Brevet FR3054890A1 — publié le 20180209

CONTROLE DE LA POSITION HORIZONTALE D'UN CABLE SISMIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de la prospection sismique en milieu aquatique (marin ou lacustre). ARRIERE-PLAN La prospection sismique en milieu aquatique est réalisée de manière classique en plaçant un ensemble de câbles sismiques parallèles submergés qui portent une pluralité de capteurs (hydrophones ou combinaisons d'hydrophones et de géophones) espacés le long du câble, l'ensemble de câbles étant tracté par un navire sismique. Une source capable de créer une onde acoustique dans le milieu, généralement sous forme d'un ensemble de canons à air, est tractée par le navire sismique à une distance des câbles sismiques. L'onde ainsi formée se propage vers le fond de l'eau, puis sur le sous-sol sous-jacent, ce qui cause des réflexions au niveau des interfaces entre les couches géologiques qui forment le sous-sol qui sont recueillies par lesdits capteurs submergés. Toutes ces informations sont ensuite traitées pour produire une image en trois dimensions (3D) des différentes couches géologiques du sous-sol qui est généralement utilisée pour déterminer la présence de réservoirs d'hydrocarbures. Le document FR2940838A1 divulgue une technique de prospection sismique dans laquelle un ensemble de câbles sismiques parallèles submergés, de flottabilité neutre, est positionné entre deux eaux et chaque câble est relié à chacune de ses deux extrémités à des navires autonomes d'enregistrement respectifs (ci-dessous "RAV", de l'anglais « Recording Autonomous Vessel »), parfois appelés "drones", et est soumis à des tensions exercées en sens opposés à ses extrémités par les RAV si bien que les câbles peuvent être maintenus en position stationnaire ou quasi stationnaire pendant l'acquisition des signaux sismiques. Différents aspects liés à cette technique ont été divulgués dans les documents FR2945356A1, FR2961317A1 et FR2990028A1. La technique divulguée dans le document FR2940838A1 permet, en plus d'autres avantages présentés dans ce document, une grande flexibilité pour le positionnement des câbles sismiques lorsque l'on compare avec le procédé classique dans lequel la totalité des câbles est tractée par un navire sismique ; elle permet, en particulier, aux câbles d'être positionnés à une profondeur d'eau qui est beaucoup plus grande que la profondeur de l'ordre de 5 à 15 mètres qui est une contrainte du procédé classique mentionné ci-dessus. KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 2 L'objet de la présente invention est un procédé simple à mettre en oeuvre et améliorant la précision du contrôle de la position dans un plan horizontal, c'est-à-dire un plan perpendiculaire par rapport à la verticale dans le référentiel terrestre (ci-après « position horizontale ») d'un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux 5 eaux et maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données. RESUME DE L'INVENTION C'est pourquoi, on fournit un procédé pour contrôler la position horizontale d'un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force 10 sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données par application de forces de sens opposé par les navires de surface sur les extrémités du câble auxquelles ils sont respectivement reliés, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative. Le procédé comprend, en fonction d'un écart observé entre 15 la position du câble sismique et une position horizontale consigne, une correction de la position du câble sismique par un ajustement des forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble sismique, les forces exercées ayant simultanément et chacune une composante axiale et une composante latérale par rapport au câble sismique à au moins un instant de la correction. L'ajustement des forces est fonction d'au moins une 20 mesure de la tension aux deux extrémités du câble sismique et de la direction du câble sismique au moins sensiblement aux deux extrémités du câble sismique. Selon différents exemples, le procédé peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles : l'écart observé entre la position du câble sismique et la position horizontale 25 consigne comprend une succession d'une ou plusieurs valeurs d'écart, l'ajustement des forces comprenant une succession de commandes d'une ou plusieurs paires de forces consignes à exercer respectivement par les câble d'arrivées sur les extrémités du câble sismique, chaque commande de paire de forces consigne étant fonction d'une valeur d'écart respective correspondante ; 30 chaque commande de paire de forces consigne comprend une boucle d'asservissement prenant en entrée au moins une mesure de la tension aux deux KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 3 extrémités du câble sismique et de la direction du câble sismique au moins sensiblement aux deux extrémités du câble sismique ; la mesure de la tension est fournie par un tensiomètre et/ou la mesure de la direction du câble sismique est fournie par un compas ; 5 la boucle d'asservissement de chaque commande de paire de forces consigne reçoit une contribution d'un ensemble de plusieurs composantes de la valeur d'écart respective correspondante, la contribution