Brevet FR2747794A1 — publié le 19971024

La présente invention concerne la sismique réflexion terrestre et la réalisation sur le terrain de petites distances entre des points miroirs souterrains d'une façon plus économique que c'est le cas de procédés actuels; I'attenuation des réflexions multiples durant la sommation des traces correspondant a un point miroir commun étant aussi plus efficace, ainsi que les analyses de vitesses. Les procédés actuels de la sismique réflexion terrestre en couverture multiple, utilisant d'explosives, des vibrateurs ou d'autres sources d'énergie et appliqués à la recherche du pétrole, du charbon ou aux autres travaux industriels ou scentiphiques, consistent habituellement à effectuer des points de tir ou de vibrations (généralement indiqués par PT) sur les intervalles D le long des profils rectilignes classiques ou en sismique à 3 dimensions; la distance entre des nappes de géophones (NG) implantées étant égale à L. Les dispositives sismographiques habituellement utilisés sont tir en bout ou tir au centre avec les PT et les NG alignés le long de profil, avec une fenêtre f entre le PT et les NG les plus proches branchées. La distance entre le PT et la NG la plus éloignée branchée est marquée par . Egalement, três souvant pour le tir en bout, ainsi que pour un tir au centre, le PT se trouve au milieu entre deux NG voisines implantées ou au niveau d'une NG implantée. Le nombre de cannaux sismiques utilisés par laboratoire étant indiqué par T, le PT avec T des NG branchées, fait engendrer T de points miroirs souterrains (PM) sur les intervalles l=L/2 à l'exemption de voisinage de PT pour tir au centre avec une f > L/2. Pour les procédés actuels la distance D entre les PT voisins peut-être égale à L ou présenter un multiple entier de L: o = kL = 2ke 1 k = D/ étant un nombre entier avec k > 1. Le degré de couverture multiple (F) est determiné en fonction des valeurs T et k par la formule classique: F= 2 2k La valeur F doit être un nombre entier ce qui implique que k doit être un diviseur entier de T/2, , ainsi que la F. Dans le cas où les conditions, sismo-géologiques, les objectives et/ou le relief exigent que e soit petite, il faut pour les procédés actuels accepter une L = 2 e également petite; la D dépendra de la F desirée. La X sera aussi relativement petite. La petite valeur de L se traduit par un nombre total des NG implantées le long de profil, relativement grand, ce qui se traduit par une mise en oevre sensiblement alourdie. Une # relativement petite se repercute par une attenuation moins efficace de réflexions multiples durant la sommation des traces correspodant à un PM commun et de moins bonnes analyses de vitesses. Le procédé d'invention permet de faire realiser une L = 2 n e ou n présente un nombre entier avec n > 1. Les procédés actuels présentent un cas special de procédé d'invention pour n=1. La F est choisie de même façon comme pour les procédés actuels, en fonction de la qualité desirée de la section sismique finale et des conditions réeles de la région en question. En adoptant une F et une e desirées, la distance entre les NG implantées sera L = 2ne = n L et la distance entre PT sera D' = kL = knL = nD. La valeur est déterminée sur la base de la relation (2) compte tenu que les F et k doivent être des nombres entiers et diviseurs entiers de TS comme pour les procédés actuels: k=T/2F=D'/L' Le nombre n est choisi de façon que la # ne soit pas trop grande compte tenu de rapport signal sur bruit. En augmentant la La L'=nL et la O à D'=nD la valeur k reste inchangée: k = D'/L' = nD/nL = D/L 1A La F reste aussi inchangée (relation 2) compte tenu que le nombre T est le même. La e augmenterait aussi de e à ne, mais le procédé d'invention permet que la e choisie reste inchangée. Le nombre de PT definissant la F choisie diminue n fois car la O augmente n fois avec une légére variation possible en fonction de la