3 à une section en volume, les différentes lignes d'écho 12a, 12b,..., 12n de la figure 3 circonscrivant la zone 11 dont on doit dresser davantage la carte et qui comprend des fractions des couches géologiques 5a, 5b,..., 5n. On a représenté schématiquement sur la figure 5 un exemple d'unités de traitement des données que l'on peut uti- liser pour poursuivre le traitement des données sismiques pour procurer des valeurs cartographiques pour les différentes couches géologiques dans la zone d'interprétation désirée. Ainsi, la figure 5 représente un module de contrôle auquel est associé un clavier 21, mais il est clair que le module de contrôle 20 peut être relié à une installation de traitement des données plus grande, non représentée, comprenant les données sismiques prétraitées. En outre, la figure 5 représente un écran graphique 22 avec un module d'exploitation 23 comprenant un support de capteur 24, ainsi qu'un module de capteur ou guide de curseur 25 comprenant lui-même une zone de guidage de curseur 26 et un clavier d'exploitation 27. On a également représenté, sur la figure 5, un autre écran 30 qui affiche la vue en plan indiquée sur la figure 3, ainsi qu'une imprimante 31 destinée à imprimer les données dont le traitement est achevé sous la forme de cartes. On a représenté à une échelle plus grande, sur la figure 6, l'écran graphique 22 dont l'entrée est une fraction des lignes de route ou lignes de quadrillage qui doivent cons- tituer la base du programme de tracé de courbes de niveau manuel interactif selon l'invention. Ainsi, le quadrillage ou la section en volume de la couche géologique représentée, par exemple la ligne d'écho 12 h sur la figure 3, est transmis (e) à l'écran 22 avec un code de couleurs, le transfert des valeurs de profon- deur de la ligne d'écho ayant lieu automatiquement de l'écran à l'écran 22 par l'intermédiaire du module de contrôle 20 et du clavier de commande 21. A droite de l'écran 22, sur la figure 6, on a représenté une échelle de couleurs 40 qui peut comprendre une pluralité de couleurs de codaage-, bien que cinq couleurs seulement soient représentées ici pour des raisons de simplicité, soit le marron, le rouge, le jaune, le vert et le bleu correspondant sensiblement aux indications de niveau d'une carte géographique ordinaire- Ainsi, pour une certaine couche géologique, par exemple la couche comportant la ligne d'écho 12h sur la figure 3, on a indiqué sur l'écran 22 des valeurs d'interprétation, ainsi que des valeurs de référence, au moyen d'un code de couleurs, et l'opérateur peut alors, grâce au guide de curseur 25, selection- ner une couleur de codage sur l'échelle 40, le curseur 41 étant en surveillance alors aux points de la ligne d'écho 12h ayant la même valeur que la couleur de codagà choisi. Avec ce point de départ, l'interprète peut alors tracer, entre les sections de la ligne d'écho ayant le même codage de couleur, c'est-à-dire la même valeur de profondeur, des courbes de niveau ou des cotes, en tant que valeurs venant d'être interprétées, qui peuvent alors être introduites directe- ment dans la zone d'interprétation 11, selon le même code de couleur. Ainsi l'opérateur peut, comme il ressort de la figure 7, réaliser un tracé manuel interactif, c'est-à-dire maintenir tout le temps En dialogue ininterrompu entre lui-même et la machine, pendant l'établissement des courbes de niveau interpré- tées. Sur la figure 7, l'interprète a, pour une couche structurale ou une ligne d'écho choisie, ici la ligne d'écho 12h, tracé des courbes de niveau entre des points ayant un niveau correspondant sur la ligne de route de référence. Entre les points qui se trouvent, sur la ligne d'écho 12h, à un niveau plus élevé et qui sont, dans l'échelle de cou- leurs indiquée l titre d'exemple, représentés par la couleur MARRON, l'interprète peut tracer une courbe de niveau 50a. De façon correspondante, l'interprète tracera, entre les points qui sont à un niveau venant au second rang, représenté ici par la couleur ROUGE, une ligne de niveau 50b et, pour le niveau intermédiaire indiqué par la couleur JAUNE sur la ligne d'écho 12h, une ou plusieurs lignes de niveau 50c pourront y être tra- cées sur l'interprète. On a également représenté, sur la figure 7, des lignes de niveau 50d et 50c qui indiquent les cotes représentées par les valeurs VERT et BLEU, respectivement. Ainsi entre des valeurs de code choisies sur la ligne d'écho, l'interprète trace des valeurs qui viennent d'être interprétées, et ces valeurs venant d'être interprétées sont introduites directement dans le même quadrillage, selon le même code de couleurs. Pendant le trace des lignes de niveau, il convient d'utiliser des zones en surbrillance ou des zones ayant une couleur différente de la couleur de codage. L'indication de points ayant le même code de couleur a-50e est déclenchée au moyen d'un curseur 41, lorsque celui- ci est présent sur l'une des zones de la ligne d'écho codée par couleurs 12h, ou sur une valeur prédéterminée d'une échelle de valeurs séparée 40 sur l'écran graphique 22. Après que les lignes individuelles 50a à 50e aient été tracées avec une couleur neutre, elles peuvent être in- fluencées de façon à prendre la même valeur que le niveau des lignes de niveau correspondantes. Après traitement ultérieur de l'image de l'écran de la figure 7, après que celle-ci ait été munie des lignes de niveau 5Oa-50o, on peut obtenir une représentation tridimen- sionnelle de cette carte plane, par