Brevet FR2720517A1 — publié le 19951201

La présente invention concerne la simique réflexion terrestre et la rélisation sur le terrain de la plupart des degrés de couvertures multiples d'une façon plus économique que dans le cas des méthodes actuelles. Les méthodes actuelles de la sismique réflexion terrestre en couverture multiple, utilisant des explosifs, des vibrateurs ou d'autres sources d'énergie, et appliquées à la recherche du pétrole, du charbon ou aux autres travaux industriels ou scientifiques, consistent à effectuer des points de tir ou des vibrations (généralement indiqués par PT) sur des intervalles D le long du profil; la distance entre les nappes de géophones (NG) implantées étant égale à L. Les dispositifs sismographiques habituellement utilisés sont le tir en bout avec une fenêtre f entre le PT et la NG la plus proche branchée, et le tir au centre avec une fenêtre f entre le PT et la NG la plus proche branchée, qui le précède et une autre fenêtre f, qui peut-être de la même longueur, entre le PT et la NG la plus proche branchée qui le suit. Le nombre de canaux sismiques peut-etre marqué par T; T étant un nombre entier pair. Des tirs ou des vibrations sont effectués le long des profils rectilignes, matérialisés par des piquets topographiques fixés sur les distances L; les PT et les NG étant habituellement implantés au voisinage de ces piquets. Lorsque le PT avance dBune distance D toutes les NG branchées avancent également de la même distance D. Pour les méthodes actuelles, la distance D est constante pour un degré F de couverture multiple constante, un T constant et une L constante et elle peut-etre égale à L ou présenter un multiple entier de L: D = K-L K étant un nombre entier non nul. Les valeurs T, K, et F sont reliées entre elles par la formule: F = T/(2K) ... F doit être un nombre entier et inchangé au moins le long d'une portion de profil. Au début et à la fin du prifil, le degré F désiré et détérminé par la formule 1, n'est que partiellement assureé. Un PT avec T nappes de géophones branchées, engendre T points miroirs souterrains (PM) sur les intervalles de t = L/2. à l'exception de voisinage de PT pour un tir au centre où la distance entre les PM centrales est égale à la moitié de la distance entre les NG centrales branchées. Les méthodes actuelles présentent un inconvénient du point de vue économique, car le choix de degrés de couverture multiple sur le terrain est limité. Pour un laboratoire de T canaux sismiques, les couvertures multiples les plus élevées sont F = (T/4) et F = (T/2). Lorsque la couverture F = (T/4) n'est pas suffisante pour que la section sismique finale soit de qualité désirée, on est obligé de passer à la couverture F = (T/2). Néanmoins, il se pourrait que la qualité réalisée par une des couvertures intermédiaires T/4 F = (T/2), toutes choses égales par ailleurs. Ceci présenterait un avantage économique considérable. Ces couvertures intermédiaires ne sont pas réalisables par les méthodes actuelles, sauf si on diminue le nombre de canaux sismiques disponibles. Une telle couverture intermédiaire F pourrait être éventuellement réalisée en n'utilisant que 2F de canaux sismiques au lieu de T et avec D = L. Ceci exigerait pratiquement la même mise en oeuvre comme pour la couverture F = (T/2) ce qui enlève à ce procédé tout intérêt économique. Les situations semblables peuvent se présenter pour les degrés de couverture multiple inférieures à F = (T/4 > . La méthode d'invention permet d'éviter ces inconvénients et de faire réaliser sur le terrain, sans diminution du nombre de canaux sismiques disponibles, de tous les degrés de couverture multiple, définis par la relation: I s F Pour un tir en bout, F représente un nombre entier pair ou impair. Pour un tir au centre, F représente un nombre entier pair. Pour la réalisation de la méthode d'invention, un groupement des positions des NG, correspodant