longueur totale de profil. Ces PT se trouvant sur les intervalles O' = n D peuvent être appelés des points de tir ou de vibrations principaux et indiqués par une simple Pm pour être distingués de points de tir ou de vibrations dans le sens général (PT). Le procédé d'invention consiste à faire associer à chaque point principal (n-1) des points de tir ou de vibrations dits satellites (S) sur les intervalles constantes d = L = 2e dans le sens d'avancement de profil (fig.1), tout en gardant inchangées les valeurs L'; O'; e et F précédemment adoptées; les # et f, pouvant être légérement modifiées pour les S. Les S sont implantés le long de profil ou parallelement au profil dans le cas special de tirs déportés. Dans ce dernier cas, la définition de fenêtre (f) change. La f présente la distance entre deux NG branchées voisines les plus proches au Pm. Pour le procédé d'invention la f ainsi définie est égale à L, comme pour le reste de dispositif sismographique. Ceci concerne le tir au centre et le tir assymétrique. Pour le tir en bout, c'est toujours le cas; la distance entre deux NG branchées voisines est égale à L pour le dispositif sismographique entier. La fig.1 représente le schéma des positions de PT principaux (P1...Pm...Pj) et le PT satellites correspodant: S11 ; S21. . S(n-1)1 pour P1 S1m ; S2m. . S(n-1)m pour Pm S1j ; S2j. . S(n-1)j pour Pj Le Pm présente le cas général avec I # m # j où j indique le nombre total des Pm sur le profil. En général les S appartenant au Pm sont marqués par S1; Sm2 . S(n-1)m. La distance entre les S voisins est égale à d=2l. La distance entre Pm et ST est aussi égale à d=2l . La distance entre Pm et S(n-1)m est égale à (L- d) - (fig.1). La L' représente la distance entre deux NG implantées voisines. Les points S sont de PT qui existeraient dans le cas d'application de procédés actuels ( L = 2 e. Les PT se trouvant sur les intervalles D'=nD pour les procédés actuels restent sur les mêmes possitions et deviennent des points principaux (Pm) pour le procédé d'invention. Les autres PT changent leures positions et deviennent des points satellites (S). Uniquement, dans le cas k=1 les S restent sur les mêmes positions comme pour les procédé actuels, car dans ce cas: d=2l=L=D. Tous les PT se trouvant entre deux points principaux voisins Pm et P(m+1) sont, pour les procédés actuels, situés sur les intervalles D. Pour le procédé d'invention ces PT se trouvent aussi entre les points Pm et P(m+1) mais stués sur les intervalles d=2t à compté du point Pm. Pour les procédés actuels, ainsi que pour le procédé d'invention Il-y-a toujours (n-1) des PT entre Pm et P(m+1), avec 1# m m # #(j-1). La fig.2 représente à titre d'exemple non limitatif une comparaison entre les procédés actuels et le procédé d'invention en ce qui concerne les positions des PT et des NG le long de profil pour le cas n=4 et k=2. II s'agit de l'illustration d'une portion de profil. Le PT sont situés au niveau des NG implantées. Dans la partie haute de la figure sont présenteés les nappes de géophones (NG) implanteés sur les distances L, avec les points de tir ou de vibrations [PT et Pm; P(m+1); P(m+2) et P(m+3)] sur les distances constantes D = 2L, ce qui correspond à la situation des procédés actuels. Pour le procédé d'invention les distances entre les NG implantés sont égales a = = 4L. Les distances entre PT principaux [Pm; P(m+1); P(m+2) et P(m+3)] sont égales à D' = 40. Dans la partie basse de la figure 2, qui correspond au procédé d'invention [L'=nL=2nl pour n=4] sont également présentés les points principaux [Pm; P(m+1); P(m+2) et P(m+3) ] qui ne changent pas leures positions et se trouvent sur les intervalles D =2L =4D. Les autres PT changent leures positions et deviennent les PT satellites (S1; S2; S3) situés sur les intervalles d=L=2t à partir du point principal qui les suit. Les S1m; S2m; S3m appartiennent au Pm Les S1(m+1); S2(m+1); S3(m+1) appartiennent