Brevet FR2768523A1 — publié le 19990319

La présente invention concerne la vibro-sismique et son application à la recherche des pétroles, avec la possibilité que chaque point miroir commun (PMC) soit composé par F traces sismiques individuelles basées chacune sur un vibro-signal différent, le nombre F représentant le degré de couverture multiple. Traditionnellement, la durée des signaux à émettre est comprise entre 6 et 10 secondes. Après la fin de l'émission de signal l'enregistrement continu d'un temps T égal au temps double de la réflexion la plus profonde intéressante pour l'étude en question. Pour la géologie pétrolière habituellement T= 5 sec. En marquant par fi la fréquence de début de signal et par f2 la fréquence de la fin de signal, deux possibilités sont pratiquées par les procédés actuels: soit fl > t2 soit f2 > fl. Symboliquement, la bande des fréquences d'un signal est marquée par [fl - f2]. Habituellement, la variation des fréquences entre fi et f2 est linéaire et les amplitudes constantes. Parfois, les amplitudes ne sont pas constantes et les variations de fréquence entre fl et f2 ne sont pas linéaires. Pour la géologie pétrolière les fréquences extrêmes sont habituellement de l'ordre de 10 Hz à 80 Hz en fonction des conditions sismo-géologiques de la région à étudier. Traditionnellement, toutes les vibrations d'un point de vibration (PV), et ceci pour tous les PV de profil, font émettre le même vibro-signal. Toutes les vibrations d'un PV sont additionnées donnant lieu à une vibration composée. Après la cross-corrélation par le signal pilote, à chaque nappe de géophone branchée correspond une trace sismique dite individuelle caractérisée par la fonction d'autocorrélation (FAC) du signal émis. Pour faire matérialiser un PMC, les F traces individuelles sont sommées après l'introduction des corrections statiques et dynamiques. La réalisation de plusieurs vibro-signaux différents avec un procédé économique présente un problème important de la vibro-sismique. L'émission d'un nombre élevé de signaux différents présenterait un avantage considérable en ce qui concerne la qualité générale de la section sismique finale, en particulier la qualité de la fonction d'autocorrélation (FAC); possibilité de favoriser des hautes et/ou des basses fréquences et de réaliser plusieurs sections sismiques finales basées sur les différentes bandes des fréquences et/ou sur différentes durées des vibro-signaux émis. Un des procédé actuel est basé sur l'émission de 3 à 4 vibro-signaux qui diffèrent en contenance des fréquences. Le nombre réduit de signaux différents par PV présente une limitation du procédé. m vibro-signaux différents peuvent être réalisés sur un PV en faisant refaire m fois chaque vibration avec différents signaux émis. Le procédé n'est pas économique. D'autres procédés actuels sont destinés à l'atténuation de l'énergie des fantômes créés durant la cross-corrélation des harmoniques par le signal pilote. Le procédé d'invention permet la réalisation pour chaque point miroir commun (PMC) quelques dizaines de vibro-signaux différents; le temps et le système de réalisation d'un point de vibrations (PV) étant les mêmes comme pour les procédés habituels qui font émettre le meme vibro-signal par tous les PV de profils. Pour le procédé d'invention, chacune des F traces individuelles faisant partie d'un PMC est caractérisée par un vibro-signal différent et cross-corrélée par le signal pilote correspondant, donnant lieu à une FAC différente. Après l'introduction des corrections statiques et dynamiques, les traces individuelles sont additionnées suivant des systèmes choisis en fonction des conditions sismo-géologique de la zone à étudier. Le procédé d'invention est applicable pour tous les systèmes habituels de la couverture multiple de terrain, avec le degré de couverture multiple égal à F. Les points de vibrations de profils sont numérotés en ordre numérique à partir de 1. Les F points de vibrations de premier groupe PVn font émettre les signaux Sn respectivement avec (1 En général, les points de vibrations numérotés par PV(kF+n) font émettre les signaux Sn respectivement avec (k > =O) et (1 PV(4F+n); PV(SF+n) et en général PV(kF+n) avec k > =O. La valeur la plus grande du nombre k dépend du nombre total (q) des PV de profil. Les k