Способ морской сейсморазведки


 


Владельцы патента RU 2502091:

Российская Федерация, от имени которой выступает МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РФ (RU)

Использование: в способах морской разведки. Сущность: с целью получения сейсмоакустической информации в формате 3D при минимальных технических, временных и экономических затратах, а также для исключения помеховых отражений при акустическом зондировании донных осадков предлагается устанавливать линейно-протяженную сейсмоакустическую антенну на дне акватории, а импульсный излучатель буксировать на некотором расстоянии от указанной антенны перпендикулярно линии ее расположения. В процессе буксировки при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения, а излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне, в едином масштабе времени за все время буксировки. Технический результат: получение акустического изображения среды в формате 3D при помощи формирования разрешения по трем координатам: дальности (времени задержки сигнала) и двум углам (азимуту и углу места).

 

Изобретение относится к способам проведения морских сейсморазведочных работ с использованием технических средств получения исходной информации и может быть использовано для исследования осадочных разрезов на акваториях морей и океанов для выявления морских углеводородных месторождений.

Известно, что в настоящее время для разведки полезных ископаемых в морских условиях широко используются буксируемые линейно-протяженные группы сейсмоакустических приемников (сейсмоакустических кос) и импульсные буксируемые совместно с ними низкочастотные источники звука. Такой способ разведки позволяет разрешать отраженные от различных слоев зондируемой среды импульсы звука по времени прихода и за счет линейной приемной антенны по углу в плоскости «глубина-линия буксировки» (формат 2D.) При этом все боковые относительно линии буксировки отражения будут являться помеховыми, что искажает результаты сейсмоакустического зондирования. Особенно существенны эти искажения при отсутствии ярко выраженной слоистости геологической структуры донных осадков и наличии неоднородностей различных масштабов.

Для получения сейсмоакустической информации в формате 3D используются несколько взаимно разнесенных буксируемых сейсмоакустических кос, либо необходимо делать дополнительные проходы, чтобы покрыть некоторую площадь, что приводит к увеличению технических, временных и экономических затрат.

Известна «СИСТЕМА ДЛЯ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ» [1], где описан способ морской сейсмической разведки, включающий размещение группами вдоль линии заданного профиля или по заданной площади на морском дне самовсплывающих автономных донных сейсмических станций гидрофонного и геофонного типов, содержащих устройства регистрации сигналов и средства сцепления станции с дном. Указанный способ предусматривает прием и регистрацию продольных и поперечных волн группами сейсмоприемников по методике многократных перекрытий или одинаковых зондирований, а также использование скоростных параметров разреза. В данном способе используют два судна, чем обеспечивается пространственная сейсмическая разведка.

Известен также способ морской сейсмической разведки [2], включающий возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона, перемещение по профилю источника и многоканального приемного устройства с помощью судна прямым и обратным курсом с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством при смене курса, обработку информации, в котором перемещение источника осуществляется с помощью дополнительного судна с фиксированным расстоянием от основного и с той же скоростью движения, а угол наклона многоканального приемного устройства определяют для каждого курса судна относительно вертикали. В данном способе используют два судна, чем обеспечивается пространственная сейсмическая разведка. Однако реализация данного способа сопряжена с необходимостью определения местоположения и ориентации приемного устройства с использованием дополнительных технических средств с последующей их привязкой к единой системе координат, что при нарушении стационарных условий эксплуатации, особенно при воздействии внешних факторов, является проблематичной задачей и в конечном итоге негативно отражается на надежности и достоверности при обработке исходной информации.

Известны также способ морской поляризационной сейсмической разведки и устройство для его осуществления [3]. Способ включает возбуждение источником продольных упругих волн, прием и регистрацию продольных и обменных волн группами сейсмоприемников по методике многократных перекрытий или одинаковых зондирований, в котором излучение продольных волн и прием продольных и обменных волн осуществляют в моменты укладки приемных устройств на морское дно при непрерывном движении буксирующего сейсмоприемники судна, при этом время разрешенного приема фиксируют по пороговому уровню шума приемников, расположенных в сейсмокосах, а прием и регистрацию упругих волн различных типов осуществляют соответствующими группами сейсмоприемников гидрофонного и геофонного типов, размещенных в одном комбинированном или нескольких специализированных приемных устройствах. Данный способ и устройство для его реализации обеспечивают возможность выполнения поляризационной сейсморазведки за счет использования средства регистрации продольных и обменных волн группами сейсмоприемников морской сейсмической косы в моменты укладки сейсмокосы на морское дно.

