Brevet FR2872296A1 — publié le 20051230

PROCEDE DESTINE A AMELIORER LA RESOLUTION SISMIQUE L'invention concerne un procédé dans le domaine de l'exploration pétrolière et le développement pétrolier, en particulier un procédé destiné à améliorer la résolution sismique dans le domaine de l'exploration sismique. L'enregistrement sismique est le résultat enregistré de l'ondelette sismique, qui est produite par l'hypocentre, et le résultat est enregistré après le processus au cours duquel l'ondelette sismique se propage vers le sous-sol et est renvoyée vers le sol lorsqu'elle rencontre la limite de réflexion. La résolution sismique verticale dépend de la fréquence dominante de l'ondelette sismique, qui est affectée par la condition d'excitation et la condition de propagation. Lorsque l'hypocentre de la dynamite sismique est généré, la dispersion d'onde de l'ondelette sismique est améliorée par la quantité de dynamite ou affaiblie par la strate au niveau du point de détonation, donc, la fréquence dominante de l'ondelette sismique sera abaissée. L'atténuation, telle que l'absorption, la diffusion, etc... a lieu au cours du processus de propagation de l'ondelette sismique. L'ondelette sismique continue à s'améliorer avec la distorsion. En particulier, lorsque l'ondelette sismique se propage proche de la surface, Patté- nuation et la dispersion d'onde de l'ondelette sismique sont relativement importantes. La quantité de l'atténuation de chaque mètre proche de la surface est de relativement 500 à 1 000 fois plus élevée que celle de la couche à grande vitesse. L'atténuation de l'onde sismique est différente en raison de la différence d'altitude proche de la surface et de la lithologie de la strate. Il est utile d'améliorer la résolution sismique verticale en utilisant la technologie de traitement, telle que l'acquisition du champ de la présente résolution élevée et de la correction statique, des spectres blancs, une déconvolution d'ondelettes, et un filtrage anti-Q, et analogues. Cependant, la fréquence dominante apparente ne peut pas être suffisante pour les besoins de reconnaissance de la couche mince dans la présente exploration sismique, étant donné qu'elle peut uniquement être améliorée jusqu'aux environs de 60 Hz. Pour surmonter le défaut de l'art antérieur selon lequel la fréquence dominante apparente de l'onde sismique ne peut pas être suffisante pour les besoins de la reconnaissance de la couche mince dans la présente exploration sismique, étant donné qu'elle peut uniquement être améliorée jusqu'aux environ de 60 Hz, un procédé de la présente invention est fourni pour améliorer la résolution sismique. Ce procédé d'amélioration de la résolution sismique peut accroître la fréquence dominante apparente de l'onde sismique jusqu'à 200 Hz et plus, améliorer la résolution sismique 12 13 revets",23900".23992 doc IO juin 2005 - LS verticale, et résoudre le problème selon lequel il est difficile de reconnaître la couche mince dans la présente exploration sismique. Le point de départ de la conception conformément à la présente invention consiste à récupérer l'onde sismique reçue par les données sismiques du sol de l'onde sismique produite par la petite dose de dynamite dans la couche à grande vitesse et l'onde sismique reçue dans la couche à grande vitesse qui est sous la couche à faible vitesse, compenser l'influence de l'onde sismique provoquée par l'atténuation et la dispersion d'ondes de l'onde sismique proche de la surface, donc, envisager le sujet de l'amélioration de la résolution sismique verticale. Selon l'invention, ce procédé comprend essentiellement les étapes consistant à : (1) obtenir l'enregistrement sismique vertical xi(t) proche de la surface en utilisant le procédé de micro-diagraphie des sondages, s'assurer de la profondeur et de la vitesse de la couche à faible vitesse et de la couche à grande vitesse et la caractéristique du spectre de fréquence de l'onde sismique proche de la surface du sol, où xo(t) est la courbe de l'enregistrement sismique vertical proche de la surface du sol lorsque i=0, et indique l'enregistrement sismique des caractéristiques physiques de la surface du sol; et xn(t) est la courbe de l'enregistrement sismique vertical proche de la surface du sol lorsque i=n, n est une certaine profondeur, et indique l'enregistre-ment sismique des caractéristiques physiques de la couche à grande vitesse à une certaine profondeur de niveau de base sous la couche à faible vitesse; (2) séparer l'onde réfléchie virtuelle de xi(t) de la couche à grande vitesse en utilisant un procédé de section sismique vertical, améliorer le rapport signal bruit (SNR) de l'enregistrement sismique de l'onde de trajet direct xn(t) au niveau de la couche à grande vitesse en utilisant un procédé