d'une composante de l'ensemble étant indépendante des contributions des autres composantes ; l'ensemble de plusieurs composantes comprend une composante en ligne, une 10 composante transverse, une composante en courbure, et une composante en direction ; la contribution de chaque composante à la paire de forces consigne dans la boucle d'asservissement est adaptative ; et/ou l'adaptation de la contribution d'une composante à la paire de forces consigne 15 dans la boucle d'asservissement est une fonction de la valeur de la composante, de la valeur du courant déterminée et/ou prédite, d'une valeur d'effort maximal, d'un critère de minimisation énergétique, et/ou d'un critère défini par un utilisateur. On fournit également un procédé de contrôle de la position horizontale d'une flotte 20 de câbles sismiques adaptés à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité de chaque câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité 25 négative. Le procédé de contrôle de la position horizontale de la flotte comprend le contrôle de la position horizontale d'au moins un des câbles sismiques de la flotte selon le procédé ci-dessus. Dans des exemples, le procédé peut comprendre le contrôle de la position horizontale d'au moins un autre câble sismique de la flotte par le maintien d'une distance fixe par rapport à l'au moins un des câbles sismiques de la flotte. 30 On fournit en outre un programme d'ordinateur qui comprend des instructions pour réaliser l'un quelconque ou plusieurs des procédés ci-dessus. Le programme d'ordinateur peut être enregistré sur un support de stockage de données. Le programme d'ordinateur comprend KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 4 des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. L'ordinateur commande, pour un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite 5 extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi- stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, les forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble sismique. On fournit en outre une unité de contrôle comprenant un ordinateur et apte à 10 commander, pour un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif 15 de flottabilité négative, des forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble sismique, l'unité de contrôle comprenant une mémoire ayant enregistré le programme d'ordinateur ci-dessus. On fournit en outre un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant adaptée à être reliée à un navire 20 autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, le câble sismique étant configuré pour le contrôle de la position horizontale selon le procédé ci-dessus. Le câble sismique peut dans des 25 exemples comprendre à chaque extrémité du câble sismique un tensiomètre et/ou un compas. On fournit en outre une flotte de câbles sismiques comprenant au moins un tel câble sismique. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 30 Des formes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrites au moyen d'exemples à caractère non limitatif et en faisant référence aux dessins joints. KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 5 La FIG. 1 montre une vue en perspective d'un système d'acquisition de données sismiques. La FIG. 2 montre une représentation schématique d'un exemple d'unité de contrôle. La FIG. 3 montre un exemple de câble sismique. 5 La FIG. 4 montre un exemple du procédé. Les FIGs. 5-10 illustrent l'exemple du procédé. La FIG. 11 montre le résultat d'un test. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le procédé de contrôle de la position horizontale d'un câble sismique peut être intégré 10 à un processus global de prospection sismique avec un système d'acquisition de données sismiques qui comprend un ensemble (ou flotte) de câbles sismiques (au moins un ou deux, ou strictement plus de trois), chacun étant configuré pour l'acquisition de données. Le processus global peut comprendre le contrôle de la position horizontale d'au moins l'un des câbles sismiques de la flotte selon ce procédé, alors appelé(s) câble(s) « maître(s) », 15 par exemple tous les câbles sismiques de la flotte ou, alternativement, un seul ou plusieurs câble(s) de la flotte). Dans ce dernier cas, le contrôle de la position horizontale d'au moins un autre câble sismique de la flotte (par exemple tous les autres câbles sismiques de la flotte), appelé(s) câble(s) « esclaves », peut être réalisé par rapport à un ou plusieurs câble(s) sismique(s) maître(s), par exemple par le maintien d'une distance fixe par rapport à l'unique 20 câble sismique maître, à un seul respectif des plusieurs câbles maîtres, ou par le maintien d'une position relative par rapport aux plusieurs câbles sismiques maîtres. Par exemple, la flotte peut comprendre N câbles sismiques, dont k maîtres et N-k esclaves, avec 1 REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de la position horizontale d'un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données par application de forces de sens opposé par les navires de surface sur les extrémités du câble auxquelles ils sont respectivement reliés, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, le procédé comprenant, en fonction d'un écart observé entre la position