(57)【要約】  常設型地震観測システムにおいて導波（すなわち「チューブ波」）の衝撃を低減する方法および装置が提供される。パッシブ吸音材を用いることによって、チューブ波の衝撃が低減され、孔井が完成すると生産チューブ上に設置される、常設型地震観測システムの性能改良につながる。【選択図】図６
2009532709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ井システムの環状領域内の望ましくない音響波を遮断するように構成された装置。
【請求項２】
前記望ましくない音響波がチューブ波である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記望ましくない音響波を吸収するための複数のブラシを備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ブラシが、前記環状領域内の流体に対して高い音響インピーダンスコントラストを有している、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
円形形状に巻かれた金属コア内に単フィラメント繊維を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記単フィラメント繊維が、動作および設置条件に耐えるように選択された材料を備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
生産チューブにおけるパイプモードを低減するように構成された装置。
【請求項８】
前記パイプモードが、半径方向モード、垂直モードおよび屈曲モードのうちの少なくとも１つを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
円形形状に巻かれた金属コア内に単フィラメント繊維を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記単フィラメント繊維が、前記生産チューブに隣接して外側にある流体に対して、高い音響インピーダンスコントラストを有している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
炭化水素の生産および流れに基づく生産チューブからの音響放出を低減する装置。
【請求項１２】
前記音響放出が、前記生産チューブの振動により発生する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記音響放出を吸収するための複数のブラシを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ブラシが、前記生産チューブに隣接して外側にある流体に対して、高い音響インピーダンスコントラストを有している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
円形形状に巻かれた金属コア内に単フィラメント繊維を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
生産チューブと、
前記生産チューブと共にボアホール内に配備される複数の地震センサと、
望ましくない音響波とパイプ振動のうちの少なくとも一方から前記地震センサを保護するように構成された１つまたは複数の装置と
を備えた仕上げ井システム。
【請求項１７】
前記望ましくない音響波がチューブ波である、請求項１６に記載の仕上げ井システム。
【請求項１８】
前記１つまたは複数のデバイスが、前記生産チューブに沿って、前記地震センサに隣接して配置されている、請求項１６に記載の仕上げ井システム。
【請求項１９】
前記１つまたは複数のデバイスが、前記生産チューブを囲む環状空間内の流体に対して、前記地震センサの検出帯域幅内で高い音響インピーダンスコントラストを有している、請求項１６に記載の仕上げ井システム。
【請求項２０】
前記１つまたは複数のデバイスが、前記流体に対する前記高い音響インピーダンスコントラストを得るために、単フィラメント繊維を含むブラシを備えている、請求項１９に記載の仕上げ井システム。
【請求項２１】
前記単フィラメント繊維が、円形形状に巻かれた金属コア内に配置されている、請求項２０に記載の仕上げ井システム。