et n sont des nombres entiers. En général, pour chaque valeur du produit kF les points des vibrations PV(kF+N) font émettre des vibro-signaux Sn respectivement avec (1 A titre d'exemple non limitatif, la fig. 1 fait illustrer les opérations de terrain du procédé d'invention pour un cas simplifié de tir en bout avec F=4; q=8 et le nombre de canaux sismiques de laboratoire égal à 8. Ceci correspond à k"'O et k=l. Une représentation habituelle est utilisée. Pour k=O on a: PV(kF+n) = PVn avec (1 Pour le premier groupe il y a quatre points de vibrations: PV1 , PV2, PV3 et PV4. La première ligne (1) de la fig. l fait illustrer le point de vibrations PV1 qui fait émettre le vibro-signal Si. Les 8 traces individuelles sont marquées par S1. La deuxième ligne (2) fait illustrer le PV2 qui fait émettre le vibro-signal S2. Les 8 traces individuelles sont marquées par S2. Les lignes (3) et (4) font illustrer les PV3 et PV4 et les traces individuelles marquées par S3 et S4 respectivement. Les PV3 et PV4 font émettre les signaux S3 et S4 respectivement. Pour k=1 on a: PV(kF+n) = PV(4+n) avec (1 Pour le deuxième groupe il y a quatre points de vibrations: PV5, PV6, PV7 et PV8. La ligne (5) de la fig. 1 fait illustrer le point de vibrations PV5 qui fait émettre le signal S1 comme le PV1. Les 8 traces individuelles sont marquées par S1. La ligne (6) fait illustrer le PV6 qui fait émettre le signal S2 comme le PV2. Les 8 traces individuelles sont marquées par S2. Les lignes (7) et (8) font illustrer les points PV7 et PVS qui font émettre les signaux S3 et S4 comme les PV3 et PV4 respectivement, les traces individuelles étant marquées par S3 et S4 respectivement. Comme pour les procédés classiques, les colonnes verticales de la fig. 1, symbolisent les traces individuelles appartenant à un PMC. Dans le cas de cet exemple non limitatif, à l'intérieur de la zone de F complet, il existe 10 points miroirs communs marqués par la lettre C. Chacun d'eux comporte quatre traces individuelles basées sur la même série de vibro-signaux Si; S2; S3 et S4 et leurs fonctions d'autocorrélation. En général, pour le degré F, il y a F traces individuelles dans chaque colonne verticale de la zone de F complet. Pour les procédés habituels, toutes les F traces individuelles sont basées sur le même signal S et sa fonction d'autocorrélation (FAC). Pour le procédé d'invention, il y a aussi F traces individuelles. Chacune d'entre elles est basée sur un vibro-signal différent et sa FAC. Comme pour les procédés classiques, au début et à la fin du profil, le degré F programmé n'est que partiellement réalisable. La réalisation d'un point de vibrations est la même comme pour les procédés habituels. Toutes les vibrations d'un PV sont additionnées donnant lieu à une vibration composée pour chaque nappe de géophones branchée. La vibration composée est cross-corrélée par le signal pilote correspondant, ce qui fait une trace individuelle. Toutes les vibrations d'un PV font émettre le même vibro-signal, comme pour les procédés traditionnels. Les vibro-signaux émis Sn avec (1 - en contenance des fréquences, - en fréquence (fl) de début et en fréquence (f2) de la fin de signal, avec deux possibilités: fl > f2 ou f2 > fl. - en amplitude: soit des amplitudes constantes, soit des amplitudes variables. - en variation des fréquences: linéaire ou non-linéaire . - en caractéristique des phases. - en durée des signaux. Certains des signaux Sn peuvent être identiques Le procédé d invention perrnet - l empechement total d'apparition des fantomes créés durant la cross corrélation des harmoniques par le signal pilote, en utilisant plusieurs signaux différents composés d'une seule octave ou une sous-octave. - l'atténuation sensible des bruits de corrélation de la FAC en utilisant plusieurs signaux avec différents bandes de fréquences et/ou différentes durées de signaux. - de favoriser des hautes et/ou des basses fréquences. - de réaliser deux, trois, ou plus, sections sismiques finales basées sur différents signaux émis. A titre d'exemple non limitatif, le cas F=30 est considéré. Les Sn sont émis avec les amplitudes constantes. comme suit: Les 12 des Sn sont émis avec différentes contenances des fréquences et/ou avec différentes durées: - Les S1 et S2 avec 120-lO] et la même durée de 8 secondes. - Les