BRPI0618149A2 - métodos para estimar erro em dados medidos provenientes de uma prospecção eletromagnética de fonte controlada de uma região de sub-superfìcie e para produzir hidrocarbonetos a partir de uma região de sub-superfìcie - Google Patents

Abstract

<b>MéTODOS PARA ESTIMAR ERRO EM DADOS MEDIDOS PROVENIENTES DE UMA PROSPECçãO ELETROMAGNéTICA DE FONTE CONTROLADA DE UMA REGIãO DE SUB-SUPERFìCIE E PARA PRODUZIR HIDROCARBONETOS A PARTIR DE UMA REGIãO DE SUB-SUPERFìCIE<d> O método para corrigir a fase de sinais elétricos ou sinais magnéticos medidos de dados de campo a partir de uma prospecção eletromagnética de fonte controlada (CSES) através da comparação dos dados de campo medidos correspondentes a uma frequência selecionada com os dados simulados para vários desvios (71) fonte-receptor, e corrigir as fases dos dados reais com base na diferença de fase para uma faixa selecionada de pequenos desvios de sinal (76) com base em um modelo geo-elétrico

Description

"MÉTODOS PARA ESTIMAR ERRO EM DADOS MEDIDOSPROVENIENTES DE UMA PROSPECÇÃO ELETROMAGNÉTICA DEFONTE CONTROLADA DE UMA REGIÃO DE SUB-SUPERFÍCIE EPARA PRODUZIR HIDROCARBONETOS A PARTIR DE UMA REGIÃODE SUB-SUPERFÍCIE"

Este pedido reivindica os benefícios do Pedido de PatenteProvisório US 60/732,336 depositado em 1 de Novembro de 2005.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se, em termos genéricos, à prospecçãogeofísica e, em particular, à prospecção eletromagnética de fonte controlada("CSEM"), incluindo a delineação do campo. Em termos específicos, estainvenção constitui um método para corrigir os erros de fase e de amplitudedos dados CSEM.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As prospecções eletromagnéticas de fonte controlada são umimportante instrumento geofísico para avaliar a existência de hidrocarbonetosno interior do estrato terrestre. Habitualmente, as prospecções CSEMregistram o sinal eletromagnético induzido na terra por uma fonte(transmissor) e este é medido num ou mais receptores. O comportamentodeste sinal como função de localização do transmissor, da freqüência, e daseparação (desvio) entre o transmissor e o receptor pode ser diagnosticado naspropriedades da rocha associadas com a presença ou ausência doshidrocarbonetos. Especificamente, as medições CSEM são utilizadas paradeterminar a resistividade espacialmente variável da sub-superfície.

Num meio marinho, os dados CSEM são habitualmenteadquiridos rebocando uma antena de transmissão elétrica bipolar 11 entre umdeterminado número de receptores 12 colocados no solo marítimo 13 (figura1). Habitualmente a antena do transmissor é rebocada a algumas dezenas demetros por cima do solo marítimo. Os receptores têm múltiplos sensores quese destinam a registrar um ou mais componentes vetoriais dos camposelétricos e/ou magnéticos. As configurações alternativas incluem otransmissores fixos no solo marítimo ou na coluna de água, assim comoantenas de transmissores magnéticos. Habitualmente os sistemas detransmissão e de recepção funcionam de forma autônoma (sem qualquer tipode ligação), de forma a que os dados do receptor possam ser sincronizadoscom as medições do transmissor colocado a bordo do navio comparando ostempos dos receptores com o tempo de relógio a bordo de um navio ou numGPS (Sistema de Posicionamento Global).

Habitualmente, os dados MCSEM recolhidos em águasprofundas são interpretados no domínio da freqüência do tempo, cada sinalrepresenta a resposta terrestre a uma energia eletromagnética nessa freqüênciatemporal. Nos dados não modificados, a variação da resistência de cadacomponente da freqüência depende de quanta energia o transmissor transmitee da sensibilidade do receptor para essa freqüência. Habitualmente, estesefeitos são extraídos dos dados antes da sua interpretação. As figuras 2A e 2Brepresentam os dados não modificados do receptor 21 juntamente com a (nafigura 26) a forma da onda do transmissor 22 que a origina. A figura 2Aapresenta exemplos de sinais CSEM num intervalo de tempo de várias horas,enquanto que a figura 2B mostra o mesmo sinal recebido num intervalo detempo muito mais curto 23, quando comparados com o período, T, da formade onda do transmissor. Os valores habituais de T estão entre 4 e 64 segundos.A forma de onda do transmissor está representada com uma linha tracejadasobreposta à forma de onda do receptor. (A forma de onda do transmissor éapenas mostrada a título indicativo, porque a escala vertical só é aplicada aosinal do receptor).