aux positions des piquets topographiques est nécessaire. La figure 1 représente le groupement des nappes de géophones selon la méthode d'invention. Ces positions son groupées (figure 1 ) dans les plaques successives A, B, C et ceci jusqu'à la fin de profil. La première position A1 correspond au premier PT. Chaque plaque contient T1 des positions des NG. II s'agit de NG implantées. Pour le tir en bout Tj = (T/2), ce qui implique que T doit être un nombre entier pair, ceci étant le cas pour les laboratoires modernes. Pour le tir au centre TI = (T/;4), car uniquement un demi-dispositif composé de (T/2) canaux sismiques est considéré. Ceci implique que T doit être divisible par 4, ce qui est le cas pour les laboratoires modernes. Un dispositif de tir au centre de T canaux sismiques, peut-etre considéré comme deux demi-dispositifs de tir en bout; le. premier étant composé de PT et de (T/2 ) des NG branchées, qui le précédent et le deuxième du même PT et de ( T/2 ) des NG branchées, qui le suivent. Sur la figure 1, les positions des fiG implantées dans la prèmiere plaque A sont marquées par A1, A2, ...AP...ATi. Pour la deuxième plaque B on a : Bi, B2, ...Bp...BTI et ainsi de suite pour toutes les plaques jusqu'à la fin du profil. Dans le cas D: = L, on a K = 1 et F = (T/2) selon la formule 1. Ceci est valable pour les méthodes actuelles, ainsi que pour la méthode d'invention. Dans le cas de la figure 1 on a F = Ti si D = L et K = 1, car compte tenu de la signification de T1, la formule 1 peut-etre écrite sous la forme suivante: F = T1/K . ...1a. Le groupement des positions des NG de la figure i permet de décomposer une couverture multiple F = Ti en une série de couverture simples. Des tirs ou des vibrations effectués sur les positions A1, Bi, Cî, Di ..etc peuvent être considérés comme un ensemble des PT, qui peut être indiqué par EN1. L'ensemble des PT effectués sur les positions A2, B2, C2, D2, ...etc peut être indiqué par EN2. En général, L'ensemble des PT effctué sur les positions Ap, Bp, Cp, Dp ...etc peut etre indiqué par ENp. On a: ENp = Ap + Bp + Cp + Dp ...etc... Etant donné qui la distance entre des positions voisines des NG est égale à L, la distance D entre des PT voisins d'un ensemble ENp est égale å: D = T1-L ou K = D/L = T1 D'après la formule la ceci présente une couverture simple F = 1 pour un dispositif entier de tir en bout et aussi pour un demi-dispositif de tir au centre. Pour le tir au centre avec des fenêtres f et un dispositif entier avec T canaux sismiques et D = (T/2) L, L'ensemble ENp n'assure pas une couverture simple F = I constante, le long du profil. En revanche, un demi-dispositif composé de PT, et de (T/2) des NG branchées fait engendrer une F = I constante le long du profil, D étant égale à (T/4). L. Le nombre entier p est compris entre 1 et Ti I s: p s: Ti .. (figure 1) II existe en total Ti des ensembles ENp. Chacun de ces ensembles fait engendrer une série de PM correspodant à une couverture simple, avec une distance t = L/2 entre les PM voisins. Si tous les ENp sont tirés ou vibrés, en total Ti des couvertures simples sont engendrées, ce qui correspond à un degré de couverture multiple égal à Ti. La figure 2 représente des PM correspodant à Ti des couvertures simples possibles dans le cas D = L. La première ligne représente les PM engendrés par l'EN1 des PT. La deuxième ligne englobe ceux engendrés par l'EN2. En général, la ligne p représente les PM engendrés par lENp. Chaque ligne est décalée par- rapport à la précédente d'une distance égale à L = 2t. Dans le but de réaliser une couverture simple, il faut tirer ou vibrer uniquement l'EN1 (figure i et 2 et formule 3). Pour réaliser une F = 2, il faut tirer ou vibrer deux des ENp parmi les Ti possibles; le premier étant l'EN1 et le deuxième étant choisi à volonté parmi les ENp qui restent. En général, dans le but de réaliser un degré de couverture