S3 et S l avec [20-101 et la même durée de 4 secondes. - Les Ss et S6 avec [40-201 et la même durée de 8 secondes. - Les S7 et S8 avec [40-201 et la même durée de 4 secondes. - Les S9 et S10 avec [60-30l et la même durée de 8 secondes. - Les Sil et S12 avec 160-301 et la même durée de 4 secondes. Les 18 des Sn sont émis avec la même contenance de fréquences [90-50] et avec différentes durée comme suit - Les S13 S14, S14, S15 et S16 avec la même durée de 5 secondes. - Les S17 518 ; S19 , S20 et S21 avec la même durée de 6 secondes. - Les S22; S23, 524 et S25 avec la même durée de 7 secondes. - Les S26; S27, S28 , S29 et S30 avec la même durée de 8 secondes. S'agissant des vibro-signaux composés d'une seule octave ou d'une sous-octave, les fantômes n'apparaissent pas sur les FAC. A titre d'exemple non limitatif, I'addition des traces individuelles est réalisée de quatre façons différentes correspondant chacune à une section sismique finale. La première section finale est obtenue en faisant sommer toutes les traces individuelles pour chaque PMC. La bande des fréquences couverte est symboliquement marquée par 190-101. Le degré de couverture multiple est égal à F=30. Les hautes fréquences sont favorisées. S'agissant des vibro-signaux de différentes contenances de fréquence et/ou de différentes durées, les bruits de corrélation de la FAC de la trace composée sont sensiblement atténués de façon statistique, car les bruits de corrélation des FAC des traces individuelles ne sont pas en phase, sauf pour les signaux identiques. La deuxième section finale est obtenue en faisant sommer les 18 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences [90-50] et les 4 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences [60-30]. Le degré de couverture multiple est égal à F=22 et la bande des fréquences cumulées [90-30]. La troisième section finale est obtenue en faisant sommer les 18 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences [90-50]. Le degré de couverture multiple est égal à F=18. ta quatrième section finale est obtenue en faisant sommer les 4 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences [20-10], les 4 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences 140-20] et les 4 traces individuelles qui couvrent la bande des fréquences [60-30]. Le degré de couverture multiple est égal à F=12 et la bande des fréquences cumulées [60-10]. L'étude simultanée des quatre sections finales avec différentes bandes de fréquences des vibro-signaux émis présente un avantage considérable pour l'interprétation. Le procédé d'invention est particulièrement destiné à la recherche des pétroles, étant réalisable sur le terrain avec le même équipement et le même personnel comme pour les procédés habituels; le temps de réalisation d'un point de vibrations étant égal à celui des procédés classiques. Le procédé d'invention est applicable pour la réalisation des profils rectilignes classiques, ainsi que pour la sismique à 3 dimensions y compris le cas d'utilisation de plusieurs points de vibrations pour chaque position de dispositif sismographique, situés le long des lignes perpendiculaires au profil ces points des vibrations faisant émettre les vibro-signaux identiques. REVENDICATIONS l) Procédé de vibro-sismique avec un degré de couverture multiple égal à F où les F traces sismiques individuelles font matérialiser un point miroir commun caractérisé en ce que chacune de ces traces individuelles est obtenue en faisant émettre un vibro-signal différent; certaines de ces traces pouvant correspondre aux signaux identiques. 2) Procédé d'invention selon la revendication 1 caractérisé en ce que les points de vibrations de profil sont numérotés en ordre numérique à partir de 1. 3) Procédé d'invention selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le symbole général des points de vibration est PV(kF+n) avec k > =0 à partir de k--O et (1 4) Procédé d'invention selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que pour chaque valeur du produit kF les points de vibrations PV(kF+n) font émettre la même série de signaux Sn respectivement avec (l 5) Procédé d'invention selon l'un quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est applicable pour le profil rectiligne classique ainsi que pour la sismique à 3 dimensions.