Na prática, os dados do receptor são convertidos emfreqüência temporal pela divisão (ou "binarização") dos dados do domíniotemporal registrado sem intervalos de tempo iguais ao período da forma daonda do transmissor (figura 3A) e determinando o espectro (figura 3B) nointerior de cada ficheiro bin (x„ x2, xl) por métodos standards baseados naTransformada de

Fourier. Não são mostradas as fases dos componentesespectrais. Cada um dos ficheiros bin na sua parte central está associado aotempo, habitualmente a data Juliana. Desde que a posição do transmissor sejaconhecida como função tempo, estes ficheiros bin podem ser marcadosalternadamente, de diversas formas, nomeadamente: data Juliana no centro doficheiro bin; posição do transmissor; distância do desvio sinalizado entre afonte e o receptor; ou pela distância acumulada percorrida pelo transmissorem relação a um determinado ponto de partida.

O sinal do transmissor pode ser uma forma de onda maiscomplexa do que a representada nas figuras 2B e 3A.

Habitualmente, os receptores MCSEM (figura 4) incluem:uma fonte de energia, por exemplo baterias, (dentro do processador

de dados e caixa de pressão 40);

• uma ou mais antenas do campo elétrico (E) ou do campo magnético(B) (bipolares 41 recebe + e - campos Ex, dipolares 42 + e - bobinas43 para Bxe bobinas 44 para By);

• outros dispositivos de medição, como uma bússola e umtermômetro (não representados);

• pacotes eletrônicos que começam por detectar, digitar, e armazenarestas medições a uma hora pré-programada (dentro da caixa 40);

• meios para a extrair os dados do receptor para um computador abordo de um navio depois de que o receptor tenha regressado àsuperfície (não mostrado);

• um peso (por exemplo uma âncora de cimento 49) suficiente parafazer com que o receptor caia no solo marítimo;

• um mecanismo 45 para libertar o receptor do seu peso ao receber(libertação acústica e unidade de navegação 46) um sinal acústicoproveniente de um navio à superfície (14 na fig. 1);

• esferas flutuantes de vidro 47;

• prumo flutuante 48; e

• vários (não mostrados) ganchos, bandeirolas, luzes estroboscópicas,

e rádio faróis para simplificar o emprego e a recuperação doreceptor a partir de um navio à superfície.

É evidente, que são possíveis outras configurações, como porexemplo a conexão de vários receptores na fonte acústica rebocada (ver, porexemplo, o Pedido de Patente norte-americana N°. 4.617.518 de Srnka). Oreceptor representado na figura 4 é um receptor CSEM com 4 componentes(Ex, Ey, By, e By) colocados no solo marítimo Os dispositivos podem serconfigurados para registrar tipos de campos diferentes, incluindo os camposelétricos verticais (Es) e magnéticos (Bz).

Geralmente, os sinais recebidos são compostos comcomponentes em fase (in-phase) assim como com componentes defasados(out-of-phase) com o sinal do transmissor. Assim os sinais são devidamenterepresentados como números complexos em qualquer forma retangular (real eimaginária) ou polar (amplitude e fase). Como pode ser observado nas figuras5 e 6, a fase assim como a amplitude dos dados MCSEM podem serindicativas do estrato resistivo (e potencialmente portadora dehidrocarbonetos). Tanto a fase como a amplitude devem ser exatamentedeterminadas para distinguir as características do sinal associadas com oshidrocarbonetos, a partir da parte muito maior do sinal associada a outrascaracterísticas geológicas da sub-superfície. A figura 5 mostra uma vista decorte transversal de uma prospecção MCSEM habitual. O sinal medido noreceptor 12 tem a cooperação de vários trajetos através da sub-superfície,incluindo os trajetos associados com o estrato resistivo (e potencialmenteportadores de hidrocarbonetos), tais como 51. A figura 6A mostra a amplitudedo campo elétrico e a figura 6B mostra as respostas da fase correspondenteque podem resultar das medições MCSEM representadas na figura 5. A linhacurva tracejada mostra os sinais na ausência da unidade resistiva 51. Os sinaisna presença da unidade resistiva (linha curva contínua) mostram umaamplitude maior, assim que a corrente é forçada para a superfície, e uma faseretardada, devido aos comprimentos de onda mais longos das ondaseletromagnéticas na unidade resistiva.