d'empilement de paliers de la section sismique verticale, et fournir la correction statique à l'enregistrement sismique xo(t) ; (3) établir une équation de type à convolution, qui est utilisée lorsque l'onde sismique s'étend proche de la surface, c'est-à-dire xo(t)=xn(t) *s(t), ou Xo(f)= Xn(f) S(f), évaluer l'opérateur de déconvolution proche de la surface: s-'(t)=xn(t)*xo-'(t), ou S-'(f)=Xn(f)*Xo-I(f)' où Xo(f) est la transformée de Fourier de xo(t), Xn(f) est la transformée de Fourier de xn(t), s(t) est l'opérateur de convolution proche de la surface, S(f) est la transformée de Fourier de s(t) ; (4) établir une équation de type à déconvolution de l'enregistrement sismique autour du sol de la micro-diagraphie en utilisant l'opérateur de déconvolution proche de la surface et l'enregistrement sismique du sol, évaluer la haute résolu- tion de l'enregistrement sismique, c'est-à-dire, w(t)=g(t)*s-'(t), ou W(f) -G(f) S-1(f), où g(t) est l'enregistrement sismique du sol, G(f) est la transformée de Fourier de g(t), w(t) est le résultat, qui est compensé lorsque l'onde sismique de la déconvolulion proche de la surface est atténuée, et W(f) est la transformée de Fourier de w(t) ; R Rrecets123900A23992 doc - 10 juin 2005 - 2 (5) fournir l'interprétation géologique et par filtrage passe-bande à l'enre- gistrement sismique avec une haute résolution évaluée. L'enregistrement sismique vertical proche de la surface obtenue par microdiagraphie des sondages à l'étape (1) ci-dessus peut être obtenu en utilisant la micro- diagraphie à double sondage, et peut également être obtenu en utilisant la micro-diagraphie à sondage unique, où l'enregistrement sismique xo(t), qui répond à la caractéristique physique du sol, peut être remplacé par la première onde de rupture dans l'exploration sismique classique. De plus, l'enregistrement sismique vertical proche de la surface à l'étape (1) ci- dessus, qui est obtenu grâce à la micro-diagraphie des sondages, peut adopter la même quantité de dynamite au niveau de différents points d'excitation, et peut également adopter la quantité différente de dynamite au niveau du même point d'excitation. L'onde de trajet directe xr,(t) à l'étape (2) ci-dessus est l'enregistrement d'une certaine profondeur du rapport signal-bruit élevé dans la couche à grande vitesse, où le rapport signal-bruit de l'onde de trajet direct xn(t), qui est amélioré en utilisant le procédé d'empilement de paliers de la section sismique verticale, est celui des valeurs de... xi_2(t), )4_i(t), xn+l(t), xn+2(t)... qui sont corrigées de façon statique par rapport au même temps de l'enregistrement sismique de xn(t) en utilisant la vitesse de la couche à grande vitesse, puis les valeurs de... xn_2(t), xn_i(t), xn+i(t), xn+2(t)... sont empilées pour améliorer le rapport signal-bruit de l'onde de trajet direct xn(t). Dans cette étape, la correction statique pour l'enregistrement sismique dans un puits consiste à enlever la différence du premier temps de rupture entre xo(t) et xn(t). La circonférence de la micro-diagraphie des sondages dans l'étape (4) cidessus est une plage de plusieurs centaines de mètre à plusieurs dizaines de kilomètres. Si le changement de l'altitude du sol ou de la lithologie est important, cette plage est faible; si le changement de l'aptitude ou de la lithologie est faible, cette plage peut être très importante. L'opérateur de déconvolution proche de la surface entre les microdiagraphies des sondages peut être obtenu par interpolation. De plus, l'enregistrement sismique du sol g(t) à l'étape (4) peut être l'enregistrement sismique de l'exploration sismique soit à terre soit en mer. Ledit enregistre-ment sismique du sol est représenté comme l'enregistrement sismique de la sonde de démodulation des données sismiques du sol, ou le résultat qui était corrigé de façon statique par l'enregistrement sismique de la sonde de démodulation. Il peut s'agir de l'enregistrement de la section sismique soit avant que le niveau de l'enregistrement sismique du sol ne soit empilé ou ne migre. Les procédés de traitement habituels, tels qu'une correction de l'obliquité, par empilement et une migration, peuvent avoir lieu après que le procédé destiné à améliorer la résolution sismique a été appliqué. RVBrevets\23900,23992 doc 10 jmn 2005 - 3 A L'expression de l'interprétation géologique à l'étape (5) ci-dessus est l'interprétation structurelle, la stratigraphie à séquence lithologique, la prévision de roche réservoir, la détection sismique de pétrole, et ainsi de suite, qui sont dans le domaine de développement de l'exploration pétrolière. Cette invention a les effets utiles suivants: étant donné que l'immense atténuation et la dispersion d'ondes de l'onde sismique proche de la surface du sol peuvent