au P(m+1). Les S1(m+2); S2(m+2); S3(m+2) appartiennent au P(m+2). Les nappes de géophones implantées (NG) sont situées sur les intervalles L'=4L=8l. Pour les procédés actuels, le nombre total des PT sur le profil peut-etre marque par q. Pour le procédé d'invention, le nombre total de points principaux (Pm) est égal à . A chaque Pm il faut ajouter (n-1) de points S. Le nombre total de S sur le profil sera q/n(n - 1) Le nombre total de I' ensemble (Pm + S) est égal à q/n + q/n (n - 1) = q Le nombre total de points de tir ou de vibrations sur le profil, est le même pour les procédés actuels comme pour le procédé d' invention, avec une légére variation possible en fonction de la longueur totale de profil. Pour le procédé d' invention la L' est n fois plus grande pour la même e par rapport à la L des procédés actuels. Le nombre total de NG sur le profil est n fois environ plus petit, ce qui se répercute par une meilleure productivité du procédé d'invention. Le procédé d'invention est basée sur le fait que l'ensemble de tous les points (Pm+S) fait engendrer des PM sur les intervalles égale à e Le nombre total des Pm sur le profil étant marqué par j, L'ensemble de ces Pm (I' ENPm) sera: m étant un nombre entier I L' ensemble de points S appartenant à un Pm peut-être indiqué par l'ENsm: Avec, I L'ensemble de tous les points S existant sur le profil peut-être marqué par I'ENS: + [S12 + S22 + .... + St2 + .... + S(n-1)2 ] + + [S1m + S2m + .... + Stm + .... + S(n-1)m ] + .. 5 + [S1j + S2j + .... + Stj + .... + S(n-1)j ] Les rélations 4 et 5 sont de la forme générale. En particulier pour n=2 il existe un seul terme (S1m); pour n=3 deux termes (ST et S m2 ); pour n=4 trois termes ( S1m S2m et S3m). Tous les points S1m sont avancés par rapport aux Pm de la distance d (Fig.1) égale à d = L'/n=2l=L. Les points S2m sont avancés par rapport aux ST de la même distance d=2l. En général, chaque point Stm est avancé par rapport à S(t-1)m de la même distance d, c'est a'dire que: PmS1m = S1mS2m = S2mS3m = S(t-1)mStm = d = 2l avec t=(n-1) et n > 4 pour le terme S(t-1)m Stm. Le premier PT à tirer ou vibrer est le P1 (fig.1). Lorsque un point Pm avance de la distance D' les NG branchées avancent aussi de la même distance D' Les tirs ou les vibrations sont effectués par l'ordre suivante: P1; S11. ..S(n-1)1 ; P2; S12 . ..S(n-1)2 , .Pm;S1m. .S(n-1)m , ..Pj; S1J ..S(n-1)j Lorsque les Stm [î # t c (n-1)] appartenant a un Pm sont tirés ou vibrés les NG branchées restent sur les mêmes positions comme pour le Pm. Pour le tir en bout où le PT suit les NG ainsi que pour le demi-dispositif de tir au centre qui précéde le PT, la valeur # diminue pour les points S. Pour le demidispositif de tir au centre qui suit le PT cette valeur augmente. La même chose pour le tir en bout dans le cas où le PT précéde les NG. Ces modifications de # sont toujours inférieures par rapport à la distance L'. L'ensemble (relation 3) fait engendrer le long de profil une couverture multiple F avec les PM situés sur les intervalles Ly; à l'exemption de debut et de la fin de profil où la F n'est pas complête. La même chose comme pour les procédés actuels. La fig. 3 représente l'illustration d'un PT principal (Pm) avec une fénêtre f entre le Pm et la nappe de géophones la plus proche branchée (NG1). Les autres NG branchées (NG2 : NG3 ...) sont situées sur les intervalles L. Ceci schématise soit le dispositif entier de tir en bout dans le cas où le PT suit les NG, soit le demi-dispositif de tir au centre qui précéde le PT. Les PT satellites correspodant au Pm (S1m; S2m ...) sont situés sur les distances d= 2e. Pour le ST la f diminue et devient fî = f-d. Pour le 5m2 la f devient f2 = f-2d. En général, pour Stm on a ft = f-td. Pour le demi-dispositif de tir au centre qui suit le PT, la f augmente à ft' = f+td , la meme chose pour le tir en bout dans le cas où le PT précéde les NG. Ces modifications de la f sont