Cada sinal de freqüência CSEM, o, medido em radianos porsegundo, está associado a um período de sinal, em que Ύ—2π/ω medido emsegundos. O valor para qualquer fase, O, ou desvio de fase, AO, está associadoa um desvio temporal equivalente, Ar, através da fórmula

ΔφΟ =2π(Δt/Τ)

Enquanto que habitualmente a fase é medida como um ânguloentre O e 22z-radianos, pode ser igualmente pensada como um tempo entre Oe T segundos.

Enquanto que a amplitude e a fase dos dados MCSEM podemprover consideráveis limitações na presença ou ausência dos hidrocarbonetos,na prática, cada uma delas poderá ser difícil de medir com exatidão devido adeterminados fatores, como por exemplo:

• A forma de onda real do transmissor deve ser exatamente medida etransmitida a partir de centenas ou milhares de metros abaixo dasuperfície;

• As respostas dos amplificadores do receptor devem ser exatamenteconhecidas nas freqüências em que os dados foram medidos;

• Geralmente, as antenas do receptor (designadamente, as antenasmagnéticas) dão uma resposta dependente da freqüência, e aresposta combinada do circuito de antena amplificador pode diferirdas respostas combinadas dos componentes;

• Pequenas alterações na resistividade da terra, perto do receptor,podem alterar os valores dos campos elétricos e magnéticos; e,

• A inteiração química dos eletrodos da antena transmissora com aágua do mar, que é condutora e corrosiva, não é totalmentecompreendida e pode causar alguns efeitos, tais como, umaresistência acrescida dos eletrodos com o uso.

Além disso, podem ocorrer erros da fase porque os sinais dotransmissor e do receptor são registrados separadamente usando basestemporais diferentes (cronômetros) e estes devem estar sincronizadas comuma base de tempo GPS comum.

O problema dos erros da fase e da amplitude tem sidoreconhecidos em diversas publicações da especialidade. A abordagem doproblema inclui as seguintes soluções:

• Empregar cronômetros de alta precisão e de temperaturacompensada nos receptores localizados no solo marítimo. Amedição direta do desvio (erro do relógio) destes cronômetros emrelação a uma referência da hora (como por exemplo o GPS) noinício e no final da prospecção permite ao utilizador descomprimirou comprimir os dados medidos para uma estimativa do tempo dereferência (S. C. Constable, et ai., "Marine magnetotellurics forpetroleum exploration Part 1: A seafloor equipment system,"

Geophysics 63, 816-825 (1998)).

• Montar um receptor independente para o transmissor para controlara corrente do transmissor que é efetivamente injetada na água (L.M. MacGregor, et al., "The RAMESSES experiment - III.Controlled-source electromagnetic sounding of the Reykjanes

Ridge at 5T 45' N", Geophys. J. Int. 135, 773-789 (1998)). Comoreferido anteriormente, os dados do receptor são corrigidos com ocomportamento medido no transmissor.

• Recolher as medições realizadas em laboratório da resposta dosistema antena amplificador do receptor (calibrando a amplitude e afase do receptor versus à freqüência) e compensar os dados docampo CSEM para estes valores (S. Ellingsrud, et al., "Remotesensing of hydrocarbon layers by seabed logging (SBL): Resultsfrom a cruise offshore Angola", The Leading Edge 21, 972-982(2002)). No entanto, a experiência tem demonstrado que, apesar de odesvio do cronômetro ser compensado e ajustado para as variações dotransmissor, e de serem aplicadas calibrações ao receptor podem aindamanter-se erros residuais de amplitude e de fase dos dados - a julgar pelaincapacidade em fazer corresponder os dados corrigidos com os sintéticos apartir de um modelo da resistividade da terra. Além de que, a combinação dohardware com o software necessário para controlar a corrente injetada dotransmissor é bastante dispendiosa e está sujeita a avarias, e como asmedições devem ser realizadas em tempo real (sem interrupção) durante o seuarrastamento em águas profundas. O que é necessário é um método que possaser utilizado enquanto que o transmissor continue a funcionar corretamente,mesmo que o sistema de controlo tenha falhado. No entanto, deve sersalientado que as técnicas de compensação do desvio do cronômetro, doajustamento das variações do transmissor, e a aplicação das calibrações doreceptor, anteriormente descritas, podem ser utilizadas com a presenteinvenção tanto individualmente como conjuntamente.