être compensées en utilisant ce procédé, la durée de l'onde sismique peut être forte-ment raccourcie. La fréquence dominante apparente des données sismiques peut atteindre 200 Hz et plus, ce qui accroît fortement la résolution sismique verticale, et résout le problème selon lequel il est difficile de reconnaître la couche mince lors de la présente exploration sismique, et donne de l'importance à l'interprétation structurelle, la stratigraphie à séquence lithologique, la prévision de roche réservoir, la détection sismique de pétrole et ainsi de suite, qui sont dans le domaine du développement de l'exploration pétrolière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins. La figure 1 est le diagramme de l'enregistrement sismique vertical obtenu conformément à la présente invention. La figure 2 est le diagramme de la section sismique migrée obtenue conformé- ment à la présente invention. La figure 3 est le diagramme de la section sismique migrée obtenue conformé-ment à l'art antérieur. Selon la description ci-dessus sur le contexte de la présente invention et l'expli- cation supplémentaire ci-après de l'exemple, l'homme du métier peut envisager l'objet de la présente invention. Cependant, cet exemple n'est qu'une partie de la présente invention, et ne peut pas limiter la plage de protection de la présente invention. L'objet de l'exemple suivant consiste à améliorer la résolution sismique par ladite résolution sismique verticale de la section sismique, qui est obtenue en adoptant le principe de la présente invention, afin de montrer des améliorations réelles bien supérieures à la section sismique habituelle. Selon l'étape (1) dudit procédé de la présente invention, l'enregistrement sismique vertical xi(t) est obtenu proche de la surface dans la zone S en utilisant la micro- diagraphie à double diagraphie, qui est représentée sur la figure 1. La distance entre les deux diagraphies est de 4 m, la profondeur du point d'excitation est entre 0,5 m et 34 ni. La distance entre les points d'excitation est de 1 m, et le nombre total de perforateurs est de 33. La ressource excitée est composée d'un détonateur, la profondeur R 'Rreccts 23900'22492 doc - 10juin 2005 - 4'8 de la diagraphie reçue est de 34 m, et la distance d'adoption du temps enregistré est de 0,25 ms. L'enregistrement excité à 0,5 m est appelé xo(t), l'enregistrement à 10,5 m est appelé x10(t). A partir des résultats mesurés dans cette diagraphie, la profondeur de la couche à faible vitesse est entre 0,5 et 6 m, la vitesse au niveau de la couche à faible vitesse est de 360 m/s, la profondeur de la couche à grande vitesse est supérieure à la plage de 6 à 33 m, et la vitesse de la couche à grande vitesse est de 1 700 m/s, tout ceci étant représenté sur la figure 1. La plage d'énergie dominante de xo(t) est entre 10 et 200 Hz, et la plage d'énergie dominante de xlo(t) est entre 30 et 1 400 Hz, lesquelles sont obtenues à partir de l'analyse spectrale du résultat mesuré. Selon l'étape (2) dudit procédé de la présente invention, l'onde virtuelle réflé- chie est séparée de xl(t) en utilisant le procédé de la section sismique verticale. Selon l'étape (2) dudit procédé de la présente invention, x8(t), x9(t), x11(t), x12(1) peuvent être corrigés par rapport au même temps que xlo(t) en utilisant le procédé d'empilement de paliers de la section sismique verticale. Le rapport signal-bruit de l'onde de trajet xlo(t) au niveau de la profondeur de 10 m de la diagraphie peut être amélioré par cinq empilements. xo(t)peut être corrigé par rapport au même temps que xlo(t), xo(t)=xo(t-20). Selon l'étape (3) dudit procédé de la présente invention, une équation de type à convolution: Xo(f)= X10(f) S(f) est établi, laquelle équation est utilisée lorsque l'onde sismique de la micro-diagraphie des sondages se propage proche de la surface. L'opérateur de déconvolution proche de la surface: S-1(f)= X10(f) Xo-1(f) est évalué (rééchantillonnage de xo(t) et de x10(t) avant la transformée de Fourier de X10(f) et de X10(f), l'intervalle d'échantillonnage est de 1 ms, et les points d'échantillonnage totaux sont de 70). Selon l'étape (4) dudit procédé de la présente invention, une équation de type à déconvolution de l'enregistrement de la section migrée est établie, laquelle équation est utilisée pour le profil sismique sur la ligne SX autour du sol de la micro-diagraphie des sondages, en utilisant l'opérateur de déconvolution proche de la surface et l'enregistrement sismique du sol. La haute résolution de l'enregistrement sismique de l'enregistrement de la section migrée pour le profil à réfraction sismique sur la ligne SX et évaluée, W(f)=G(f) S-1(f). G(f) est la transformée de Fourier du profil à réfraction sismique sur la ligne SX g(f), et l'intervalle