toujours inferieures par rapport à la L', car td = (n - 1)L/n = L' - L/n = L' - d compte tenu que t maximal est égal à (n-1) et que d = L'/n (fig. 1). Ceci implique que les modifications de # sont aussi inférieures par rapport à la distance L'. La distance entre le point S(n-1)m 1 ) et la NG la plus proche branchée étant égale à f(n-1)= f-(n-1)d, doit étre sufisement grande pour que les bruits superficiels provoqués par le PT ne soient pas trop énergetiques pour les NG les plus proches branchées. Ceci varie d'une zone à l'autre et dépend aussi de type de source d'énergie, comme pour les procédés actuels, et peut-etre reglé par le choix de la f. Les points miroirs (PM) communs engendrés par l'ensemble de tous les Pm de profil (relation 3) sont présentés sur la ligne 1 de la partie basse de la figure 3. Cette ligne est marquée par "PM de #Pm" Le premier point miroir (PM1) est situé sur la distance f/2 entre ie Pm et la NG1. Les autres PM (PM2;PM3;PM4;PM5 ...) sont situés sur les intervales L 2 Les PM communs engendrés par l'ensemble de tous les premiers points satellites (S1m) de profil marqué par I' ENS1m: sont présentés sur la ligne 2 de la figure 3 marquée par "PM de La distance entre le ST et la NG1 étant égale à f1 = f-d (fig 3), le premier point miroir correspodant (PM11) est situé sur la moitie de la distance f1 entre S1m et NG1: f1 = f - d = f - l 2 2 2 2 Les autres PM (PM21; PM13; PM41; PM5 ...) de la ligne 2, sont situés sur la intervalles L'/2. La serie des PM de la ligne 2 est avancée par rapport à la serie des PM de la ligne 1, d'une distance égale à e. Les PM communs engendrés par l'ensemble de tous les secondes points satellites (S2m) de profil marqué par I' ENS2m: sont présentés sur la ligne 3 marquée par "PM de La distance entre le S2m et la NG1 étant égale à f2 = f-2d, le premier point miroir correspodant (PM12) est situé sur la motié de la distance f2 entre 5m2 et NG1: f2 = f 2d f 2 2 2 2 Les autres PM (PM2; PM23; PM42; PM52 ...) sont situés sur les intervalles L'2. La serie des PM de la ligne 3 est avancée par rapport à la serie des PM de la ligne 2 d'une distance égale à l. c'est à dire d'une distance égale à 2l par rapport à la serie des PM engendrée par l'ensemble (ligne 1). A titre d'exemple non limitatif, la figure 3 fait illustrer le cas n = 3 et f = (3L')2 = 1,5L'. Le Pm est situé au milieu entre deux NG voisines implantées. La dérniére ligne (ligne 4) de la figure marquée par "PM de représente les points miroirs (PM) communs engendrés par l'ensemble de tous les PT de profil. La distance entre les PM est égale à e et la F est complête sauf pour le début et la fin de profil, comme pour les procédés actuels. La figure 3 représente un seul point principal Pm et ses points satelites ST et S2 pour n = 3. Compte tenu que 1 s m En géneral, pour la serie des PM engendrée par l'ensemble de tous les t points satellites (Stm) de profil marqué par l'ENStm[1#t#(n-1)]: la distance entre le Stm et la NG la plus proche branchée pour le tir en bout ou le PT suit les NG et pour le demi-dispositif de tir au centre qui précéde le PT, étant égale à ft = f-td, le PM le plus proche par rapport à Stm est situé sur la motié de la distance ft: ft = f - td = f - tl. 2 2 2 2 Pour le demi-dispositif de tir au centre qui suit le PT cette distance est égale à ft'/2 = f/2 + td/2 = f/2 + tl. ..8A La même chose comme pour le tir en bout, dans le cas où le PT précéde les NG. Les autres PM se trouvent sur les intervalles L'2. La distance entre les PM centraux dans le cas de tir au centre est égale à (f - tl) + (f + tl) = f 2 2 Ceci est valable pour tous les Stem. Pour un tir assymétrique il s'agit de la distance entre deux PM voisins les plus proches au Sm considéré. Ces considerations sont valables pour le tir au centre ainsi que pour le tir en bout et un tir assymétrique avec une fénetre f > L'2 où les PT en les NG sont alignés le long de profil. Pour