С целью получения сейсмоакустической информации в формате 3D при минимальных технических, временных и экономических затратах, исключения помеховых отражений при акустическом зондировании донных осадков предлагается устанавливать линейно-протяженную сейсмоакустическую антенну на дне акватории, а импульсный излучатель буксировать на некотором расстоянии от указанной антенны перпендикулярно линии ее расположения. В процессе буксировки при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения, а излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне, в едином масштабе времени за все время буксировки.

Перемещение излучателя в пространстве и запись сигнала во времени с последующей обработкой принимаемого линейно-протяженной сейсмоакустической антенной зондирующего геологическую структуру дна сигнала, позволяет известными методами формировать диаграмму направленности в плоскости «линия расположения антенны - глубина», где для каждой сформированной диаграммы направленности сейсмоакустической антенны производится свертка принятого сигнала с излученным по параметру «время задержки» и результаты свертки суммируются по излучаемым импульсам с учетом изменения времени задержки отраженного сигнала относительно линии буксировки. В результате просматриваются все угловые направления в плоскости «линия буксировки импульсного источника звука - глубина».

Таким образом, предложенный способ позволяет сформировать разрешение по трем координатам: дальности (времени задержки сигнала) и двум углам (азимуту и углу места) и получить акустическое изображение среды в формате 3D.

Одновременно с этим донное расположение антенны позволяет исключить распространение принятого сейсмоакустического сигнала в водной среде и тем самым исключить искажающее влияние эффекта преломления сейсмоакустических волн на границе раздела из результатов обработки.

Источники информации

1. Патент РФ №2392643

2. Патент РФ №2072535

3. Патент РФ №2072534.

Способ разведки геологической структуры морского дна с помощью линейно-протяженной сейсмоакустической антенны и буксируемого импульсного источника звука, отличающийся тем, что:
- линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна установлена на донном грунте;
- импульсный источник звука перемещается перпендикулярно линии расположения донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенны;
- излучаемые буксируемым импульсным источником звука сигналы фиксируются с помощью специального приемного гидрофона, установленного на донной линейно-протяженной сейсмоакустической антенне;
- при каждом излучении импульсного сигнала фиксируются координаты точки излучения и время излучения;
- линейно-протяженная сейсмоакустическая антенна принимает зондирующие геологическую структуру дна сигналы и формирует диаграммы направленности в плоскости «линия расположения антенны - глубина»;
- для каждой сформированной диаграммы направленности сейсмоакустической антенны производится свертка принятого сигнала с излученным по параметру «время задержки»;
- результаты свертки суммируются по излучаемым импульсам с учетом изменения времени задержки отраженного сигнала относительно линии буксировки;
- просматриваются все угловые направления в плоскости «линия буксировки импульсного источника звука - глубина»;
- формируется изображение в формате 3-D в сферической системе координат относительно центра сейсмоакустической антенны для углов, азимута и времени задержки сигнала.



 

Похожие патенты:

Использование: изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах мониторинга акваторий для обеспечения сбора и передачи данных.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в составе гибкой протяженной буксируемой антенны при проведении гидроакустических исследований, в частности для измерения гидроакустических шумов в морях и океанах.

Изобретение относится к области транспортировки нефти и касается вопросов контроля состояния подводных нефтепроводов, а более конкретно к обнаружению утечек при их разгерметизации.

Использование: изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах мониторинга акваторий для обеспечения сбора и передачи данных.
Изобретение относится к геофизике и может быть использовано с целью поиска и разведки нефтяных и газовых подводных месторождений. Согласно заявленному способу регистрации сейсмических сигналов при поиске подводных залежей углеводородов осуществляют регистрацию сейсмических колебаний поверхности Земли с использованием приемников сейсмических колебаний, способных регистрировать сейсмические колебания в диапазоне от 0,1 до 20 Гц.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при сейсморазведочных работах на акватории. Заявлен импульсный сейсмоисточник для водной среды, содержащий герметичный корпус, днище которого выполнено в виде эластичной мембраны, и помещенный внутри корпуса индукционно-динамический двигатель.

