Brevet FR2751427A1 — publié le 19980123

MÉTHODE D'ATTÉNUATION MULTIPLE La présente invention concerne une méthode pour réduire les effets de l'énergie réfléchie de manière multiple. Une telle méthode peut également être utilisée en relation avec les données de réflexion sismique en milieu marin obtenues au moyen de sources sismiques et de récepteurs situés dans l'eau et remorqués derrière un vaisseau ou navire d'exploration sismique, en particulier pour l'acquisition de données concernant le fond marin où les récepteurs sont placés sur le fond de la mer. Ces méthodes peuvent être utilisées durant l'exploration ou acquisition des données ( survey ) en tant que telle et/ou ultérieurement à partir des données enregistrées à partir de telles explorations ou acquisitions. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Durant l'exploration sismique, une source sismique est activée de manière répétitive et des récepteurs sismiques, comme des hydrophones dans le cas d'une exploration sismique en milieu marin, reçoivent de l'énergie directement depuis les sources et également de l'énergie réfléchie depuis les diverses frontières ou interfaces. Dans le cas d'une exploration sismique en milieu marin, I'énergie se propage à l'intérieur du milieu terrestre et est réfléchie en retour vers les hydrophones, à partir des frontières ou interfaces existant dans le milieu souterrain, par exemple entre des strates de différents types. Les données sismiques enregistrées peuvent être traitées pour révéler des informations concernant la structure du milieu terrestre dans la zone que l'on explore. Cependant, de telles réflexions sont contaminées par d'autres schémas de réflexion. Par exemple, I'énergie provenant des sources est réfléchie à la surface de la mer directement vers les hydrophones. Également, l'énergie peut être réfléchie plus d'une fois entre les sources et les récepteurs. De telles réflexions multiples peuvent se produire dans le milieu terrestre. De même, I'énergie qui se déplace initialement vers le bas à partir des sources peut être réfléchie vers le haut puis vers le bas, de nouveau, par la surface de la mer, avant de parvenir aux hydrophones. Des réflexions de ce type sont dénommées réflexions multiples de surface libre . Les réflexions multiples de surface libre peuvent être classées selon leur ordre, qui est égal au nombre de réflexions à partir de la surface libre. Ainsi, les réflexions de surface libre de premier ordre comprennent l'énergie qui se déplace initialement vers le bas à partir des sources (par opposition aux échos ( ( ghosting ) où l'énergie se déplace vers le haut et est réfléchie à partir de la surface libre), est réfléchie vers le haut par le fond de la mer ou par une frontière se trouvant sous le lit marin, puis est réfléchie vers le bas à partir de la surface libre, vers les hydrophones. Les réflexions multiples de surface libre de second ordre subissent deux réflexions vers le bas à partir de la surface de la mer avant d'être détectées par les hydrophones, et ainsi de suite. L'invention utilise un concept général d'atténuation multiple utilisant la diffusion inverse ou la série de diffusion de Born ( scattering Born series ). En ce qui concerne ce concept général, on se référera à la demande de brevet international publiée WO 95/10787 et à la demande de brevet britannique N" 9426255.7 (publiée en tant que demande de brevet GB -A- 2296567). A partir de ces documents, on sait comment dériver la série de diffusion de Bom pour éliminer les multiples de surface libre: [1] Dp=Do+AD1 +A2D2+A3D3+... dans laquelle Dp représente les signaux ne comportant pas de multiples de surface libre et A représente l'inverse de la signature de la source. Le premier terme de la série de diffusion, Do, représente la donnée sismique réelle, le second terme, D1, élimine les multiples de surface libre de premier ordre, le terme suivant D2, élimine les multiples de surface libre de second ordre, et ainsi de suite. Un objet de la présente invention consiste à améliorer et utiliser la méthode ci-dessus pour les opérations d'acquisition sismique en relation avec le fond marin. RÉSUMÉ DE L'INVENTION Les objets de la présente invention sont réalisés par les méthodes et procédés tels qu'indiqués dans les revendications annexées. On considère comme une caractéristique importante de l'invention le fait que, pour l'acquisition relative au fond marin, on utilise seulement une sous-série ( subset ) comprenant les termes pairs de la série de diffusion de Born ou une quelconque formulation mathématique équivalente de cette série. Clairement, on utilise pour les calculs numériques seulement un nombre fini de termes dans ladite série, connu également sous le vocable de somme partielle . Selon une variante de l'invention, seul le premier coefficient D2 de la série est calculé en utilisant le champ d'onde mesuré tandis que les autres coefficients D4, D6, etc., sont dérivés par un processus itératif utilisant une somme partielle, en particulier les deux premiers termes, de la série de diffusion elle-même. Selon une autre variante, tous les coefficients D2, D4, D6, etc. sont tout d'abord calculés à partir du champ d'onde mesuré, puis sont introduits dans la série de diffusion. Un avantage réside dans le fait que l'on peut utiliser sans modification les méthodes connues pour mettre en oeuvre la série de diffusion inverse et pour estimer la signature de la source, telles que décrites dans les références mentionnées ci-dessus. Ces caractéristiques de l'invention, et d'autres, ainsi que des modes de réalisation préférés et des variantes de ces modes et caractéristiques, des applications possibles et les avantages de I'invention seront compris et appréciés par l'homme de métier à partir de la description détaillée et des dessins qui vont suivre. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 représente un exemple synthétique 1 D représentant une exploration marine dans laquelle les récepteurs se trouvent sur le fond marin. La Figure 2 illustre les événements sismiques correspondant aux termes de la série de diffusion de Born. La Figure 3 représente l'effet d'une atténuation multiple selon l'art antérieur. La Figure 4 représente l'effet d'une atténuation multiple selon un exemple de l'invention. MODE(S) POUR LA MISE EN OUVRE DE L'INVENTION Dans ce qui suit, on applique la nouvelle méthode à un ensemble de données synthétiques correspondant à une expérimentation sismique de surface avec un câble de fond marin, c'est-à-dire que les récepteurs sismiques sont positionnés au niveau du fond marin. Sur la Figure 1, les traces générées sont représentées sous la forme d'un diagramme temps- offset (décalage). Les événements sismiques réels et apparents sont référencés (1-5, 8). Les événements primaires et multiples sont encore illustrés sur la Figure 2, qui représente une surface terrestre comportant un réflecteur 21, le fond marin 22, et la surface (libre) de la mer 23. On a illustré un certain nombre des chemins de déplacement possibles pour l'onde sismique, dont les références numériques correspondent à celles de la Figure 1. Si l'on se réfère maintenant à la Figure 3, les signaux correspondant à la Figure 1 ont été traités selon la méthode selon l'art antérieur, méthode décrite dans la demande de brevet britannique N" 9426255.7 (publiée en tant que demande de brevet britannique GB -A2296567) en utilisant les quatre premiers termes de la série complète de diffusion de Born [2] Dp = DO + AD1 + A2D2 + A3D3 Si l'on compare ce résultat avec les données initiales (Figure 1), on remarque que, bien que l'on ait atténué un certain nombre de multiples, de nouveaux multiples indésirables ont été créés. Si l'on se réfère maintenant à la Figure 4, les signaux correspondant à la Figure 1 sont traités en utilisant la même méthode que dans l'exemple précédent de l'art antérieur. Cependant, selon l'invention, on remplace l'équation [2] par la sous-série paire de la série de diffusion de Born. De nouveau, pour des raisons pratiques, on n'utilise que les quatre premiers termes de la série dans le processus: [3] Dp = DO + A2D2 + A4D4 + A6D6 On notera que les marques ou numérotation des coefficients sont arbitraires. La notation qui est utilisée ici est cependant choisie afin d'aider à clarifier la différence entre l'art antérieur et la présente invention. Les coefficients D2, D4, D6 sont déterminés en utilisant la relation récursive pour les coefficients de la série complète de diffusion: qui apparaît comme équation n 2 dans la demande de brevet britannique N 9426255.7 (publiée en tant que demande de brevet britannique GB -A- 2296567) et qui est également décrite par P.M. Carvalho, A.B. Weglein, R.H. Stolt dans : Mtg. Soc. Expl. Geophys. (1991), Expanded Abstracts, 1319-1322. Ainsi, le premier coefficient de la nouvelle série paire, D2, est déterminé par Do et le premier coefficient de la série de diffusion de surface libre, D1. On montre que seule l'énergie d'arrivée première 1 et le signal réfléchi 2 sont présents dans les données. Tous les autres événements apparaissent comme ayant été atténués. Après avoir déterminé D2, dans un mode de réalisation encore différent de l'invention, on peut utiliser un processus itératif pour déterminer la somme partielle jusqu'au nombre désiré de termes. Le processus itératif commence par la séquence suivante: DP(0) = D0 + AD2(0); DP(1) = D0 + AD2(1)= [5] D0 +A(DP(0)+AD2(0); On considère qu'un avantage de cette approche est que la relation récursive (équation [4]) est utilisée seulement pour dériver le premier coefficient D2. REVENDICATIONS 1. - Méthode pour réduire les effets de l'énergie réfléchie de manière multiple dans les signaux sismiques enregistrés, utilisant une somme partielle d'une série de diffusion inverse qui représente la réflexion multiple de surface libre et qui comprend un polynomial d'un inverse d'une signature d'une source d'énergie, ladite méthode étant caractérisée en ce que ladite somme partielle consiste en une somme d'un nombre fini de termes pairs de ladite série de diffusion inverse. 2. - Méthode selon la revendication 1, selon laquelle les signaux enregistrés sont acquis par des récepteurs placés sur le fond marin. 3. - Méthode selon la revendication 1, selon laquelle au moins l'un des coefficients est déterminé en utilisant une relation récursive reliant les coefficients et les données sismiques enregistrées. 4. - Méthode selon la revendication 1, utilisant un processus itératif basé sur les deux premiers des termes pairs. 5. - Méthode selon la revendication 1, selon laquelle les données enregistrées comprennent des données enregistrées transformées. 6. - Méthode selon la revendication 1, selon laquelle les données enregistrées comprennent des données sismiques avant addition ( prestack data ).