A aplicação das correções do tempo, dos dados reais medidosno transmissor, e funções da resposta do receptor, melhora significativamentea correspondência entre os dados reais e os dados simulados. Todavia,normalmente, e apesar destas correções, continuam a existir diferenças decerca de 5 a 10 graus. Possíveis explicações para este fato poderão ser osdesvios dos cronômetros do transmissor e do receptor, razões atinentes àcalibração do instrumento, e a anomalias da resistividade localizadaspróximas à superfície.

Estes erros mantêm-se nos dados e impedem o intérprete dedesenvolver um modelo geoelétrico da terra que permita interpretar os dadosem todas as freqüências e em todos os desvios. A capacidade de emparelharos dados do campo com os dados simulados é fundamental na interpretaçãoMCSEM porque geralmente o intérprete utiliza este método para inferir apresença ou ausência de reservas de hidrocarbonetos na sub-superfície.

Adicionalmente, estes erros residuais podem conduzir a errosnos cálculos da resistividade da sub-superfície quando os dados CSEM sãoutilizados por inversão ou formação de imagens. A inversão constitui ummétodo interativo para determinar a resistividade da sub-superfície a partirdos dados CSEM medidos na superfície terrestre ou no solo marítimo. Ver,por exemplo, D. L. Alumbaugh & G. A. Newman, "3-D massively parallelelectromagnetic inversion - Part II, Analysis of a cross well experiment",Geophysical J. Int. 128, 355 - 363 (1997). O resultado da inversão é ummodelo geoelétrico da sub-superíicie obtido através da atuaíizaçao automáticade um modelo inicial da resistividade terrestre para minimizar a discrepânciaentre os dados medidos e os dados simulados. Os erros nos dados podemimpedir o processo de inversão a partir da convergência de uma imagemfidedigna da sub-superfície.

Os métodos para a correção dos dados sísmicos para os errosde amplitude e de fase não são aplicáveis diretamente ao problema CSEMporque, no seu núcleo, todos os métodos sísmicos calculam os erros de faseou de tempo a partir das diferenças nos tempos de chegada ou de amplitudesde impulsos sísmicos diferentes. Geralmente, os impulsos chegados nãoaparecem nitidamente nos dados CSEM, que são adquiridos em freqüênciasmuito mais baixas, com largura de banda significativamente inferiores, e commaiores comprimentos de onda do que os dados sísmicos.

Os métodos de correção dos dados registrados sãonormalmente específicos de medições realizadas em perfurações e não sãofacilmente adaptáveis às prospecções CSEM. Por exemplo, as medições dapropagação acústica nas perfurações são muitas vezes corrigidas cominstrumentos de oscilação calculando as médias da propagação a partir dostransmissores se localizam por cima e por baixo dos receptores ("R. E.Sheriff, Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics, Society ofExploration Geophysicists, Fourth edition, p. 325 (2002)). Os registros dedensidade compensam as irregularidades da perfuração e o efeito do "bolo delama" na parede da perfuração através do contraste da quantidade doretrodifusão dos raios gama medidos pelos dois detectores a distânciasdiferentes da fonte (Sheriff; loc. cit, p. 83). Os instrumentos de série deregistro por indução compensam por invasão da formação de fluidos daperfuração através da combinação das medições feitas em diferentesintervalos entre a fonte e o receptor para preferencialmente responder àresistividade a distâncias diferentes do centro da perfuração (Sheriff, loc. cit.,P- 22).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Numa forma de realizar a presente invenção, esta é um métodopara estimar o erro nos dados medidos a partir de uma prospecçãoeletromagnética de fonte controlada de uma região de sub-superfície, queinclui:

(a) a seleção dos dados a partir dos dados da prospecção doscampos elétrico ou magnético, ditos dados selecionados, que correspondem auma pluralidade de desvios (intervalos ente fonte e receptor) e a uma únicafreqüência selecionada no espectro da freqüência do sinal da fonte;