le procédé d'invention une telle f > L'2 est toujours employée, le Prn étant situé au milieu entre deux NG voisines implantées avec une f égale à 1,5L'; 2,5L'; 3,5L'.. ou au niveau d'une NG implantée avec une f égale à L'; 2L'; 3L' . habituellement utilisée par les procédés actuels, aussi. Pour le procédé d'invention le cas f=L4 avec les Pm situés au milieu entre deux NG voisines implantées et branchées n'est pas employé à cause des ondes superficielles trop fortes. La même chose comme pour les procédés actuels avec f=L/2. Comme pour les procédés actuels la ligne des PT est légérement éloignée de la ligne des NG pour éviter l'endommagement éventuel des géophones et des cables les plus proches. La figure 4 représente l'illustration d'une portion de profil constituée de quatre PT principaux [P(m-1);Pm;P(m+1) et P(m+2)] et leurs PT satellites [S1;S2.. S(n-1)] correspondant. La distance entre PT principaux voisins est égale à O'. Pour le P(m+2) les S ne sont pas presentés. A titre d'exemple non limitatif de la figure 4, la valeur m est limitée entre m=2 et m=(j-2) avec j > 4. La distance entre S1(m+1) et S1m est aussi égale à D', comme la distance entre srm et s1(m-1) La même chose pour la distance entre S2m+1) et 52m ainsi qu'entre S2m et S2(m-1). Pour S(n-1)(m+1) et S(n-1)m aussi qu'entre S(n-1)m et(n-1)(m-1) la distance est également égale à D' En général, pour 2 #m# j la distance D' entre P(m-1) et Prn est égale à la distance entre St(m-1) et Stm[1#t#(n-1)]: P(m-1)Pm = S1(m-1)S1m = S2(m-1)S2m = St(m-1)Stm = S(n-1)(m-1) S(n-1)m = D' La couverture multiple F engendrée par l'ensemble (relation 3) avec les PM sur intervalles L2 le long de profil est également engendrée par les ensembles ENS';' (relation 6) et ENS2m (relation 6A) et en général par chacun des ensembles ENS';' (relation 7). Le nombre des ensembles ENS';' est égal à (n-1) compte tenu que 1 StS(n-I). En particulier il est à noter que avec 2 s t s (n-1). Etant donné que la valeur D' ainsi que la valeur L' sont les mêmes pour l'ensemble ENPm (relation 3) et pour tous les ensembles ENStm (relation 7), les valeurs k et F (relations 2 et 1A) sont aussi respectivement les mêmes pour tous ces ensembles, puisque le nombre de cannaux sismiques (T) est également constant. Les NG branchées correspondant aux points satellites Su appartenant au P m sont avancées par rapport à celles correspondant aux points St(m-1) appartenant au P(m 1X, de la distance D', avec 2 La serie des PM engendrée par I' ENS1m (relation 6) est avancée par rapport à la serie des PM engendrée par l' ENP m (relation 3) de la distance l égale à l = d/2 = L'/2n et en général, la serie des PM engendrée par I' ENS';' (relation 7) est avancée par rapport à la serie des PM engendrée par I' ENS(t-1)m (relation 7A) de la même distance e. L' ensemble de tous les PT existant sur le profil L' ENPm + L' ENs (relations 3 et 5) fait engendrer le long de profil une couverture multiple F précédement adoptée, pour la zone de couverture multiple complête. La distance entre les PM voisins est égale å e, ceci étant illustré par la figure 3 pour le cas special n = 3, mais valable pour n' import quel n car entre les PM voisins engendrés par l'ensemble ENP m sur les intervalles L'/2 = - 2nl/2 = nl il y a toujours (n-1) des PM engendrés par les ensembles ENStm (relation 7) et situés sur les intervalles constants e, le nombre de ces intervalles étant égal à (nl)/l = n. Le procédé d' invention permêt une productivité sensiblement meilleure, une attenuation de réflexions multiples durant la sommation de traces correspondant à un PM commun plus efficace, ainsi que de meilleures analyses de vitesses qui c'est le cas des procédés actuels. Le procédé d' invention est réalisable sur le terrain avec le même equipement et le même personnel comme pour les procédés actuels. Le procédé d'invention est destinée surtout aux travaux sismiques pour la recherche du pétrole