du câble sismique et une position horizontale consigne, une correction de la position du câble sismique par un ajustement des forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble sismique, les forces exercées ayant simultanément et chacune une composante axiale et une composante latérale par rapport au câble sismique à au moins un instant de la correction, l'ajustement des forces étant fonction d'au moins une mesure de la tension aux deux extrémités du câble sismique et de la direction du câble sismique au moins sensiblement aux deux extrémités du câble sismique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'écart observé entre la position du câble sismique et la position horizontale consigne comprend une succession d'une ou plusieurs valeurs d'écart, l'ajustement des forces comprenant une succession de commandes d'une ou plusieurs paires de forces consignes à exercer respectivement par les câble d'arrivées sur les extrémités du câble sismique, chaque commande de paire de forces consigne étant fonction d'une valeur d'écart respective correspondante. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel chaque commande de paire de forces consigne comprend une boucle d'asservissement prenant en entrée au moins une mesure de la tension aux deux extrémités du câble sismique et de la direction du câble sismique au moins sensiblement aux deux extrémités du câble sismique. KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 26 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la mesure de la tension est fournie par un tensiomètre et/ou la mesure de la direction du câble sismique est fournie par un compas. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la boucle d'asservissement de chaque 5 commande de paire de forces consigne reçoit une contribution d'un ensemble de plusieurs composantes de la valeur d'écart respective correspondante, la contribution d'une composante de l'ensemble étant indépendante des contributions des autres composantes. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'ensemble de plusieurs composantes 10 comprend une composante en ligne, une composante transverse, une composante en courbure, et une composante en direction. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la contribution de chaque composante à la paire de forces consigne dans la boucle d'asservissement est adaptative. 15 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'adaptation de la contribution d'une composante à la paire de forces consigne dans la boucle d'asservissement est une fonction de la valeur de la composante, de la valeur du courant déterminée et/ou prédite, d'une valeur d'effort maximal, d'un critère de minimisation énergétique, et/ou d'un critère défini par un 20 utilisateur. 9. Procédé de contrôle de la position horizontale d'une flotte de câbles sismiques adaptés à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité de chaque câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite 25 extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi- stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, le procédé comprenant le contrôle de la position horizontale d'au moins un des câbles sismiques de la flotte selon le procédé de l'une des revendications 1-8. 30 KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 27 10. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le procédé comprend le contrôle de la position horizontale d'au moins un autre câble sismique de la flotte par le maintien d'une distance fixe par rapport à l'au moins un des câbles sismiques de la flotte. 5 11. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur, l'ordinateur commandant, pour un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif 10 qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, les forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble 15 sismique. 12. Unité de contrôle comprenant un ordinateur et apte à commander, pour un câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque extrémité du câble sismique étant reliée à un navire autonome de surface respectif 20 qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, des forces respectivement exercées par les câbles d'arrivée sur les extrémités du câble 25 sismique, l'unité de contrôle comprenant une mémoire ayant enregistré le programme selon la revendication 11. 13. Câble sismique adapté à l'acquisition de données sismiques entre deux eaux, chaque 30 extrémité du câble sismique étant adaptée à être reliée à un navire autonome de surface respectif qui exerce une force sur ladite extrémité, de façon que le câble sismique puisse être maintenu stationnaire ou quasi-stationnaire pendant l'acquisition de données, le câble KIE.00371-2016.08.02-SPEC 3054890 28 sismique étant relié aux navires de surface par l'intermédiaire d'un câble d'arrivée respectif de flottabilité négative, le câble sismique étant configuré pour le contrôle de la position horizontale selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1-10. 5 14. Câble sismique selon la revendication 13, comprenant à chaque extrémité du câble sismique un tensiomètre et/ou un compas. 15. Flotte de câbles sismiques comprenant au moins un câble sismique selon la revendication 10 13 ou 14. KIE.00371-2016.08.02-SPEC