NO20130987A1 - System for å oppdage geologiske formasjoner under vann, særlig for lokalisering av hydrokarbonformasjoner - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner, særlig for lokalisering av reservoarer av hydrokarboner slik som olje og / eller naturgass, omfattende en elektromagnetisk overføringsanordning (10) som kan beveges innenfor et område som skal kartlegges (101) ved hjelp av overflateslepemidler (14) langs en bevegelsesretning (A) og minst en elektromagnetisk mottaksanordning (20) plassert i området som skal undersøkes (101), og karakterisert ved at den elektromagnetiske mottaksanordning (20) omfatter i det minste en flat struktur (20a) som består av et mangfold lineære elementer (21) begrenset til hverandre i henhold til 10 en todimensjonalt gitterkonfigurasjon og et mangfold av mottakselektroder (22, 22a), idet hver mottakselektrode (22, 22a), av mangfoldet av mottakselektroder (22, 22a) er begrenset i samsvar med et skjæringspunkt mellom par av nevnte lineære elementer (21).

Description

SYSTEM FOR Å OPPDAGE GEOLOGISKE UNDERVANNSFORMASJONER OG SÆRLIG FOR LOKALISERING AV HYDROKARBONFORMASJONER

Den foreliggende oppfinnelse angår et system for detektering av geologiske undervannsformasjoner, særlig for lokalisering av reservoarer av hydrokarboner slik som olje og / eller naturgass.

I feltet for utforskningen av havbunnen, er anvendelsen av indirekte undersøkelsesmetoder velkjent. De er rettet mot å rekonstruere morfologi og beskaffenheten av havbunnen, geometrien av sedimentene og de underliggende fjellformasjonene, i tillegg til lokalisering av reservoarer og i særdeleshet av hydrokarboner som finnes under sjøbunnen.

Gjennom årene har den indirekte undersøkelsesmetoden basert på responsen gitt av undergrunnen til en elektromagnetisk eksitasjon vist seg å være spesielt egnet.

For dette formål genereres elektromagnetisk felt og den elektromagnetiske responsen fra undergrunnen blir detektert, hvis intensitet og fase er avhengig av den elektriske ledningsevne til de geologiske formasjoner som treffes på langs forplantningsruten.

Den elektriske resistiviteten (det motsatte av ledningsevne) til jordsmonnet avhenger av ulike faktorer, slik som graden av metning, saltholdigheten av vannet som finnes i de geologiske formasjonene, den mineralogiske sammensetning og så videre. Spesielt har en formasjon som inneholder hydrokarboner en større motstand i forhold til den samme formasjon som inneholder sjøvann.

Den elektromagnetiske undersøkelsesmetoden som for tiden er mest brukt, også kalt marin kontrollert elektromagnetisk kilde metode (CSEM), består i å gjenkjenne, gjennom modifikasjoner som det elektromagnetiske feltet som sendes ut har gjennomgått, områdene med høy resistivitet i havbunnen.

Denne teknikk har ført til en forbedring av påliteligheten i undersøkelser og karakteriseringen av hydrokarbonreservoarer også på dypt vann, i bestemmelsen av den motstanden i formasjoner under havbunnen og indirekte indikerer tilstedeværelse av hydrokarboner.

For å gjennomføre elektromagnetiske undersøkelsesmetoder, er deteksjonssystemer av undersjøiske geologiske formasjoner som omfatter en overføringsenhet og et elektromagnetisk mottakerapparat, kjent.

Mer bestemt omfatter den elektromagnetiske overføringsanordningen generelt en elektrisk dipol slept til en bestemt dybde langs en bestemt retning, som brukes for å eksitere et lavfrekvent elektromagnetisk signal, som varierer fra for eksempel fra 0,05 Hz til 1 Hz.

Den klassiske gjennomføring av den elektromagnetiske overføringsanordningen som brukes i undersøkelsesystemer av undersjøiske geologiske formasjoner ser for seg synkronisering (eng. entrainment) av den delen av en elektrisk kabel gjennom hvilken en høy vekselstrøm føres, på en dybde vanligvis lik omtrent 50 m fra sjøbunnen.

Kabelen gjennom hvilken vekselstrømmen går, genererer et elektromagnetisk felt som forplanter seg gjennom sjøvann og undergrunnen ned til en dybde på noen få kilometer.

Påvisning av responsen fra undergrunnen til den elektromagnetiske eksitasjonen skjer gjennom et flertall sensorer plassert i kontakt med sjøbunnen og plassert med mellomrom langs forflytningsretningen til den elektromagnetiske overføringsanordningen, som utgjør den elektromagnetiske mottagningsanordningen av kjente undersøkelsessystemer.

