Description:

"First Break Часть 22, Декабрь 2004 Морская сейсморазведка" Почему OBC чувствительна к выбору датчика? Почему OBC чувствительна к выбору датчика. Сервисные компании продолжают повышать требования к ряду технологических подходов получения сейсмических разрезов морского дна, которые должны быть эффективными и пригодными для скептически настроенных представителей нефтяной промышленности. Д. Ридярд, Ф. Бехн и Р. Роквид (Input Output) приводят пример использования акселерометров, которые более удобны по сравнению с обычными геофонами, как часть записывающей системы для операций с донной косой на океаническом дне, пример, основанный на опыте их компании с использованием системы VectorSeis. Последние несколько лет микромеханические (MEMS) цифровые акселерометры оправдывают себя при проведении наземных работ (Д. Тессман, П. Максвелл 2003; Е. Гричук и др., 2003). Один из этих приемников пригоден для эксплуатации в условиях морского дна (OBC), т.о. вполне уместно рассмотреть потенциальные преимущества (и недостатки) использования акселерометров в такой среде. Правильный выбор приемника с соответствующей методикой обработки может существенно улучшить качество сейсмической визуализации морского дна. Выбор датчика усложняется желанием убрать кратные волны от морского дна, комбинируя данные движения частиц (геофонов или акселерометров) и данные давления, т.е. гидрофонов (Ф. Барр, Дж. Сандерс, 1989). Более того, возросли надежды, связанные с построением изображения морского дна. Мы надеемся визуализировать более глубокозалегающие структуры и увеличить разрешенность для неглубоких объектов. Построение изображения по поперечным волнам, позволяющее получать все больше и больше информации о резервуаре, в особенности на площадях, где вероятно нахождение газовых скоплений, все более перспективно. Для достижения успеха в этих задачах необходимо оптимизировать характеристики системы на всех стадиях процесса. В этой статье мы представим окончательный результат работы, связанной с выбором и установкой датчика. Рис.1(а). Обычный геофон с подвижной катушкой. Ориентировка датчика движения частиц При построении изображения по продольным волнам необходимо определить вертикальную компоненту движения частиц, в то время как для регистрации поперечных волн необходима горизонтальная компонента. Все в большой степени индустрия приходит к пониманию того, что ценность точной записи информации заключается в получении полного векторного волнового поля. Для того чтобы получить его, нам необходимо знать ориентировку датчиков на морском дне. Исторически, вертикальная ориентировка проводилась тремя способами, все эти способы имеют свои недостатки: • Вертикальная ориентировка обеспечивалась с помощью подвески. Недостатками этого способа является его дороговизна и сильное влияние на контакт с поверхностью, что сказывается на точности определения вектора (Ж. Берлей и др.) • Дистанционно управляемый аппарат (ROV) способен установить желаемую ориентировку датчикам, но это процедура дорогостоящая и слишком медленная. Кроме того, погрешность установки составляет несколько градусов. • При использовании всенаправленных приемников информация об ориентировке осуществляется с помощью пространствозависимого анализа данных. Это достаточно трудоемкий, подверженный ошибкам и большим затратам времени процесс. В этих приемниках при высокой резонансной частоте (14-30 Гц) данные ниже этой частоты являются причиной уменьшения отношения сигнал шум и поворота фазы. "First Break Часть 22, Декабрь 2004 Специальная тема Морская сейсморазведка" При использовании акселерометров вместо геофонов в условиях морского дна появляются новые возможности. Так как неизменной компонентой ускорения является сила тяжести, то представляется возможным использовать совокупность трех взаимно ортогональных связанных по постоянному току акселерометров для определения их собственной вертикальной ориентировки, посредством простой проверки компоненты силы тяжести, проявляющейся в плоскости каждого датчика. Акселерометры VectorSeis оправдывают себя при использовании методики определения вертикальной ориентировки с точностью до нескольких десятых градуса. Эти измерения могут проводиться в отношении каждой сейсмической записи, допускающей идентификацию и автоматическую коррекцию датчиков, располагающихся на морском дне. Когда вертикальная ориентировка известна точно, извлечение из данных горизонтально