qui imposent une réalisation de petites distances entre des PM, c'est à dire une résolution horizontalle prononcée. En général, le procédé d' invention peut-être appliquée dans tous les cas ou l'augmentation de L = 2 e à L = 2nl ne se traduit pas par une x trop grande compte tenu de rapport signal sur bruit. Ceci est évalué de même façon comme pour les procédés actuels. Le processing est le même comme pour les méthodes actuelles, il faut appliquer des programmes de routine et si besoin est des programmes speciaux. Le procédé d'invetion est également applicable à la sismique à 3 dimensions pour laquelle R lignes des NG sont implantées parallelement au profil. En utilisant T cannaux sismiques chacune de ces lignes est composé pour un PT de T des NG R branchées. La réalisation de L = 2ne et D = 2kne avec des S situés sur les intervalles d = 2t å partir de leur Pm parallelement au profil, est identique à celui de profil classique rectiligne avec une seule ligne des NG. Ces D' présentent également les distances entre les lignes des Pm implantés perpendiculairement au profil dans le cas d' utilisation de plusieurs Pm pour chaque position de dispositif sismographique. Le procédé d'invention est en particlier économique pour la sismique à 3 dimensions. A titre d'exemple non limitatif, en prenant n=R une x comparable avec celle de profil rectiligne classique peut être réalisée avec les mêmes valeurs de T, F et e. Pour le profil rectiligne classique et T=120, il-y-a 119 intervalles entre des NG branchées correspondant à un Pm d'un tir en bout. A ceci, il faut ajouter la distance f. Pour R=4 on a T/R = 12 = 30, c'est à dire 29 intervalles. Avec n=R=4 ça fait 29-4=116 intervalles et la même distance f. Comme pour les profils rectilignes classiques, une k plus longue se traduit par les analyses des vitesses et l'attenuation des réflexions multiples plus efficaces. REVENDICATIONS 1) Procédé de sismique réflexion caractérisé en ce que les distances (L) entre des nappes de géophones (NG) implanées et les distances (D) entre des points de tir (PT) augmentent n fois et deviennent L'=nL et 0'=nu respectivement avec n > l; les points de tir (PT) avec D'=nD étant des points de tir principaux (Pm); les distances (t) entre points miroirs souterrains (PM) restant inchangées, ainsi que le degré de couverture multiple (F). 2) Procédé selon la revendication 1, réalisé avec les PT et les NG alignés le long de profil, caractérisé en ce que la distance (f) entre le Pm et les NG les plus proches branchées est définie par la relation f > L,,4 pour le tir au centre, le tir en bout et le tir assymétrique; les Pm étant situés au milieu entre deux NG voisines implantées ou au niveau d'une NG implantée. 3) Procédé selon la revendication 1, et la revendication 2, caractérisé en ce qu' à chaque point de tir principal (Pm) sont associés (n-l) des points de tir satellites (S) situés sur les intervalles constantes d - L7 à partir de leur Pm dans le sens d'avancement de profil. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lorsque un point principal (Pm) avance de la distance D' les nappes de géophones (NG) branchées avancent aussi de la même distance D'. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lorsque les points de tir satellites (S) sont tirés ou vibrés, les nappes de géophones (NG) branchées restent sur les mêmes positions comme pour le point de tir principal (Pm) à lequel ils appartiennent. 6) Procédé selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 3 à 5 réalisé en tir deporté avec le tir au centre ou le tir assymétrique, caractérisé en ce que la distance entre deux NG voisines branchées les plus proches au Pm est égale à L' comme pour le reste de dispositif sismographique; pour le tir en bout ceci étant toujours le cas. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est applicable au profil rectiligne classique ainsi qu' à la sismique à 3 dimensions.