Spesielt består sensorene av enkeltstasjoner som hver omfatter to eller flere ortogonale elektriske dipoler og to eller flere ortogonale magnetometre, vanligvis plassert på linje på sjøbunnen og gjenvinnbare etter undersøkelsen gjennom aktivering av flyteinnretninger.

Fra påvisning av den elektromagnetiske responsen fra undergrunnen, kan en spesifikk motstandsdiskontinuitet bestemmes i banen til det elektromagnetiske feltet, og derfor tillate et høyere resistivitet område til å bli mer eller mindre lokaliserte, en indeks for den mulige tilstedeværelsen av en hydrokarbonformasjon.

Deteksjonssystemene for geologiske undervannsformasjoner som er kjent i dag gir imidlertid overdrevent tvetydig informasjon og med en lav redundans, og følgelig gir ikke stabile og robuste oppnåelige modeller, det vil si i stand til å gi en entydig løsning med hensyn til lokalisering av formasjonene.

Etter tilnærmingen som er tilveiebrakt av i dag kjente gjenkjenningssystemer for geologiske undervannsformasjoner, er det bare mulig å foreta målingerkarakterisertav en svært høy unøyaktighet for helt pålitelig bruk i mineralapplikasjoner.

Spesielt kan tilnærming av målingene, på den ene side tilskrives nødvendigheten av at den elektromagnetiske transmisjonsenhet som brukes i de kjente deteksjonssystemer alltid er i bevegelse. Denne omstendighet tillater ikke å utføre undersøkelser ved forskjellige frekvenser knyttet til den samme posisjonen, som ville tillate at mer data ble oppnådd på en bestemt posisjon.

Videre nødvendiggjør den kontinuerlige bevegelse av den elektromagnetiske kilden distansering fra havbunnen, noe som dermed fører til en delvis dispersjon av den utstrålte energien før denne trenger inn i undergrunnen. En mindre inntrengningsdybde av det utstrålte signalet blir derfor oppnådd.

I tillegg hindrer bruken av en enkelt hertz dipol som elektromagnetisk overføringsanordningen generering av polariserte elektromagnetiske signaler i henhold til en annen retning i forhold til navigasjonsretningen.

De elektromagnetiske overføringsenheter som i dag brukes i deteksjonssystemer av geologiske undervannsformasjoner tillater derfor bare delvis, dvs. med betydelige begrensninger til presisjon og entydighet, informasjon å bli tilveiebrakt med hensyn til posisjonen ogtre-dimensjonal geometri og fluidinnhold i de tilstedeværende hydrokarbonformasjonene i havbunnen.

De elektromagnetiske mottakeranordningene som brukes i kjente undersøkelsessystemer tilveiebringer også grenser for oppløsning og nøyaktighet i de gjennomførte undersøkelsene.

Spesielt stasjonene med dipoler og magnetometerene som for tiden brukes, er ikke i stand til å tilveiebringe alle vektorverdiene (eng.: tensor) av det elektromagnetiske feltet siden de bare kan gjøre målinger langs to retninger. Med disse stasjonene er det også umulig å detektere den horisontale gradienten til det elektriske feltet.

Begge disse målingene, er imidlertid grunnleggende for å skaffe en nøyaktig lokalisering og bestemmelse av geometrien til en hydrokarbonformasjon og metningsnivå av hydrokarbonene selv.

Videre, som, etter en undersøkelse, må de elektromagnetiske resepsjonsanordningene som i dag brukes i undersøkelsessystemer av undersjøiske geologiske formasjoner bli gjenvunnet for å kunne ha tilgang til de utførte målingene, dersom utviklingen over tid av det samme reservoaret skal overvåkes, de må bli nøyaktig gjenplassert i korrespondanse med de samme punkter som den første undersøkelsen ble gjennomført.

Disse elektromagnetiske mottaksenhetene, tillater imidlertid ikke en styrt posisjonering på havbunnen, og dermed er en nøyaktig reposisjonering umulig.

Som konklusjon, med kjente påvisningssystemer av geologiske undervannsformasjoner, er det ikke mulig å gjøre, med den nødvendige nøyaktighet, undersøkelser over en tidsperiode, også kalt time-laps (eng.) undersøkelser av hydrokarbonformasjoner.