ориентированной информации - простая задача. Рис. 3. Окончание узла кабеля VSO, которое проявляет акустически разделенные системы Рис. 2. Спектр типичного сейсмического сигнала, иллюстрирующий эффект сферического и дисперсионного поглощения, как временную функцию для датчиков, регистрирующих ускорение. Рис. 4. Полевая партия rxt (Bourbon) во время работы, Мексиканский залив Эффективный частотнозависимый диапазон При попытке улучшения разрешенности при регистрации более глубокозалегающих данных, мы должны обеспечить наиболее эффективное использование всего имеющегося динамического диапазона. Рассмотрим, как геофон и акселерометр реагируют на типичный сейсмический сигнал, в котором "Q" среды является причиной того, что высокие частоты затухают быстрее, чем низкие. Традиционные катушечные геофоны (Рисунок 1а) измеряют скорость движения частиц земли, в то время как датчики MEMS более нового поколения (Рисунок 1б) измеряют ускорение. Переход от одного к другому является предельно простым: ускорение это производная скорости по времени. Однако имеют место некоторые практические последствия этого процесса. Во-первых, процесс дифференцирования (или интегрирования) создает дополнительные сложности, если детектор не показывает непрерывный равномерный отклик относительно входного возбуждения в области желаемой полосы частот. Например, отклик обыкновенного геофона показывает в первую очередь амплитуду и смену фазы на их обычной частоте, и затем дальнейшие эффекты. Простое игнорирование этого может удовлетворять решению многих задач. Однако, при решении таких задач, как мониторинг, AVO и AVA анализ, основные требования, такие как устойчивость амплитуд и фаз и нелинейные искажения приемников, не должны игнорироваться. Во-вторых, при высоком соотношении сигнал шум для возбуждающего сигнала, показывающего постоянную независимость от частоты амплитуды в скорости частиц, амплитуда эквивалентного ускорения сигнала является пропорциональной ее частоте. Таким образом, можно использовать сигнал ускорения при компенсации потери дисперсионного поглощения встречающегося в земле. Пока подобный эффект спектральных вариаций может достигаться посредством дифференцирования данных скоростей при обработке. Для этого требуется Рис. 5. Сопоставление данных, иллюстрирующее пересечение профилей 2D. Следует отметить лучшее качество амплитуд и разрешения в данных VSO. Специальная тема "First Break Часть 22, Декабрь 2004 Морская сейсморазведка" Новый взгляд на экономику OBС В течение многих лет данные OBС удовлетворяли потребностям большинства пользователей. Однако качество изображения не всегда оправдывало ожидания (Смотрите основную статью). Более того, едва ли не все пользователи данных OBС выражали недовольство стоимостью данных и считали,"_ Ключевые слова: движение, должный, обычный геофон, измерение, процесс, выбор, среда, обработка, частота, выполненный, хороший, типичный, получение, связанный, день, экономика, изображение, данный, суммирование, использование, рисунок, спектр, дисперсионный поглощение, частица, давление, морская сейсморазведка, иллюстрировать, котор, проблема, посредство, место, косы, качество, система, скорость, область, диапазон, эффект, земля, часть, тема, амплитуда, эффективный, устойчивый, полоса, пример, морской дно, прокладка коса, декабрь, новый взгляд, процедура, датчик давление, обычный, датчик, недостаток, специальный тема, сейсморазведка, преимущество, волна, кос, импульс, отклик, вертикальный, сигнал, буёк, динамический диапазон, приёмник, ускорение, кабель, сейсмический, требование, построение, компонент, регистрировать, уменьшение, преобразование, дно, улучшить, установка, фаза, шум, акселерометр, ориентировка, специальный, сопоставление, морской, геофон, сейсмический сигнал, источник, рис, приём, способ, дб, морская дно, поглощение, тема морской, сравнение, поперечный волна, использование акселерометр, гидрофон, взгляд, подход, соединительный, морской сейсморазведка, коса, точность, морская день, стоимость, решение, задача, оправдывать, определение, построение изображение, информация, гц, существенный, полный, корпус датчик, запись, движение частица, резонансный, типичный сейсмический сигнал, узел, работа, возможность, дополнительный, резонансный частота, отображение, корпус, вектор, соединительный кабель, проведение, простой, регистрация, динамический, судно, последующий обработка, вертикальный ориентировка