【請求項２２】
前記１つまたは複数のデバイスが、前記望ましくない音響波または前記パイプ振動を反射または吸収する、請求項１６に記載の仕上げ井システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２００６年４月６日付で出願された、米国特許仮出願第６０／７４４，３９４号明細書からの利益を主張するものであり、この仮出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明の実施形態は、一般に、地震の検出応用に関し、より具体的には、パッシブ吸音材を用いた常設型チューブ伝達方式地震計アレイの性能改良に関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
[0003]ボアホール地震観測では、震源から発生する波は、震源から受信器へ直接伝播するだけでなく、他の経路に沿っても伝わる可能性がある。これは、雑音として作用する望ましくない波となり、ボアホール地震観測で記録される下向きおよび上向きの実体波動場の両方を不明瞭にする可能性がある。低周波数において、および従来の有線技術を用いた垂直地震プロファイリング（ＶＳＰ）探査では、これらの望ましくない波はチューブ波と称されることが多く、孔井内を導波として伝播する。
【０００４】
[0004]多くの研究の主題であるチューブ波は、ストーンレイ（Ｓｔｏｎｅｌｅｙ）モードおよびバイオット（Ｂｉｏｔ）低速波の極限の場合と見なされている圧縮波によって決定されている（Ｍａｒｚｅｔｔａ、１９８５年；Ｎｏｒｒｉｓ、１９８７年）。この状況は、常設型チューブ伝達方式ダウンホール地震センサを用いる場合には、完全に異なる。液体が充填されたボアホールにチューブを導入すると、チューブ波の伝播はより複雑になる。生産井におけるこれら低周波チューブ波の調査は、現場試験および理論的方法によって実施されてきた（Ｊａｃｑｕｅｓ，Ｐ．、Ｏｎｇ，Ｈ.、  Ｊｕｐｅ，Ａ．およびＢｒｏｗｎ，Ｉ．著、２００３年、”Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｄｏｗｎｈｏｌｅ  ｓｅｉｓｍｉｃ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｉｎ  ｆｌｏｗｉｎｇ  ｗｅｌｌｓ，”７３ｒｄ  Ａｎｎ．Ｉｎｔｅｒｎａｔ．Ｍｔｇ．：Ｓｏｃ．ｏｆ  Ｅｘｐｌ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．，Ｅｘｐｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔ、２２８２〜２２８４ページ、およびＺｉａｔｄｉｎｏｖ，Ｓ．、Ｂａｋｕｌｉｎ，Ａ．、Ｋａｓｈｔａｎ，Ｂ．、Ｇｏｌｏｖｎｉｎａ，Ｚ．およびＫｏｒｎｅｅｖ，Ｖ．著、２００５年、”Ｔｕｂｅ  ｗａｖｅｓ  ｉｎ  ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｗｅｌｌｓ  ｗｉｔｈ  ｔｕｂｉｎｇ  ａｎｄ  ｃａｓｉｎｇ，”７５ｔｈ  Ａｎｎ．Ｉｎｔｅｒｎａｔ．Ｍｔｇ．：Ｓｏｃ．ｏｆ  Ｅｘｐｌ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．，Ｅｘｐｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔ、３３２〜３３５ページ）。
【０００５】
[0005]したがって、チューブ波の衝撃を低減し、孔井が完成した際に生産チューブ（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｕｂｅ）に設置される常設型地震観測システムの性能を改良するメカニズムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明の実施形態によれば、一般に、例えば、孔井が完成すると生産チューブ上に設置される地震観測システム等の常設型地震観測システム内の導波（すなわち「チューブ」波）の衝撃を低減する方法および装置が提供される。
【０００７】