Изобретение относится к гидроакустической технике и касается создания устройств постановки и выборки гибких протяженных буксируемых антенн на подводных лодках и надводных кораблях.

Настоящее предлагаемое изобретение относится к области исследования океана и может быть использовано для комплексного измерения гидрофизических параметров в океанологии, гидрофизике и гидрографии.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведочных работах на акватории водного пространства, покрытого льдом. .

Способ поиска месторождений углеводородов на морском шельфе, включающий генерирование лоцирующего сигнала в воде, регистрацию информационных волн в диапазоне инфразвуковых частот посредством подводного приемного акустического блока и обработку информационного сигнала с проверкой наличия поисковых признаков месторождений углеводородов, отличается тем, что в пределах обследуемого участка акватории формируют зоны нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования лоцирующего сигнала с информационными сигналами, проявляющимися на акватории, при этом подводный приемный акустический блок формируют из двух горизонтально разнесенных приемников и размещают в центре обследуемого участка акватории, причем в составе излучающего блока используют низкочастотный и высокочастотный акустические излучатели, при этом излучающий блок размещают на подвижном носителе, который при поиске источников информационных сигналов перемещают по границе обследуемого участка акватории, в процессе которого формируют вертикальную и горизонтальную параметрические антенны, первая из которых направлена в направлении морского дна, а вторая в направлении приемного блока, при этом волны лоцирующего сигнала, взаимодействовавшие с измеряемыми информационными сигналами, принимают горизонтально разнесенными приемниками, двухканально усиливают в полосе частот параметрического преобразования, измеряют их разность фаз и переносят временной масштаб в высокочастотную область, выделяют их узкополосные спектры, определяют в них и регистрируют параметрические составляющие нижней и верхней боковых полос, по которым с учетом параметрического и частотно-временного преобразования волн накачки, а также направлений параметрических антенн восстанавливают и фиксируют характеристики измеряемых информационных полей, соответствующие поисковым признакам месторождений углеводородов, например частотный диапазон, интенсивность, пространственно-временную и спектральную структуру, а также определяют и фиксируют направления их максимального проявления, далее по этим направлениям излучающий блок перемещают в точку расположения приемного блока, затем проходят за него, при этом уточняют местоположения источников информационных сигналов по этой курсовой линии и фиксируют протяженность месторождения вдоль нее, подобным же образом, перемещая подвижный носитель по траекториям, пересекающим, по меньшей мере, первую курсовую линию, оконтуривают площадь месторождения углеводородов, выполняют наблюдение и измерение признаков пространственно-временной динамики их характеристик, а по ним осуществляют идентификацию волн на их принадлежность к водным гидрофизическим или донным геофизическим, при обнаружении геофизических волн и фиксации их спектральных характеристик полученные результаты сравнивают с обобщенными эталонными спектрами и выявляют принадлежность информационных волн к конкретным типам скоплений углеводородов, например газовым, газоконденсатным или залежам с притоком газа. Кроме того, низкочастотные волны горизонтальной накачки, используемые для формирования горизонтальной параметрической антенны, формируют в диапазоне десятки - сотни герц. Изобретение обеспечивает мобильность поиска углеводородных залежей на шельфе при повышении надежности поиска на протяженных акваториях. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения геологических данных морских донных осадков по измерению характеристик низкочастотных акустических полей в морской среде, не осуществляя предварительного бурения скважин. Параметры донных осадков получают на основе экспериментальных измерений пространственной интерференционной структуры акустического поля в заданном районе и последующем их сравнении с результатами решения волнового уравнения с заданными границами, параметры которых меняют в заданных пределах при математических оценках. Параметры дна получают, как результат наилучшего совпадения экспериментальных данных с данными решения волнового уравнения. Технический результат: повышение точности данных зондирования. 1 з.п. ф-лы.

