用于管理多船舶地震系统中的主船舶变化的方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域是地球物理学数据采集领域。
[0002]更确切地说，本发明涉及海上地震数据采集，其涉及若干船舶以获得海床地壳的成像。
[0003]具体来说，本发明涉及一种管理在包括若干拍摄船舶(一个调度拍摄船舶以及至少一个从属拍摄船舶)以及至少一个监听船舶的多船舶地震系统中的拍摄的方法。每个拍摄船舶包括在确定的瞬间执行拍摄的至少一个震源。每个监听船舶具有一个记录系统并且牵引着至少一个整合有地震传感器的拖缆。
[0004]实际上，多船舶地震系统通常包括若干拍摄船舶和若干监听船舶。此外，一些船舶可以既是拍摄船舶又是监听船舶。
[0005]本发明尤其可以应用于石油勘探行业，而且也可以应用于使用海洋环境中的地球物理数据采集网络的任何领域。
【背景技术】
[0006]海洋地震数据采集的原理
[0007]为了执行测量区域中的海洋地震数据采集，通常使用震源(射枪、振动源……)和地震传感器。传感器容纳在电缆中，所述电缆被称作拖缆(或声波线性天线或地震电缆)。若干拖缆一起使用以形成数千个传感器的阵列。震源由一个或若干个拍摄船舶牵引，并且拖缆由一个或若干个监听船舶牵引。同一个船舶可以既是拍摄船舶又是监听船舶(即，可以牵引一个或若干个拖缆以及一个或若干个震源)。
[0008]为了在海洋环境中收集地球物理学数据，震源(由至少一个拍摄船舶牵引)得到激活以产生单个脉冲或连续扫过的能量。每个源产生的信号行进穿过地壳层，并且反射信号被拖缆(由至少一个监听船舶牵引)中的传感器(水听器)捕获。
[0009]每个必须拍摄震源的理论位置是一个拍摄点位置(也称为“拍摄点”)，由其地理坐标(玮度/经度和/或东行航程北行航程)来定义。当震源到达这个拍摄点时，射枪被激活并且产生爆炸。所有震源的拍摄点的集合被称为“预定表”。
[0010]采集过程由导航系统(也称为INS，是“整合式导航系统(Integrated Navigat1nSystem) ”的简称)控制和监测，所述导航系统装载在主船舶上并且其角色是根据预定表几何形状计算传感器和震源的位置、沿它们的采集路径驱动船舶，以及激活震源从而在所需位置(拍摄点)执行地震数据采集。
[0011]导航系统根据各种系统组件的位置确定每个拍摄点的起动时刻。这个时刻也称为“拍摄时间”，通常标注为T0。
[0012]通过众所周知的测量装置(GPS、RGPS、音响装置、罗盘、深度传感器......)，可以知道所有设备(水听器及射枪)的当前位置。
[0013]多船舶操作
[0014]为了进一步提高地震成像的质量，现在在多船舶操作中执行地震勘测，以便获得地壳的宽方位角照明(这解释了为什么在这种情况下将预定表称为“宽方位角预定表”或“WAZ预定表”)。多船舶地震系统通常包括若干拍摄船舶和若干监听船舶。同一个船舶可以既是拍摄船舶又是监听船舶。
[0015]宽方位角预定表定义一连串拍摄点，其中各种船舶的拍摄是交错的。
[0016]震源的拍摄次序并且因此船舶的拍摄次序也定义在宽方位角预定表中。必须尽可能靠近宽方位角预定表中规定的拍摄点的地理坐标来遵照及执行船舶的拍摄次序。为了遵照拍摄次序，必须使各个船舶同步。
[0017]
[0018]*牛眼(标记为BE):典型的海洋勘测配置，其包括至少一个从属船舶和一个主船舶，所述主船舶是计算到其它船舶的适当位置的参考。因此，通过从属船舶计算目标位置是通过主船舶的位置进行的。此目标被称作牛眼(标记为BE)并且每个从属船舶必须尽可能在正确的时间与此目标匹配。实际上，主船舶的点(或与主船舶相关联的任何设备(例如，地震源)的点)被用作参考点以计算其它船舶(从属船舶)的理想位置，即，用于从属船舶的空间同步。
[0019]从属船舶的理想位置由圆形目标(“牛眼”)表示，所述目标具有:
[0020]籲中心，其取决于主船舶的参考点在从属船舶的航线上的投影。在从属拍摄船舶应该与主船舶对齐的特定情况下，“牛眼”的中心与主船舶的参考点在从属船舶的航线上的投影一致。在拍摄船舶不应对齐的特定情况下，沿从属船舶航线在“牛眼”的中心与主船舶的参考点在从属船舶的航线上的投影之间存在预定偏离；以及
[0021]?公差半径，其可以由合同要求确定(例如，10m)。
[0022]预先定义的从属船舶的参考点必须位于“牛眼”中，以确保从属船舶的适当同步。
[0023]如图1a和Ib所说明，主船舶参考点的投影方式可以取决于投影算法而不同。
[0024]在稍后描述的所有图中，取决于具体情况，三角形表示船舶，卵形表示“牛眼”并且交叉表示主船舶参考点或拍摄点。此外，点符号表示从属生产线上的主投影。
[0025]作为第一实例(图1a)，主船舶参考点投影在从属线路上，具有静态偏离和正交投影，在此图1a中针对对应于从属船舶1、2和3的三个“牛眼”可以看出。