[0007]本発明の一実施形態は、完成した環状領域内の望ましくない音響波を阻止するための装置を提供する。いくつかの実施形態に関しては、このような装置は、生産チューブのパイプモードを減少させる可能性がある。いくつかの実施形態に関しては、このような装置は、炭化水素の生成および流れに基づく生産チューブからの音響放出を、低減する可能性がある。
【０００８】
[0008]本発明の別の実施形態は、仕上げ井システムを提供する。仕上げ井システムは、一般に、生産チューブと、生産チューブと共にボアホール内に配置される複数の地震センサと、望ましくない音響波とパイプ振動のうちの少なくとも一方から地震センサを遮蔽するように構成された１つまたは複数のデバイスとを含んでいる。
【０００９】
[0009]本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明を、実施形態を参照することによって、より具体的に説明し得る。実施形態のうちのいくつかは、添付図面に示されている。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本発明の範囲を限定すると見なされるべきではなく、本発明では、他の同等効果の実施形態も含むものとする。
【詳細な説明】
【００１０】
[0017]本発明の実施形態は、一般に、常設型地震観測システム内の導波（すなわち「チューブ」波）の衝撃を低減するための方法および装置を提供する。パッシブ吸音材を用いることによって、チューブ波の衝撃が低減され、孔井が完成すると生産チューブ上に設置される常設型地震観測システムの性能を改善することにつながる。
【００１１】
[0018]仕上げ井システムにおける流体圧力の脈動と機械的振動とは、過剰なノイズの原因となり得る。励起機構は、油圧式および／または機械式であってもよい。液体が充填された仕上げ井システムでは、脈動と振動とは強く結合している。各機械的要素と流体との間の結合は基本的な役割を果たしている。
【００１２】
（センサへの結合ノイズ）
[0019]生産チューブ伝達方式の常設型地震センサを考えると、流体の脈動によって生成されたノイズは、図１で示されるような、数多くの異なる方法で、ケーシング結合されたセンサに伝達される。これらの手段は、仕上げ井結合（ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）（機械的結合）および流体結合という２つのカテゴリーに基づいて分類される。
【００１３】
[0020]本明細書では、仕上げ井結合は、一般に、機械的振動の結合を意味する。したがって、仕上げ井結合は、（１）生産チューブ１０２と光ファイバー（ＦＯ）３−Ｃセンサ１０４との間の「Ｔｃ」と表記された結合１１０（例えば、チューブへのセンサの取付デバイスによって生じるようなもの）と、（２）生産チューブ１０２と孔井ケーシング１０６との間の「Ｃｃ」と表記された結合１１２（例えば、チューブセントラライザーによって生じるようなもの）と、（３）ＦＯセンサ１０４と孔井ケーシング１０６との間の「Ｓｃ」と表記された結合１１４（例えば、センサとケーシングとの接触点によるもの）とを含んでもよい。ケーシング１０６と周囲の形成物１００との間の機械的結合は完全であると仮定されてもよい。
【００１４】
[0021]本明細書では、流体結合は、一般に、チューブ内部および仕上げ井システムと結合された環状部内での流体の脈動を意味する。したがって、流体結合は、（１）内側のチューブ流体１０８とチューブ１０２との間の「Ｆｉｔ」と表記された結合１１６と、（２）環状流体１１０とチューブとの間の「Ｆｔ」と表記された結合１１８と、（３）環状流体１１０とケーシング１０６との間の「Ｆｃ」と表記された結合１２０と、（４）環状流体１１０とＦＯセンサ１０４との間の「Ｆｓ」と表記された結合１２２とを含んでもよい。ボアホール周囲は多孔質媒体と考えてもよい（Ｎｏｒｒｉｓ，Ａ．Ｎ著、１９８７年、”Ｔｈｅ  ｔｕｂｅ  ｗａｖｅ  ａｓ  ａ  Ｂｉｏｔ  ｓｌｏｗ  ｗａｖｅ．”Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，５２、ｐ．６９４〜６９６に記載されるとおり）。
【００１５】
仕上げ井システムの運動
[0022]ケーシング１０６、チューブ１０２またはセンサ１０４の機械的運動は、一つの結合微分方程式に従って運動する。典型的には、ケーシング、チューブまたはセンサの運動に関する微分方程式は以下のようになる。