Et hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å overvinne ulempene som er nevnt ovenfor og spesielt å komme frem til et deteksjonssystem av geologiske undervannsformasjoner som er i stand til å tilveiebringe en kombinasjon av målinger som er tilstrekkelig nøyaktig for både å identifisere og karakterisere den tredimensjonale geometrien i e hydrokarbonformasjon, og også for å bestemme metningsnivåer for hydrokarbonene selv.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et deteksjonssystem av undersjøiske geologiske formasjoner som tillater utviklingen av en hydrokarbonformasjon å overvåkes overtid gjennom repeterte (eng.: time-lapse) undersøkelser.

Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et deteksjonssystem av undersjøiske geologiske formasjoner som er i stand til å tilveiebringe målinger av både de elektromagnetiske vektorverdiene og vinkelen til det elektriske feltet reflektert fra undergrunnen.

Disse og andre formål i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnås ved å tilveiebringe et undervannsdeteksjonssystem av geologiske formasjoner som angitt i krav 1.

Ytterligere kjennetegn ved deteksjonssystemet av geologiske undervannsformasjoner er gjenstand for de uselvstendige krav.

Egenskapene og fordelene ved et deteksjonssystem av undersjøiske geologiske formasjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse vil fremgå mer tydelig fra den følgende illustrerende og ikke-begrensende beskrivelse, med henvisning til de vedlagte skjematiske tegninger, hvor: - Figur 1 er et skjematisk riss av en foretrukket utførelse av et detekteringssystem av undersjøiske geologiske formasjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse; - Figurene 2a-2b er skjematiske perspektivriss av en elektromagnetisk overføringsanordningen i en dynamisk og statisk undersøkelseskonfigurasjon, som brukt i deteksjonssystemet av undersjøiske geologiske formasjoner på figur 1; - Figur 3 er et perspektivriss av styremidler anvendt i den elektromagnetiske overføringsanordningen på figur 2; - Figur 4a-4d er skjematiske riss av en første utførelse av en elektromagnetisk mottagningsanordning som benyttes i deteksjonssystemet av de undersjøiske geologiske formasjonene i figur 1 i fasene relatert til utslipp fra båten, deponering på sjøbunnen, undersøkelse og gjenvinning; - Figur 5a-5b er skjematiske riss av en andre utførelse av en elektromagnetisk mottagningsanordning som benyttes i deteksjonssystemet av de undersjøiske geologiske formasjonene i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen i de faser i som er relatert til utslipp fra båten og undersøkelse.

Med referanse til figurene, viser disse et deteksjonssystem av undersjøiske geologiske formasjoner, angis som en helhet med 100.

Deteksjonssystemet av geologiske undervannsformasjoner 100 omfatter en elektromagnetisk overføringsanordningen 10 som kan beveges innenfor et område som skal undersøkes 101 av sjø-gående slepemidler 14 langs minst en forflytningsretning A, og minst en elektromagnetisk mottagningsanordning 20 anordnet i området som skal undersøkes 101, fortrinnsvis et arrangement som har en hovedsakelig lineær utvikling.

Arrangementet av den elektromagnetiske mottagningsanordning 20 er fortrinnsvis parallell med forflytningsretningen A, men kan også ligge på skrå i forhold til den samme ved en kjent vinkel.

Ifølge en foretrukket utførelse som vist, omfatter den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 minst tre overføringselektroder 11,12,13 hvor hver er forbundet med slepemidlene 14 på overflaten gjennom interposisjonering av dybde stabiliseringsmidler 15, slik som for eksempel en passive depressorer eller utstyrt med hydrodynamiske flaps (ikke vist) som er i stand til å utøve den nedadgående skyvekraft som utøves av de samme 15 for å regulere navigasjonshøyden av overføringselektrodene 11,12,13 i forhold til sjøbunnen.

Hver overføringselektrode 11,12,13 er forbundet med et styremiddel 16, i det spesifikke felt kjent som "fisk", i stand til å korrigere dens relative posisjonering med hensyn til den minst ene ytterligere elektrode 11,12,13.

I særdeleshet, kan overføringselektrodene 11,12,13 er hver inneholdt eller knyttet til et bestemt styremiddel 16.

Styremiddelet 16 er i stand til å opprettholde, ved et mangfold av klaffer 16a, et første par innrettede overføringselektroder 11,12, fortrinnsvis langs forflytningsretning A etterfulgt av slepemiddel 14, og et andre par av overføringselektroder 11, 13 innrettet langs en hellende retning i forhold til innrettingsretningen til det første par av overføringselektroder 11,12.

Nevnte styremidler 16 tillater også at avstanden mellom parene av overføringselektroder 11,12,13 å reguleres, og følgelig lengden av dipoler som er definert av dem.