multiple F il faut tirer ou vibrer F des ENp parmi les Tj possibles; le premier étant l'EN 1 et les autres étant choisis à volonté parmi les ENp qui restent, ce qui permet plusieurs variantes pour toutes les couvertures F; sauf pour une couverture simple, pour laquelle uniquement l'EN1 est tiré ou vibré et la couverture F = Ti, pour laquelle tous les ENp sont tirés ou vibrés. Pour un tir en bout, la couverture multiple F déterminée et réalisée sur le terrain sur la base des figures i et 2, correspond au dispositif sismographique entier de T canaux sismiques. Egalement, pour le tir en bout, les NG ne sont pas implantées sur un certain nombre de premières positions de la plaque A et ceci fonction de la fenêtre f choisie. Après la fenetre, les T des NG successives sont branchées pour le premier PT situé sur la position A1, Après, I'avancement se produit comme pour les méthodes actuelles. Ce procédé permet, pour le tir en bout, la rQaiisation de toutes les valeurs de F selon la relation '----;. 2. Pour le tir au centre, le degré de couverture multiple déterminé par le même procédé, correspond à un demi-dispositif de ( T/2 ) canaux. Ce degré doit être multiplié par 2, car l'autre demi-dispositif fait engendrer aussi le même degré, ce qui présente en total la couverture F qui correspond au dispositif sismographique entier de F canaux. Cette couverture F présente un nombre entier pair, selon la relation 2. Lorsque une couverture désiré F est à réaliser, il suffit de déterminer une couverture ( F/2 ) sur la base des figures 1 et 2. Les ENp ainsi choisis à tirer ou à vibrer, correspondront à la couverture totale F. Pour le tir au centre, également, le premier PT est réalisé sur la position AI et uniquement les NG, appartenant au demi-dispositif qui précède le PT, sont branchées, compte tenu de la fenêtre f. Lorsque le PT avance, les NG du demi-dispositif qui suit le PT sont branchées progressivement lune après vautre, compte tenu aussi de la fenêtre f et de la distance D comme pour les méthodes actuelles. Les NG sont implantées sur toutes les positions le long du profil. Pour le tir en bout et le tir au centre, I'avancement de dispositif sismographique s'effectue de la même façon que pour les méthodes actuelles. Lorsque le PT avance d'une distance D, qui pour la méthode d'invention peut être variable le long d'une plaque, les NG branchées avancent également de ia même distance D. Une fois choisis le ENp à tirer ou à vibrer, les positions des PT de la première plaque A sont automatiquement déterminées (figure i). Ce sont les premiers PT de tous les ENp choisis de la formule 3. Sur. toutes les autres plaques les PT sont implantés, aussi, sûr les mêmes positions p. Egalement, pour le tir en bout et le tir au centre, au début et à la fin du profil, la couverture désiré F n'est que partiellement assurée, comme pour les méthodes actuelles. II se pourrait que la dernière plaque contient un nombre des positions NG inférieur à Ti, en fonction de la longueur totale du profil et des valeurs T1 et L. Le dernier PT à être réalisé sur le profil est choisi de même façon comme pour les méthodes actuelles. La méthode d'invention est réalisable sur le terrain avec le même équipemènt et le même personnel que pour les méthodes actuelles. L'utilisation des F intermédiaires sans diminution de T disponibles, selon la méthodes d'invention, permet une réduction de mise en oeuvre et un avancement plus rapide le long du profil, ce qui se répercute par une meilleure productivité. L'augmentation de productivité varie d'un cas à l'autre. Une valeur moyenne est réalisée dans le cas d'utilisation d'une F = 36 au lieu de F = 48 pour T = 96 ou en général d'une F = 3T/8 au lieu de T/2 pour un laboratoire de T canaux sismiques. Dans ces cas la réduction de PT à effectuer s'élève à 1 sur 4, soit 25 %. La méthode d'invention est particulièrement destinée à la recherche du