Система поиска подводных морских месторождений углеводородов, включающая в себя размещенные в среде излучающий и приемный акустические преобразователи, выполненные с возможностью формирования между ними параметрической антенны, соединенные с ними соответственно, тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды, а также тракт приема усиления, обработки, выделения и регистрации информационных сигналов, отличается тем, что излучающий и приемный преобразователи акустических сигналов разнесены на противоположные границы контролируемого участка акватории, при этом излучающий преобразователь размещен на подвижном носителе и содержит низкочастотный и высокочастотный излучатели, первый из которых выполнен с возможностью горизонтального ориентирования его диаграммы направленности в сторону приемного преобразователя, при этом высокочастотный излучатель выполнен с возможностью ориентирования его диаграммы направленности на морское дно, кроме того, тракт формирования и усиления излучаемых сигналов накачки среды сформирован как двухканальный, содержащий низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты, усилитель мощности, блоки согласования выходов усилителей с подводными кабелями, которые подключены к соответствующим излучающим преобразователям, кроме того, приемный преобразователь включает два горизонтально разнесенных приемных блока, каждый из которых соединен с расположенным на поверхности моря радиомодулем, который по радиоканалу связан с приемным трактом системы, содержащим последовательно связанные с соответствующим каналом двухканального приемного радиоблока информационных сигналов, двухканальный широкополосный усилитель информационных сигналов, блок измерения разности фаз информационных сигналов, преобразователь временного масштаба информационных сигналов в высокочастотную область, блок узкополосного спектрального анализа и функционально связанный с ним региcтратор спектров выделяемых информационных сигналов, кроме того, система содержит средства определения местоположения излучающего преобразователя и приемных блоков приемного преобразователя в режиме реального времени, кроме того, она включает в себя блок спутниковой связи с центральным постом, выполненный с возможностью дистанционного управление ее работой. Изобретение обеспечивает мобильность поиска углеводородных залежей на шельфе, при повышении надежности поиска на протяженных акваториях. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сейсмической разведки районов, покрытых водой. Система содержит приемники 1.i (i=1, 2, …, n) колебаний атмосферного давления (микробарографы), схему 2 сравнения, систему 3 оповещения, блок 4 памяти, первый 5 и второй 6 корреляторы, первый 3.1 и второй 3.2 преобразователи аналог-код, первый 3.3 и второй 3.4 ключи, формирователь 3.6 модулирующего кода, задающий генератор 3.6, фазовый манипулятор 3.7, усилитель 3.8 мощности, передающую антенну 3.0, перемножители 5.1 и 6.1, фильтры 5.2 и 6.2 нижних частот, экстремальные регуляторы 5.3 и 6.3, регулируемые линии задержки 5.4 и 6.4. Пункт контроля 7 содержит приемную антенну 7.1, усилитель 7.2 высокой частоты, гетеродин 7.3, смеситель 7.4, усилитель 7.5 промежуточной частоты, первый 7.6, второй 7.7, третий 7.11 и четвертый 7.12 перемножители, первый 7.8 и второй 7.13 узкополосные фильтры, первый 7.9 и второй 7.14 фильтры нижних частот, блок 7.11 регистрации и анализа, первый 7.15 и второй 7.16 фазоинверторы. Технический результат: повышение помехоустойчивости и достоверности приема сложных сигналов с фазовой манипуляцией путем ослабления узкополосных помех. 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских прибрежных сейсморазведочных работ. Предлагаются способ и система для управления формой и расстояниями в схеме расположения сейсмических кос, буксируемых позади исследовательского судна (10). Каждой сейсмической косой управляют посредством устройств (16) рулевого управления в поперечном направлении, размещенных вдоль ее длины в конкретных узлах, для достижения заданного расстояния от соседней сейсмической косы. Одной из этих действительных сейсмических кос, используемой в качестве опорной для других действительных сейсмических кос, управляют для достижения заданного расстояния от мнимой, или фантомной, сейсмической косы, виртуально буксируемой вместе с действительными сейсмическими косами. Технический результат - повышение точности разведочных данных. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано для поиска углеводородов под дном морей и океанов, в том числе и в ледовых условиях на шельфе Северных морей. Согласно изобретению применяют сейсмогидроакустические приемные системы с нулевой плавучестью, которые размещают не на дне, а в водном слое над поверхностью дна. Сейсмогидроакустические приемные системы дают полную информацию о сейсмогидроакустическом поле в точке измерений. С их помощью производится прием сигналов для аппаратурного анализа амплитудных спектров всех составляющих колебательной скорости по трем осям координат и гидроакустического давления, что позволяет вычислить амплитудные спектры, а также активную и реактивную составляющие спектра мощности этих составляющих. Технический результат - увеличение точности определения расположения месторождений углеводородов. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря. Сущность: способ профилирования донных отложений включает установку приемоизлучающей антенны профилографа на буксируемый носитель, при этом излучающая и приемная антенны профилографа устанавливаются на носителе раздельно друг от друга, а в качестве приемной антенны используется ориентированная вдоль продольной оси носителя К - элементная приемная антенна. Буксируют носитель над дном, производят излучение импульсного акустического фазоманипулированного сигнала, модулируемого М-последовательностью, прием отраженного сигнала, его корреляционную обработку с копией излученного акустического фазоманипулированного сигнала, при этом усиление и корреляционную обработку принятых сигналов производят К - канальным приемным трактом. После усиления и корреляционной обработки сигналов, принятых каждым элементом К - элементной приемной антенны, формируют Q значений комплексной амплитуды принятого сигнала , из Q элементов - строк формируют матрицу, для каждого момента времени излучения tpn и времени прихода tq вычисляют временные задержки. Повторяют операции временного сдвига и синфазного суммирования для всего массива данных для каждого элемента приемной антенны, для каждого момента времени прихода принятых сигналов tq и времени излучения tp, синфазно суммируют К сигналов, принятых К - элементной приемной антенной. Затем выполняют графическое построение профиля донных отложений по времени задержки отраженного сигнала. Технический результат - увеличение разрешающей способности способа профилирования в продольном направлении при сохранении достаточно большой глубины профилирования и высокой разрешающей способности в вертикальном направлении. 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря. Сущность: способ профилирования донных отложений включает установку приемоизлучающей антенны профилографа на буксируемый носитель, при этом излучающая и приемная антенны профилографа устанавливаются на носителе раздельно друг от друга, а в качестве приемной антенны используется ориентированная вдоль продольной оси носителя К - элементная приемная антенна. Буксируют носитель над дном, производят излучение импульсного акустического фазоманипулированного сигнала, модулируемого М-последовательностью, прием отраженного сигнала, его корреляционную обработку с копией излученного акустического фазоманипулированного сигнала, при этом усиление и корреляционную обработку принятых сигналов производят К- канальным приемным трактом. После усиления и корреляционной обработки сигналов, принятых каждым элементом К -элементной приемной антенны, формируют Q значений комплексной амплитуды принятого сигнала S(к) qp, из Q элементов - строк формируют матрицу, для каждого момента времени излучения tpn и времени прихода tq вычисляют временные задержки. Повторяют операции временного сдвига и синфазного суммирования для всего массива данных для каждого элемента приемной антенны, для каждого момента времени прихода принятых сигналов tq и времени излучения tP, синфазно суммируют К сигналов, принятых К - элементной приемной антенной. Затем выполняют графическое построение профиля донных отложений по времени задержки отраженного сигнала. Технический результат: увеличение разрешающей способности способа профилирования в продольном направлении при сохранении достаточно большой глубины профилирования и высокой разрешающей способности в вертикальном направлении. 3 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оценки потока газа, например, для оценки потока метана газовых «факелов». Сущность: излучают в направлении дна акустический сигнал. Принимают сигналы обратного излучения звука от каждого из пузырьков, пересекающих за время наблюдения озвученную зону на исследуемом горизонте. Обрабатывают полученные сигналы, определяя расстояние от акустического преобразователя до исследуемого горизонта, число пузырьков, пересекающих данный горизонт за время наблюдения, высоту всплытия пузырьков над исследуемым горизонтом. Строят калибровочную кривую зависимости высоты всплытия пузырьков от их размеров. По полученным параметрам с использованием калибровочной кривой вычисляют значения потока газа. Технический результат: расширение возможностей использования. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведочных мероприятиях в водной среде. Система содержит одно или несколько объединенных в комплекс автономных подводных транспортирующих средств, каждое из которых имеет один или несколько автономных морских источников акустических сигналов с самодвижущимися ударными поршнями. Система выполнена с возможностью использования как традиционных, так и нетрадиционных морских источников сейсмических сигналов. Предлагаемый в настоящем изобретении нетрадиционный морской источник сейсмических сигналов может выпускать волну сжатия высокой интенсивности, генерируемую системой двух ударных поршней, которая не потребляет воздух при работе, поскольку она не распространяет воздух или другой газ в воде и не создает изменения веса транспортирующего средства при его функционировании, и обеспечивает возможность регулирования амплитуды колебаний и длительности излучаемой звуковой волны и характеристик спектра излучения. Технический результат - повышение точности разведочных данных. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 28 ил.
Наверх