【数１】
2009532709.tif 000003
なお、ｕは、絶対基準系に対するケーシングの変位ベクトルであり、Ｓは、ケーシングに対する光ファイバーセンサの変位ベクトルであり、Ｍは、ケーシングに対するチューブの変位ベクトルであり、Ｕはケーシングに対する環状流体の変位ベクトルであり、Ｗは、チューブ１０２に対する内側のチューブ流体の変位ベクトルである。ケーシングの運動については、［Ｉｃｏ］＝［Ｉｃ］は、ケーシングに対する慣性結合マトリックスであり、［Ｒｃｏ］＝［Ｒｃ］は、ケーシングに対する粘性結合マトリックスである。
【００１６】
[0023]チューブの運動については、［Ｉｃｏ］＝［Ｉｔ］は、チューブに対する慣性結合マトリックスであり、［Ｒｃｏ］＝［Ｒｔ］は、チューブに対する粘性結合マトリックスである。
【００１７】
[0024]センサの運動については、［Ｉｃｏ］＝［Ｉｓ］は、センサに対する慣性結合マトリックスであり、［Ｒｃｏ］＝［Ｒｓ］は、センサに対する粘性結合マトリックスである。
【００１８】
流体運動
[0025]環状流体運動または内側チューブの流体運動については、典型的には、微分方程式は以下のようになる。
【数２】
2009532709.tif 000004
なお、環状流体運動については、［Ｉｆｌ］＝［Ｉａ］は、環状流体に対する慣性結合マトリックスであり、［Ｒｆｌ］＝［Ｒａ］は、環状流体に対する粘性結合マトリックスである。内側チューブの流体運動については、［Ｉｆｌ］＝［Ｉｉ］は、内側チューブの流体に対する慣性結合マトリックスであり、［Ｒｆｌ］＝［Ｒｉ］は、内側チューブの流体に対する粘性結合マトリックスである。流体（環状部および内側チューブ）と仕上げ井システム（ケーシング、チューブおよびセンサ）との間の相対運動は、慣性結合と粘性結合の有効性に依存する。この有効性は臨界周波数ｆｃの関数（形成物の周囲特徴を含むボアホール周囲の特徴による）であり、この臨界周波数が粘性結合と慣性結合との交差点を決定している。ｆｃに対して励起周波数が低い場合、慣性結合は無視できる。
【００１９】
[0026]ｆｃに対して励起周波数が高い場合、粘性結合は無視できる。臨界周波数ｆｃは、ボアホール周囲では比較的低いため、流体の粘性は無視できると見なされ、［Ｒｃｏ］＝［Ｒｆｌ］＝０になる。全体の方程式系は、５つの自由度から成る。ノイズの減衰を最適化するために、センサは、可能な限り効果的に分離され（ケーシングを介した形成物との結合は除く）、自由度の数は減少されてもよく、および／または望ましくない波動場の効果は抑制されてもよい。
【００２０】
複合波の発生源
[0027]ボアホールの機械的振動の主発生源は、表面グラウンドロール（ｇｒｏｕｎｄ  ｒｏｌｌ）または、チューブ、環状流体、ケーシングおよびチューブという流体柱を含む仕上げ井システムとの結合を通過するレイリー波である。励起の第２発生源は、ボアホールを囲む多孔質媒体の特徴に依存する実体波（例えば、Ｐ波およびＳ波）である。常設型チューブ伝達方式地震センサを用いる場合、仕上げ井システムの形状が複雑になるため、各励起モードは、チューブ波、パイプモード、共振等と多かれ少なかれ結合する種々のタイプの波を提供する。
【００２１】
[0028]流体運動のようないくつかの要素機構はいわゆるチューブ波を発生する。このチューブ波は、流体が充填されたボアホールが導波管である理由から、低周波数の圧縮波または遅いバイオット波と、擬似レイリーまたはストーンレイ波といった界面波と、導波とを与えるチューブ「呼吸（ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ）」と、屈曲波を伴うチューブ「屈曲（ｆｌｅｘｉｏｎ）」とを生成することによって発生する。
【００２２】
[0029]軟質の形成物では、せん断波がボアホールに当たると、低周波数の、ある入射角度において、流体内で強い共振が発生し、この場合、せん断波の垂直な波数はチューブ波が励起するチューブ波の波数と等しい（Ｐｅｎｇ，Ｃ．、Ｃｈｅｎｇ，Ｃ．Ｈ．およびＴｏｋｓoｚ著、１９９３年、”Ｂｏｒｅｈｏｌｅ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ｄｏｗｎｈｏｌｅ  ｓｅｉｓｍｉｃ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．”Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，４１、８８３〜９１２ページを参照のこと）。