pétrole, mais peut-etre appliquée aux autres travaux sismiques industriels ou scientifiques. La méthode d'invention est applicable pour la réalisation des profils classiques rectilignes avec une seule ligne des NG, ainsi que pour la sismique à 3 dimensions, pour laquelle plusieurs lignes de NG sont implatées parallelement au profil. Si le nombre de ces lignes est égal à n, chacune de ces lignes étant composée de T/n de nappes de géophones branchées pour un PT, avec Ti = T/(2n) et Ti = T/(4n) avec T divisible par 2n ou 4n pour le tir en bout et le tir au centre respectivement, le procédé de réalisation des F intermédiaires dans le sens d'avancement du dispositif sismographique est identiques à celui des profils classiques rectilignes; la détermination des D pour une seule ligne de NG étant aussi la même comme pour les profils classiques, mais valable pour toutes les n lignes. La relation 2 devient: I s: F s: T/(2n) avec la même significtion de F comme pour les profils classiques rectilignes, avec une seule ligne des NG. Dans le cas d'utilisation de plusieurs PT pour chaque position de dispositif sismographique, au lieu d'un seul, situés le long des lignes perpendiculaires au profil, les distances entre ces lignes sont aussi égales aux D déterminées pour un seul PT. Dans le cas special de tir au centre où le PT est deporté perpediculairement au profil, la distance entre les NG branchées centrales est habituellement, aussi égale à L. Pour le tir assymétrique deporté la distance entre les NG branchées, les plus proches au PT est habtuellement égale à L. Dans ces deux cas, le procédé de réalisation des F intermédiaires est identique à celui de tir en bout; T1 étant égal à T/2 et la F pouvant être un nombre entier pair ou impair. Ce procédé est applicable pour le tir en bout deporté, aussi. Le processing est le même comme pour les méthodes actuelles. II faut appliquer des programmes de routine et si besoin est des programmes spéciaux. REVENDICATIONS 1) La sismique réflexion terrestre en couverture multiple effectuée sur le terrain le long des profils rectilignes matérialisés par des piquets topographiques, par le tir en bout ou le tir au centre avec un laboratoire de T canaux sismiques, T étant un nombre entier pair, et par l'implantation de nappes de géophones (NG) sur les intervalles L et en réalisant des points de tir ou de vibrations (PT) implantés au voisinage des NG correspondantes, sur les distances D; D étant égale à L ou présentant un multiple entier de L avec un quotient K = D/L, qui doit être un diviseur de T/2 selon la formule F = T/2K, définissant le degré de couverture multiple (F) en fonction des valuers T et K;F étant un nombre entier et en utilisant comme source d'énergie des explosifs, des vibrateurs ou d'autres sources d'énergie et étant appliquée à la recherche du pétrole, du charbon ou aux autres travaux industriels ou scentifiques, caractérisée en ce que tous les degrés de couverture multiple définis par la relation I s F s T/2 sont réalisables sur le terrain; F étant un nombre entier pair ou impair et T étant un nombre entier pair, pour le tir en bout et F étant un nombre entier pair et T un nombre divisible par 4 pour un tir au centre. 2) La méthode d'invention selon la revendication nO 1, réalisée en tir en bout, caractérisée en ce que les NG et les PT pour le cas D = L et K = I implantés le long du profil, sont groupés en plaques de Ti; les plaques étant marquées par A, B, C, ...etc (figure 1) et Ti étant égal à T/2; les positions des NG dans les plaques A, B, C ...etc étant marquées respectivement par Ap, Bp,Cp . . etc (figure 1) où p représente un nombre entier défini par I s p s Ti et F étant égale a Ti. 3) La méthode d'invention selon les revendications nO 1 et 2 réalisée en tir en bout, caractérisée en ce qu'une couverture multiple F = Ti, d'après le groupement des NG de la figure 1, peut-etre décomposée en Ti