d'échantillonnage du temps de g(f) est de 1 ms. Le résultat w(t), qui a été compensé par l'atténuation et la dispersion d'onde de l'onde sismique de déconvolution proche de la surface, est obtenu par la transformée inverse de Fourier. Le résultat, qui reflète différentes propriétés géologi- ques, est obtenu par le filtrage passe-bande. L'énorme atténuation et la dispersion d'onde de l'onde sismique proche de la surface du sol peuvent être compensées après que ce procédé a été appliqué. La durée R.Brevets.23900A23992. doc - IO juin 2005 - 5"0 de l'ondelette sismique est fortement raccourcie. La fréquence dominante apparente de la section sismique SX classique g(t) peut atteindre 240 Hz, ce qui est représenté sur la figure 2. Cependant, la fréquence dominante apparente de la section sismique SX classique est uniquement de 55 Hz, ce qui est représenté sur la figure 3. Les données représentées sur la figure 2 s'adaptent bien mieux aux données antérieures de l'exploration. Donc, ce procédé peut améliorer fortement la résolution, et résoudre le problème selon lequel il est difficile de reconnaître la couche mince grâce à la présente exploration sismique. Lorsque ce procédé est mis en oeuvre, les caractéristiques structurelles sur la section, telles qu'une phase, un pli, etc., sont évidentes, les phénomènes de la stratigraphie à séquence lithologique, tels qu'un phénomène supérieur, de progradation, d'évent, etc., sont manifestes, et il a une importance sur la prévision de roche de réservoir sismique, la détection pétrolière sismique, etc... Il est à noter que le présent intervalle d'échantillonnage des données sismiques superficielles est uniquement de 1 ms. Selon le théorème de Nyquist, la plus grande largeur de fréquence, qui peut être enregistrée est 500 Hz. L'effet de la section sismique, dans laquelle la fréquence dominante obtenue dans le présent exemple peut atteindre 240 Hz, est important. S'il est nécessaire que la résolution sismique soit davantage améliorée, il faudra améliorer l'intervalle d'échantillonnage des données sismiques du sol jusqu'à 0,5 ms, 0,25 ms. R.A6rcvets\23900_23992 doc - 10 juin 2005 - 6B REVENDICATION 1. Procédé destiné à améliorer la résolution sismique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : (1) obtenir l'enregistrement sismique vertical xi(t) proche de la surface du sol en utilisant le procédé de micro-diagraphie des sondages, fournissant la profondeur et de la vitesse de la couche à faible vitesse et de la couche à grande vitesse et la caractéristique du spectre de fréquence de l'onde sismique proche de la surface du sol, où xo(t) est la courbe de l'enregistrement sismique vertical proche de la surface du sol lorsque i=0, et indique l'enregistrement sismique des caractéristiques physiques de la surface du sol; et xn(t) est la courbe de l'enregistrement sismique vertical proche de la surface du sol lorsque i=n, n est une certaine profondeur, et indique l'enregistrement sismique des caractéristiques physiques de la couche à grande vitesse à une certaine profondeur de niveau de base sous la couche à faible vitesse; (2) séparer l'onde réfléchie virtuelle de xi(t) de la couche à grande vitesse en utilisant un procédé de section sismique vertical, améliorer le rapport signal bruit (SNR) de l'enregistrement sismique de l'onde de trajet direct Xd(t) au niveau de la couche à grande vitesse en utilisant un procédé d'empilement de paliers de la section sismique verticale, et fournir la correction statique à l'enregistrement sismique xo(t) ; (3) établir une équation de type à convolution, qui est utilisée lorsque l'onde sismique s'étend proche de la surface, c'est-à-dire xo(t)=xn(t) *s(t), ou Xo(f)= Xn(f) S(f), évaluer l'opérateur de déconvolution proche de la surface: s-'(t)=xn(t)*xo-l(t), ou S-l(f)=Xn(f)*Xo-'(f)' où Xo(f) est la transformée de Fourier de xo(t), Xn(f) est la transformée de Fourier de xn(t), s(t) est l'opérateur de convolution 25 proche de la surface, S(f) est la transformée de Fourier de s(t) ; (4) établir une équation de type à déconvolution de l'enregistrement sismique autour du sol de la micro-diagraphie en utilisant l'opérateur de déconvolution proche de la surface et l'enregistrement sismique du sol, évaluer la haute résolution de l'enregistrement sismique, c'est-à-dire, w(t)=g(t)*s-'(t), ou W(f)-G(f) S-'(f), où g(t) est l'enregistrement sismique du sol, G(f) est la transformée de Fourier de g(t), w(t) est le résultat, qui est compensé lorsque l'onde sismique de la déconvolution proche de la surface est atténuée, et W(f) est la transformée de Fourier de w(t) ; (5) fournir l'interprétation géologique et par filtrage passe-bande à l'enregistrement sismique avec une haute résolution évaluée. R reocr, 23900"_3992 doc - 10 juin 2005 - 7/8