[0026]作为第二实例(图1b)，主船舶参考点投影是从主船舶沿其航行路径的前进中计算的。每个从属船舶的“牛眼”是取决于主船舶在其自身路径上的前进沿其对应的从属航行路径前进的。输入参数是:主船舶路径定义、从属船舶路径定义和路径上的主路径前进。如在此图1b中所说明，主船舶沿其航行路径的前进是25%，因此从属船舶I的投影参考点位于对应于从属路径的前进的25%的点处。
[0027]基本上，可以说主船舶(或主船舶所拥有的任何点或元件)投影在从属路径上以计算其最佳位置。
[0028]*拍摄的时间，也称为拍摄时间:
[0029]主船舶“拍摄时间”(或拍摄时间T0)通常是从以下项中计算的:
[0030]?主路径及其拍摄点位置，
[0031]?预定表的拍摄点与主拍摄预测点(主拍摄预测点通常是射枪(源)位置或主船舶拥有的任何其它点)之间的拍摄点距离，
[0032]?沿所述路径的主船舶速度。
[0033]通常，从属船舶的拍摄时间是从主船舶拍摄时间中计算的以确保良好的拍摄日程安排。另一方面，从属船舶可以基于调度算法从以下项中计算它们自身的拍摄时间:
[0034]?来自主船舶预测的线性插值法，
[0035]?或拍摄的主预测时间、从主时间预测中计算出的拍摄时间窗口，以及从属船舶的物理位置，前提是它们在拍摄时间窗口内部，
[0036]?或与主船舶预测相关联的任何限制(例如，两次拍摄之间的最小拍摄时间间隔)。
[0037]当前解决方案的缺点
[0038]基于主船舶的多船舶勘测的主要缺点在于如果出于转弯等任何原因主船舶不能够执行其操作，那么勘测必须停止。在这种情况下，所述系统需要得到重新配置以便识别新的主船舶。
【发明内容】
[0039]本发明的一个特定的方面提出用于管理涉及多个船舶的并且包括沿它们各自的路径移动的一个主船舶M和至少一个从属船舶的多船舶地震勘测中的主船舶变化的方法，所述主船舶是计算所述至少一个从属船舶的适当位置的参考，并且至少一个震源由至少一个船舶牵引，所述方法包括在多船舶勘测的至少一部分期间:
[0040]?在至少一个从属船舶中选择新主船舶M’的步骤(21、21’)，其通过至少一个预定事件触发；
[0041].a将涉及从被称作旧主船舶的主船舶M到新主船舶M’的主船舶变化的至少一条信息传输到所述至少一个从属船舶的步骤(22、22’)。
[0042]因此，此特定实施例依赖于完全新颖且发明性的方法，其中主船舶是在生产期间从“旧”主船舶变为“新”主船舶的，以避免旧主船舶所遇到的任何功能障碍，即，即使旧主船舶不再能够在勘测期间执行其操作(例如，由于使转向)。
[0043]举例来说，此特定实施例允许无论“旧”主船舶发生了什么，对于所有船舶都不会停止生产并且不会停止船舶拍摄，因此对于操作中所涉及的所有船舶允许具有及时的常规拍摄。
[0044]这还允许保持遵循环境法规，这需要具有所有船舶的及时的常规拍摄。实际上，此特定实施例确保了所有船舶将执行其必须拍摄的所有拍摄并且具有及时的良好日程安排，即使在I日主船舶与新主船舶之间的变化期间也是如此。
[0045]此外，此特定实施例确保了常规覆盖率，即使旧主船舶必须停止也是如此。
[0046]根据这一具体实施例，预定事件触发改变主船舶的步骤，方法是在系统的船舶当中选择新的一个船舶。在选择新主船舶之后，系统的所有船舶需要察觉到此变化，例如，通过传输涉及此类变化的一条信息。举例来说，这条信息可以通过位于旧主船舶或任何其它船舶上的监督工具传输并且可以包括若干级信息。
[0047]举例来说，在“分散式”模式中，这条信息对应于包括涉及新主船舶的数据的主船舶变化的指示。举例来说，这条信息对应于旧主船舶与新主船舶之间的过渡，对于非渐进式过渡作为“钝锯齿”，并且对于渐进式过渡作为“斜坡”。通过这条信息，所有从属船舶能够计算用于新主船舶的新“牛眼”和拍摄时间预测。
[0048]根据另一实例，在“集中”模式中，这条信息对应于主船舶变化的指示并且还包括从属船舶参考新主船舶所需的所有数据(新“牛眼”、新拍摄时间预测……)。
[0049]根据特定特征，所述至少一条信息涉及从旧主船舶M到新主船舶M’的主船舶的及时的渐进式变化。
[0050]因此，其中旧主船舶与新主船舶之间的过渡是渐进式的此特定实施例允许通过考虑到旧主船舶和新主船舶的位置而不会缺失一些拍摄，因此确保常规的生产而不会存在不连续性。
[0051]当新主船舶和旧主船舶未对齐或非常交错时此特定实施例是尤其高效的。
[0052]根据特定特征，所述至少一条信息根据新主船舶M’的参考点对应于目标位置，并且根据新主船舶M’的拍摄时间预测或拍摄时间预测的系列对应于新拍摄时间预测或拍摄时间预测的系列。
[0053]因此，此特定实施例(在“集中模式”下)允许所有船舶参考新主船舶，因为旧的一个主船舶不再能够充当参考。为此，参考新主船舶的用于“牛眼”的新值和拍摄时间被传输到所有船舶。
[0054]根据特定特征，对于至少一个从属船舶，所述方法还包括将其参考点和其拍摄时间预测传输到所述多船舶地震系统的其它船舶的至少一个步骤，
[0055]并且对于接收所述至少一条信息的至少一个从属船舶:
[0056]a)至少根据新主船舶M’的参考点计算新从属船舶目标位置；
[0057]b)至