På denne måten, ved å mate overføringselektrodene 11,12,13, blir minst to hertz-dipoler som ikke er parallelle til hverandre, generert.

Det andre paret av overføringselektroder 11,13 holdes fortrinnsvis innrettet langs en retning ortogonalt på innrettingsretningen av det første paret overføringselektroder 11,12.

For å kunne opprettholde en nøyaktig relativ posisjonering mellom parene av overføringselektroder 11,12,13 omfatter den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 et akustisk system (ikke vist) for måling av den relative posisjoneringen mellom hver enkelt overføringselektrode 11,12,13.

De tre overføringselektrodenell,12,13 er fortrinnsvis anordnet på et horisontalt plan i forhold til havoverflaten, eller alternativt på et skrånende plan.

Overføringselektrodene 11,12,13 er forbundet til overflateslepemidler 14 ved hjelp av umbilical-kabler 17 som egner seg for overføring av trekk-kraften, og også for overføring av data og matingen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse, omfatter styremidlene 16 et mangfold flaps 16a, et mangfold aktuatorer 16b og variable ballastmidler 16c egnet for å styre en i det vesentlige vertikal senkning av styremidlene 16 under stoppefasen på sjøbunnen, det vil si under overgangen mellom en dynamisk bevegelsestilstand vist i figur 2a, og et statisk liggetilstand på sjøbunnen illustrert i figur 2b. På denne måten er den relative posisjonering mellom par av elektroder kontrollert.

Videre er den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 fortrinnsvis forsynt med flyteinnretninger 18 som egner seg for å støtte kablene 17 og dermed hindre dem fra å synke i grunnen under den statiske liggetilstanden på sjøbunnen.

Aktuatorene er også i stand til å favorisere den gjensidige posisjonering av overføringselektrodene 11,12,13, også under den inverse transiente fasen, dvs. å gå over fra den statiske liggetilstanden på sjøbunnen til den dynamiske bevegelsestilstanden.

I henhold til alternative utførelsesformer, omfatter den elektromagnetiske transmisjonsanordningen 10 også en magnetisk induksjonskilde (ikke vist) som kan posisjoneres på havbunnen under den statiske fasen og kan anvendes alternativt eller i tillegg til de elektriske dipolene.

I henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20 minst en flat struktur 20a som består av et mangfold lineære elementer 21 begrenset til hverandre i henhold til en todimensjonalt gitterkonfigurasjon.

En mottakselektrode 22,22 a er begrenset i samsvar med et mangfold av skjæringspunkter mellom par av lineære elementer 21, også kalt noder.

I den foretrukne illustrerte utførelsen, er ni mottakselektroder 22, 22a, begrenset til denflate gitterstrukturen 20a, hvorav åtte elektrodene er plassert i korrespondanse med perifere noder og en elektrode er plassert i korrespondanse med en sentral node 23, for formålene i den foreliggende beskrivelse, er mottakselektrodene 22, 22a derfor henholdsvis kalt perifere mottakselektroder 22 og sentrale mottakselektrode 22a.

Den flate gitterstrukturen 20a, begrenset til den samme 20a, omfatter, fortrinnsvis i overensstemmelse med den sentrale node 23, en trykktett beholder 24 i hvilken mating og foredling midler (ikke vist) befinner seg, som er nødvendig for å avdekke målinger, slik som for eksempel en mateenhet, en minneenhet, elektronisk prosessenngsutstyr og så videre.

Dipolene som dannes av de perifere mottakselektrodene 22 og den sentrale mottakselektroden 22a er hver koblet til en differensialforsterker (ikke vist) inkludert i prosesseringsutstyret begrenset i korrespondanse med den sentrale noden 23, som får en differensialspenning mellom de to perifere mottakselektrodene 22 og den sentrale elektroden 22a.

Forskjellen i spenning mellom to generiske elektroder 22 fås ved å kombinere avlesning av, på det meste to differensialforsterkere. Transaksjonene i undersøkelsene av de åtte differensialforsterkerene tillater derfor at alle spenningene til alle dipol-konfigurasjonene som er produsert av de ni mottakselektrodene 22, 22a, å bli innhentet.

Spesielt, i den foretrukne viste utførelsen, kan tolv dipol-konfigurasjoner innhentes, som har forskjellig lengde og / eller orientering.

I henhold til en alternativ utførelse kan en enkel differensialforsterker brukes, hvis innganger er koblet alternativt til et hvilket som helst par av elektroder 22 og 22a.