【００２３】
[0030]図２は、２つの異なる周波数１００Ｈｚと５００Ｈｚにおける、流体柱の中心の圧力に対するボアホールの受信パターン２００を表している。ボアホールは無限であると仮定され、均一な弾性媒体で囲まれ、せん断波の速度（ＶＳ）はチューブ波の速度（Ｖｔｕｂｅ）よりも低い。
【００２４】
[0031]流体充填パイプシステムでは、圧力脈動と機械的振動は強力に結合する。パイプシステム（すなわち、チューブおよび内側のチューブ流体）を囲む構造体（すなわち、ケーシングおよび環状流体）は、各要素がどのように結合されるかに依存して、流体脈動および機械的振動と相互に作用する。仕上げ井システム（すなわち、構造体とパイプシステム）を、剛体の両端を備えた簡単なオルガンパイプに匹敵する有効媒体と考えると、固有周波数は、
【数３】
2009532709.tif 000005
によって与えられる。なお、Ｖｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎは、仕上げ井システムの各要素が完全に結合した場合の仕上げ井システムの実効速度であり、ｌは、仕上げ井システムの有効長である。この時点で、Ｖｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎは、各構成要素（チューブ、ケーシングまたは流体）単独よりも低い。構成要素が完全に結合していない場合、Ｖｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎは数個の値を取ることができる。これらの振動によって、導波だけでなく、典型的には、パイプモードと称される垂直モードと半径方向モードと屈曲モードが生成される。
【００２５】
現場試験分析と解釈
[0032]現場試験の分析は複合波の識別を必要とし、この複合波は、典型的には、伝播特性：振幅、偏波（粒子運動）および／または速度によって特定される。例えば、チューブ波は、一般に、実体波よりも振幅が大きく、偏波は楕円形であり、速度は、典型的には、表面に近いいくつかの多孔質媒体内のせん断波よりも低くすることができる。現場試験は、陸上のアキテーヌ盆地（フランス南西部）にあるガス貯蔵場所で実施された。常設型の５つの観測点の３−Ｃ光ファイバー（ＦＯ）地震計アレイが、直径４インチの仕上げ井チューブに固定され（Ｂｏｓｔｉｃｋ，Ｆ．Ｘ．、Ｋｎｕｄｓｅｎ，Ｓ．、Ｎａｋｓｔａｄ，Ｈ．、Ｂｌａｎｃｏ，Ｊ．およびＭａｓｔｉｎ，Ｅ．著、２００３年、”Ｐｅｒｍａｎｅｎｔｌｙ  ｉｎｓｔａｌｌｅｄ  ｆｉｂｅｒ  ｏｐｔｉｃ  ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｔｉｏｎ  ３−Ｃ  ｉｎ−ｗｅｌｌ  ｓｅｉｓｍｉｃ  ｔｒｉａｌ  ａｔ  Ｉｚａｕｔｅ  ｆｉｅｌｄ．”ＥＡＧＥ  ６５ｔｈ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｖａｎｇｅｒを参照のこと）、一方が９  ５／８インチで他方が１３  ３／８インチである２つの接合ケーシングを介して、形成物に能動的に結合されている。「能動的」観測点はまた、ばねと音響的に絶縁された案内ポストという独特の方法を用いて、仕上げ井チューブから実質的に分離された。比較するために、単一の３−Ｃ地震センサ観測点が、仕上げ井チューブに直接固定された。この「受動的」観測点は、最も浅い能動的観測点に近接して取り付けられ、ケーシング、したがって形成物と分離された。受動的観測点の目的は、チューブ振動から来る波をより正確に特定することである。
【００２６】
[0033]観測点の上、下および観測点の間で、ケーシングとチューブとの間に、チューブ波抑制デバイスとして設計されたブラシシステムを取り付け、環状流体柱の運動を抑制した。ウォークアウェイ垂直地震プロファイリング（ＶＳＰ）データが、１０ｍの空間サンプリング間隔で記録された。震源はＮｏｍａｄ６５振動装置であった。振動装置は、１０Ｈｚで始まり、２１０Ｈｚで終わる１２秒の上方掃引で駆動された。対数掃引、線形掃引および双曲線掃引を含む種々の掃引構成を用いて、グラウンドロールおよびせん断波への衝撃を調査した。