exemple du type représenté sur la figure 8. Ainsi, sur la figure 8, on a obtenu une carte en couleurs pour la couche géologique choisie, et il est possible de visualiser sur la base de celleci, une imaqe des dépôts géologiques dans la zone de cette couche. La figure 9 représente, en perspective, une pluralité de cartes sismiques 60a,..., 60n, dont le calcul est achevé, pour diverses couches géologiques, par exemple celles qui cor- respondent aux couches 5a, 5h et 5n sur la figure 4, respective- ment aux lignes d'écho 12a, 12h et 12n sur la figure 3. L'invention permet d'obtenir des cartes sismiques en un temps relativement court après l'obtention des données prétraitées donnant les lignes d'écho. Pour obtenir des cartes sismiques, on a utilisé préalablement des données de profon- deur connues qui traduisent les strates sismiques, ces données étant indiquées, sous forme numérique, sur des cartes du type représenté sur la figure 2, c'est-à-dire des cartes qui sont en dehors d'un calculateur. Sur la base de ces valeurs numériques, l'opérateur a dû alors effectuer une série d'opérations manuel- les, avant de pouvoir introduire les valeurs dans l'installa- tion de traitement des données, éventuellement sous la forme ZO de couleur de codage. Grâce à cette technique nouvelle, on évite que toute une série d'opérations passives aient lieu avant que la machine puisse poursuivre le traitement des données, les indications numériques étant remplacées par des indications de couleur et l'utilisation passive des cartes antérieures étant évitée. Ainsi, on utilise un programme de tracé de lignes de niveau manuel interactif comportant des données d'écho affichées en couleur comme point de départ pour l'interprète, pour obtenir les cartes sismiques. Grâce à la technique selon l'invention, on peut égale- ment incorporer des lignes de faille dans le quadrillage, avec une valeur spéciale codée avec une couleur facilement recon- naissable. Sur la figure 3, il y a, dans la portion de section plane III représentée, des failles sur les deux lignes d'écho 12f, 12g situées audessus de la ligne d'écho 12h et, en traitant ces lignes d'écho pour obtenir le type de cartes représenté sur la figure 8, on y aurait fait apparaître des portions de faille en une couleur de codage spéciale, par exemple en blanc. Le raccordement a lieu par simple interpolation entre les points deefér6enc:e les plus proches. Cette technique tient également compte des failles en interpolant ou en extrapolant partout jusqu'aux failles, sans tenir compte des valeurs ou des points de référence au-dessus des failles. RENEJEGND I C:AT I O N 1. Procédé de traitement de données sismiques pour obtenir une reproduction tridimensionnelle de différentes couches structurales dans une zone délimitée par des lignes de tir qui se coupent (6a, 6b, 6c, 6d), caractérisé en ce que l'on obtient les données représentant une première couche structurale choisie (it1=5n) rapportée à une ligne de référence fixe (2a) sous la formed'tne - ligne d'écho codée par couleurs (12h) sur un écran de représentation graphique des données (22), l'indication de profondeur étant donnée sous la forme d'une couleur de codage selon une échelle de couleurs présélectionnée (échelle de pro- fondeurs) (40), en ce qu'on insère différents points présentant la même couleur de codage (la même profondeur) de la ligne d'écho (12h) sur l'écran graphique (22) des lignes de cotes ou de niveau interprétées (50a50e) rapportées aux couleurs de codage individuelles (40), de telle sorte qu'on peut obtenir, pour chaque couche structurale (5a-5n, 12a-12n, respectivement), une représentation cartographique (figure 8) présentant des raccordements donnée dans différentes couleurs de codage directe- ment sur l'écran, après quoi l'on peut reproduire une impression de la représentation graphique de la carte de couches struc- turales "tridimensionnellement" sur une imprimante couleur (31), directement, à partir de l'écran graphique (22). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données d'écho qui sont obtenues suivant une ligne de tir et qui représentent, à l'état traité, les différentes couches structurales (5a-5n, 12a-12n, respectivement) au-dessous d'une zone (11) délimitée par des lignes de tir (6a-6d) sont transféréese façon interactive d'un terminal de traitement des données (30) à l'écran graphique (22). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour indiquer des points présentant la même couleur de codage (50a, à 50e) sur l'écran graphique (22), on utilise des zones de surbrillance ou des zones présentant une couleur différentes de la couleur codée. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'indication de points présen- tant la même couleur de codage (50a-50e) est déclenchée au moyen d'un curseur (41), lorsque celui-ci se trouve sur l'une des zones de la ligne d'écho codée en couleurs (i2h) ou sur une valeur présélectionnée sur une échelle de valeurs séparée (40) se trouvant sur l'écran graphique (22). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les données discontinues correspon- dant à une ligne d'écho (12f, 12g) sont marquées avec une cou- leur neutre ou une couleur de codage différente de celles de l'échelle de couleurs (40). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on peut tracer les lignes de niveau (50a-50e) avec une couleur neutre pour leur donner ultérieurement la valeur correspondant à la profondeur des lignes de niveaux respectives.