Denne løsning tillater imidlertid bare undersøkelser av enkelt-dipoler som skal utføres i rekkefølge.

Ifølge en foretrukket utførelse omfatter det flate gitter struktur 20A i det minste ett supplerende lineære element (ikke vist) posisjonert ortogonalt til planet til gitterstrukturen 20a, ved hvis frie ende en ytterligere mottakelseselektrode er festet. På denne måten, kan en måling av det vertikale elektriske feltet ytterligere være utført, innhente data som er tilstrekkelig for å rekonstruere det fullstendige bildet av det elektriske feltet generert som respons av den marine undergrunn.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform er minst ett magnetometer (ikke illustrert) for måling av det magnetiske feltet, tilknyttet den flate gitterstrukturen 20a.

De lineære elementene 21 av den flate gitterstrukturen 20a er fortrinnsvis av den halvstive oppblåsbar type, slik for å ha en første kompakt konfigurasjon under transport på en båt 30, og en andre ekspandert konfigurasjon bare når de har blitt sluppet ut i sjøen og / eller har nådd sjøbunnen, som vist ved sekvensen av figurer 3a-3c.

Spesielt er de lineære elementer 21 er belg-rør som kan fylles med sjøvann eller luft med et trykk som er høyere enn den til sjøbunnen.

Dette sikrer at den flate gitterstrukturen 20a opprettholder et halvstivt konfigurasjon med lik avstand mellom de enkelte mottak elektrodene 22, 22a.

Alternativt kan de halvstive elementer 21 av gitterkonstruksjonen bli produsert ved hjelp av teleskopiske stenger eller ekspanderbare hengsler.

Den flate gitterstrukturen 20A er fortrinnsvis utstyrt med et mangfold hydrodynamiske flaps (ikke avbildet) som er beregnet for å opprettholde den ekspanderte konfigurasjonen under synkebevegelsen.

Den flate gitterstrukturen 20A er fortrinnsvis av den flytende typen og omfatter frigjørbare ballastmidler 25, hvis frigivelse kan være fjernstyrt, for eksempel gjennom et akustisk frigjøringssystem (ikke avbildet), for gjenvinning av de samme 20a når målingene er avsluttet.

Ifølge en spesielt fordelaktig utførelse for bruk i grunnere havdyp, er mangfoldet av flate gitter strukturer 20a som utgjør den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20 produsert i ett enkelt stykke slik at de danner en gitterstruktur med en båndkonformasjon fortrinnsvis bestående av tre rader av langsgående lineære elementer 21 som holdes parallelle med tverrgående lineære elementer 21a og hvor en mottakselektrode 22 er begrenset i overensstemmelse med hvert krysningspunkt mellom de ytre langsgående lineære elementene 21 og de tverrgående lineære elementene 21a.

To ytre rekker av perifere mottakselektroder 22 er derfor laget sammen med en rad av sentrale noder 23 plassert mellom de to ytre radene.

En trykk-tett beholder 24 er begrenset i overensstemmelse med hver av de sentrale noder 23 i hvilken mating og foredlingsmidler (ikke vist) er til stede, fortrinnsvis omfattende i det minste tre differensialforsterkere for innhenting av forskjellen i spenning mellom tilstøtende par avmottakselektroder 22 langs samme ytre rad eller liggende på samme høyde som separate ytre rader.

Målinger vedrørende virtuelle dipoler som har en større lengde, det vil si som er avgrenset mellom to ikke tilstøtende mottakselektroder 22 som ligger langs den samme ytre rad, er fremstilt ved summen av differensialspenningene målt av to eller flere differensialforsterkere.

Analogt kan målinger relatert til transversale dipoler også oppnås.

Som vist i figur 5a, blir den flate gitterstrukturen 20A med en båndkonformasjon fortrinnsvis lagt ved hjelp av en båt 30 på hvilken distanseringmidler31 er til stede, som er egnet for å holde de to ytre rekkene av langsgående lineære elementer 21 i strekk i løpet av leggingen, og som garanterer avstanden mellom de ytre rekkene av langsgående lineære elementer 21 i tilfellene med fleksible tverrgående elementer. I det sistnevnte tilfellet sørger vekten av den flate gitterstrukturen 20a selv at konfigurasjonen opprettholdes på sjøbunnen.

Den flate gitterstrukturen 20a som har en båndkonformasjon, omfatter fortrinnsvis, ved en første ende i forhold til utviklingen av båndet, et løsbart anker 27 for festing til sjøbunnen under leggingen, og, ved en andre ende i forhold til nevnte utvikling, en overflatebøye 26 egnet til å lette gjenvinning av strukturen 20a så snart målingene er avsluttet.