【００２７】
ブラシシステム
[0034]両方の調査で同じ発生源と記録システムを用いて、まずは、ブラシシステムなしで、次にブラシシステムありで試験が実施された。結果が図３に示されている。ブラシシステムがある場合、典型的には、３つの変更点が観測された。（１）チューブ波の振幅が、周波数が増加するにつれて大幅に減少したこと、（２）チューブ波の反射と重なりが大きく減少したこと、（３）チューブ波の速度が低下したこと、である。
【００２８】
[0035]ブラシシステムを追加することによって、環状流体柱を区分化する有効媒体が大幅に変更された。２つの代替的な解釈によって、これらの結果を説明することができる。すなわち、（１）環状流体柱は、ブラシシステムを用いた結果として、完全に隔離されて動かないと考えてもよく、観測されるのは、主に、内側に流体を含んだチューブの振動によるものであると考えられること、（２）ブラシシステムもこれらの低周波数では運動しているために、４０Ｈｚまでの周波数では環状流体は運動している可能性があるが、４０Ｈｚを超えると、ブラシシステムと環状流体柱は運動を停止することである。
【００２９】
能動的および受動的システム
[0036]同じウォークアウェイＶＳＰ調査に対する能動的観測点と受動的観測点の両方の応答を比較する試験の目的は、複雑な波動場の種々の構成要素（特にパイプモード）を正確に区別し、実体波への構成要素の衝撃を予測することである。
【００３０】
[0037]図４は、日面座標系に基づく半径方向成分（Ｒ）と垂直成分（Ｎ）と接線成分（Ｔ）とを有する同一の共通受信器集合（ＣＲＧ）についての、能動的データセット４０２と受動的データセット４０４との比較を示している。この分析は、実体波とチューブ波またはパイプモードとの間の振幅比を用いることを基本にしている。
【００３１】
[0038]Ｐ波エネルギーと比較すると、能動的観測点データ４０２ではパイプモードの大幅な減少が明らかに見られる。この減少は、主に、チューブとＦＯセンサとの間の能動的観測点結合が、ケーシングとＦＯセンサとの間の結合よりも大幅に小さいという事実による。受動的観測点４０４において明瞭に識別される２つの最初のパイプモード周波数は、それぞれ、１６Ｈｚおよび４０Ｈｚである（周波数スペクトルを参照のこと）。これらのモードは、チューブが表面から２５８ｍ深さまで自由である場合、チューブの上方部から来る振動に対応する。
【００３２】
掃引試験
[0039]表面媒体に依存して、グラウンドロールと、震源により発生したせん断波エネルギーとは、周波数によって異なる可能性がある。次に図５を参照すると、３つの振動装置による試験が、対数掃引５０２、線形掃引５０４、双曲線掃引５０６を用いて実施された。各調査結果を比較すると、グラウンドロールとせん断波は、低周波数の掃引期間が短い（すなわち、双曲線掃引５０６では）ときに最小エネルギーになることを示している。
【００３３】
[0040]現場試験と併せて理論的結合機構を理解すると、仕上げ井システムにおける複合波モードの発生源と、チューブ伝達方式地震センサへの衝撃とを決定することができることが実証される。これらの望ましくないまたはノイズの多い波は、仕上げ井システムの種々の構成要素が一体に結合される方法に依存する可能性がある。
【００３４】
[0041]この地震ノイズを抑制するために、仕上げ井システムの各構成要素と検出システムとの分離が採用されてもよい。調査の手順は、適切な地震エネルギー源パラメータを選択することによって、グラウンドロールおよび／またはせん断波などのノイズの多い発生源を低減することにも注目すべきである。
【００３５】
[0042]いくつかの実施形態においては、各種の地震観測仕上げ井システム設計の際に地震の画像化および監視のための最良の条件を試み、達成するセンサシステムが提供される。場合によっては、望ましくないチューブ波のレベルを低減することが最も有効であろう。
【００３６】
例示的なパッシブ吸音材
[0043]以下に、孔井が完成すると生産チューブに設置される、常設型地震観測システムの性能を改良する目的で、パッシブ吸音材を使用する原理について説明する。典型的な仕上げ井システムの例が示され、吸音材についても説明される。
【００３７】