couvertures simples, car chaque ensemble des PT (EN) défini par ENp = Ap + Bp + Cp ...etc fait engendrer des points miroirs (PM) sur les intervalles t = L/2, correspodant à une couverture simple, étant donné que pour un tel ensemble des PT on a D = Ti.L ou K = D/L = Ti et également F = 1 selon la formule F = Tî/K qui représente une autre forme de la formule F = T/2K, compte tenu que Ti = T/2, ce qui implique que le nombre de canaux sismiques T doit être un nombre entier pair. 4) La méthode d'invention selon les revendications nO 1, 2 et 3 réalisée en tir en bout, caractérisée en ce que les PM engendrés par tous les ensembles ENp sont présentés sur un schéma (figure 2) qui montre que pour réaliser une couverture F il faut tirer ou vibrer F des ENp parmi les Ti possibles; le premier étant l'EN1 et les autres étant choisis à volonté parmi les ENp qui restent, ce qui permet plusieurs variantes pour toutes les couvertures F, sauf pour la couverture simple et la couverture F = Ti; les positions des PT à tirer ou vibrer étant automatiquement déterminées sur le profil (figure 1) 5) La méthode d'invention selon les revendications nO 1 à 4, réalisée en- tir au centre avec une fenêtre f entre le PT et les NG les plus proches branchées, caractérisée en ce que un dispositif sismographique de tir au centre de T canaux sismiques peul-etre considéré comme deux demi-dispositifs de tir en bout; le premier étant composé du PT et de T/2 des NG branchées qui le précédent et le deuxieme du même PT et de T/2 des NG branchées qui le suivent; ce qui permet, dans le but de réaliser une couverture multiple F d'appliquer le même procédé que pour le tir en bout. 6) La méthode d'invention selon les revendications nO 1 à 5 réalisée en tir au centre, caractérisée en ce que les NG sont groupées en plaques de Ti = T/4 (figure 1), ce qui correspond à un demi-dispositif de tir au centre de T/2, canaux sismiques et permet, dans le but de réaliser un degré de couverture multiple F qui doit être un nombre entier pair, de déterminer d'abord un degré F/2 sur la base de figures 1 et 2; ce degré étant ensuite multiplié par 2, car l'autre demi-dispositif fait engendrer aussi le même degré, ce qui présente en total la couverture F qui.correspond au dispositif entier de T canaux; T étant un nombre entier divisible par 4. 7) La méthode d'invention selon les revendications nO i à 6 caractérisée par son application à la méthode de la sismique à 3 dimensions, pour laquelle n lignes de NG sont implantées parallèlement au profil en utilisant un laboratoire de T canaux sismiques, chacune de ces lignes étant composée de T/n de nappes de géophones branchées pour un PT, avec Ti = T/2n et T1 = T/4n pour le tir en bout et le tir au centre, respectivement; le procédé de réalisation des F intermédiaires dans le sens d'avancement de dispositif pour une seule ligne étant identique à celui de profils classiques rectilignes composés d'une seule ligne des NG, mais valable pour toutes les n lignes; la détermination des D étant aussi la même comme pour les profils classiques et ces D représentant également les distances entre les lignes de PT implantées perpendiculairement au profil dans le cas d'utilisation de plusieurs PT pour chaque position de dispositif sismographique au lieu d'un seul. 8) La méthode d'invention selon les revendications nO 1 à 7 réalisée avec un PT deporté perpendiculairement au profil, en tir au centre ou en tir assymétrique, pour lesquels la distance entre les NG branchées les plus proches au PT est aussi égale à L, caracterisée en ce que pour ces deux cas, le procédé de réalisation des F intermédiaires est identique à celui de tir en bout; Ti étant égal à T/2 et la F pouvant être un nombre entier pair ou impair; ceci étant valable pour le profil rectiligne classique, ainsi que pour la sismique à 3 dimensions; ce procédé étant applicable pour le tir en bout deporté, aussi.