Forskjellige flate gitterstrukturer 20a har et en båndkonformasjon, eller forskjellige kombinasjoner av flate gitterstrukturer 20a, kan legges på havbunnen langs parallelle retninger passende distansert for å dekke et større område som skal kartlegges 101.

Virkningen av deteksjonssystemet 100 av geologiske undervannsformasjoner er følgende.

Så snart den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20 er lagt i det området av sjøbunnen som skal undersøkes 101, forflyttes den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 innenfor dette området som skal undersøkes 101, langs i det minste en forflytningsretning A på linje med hensyn til den viktigste utviklingen av arrangementet til den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20.

I tilfelle av en flat gitterstruktur 20a som har en båndkonformasjon, fortsetter den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 langs en retning vinkelmessig kjent med hensyn til utviklingen av den samme 20a.

I tilfelle av et mangfold av enkeltstrukturer 20a, fortsetter den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 langs en retning på linje med arrangementet av kombinasjonen av den enkle flate gitterstrukturer 20a.

Spesielt, avgir den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 et elektromagnetisk signal som genereres av to hertzdipoler som ikke er parallelle med hverandre, når den fortsetter langs en rute hovedsakelig parallelt i forhold til posisjonen for den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20.

Fortrinnsvis, men ikke utelukkende, fortsetter den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 langs en parallell rute, og på en høyde som varierer fra 30 m til 60 m over den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20, slik at målingene som fremkommer består i hovedsak av en elektromagnetisk signalkomponent som er gitt av responsen fra undergrunnen.

Takket være den spesielle elektromagnetisk overføringsanordningen 10 som brukes i systemet 100 for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner i samsvar med foreliggende oppfinnelse, kan avgivelse av det elektromagnetiske signalet også skje under stasjonære forhold. Når et område av spesiell interesse er blitt identifisert, blir den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 guidet mot sjøbunnen mens elektrodene 11,12,13 opprettholdes i stilling for ikke å modifisere konfigurasjonen av dipolene.

For dette formål blir slepet 14 først stoppet slik at de hydrodynamiske krefter som utøves på umbilical-kablene 17 avtar og dybdestabiliseringsanordningen 15 begynner sin nedstigning mot sjøbunnen.

Ved å flytte umbilical-kabel 17, for eksempel ved hjelp av en vinsj til stede på slepemiddelet 14, dybdestabiliseringsmidlene 15 er opprettholdt på noen få meter fra havbunnen under vertikalen av slepemidlene 14.

Under bevegelsen av styremidlene 16 på delen av dybdestabiliseringsanordningen 15, blir de relativt variable ballastmidlene 16c progressivt fylt med sjøvann.

Når hastigheten av dybdestabiliseringsanordningen 15 har sunket til under en viss terskel, slik for å bringe de innbyrdes forbindelser mellom enkle styremidler 16 inn i en spenningsløs konfigurasjon, blir nedstigningen av disse styremidlene 16 mot havbunnen bestemt av de hydrodynamiske motstandskreftene som stammer fra deres gjenværende bevegelse.

Nedstigningen av styremidlene 16 er styrt, gjennom flaps 16a og aktuatorer 16b, i det vesentlige vertikalt, og slik for å opprettholde en viss orientering av dipolene som genereres av elektrodene 11,12,13.

Ved slutten av nedstigningen, når de innbyrdes forbindelsene mellom de enkel pilot organene 16 igjen er under spenning på grunn av virkningen av det flytemidlene 18 og havstrøm, nevnte styremidler 16 er allerede i en hvile-konfigurasjon på sjøbunnen og med de respektive variable ballastmidlene 16c fylt for å være i stand til å motsette seg sidekrefter på grunn av strømningene.

Under sitt opphold (eng.: lay-up) på sjøbunnen, sender den elektromagnetiske overføringsanordningen 10 fortrinnsvis ut elektromagnetiske signaler, mens den variere frekvensen av signalene som emitteres over tiden.

På denne måten er det mulig å påvise responsen av den marine undergrunnen også med hensyn til signalene ved forskjellige frekvenser.

Videre tillater den spesielle anordning av overføringselektrodene 11,12,13 to uavhengige signaler å bli generert, som er i to uavhengige målinger som kan utføres av den elektromagnetiske mottagningsanordningen20 som brukes til å påvise responsen gitt av den marine undergrunn.