[0044]生産チューブに沿って孔井の環状領域内（地震センサがケーシングと接触している場所）に設置された常設型地震観測システムにおいては、遭遇する共通の問題は、生産チューブ自体に伴う、望ましくない複合音響およびパイプ振動である。パイプ振動と環状導波との両方を低減するための１つの方法は、ノイズと見なされるこれらの望ましくない波を抑制する目的で、地震センサの近くに１つまたは複数の吸音材を挿入することである。このようなデバイス（いわゆるチューブ波抑制デバイス６０２）の例が図６に示されている。
【００３８】
[0045]チューブ波抑制デバイス６０２は、環状領域６０４内の孔井流体（図示せず）に対する地震検出帯域内の高い音響インピーダンスコントラストを所有してもよい。チューブ波抑制デバイス６０２は、上記の孔井流体に対する高い音響インピーダンスコントラスト比と、十分な音響損失特性を得るために、単フィラメント繊維を含むブラシ６０６からなってもよい。単フィラメント繊維は、図示された円形形状に巻かれた金属コア６０８内に配置されてもよい。このような望ましいインピーダンスコントラストにおいては、望ましくない導波が、地震センサの回りに配置された抑制デバイス６０２によって反射および／または吸収され、したがって、センサによって確認できないこともある。同じ抑制デバイス６０２を用いて得られる他の利点には、地震計アレイの近傍の仕上げ井システムの音響的および機械的振動の特性を低減することが含まれ、したがって、パイプモードなどのノイズ発生源と生産ノイズによる音響放出とが低減される。
【００３９】
吸音材を用いた例示的な仕上げ井システム
[0046]図７は、チューブ波抑制デバイス６０２が用いられる場合の地震計アレイの典型的な仕上げ井システム７００の図を示している。チューブ波抑制デバイス６０２（ブラシタイプのデバイスが示されている）は、典型的な仕上げ井システムの環状領域内の望ましくない音響波を遮断する目的で、例えばチューブ信号を測定するのに用いられるセンサパッケージを備えた地震計マンドレル７０２の回りに適合および配置されてもよい。
【００４０】
[0047]チューブ波抑制デバイス６０２はまた、生産チューブ１０２におけるパイプモードを低減することができる。抑制デバイスはまた、炭化水素の生成および流れによって、生産チューブからの音響放出を低減できる。いくつかの実施形態においては、抑制デバイス６０２は、図６で示されるとおり、円形形状に巻かれた金属コア内に単フィラメント繊維を含み、高い音響インピーダンスコントラストを提供できる。繊維の材料は、チューブ波を低減する目的で、動作および設置条件に耐え、音響コントラストを増すように選択されてもよい。
【００４１】
[0048]以上は、本発明の実施形態に関して説明してきたが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態が考案されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】常設型光ファイバー３成分（３−Ｃ）地震観測システム上で作用する、仕上げ井結合と流体結合を示している。
【図２】せん断波が入射平面波であるときのボアホールの受信パターンの図を示す。
【図３】本発明の実施形態による導波抑制デバイスがない場合、およびある場合の、ウォークアウェイ垂直地震プロファイリング（ＶＳＰ）データの共通発生源の集合を示す。
【図４】本発明の実施形態によるＲＴＮ座標成分に沿って導波抑制デバイスを備えた、能動的地震観測点と受動的地震観測点との比較を示している。
【図５】本発明の実施形態による、対数掃引と線形掃引と双曲線掃引とを示す共通受信器の集合（ＣＲＧ）における掃引試験を示している。
【図６】本発明の実施形態による例示的なチューブ波抑制デバイスを示している。
【図７】本発明の実施形態によるチューブ波抑制デバイスを利用した例示的な仕上げ井システムを示している。
【図１】
2009532709.tif 000006
【図２】
2009532709.tif 000007
【図３】
2009532709.tif 000008
【図４】
2009532709.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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