Denne anordningen 20 tillater målinger å bli utført ved et mangfold forskjellige vinkler og avstander, takket være bruken av den flate gitterstrukturen 20a som har et mottakselektrode 22, 22a i samsvar med i det vesentligste hver node.

I særdeleshet tillater muligheten for å utføre målinger ved forskjellige avstander at gradienten av det elektriske feltet på responsen fra undergrunnen å bli utledet, som i sin natur, er knyttet til den spesifikke motstand av midlene gjennom det elektriske felt som avgis.

Videre, i nærvær av det supplerende lineære element posisjonert ortogonalt til planet til gitterstrukturen 20a, og ved hvis ende det er en ekstra elektrode, er det også mulig å utføre målinger av den vertikale komponent i det elektriske feltet. Det er derfor mulig å oppnå en måling av alle vektorverdiene av det elektriske feltet.

I tillegg, hvis en eller flere magnetometre er forbundet med gitterstrukturen 20a er den elektromagnetiske mottagningsanordningen 20 i stand til også å utføre måling av den magnetiske responsen av den marine undergrunn i det området som skal undersøkes 101. Det er således mulig å oppnå en fullstendig måling av de elektromagnetiske vektorverdiene, herunder det naturlige elektromagnetiske feltet, kalt magnetotelluriske, i tillegg til den som produseres av den kontrollerte elektromagnetiske overføringsanordningen 10.

Egenskapene ved systemet for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner, formålet med den foreliggende oppfinnelse, er klart fra ovenstående beskrivelse, og likeledes de relative fordeler.

Gjennom kombinasjonen av to uavhengige signaler, som kan overføres enten i dynamisk modus eller i stasjonær modus, og muligheten for å måle i mottaket alle vektorverdiene av det elektromagnetiske feltet som følger i respons fra den marine undergrunn, er det mulig å oppnå målinger som kjennetegnes ved en høy redundans, som tillater stabile og robuste modeller av konfigurasjonen av undergrunnen som skal oppnås.

Disse modellene er nemlig entydig inverterbare, som tillater at variasjonen i resistiviteten til undergrunnen å bli rekonstruert med en høy pålitelighet.

Takket være muligheten for å skaffe data knyttet til alle vektorverdiene, er det også mulig å oppdage anisotropies og tredimensjonale effekter, med høy presisjon.

Videre tillater den spesielle konfigurasjonen av den elektromagnetiske transmisjonen og mottaksanordningene en presis omplassering på sjøbunnen, og følgelig gir mulighet for også å utføre målinger som kan gjentas over tid. På denne måten er det mulig å overvåke utviklingen over tid, av en hydrokarbonformasjon i form av variasjoner i metningen av fluidene.

Videre tillater muligheten for styring av den elektromagnetiske overføringsanordningen som hviler på sjøbunnen den delen av energien som reflekteres sjøbunnen å bli redusert, og forsterke penetrasjonsdybden av den elektromagnetiske energien som blir utstrålt.

Endelig kan anordningen som slik er beskrevet åpenbart gjennomgå en rekke modifikasjoner og varianter, alle innbefattet i oppfinnelsen, og videre kan alle detaljer erstattes med teknisk ekvivalente elementer. I praksis kan det materiale som brukes, og også dimensjonene variere i henhold til tekniske krav.

Claims (20)

1) Et system (100) for å detektering av undersjøiske geologiske formasjoner omfattende en elektromagnetisk overføringsanordningen (10) som kan beveges innenfor et område som skal undersøkes (101) ved hjelp av overflateslepeanordning (14) langs en bevegelsesretning (A) og minst en elektromagnetisk mottaksanordning (20) anordnet i det nevnte området som skal undersøkes (101),karakterisert vedat nevnte elektromagnetiske mottaksanordning (20) omfatter i det minste en flat struktur (20a) som består av et mangfold lineære elementer (21) begrenset til hverandre ifølge en todimensjonal gitterkonfigurasjon og et mangfold av mottakselektroder (22,22 a), hvor hver mottakselektrode (22,22 a), av det nevnte mangfold av mottakselektroder (22,22 a) er begrenset i samsvar med et skjæringspunkt mellom par av nevnte lineære elementer (21).

2) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) omfatter et mangfold av perifere mottakselektroder (22) og minst en sentral mottakselektrode (22a), prosesseringsmidler egnet for å skaffe en differensialspenning mellom i det minste en perifer mottakselektrode (22) av nevnte mangfold av perifere mottakselektroder (22) og nevnte i det minste ene sentrale mottakselektrode (22a), som er forbundet med nevnte perifere og sentrale mottakselektroder (22, 22a).

3) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 2,karakterisert vedat nevnte lineære elementer (21) er av halvstivt oppblåsbare typen, slik som å ha en første kompakt konfigurasjon og en andre ekspandert konfigurasjon.

4) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 3,karakterisert vedat nevnte lineære elementer (21) er fyllbare rørbelger.

5) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) er av den flytende type, som omfatter løsbare ballastmidler (25).

6) Systemet for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner (100) ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) har en båndkonformasjon som omfatter minst to rekker av langsgående lineære elementer (21) som opprettholdes parallelle av tverrgående lineære elementer (21A), en mottakselektrode (22) av nevnte mangfold av mottakselektrode (22,22 a) og er begrenset i samsvar med et mangfold av skjæringspunkter mellom nevnte langsgående lineære elementer (21) og nevnte tverrgående lineære elementer (21A), prosesseringsmidler egnet for å skaffe en differensialspenning mellom nevnte par av mottakselektroder (22) som er forbundet til minst ett par av mottakselektroder (22).

7) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 6,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) med en båndkonformasjon som omfatter, ved en første ende i forhold til utviklingen av nevnte bånd, et frigjørbart anker (27) for festing til sjøbunnen.

8) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 6 eller 7,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) med en båndkonformasjon som omfatter, ved en andre ende i forhold til utviklingen av nevnte bånd , et overflatebøye (26).

9) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a) omfatter i det minste ett supplerende lineært element anordnet ortogonalt på planet av nevnte flat gitterstruktur (20a), og en ytterligere mottakselektrode som er begrenset til den frie enden av nevnte supplerende lineære element.

10) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat minst ett magnetometer er assosiert med nevnte minst ene flate gitterstruktur (20a).

11) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte elektromagnetiske overføringsanordning (10) omfatter minst tre overføringselektroder (11,12,13), hver av nevnte overføringselektroder (11,12,13) er assosiert med et styremiddel (16) som er beregnet for justering av den relative posisjon av nevnte overføringselektroder (11,12,13) i forhold til i det minste en ytterligere overføringselektrode (11,12,13).

12) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 11,karakterisert vedat nevnte styremiddel (16) er egnet for å opprettholde et første par av overføringselektroder (11,12) innrettet langs nevnte bevegelsesretning (A), og et andre par av overføringselektroder (11,13) innrettet langs en hellende retning i forhold til nevnte bevegelsesretning (A).

13) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 12,karakterisert vedat nevnte styremiddel (16) er egnet for å opprettholde et første par av overføringselektroder (11,12) innrettet langs nevnte bevegelsesretning (A), og et andre par av overføringselektroder (11,13) innrettet langs en ortogonal retning i forhold til nevnte bevegelsesretning (A).

14) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av kravene 11 til 13,karakterisert vedat nevnte elektromagnetiske overføringsanordningen (10) omfatter et akustisk system for å måle den relative posisjonen mellom nevnte overføringselektroder (11,12,13).

15) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av kravene 11 til 14,karakterisert vedat nevnte styremiddel (16) omfatter et mangfold av flaps (16a), aktuatorer (16b) og variable ballastmidler (16c) passende for styring av bevegelsen og staningen av nevnte styremiddel (16) på sjøbunnen og opprettholde den relative posisjoneringen mellom par av overføringselektroder (11,12,13).

16) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av kravene 11 til 15,karakterisert vedat hver av nevnte overføringselektroder (11,12,13) er forbundet til nevnte overflateslepemidler (14) ved interposisjoneringen av dybdestabiliseringmidler (15).

17) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 16,karakterisert vedat nevnte dybdestabiliseringmidler (15) er utstyrt med hydrodynamiske flaps.

18) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge krav 16 eller 17,karakterisert vedat hver av nevnte overføringselektrodene (11,12,13) er forbundet til nevnte overflateslepemidler (14) ved hjelp av umbilical-kabler (17) egnet for overføring av en trekkraft som utøves av nevnte slepemidler (14) og / eller data og / eller mating.

19) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av kravene 11 til 18,karakterisert vedat nevnte elektromagnetiske overføringsanordningen (10) er utstyrt med flytemidler (18) som er beregnet for å tvinge nevnte umbilical-kabler (17) å dytte under en statisk liggeposisjon på sjøbunnen.

20) Systemet (100) for detektering av undersjøiske geologiske formasjoner ifølge hvilket som helst av kravene 11 til 19,karakterisert vedat nevnte elektromagnetiske overføringsanordningen (10) også omfatter en magnetisk induksjonskilde.