(b) a criação de um modelo geoelétrico da região de sub-superfície, dito "modelo" que inclui, pelo menos, resistividade oucondutividade como função de posição na região;

(c) a resolução das equações do campo eletromagnético parasimular as respostas das prospecções eletromagnéticas para a dita freqüênciaselecionada e para a localização da fonte e do receptor correspondente aosdados selecionados, utilizando o modelo geoelétrico da região de sub-superfície e parâmetros da prospecção da fonte;

(d) seleção de um desvio com um valor próximo de zero; e

(e) estimar os erros dos dados em todos os desvios através dacomparação dos dados da prospecção medidos com os dados simulados pelomenos um desvio dentro desses desvios próximos de zero, ditos erroscalculados provêm meios para corrigir os dados medidos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A continuação a presente invenção e as suas vantagens serãomelhor compreendidas com a descrição detalhada e com os desenhos anexosem que:

A figura 1 ilustra o emprego habitual de um equipamento parauma prospecção CSEM;

As figuras 2A e 2B representam um sinal CSEM recebido e aforma da onda do transmissor que lhe deu origem como função de tempo;

As figuras 3A e 3B ilustram o processo de binarização do sinaldo receptor no tempo e o cálculo do espectro da freqüência no interior de cadaficheiro bin pela Análise de Fourier;

A figura 4 representa um receptor CSEM do solo marítimocom 4 componentes (Ex, Ey, By e By)

A figura 5 representa uma vista de corte transversal de umaprospecção MCSEM típica;

A figura 6A mostra a resposta habitual da amplitude do campoelétrico para uma prospecção como é mostrada na figura 5, e a figura 6Bmostra a resposta da fase associada;

A figura 7 é um fluxograma que descreve as diversas fases derealizar o presente método inventivo; eA figura 8 compara os dados do campo e os dados simuladosantes e depois da correção da fase através do presente método inventivo.

A invenção será descrita em relação com as suas formas derealização preferidas. No entanto, o âmbito da seguinte descrição detalhada éespecífico a uma forma particular de realizar ou a uma utilização específica dainvenção, deve ser entendido que esta é apenas ilustrativa, e não deve serconsiderada como limitativa do objetivo da invenção. Pelo contrário, esta sedestina a abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes quepoderão ser incluídas dentro do espírito e âmbito da invenção, tal e como édefinida nas reivindicações anexas.

DESCRICÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃOPREFERIDAS

A presente invenção atenua os erros de fase e de amplitude nasprospecções MCSEM, explorando o fato dos dados marinhoseletromagnéticos gerados pela fonte próxima do receptor serem dominadospela condutividade da água e influenciados, embora em menor escala, pelacondutividade dos sedimentos pouco profundos. A condutividade da água domar é normalmente de 3.3 Sim e muitas vezes pode ser medida diretamente,enquanto que a condutividade dos sedimentos pouco profundos pode serajustada de forma a que corresponda melhor aos dados através dasfreqüências múltiplas. Além de que, quando o transmissor elétrico bipolar seaproxima do desvio zero, desde o receptor, o campo elétrico paralelo aotransmissor bipolar deveria se aproximar da fase zero relativamente aotransmissor e aproximar o limite da amplitude. Isto provê um meio paradeterminar a amplitude requerida e a correção da fase através de modelaçãonumérica num computador, desde que um modelo da terra com acondutividade da água correta e uma condutividade do sedimentoaproximadamente correto dê origem a dados sintéticos com a amplitudecorreta e uma fase próxima do transmissor. A presente invenção provê ummétodo para corrigir os dados MCSEM do campo baseados na modelagemem três dimensões. Depois de corrigidos, os dados tornam-se coerentes com afísica subjacente dos campos eletromagnéticos que por seu lado, sãoutilizados para simular dados a partir do modelo geoelétrico.

As fases básicas de uma forma de realizar o presente métodoinventivo para corrigir a fase dos dados MCSEM são ilustradas nofluxograma da figura 7. Na fase 71, são obtidos os dados MCSEM. Se o sinalda fonte inclui mais do que uma freqüência com amplitude significativa noseu espectro de freqüência, os dados eletromagnéticos devem sertransformados no domínio da freqüência para possibilitar a identificação dosvalores dos dados correspondentes a cada freqüência. O impacto dosparâmetros do equipamento específico, como por exemplo, a corrente e ocomprimento da antena do transmissor e o comprimento da antena doreceptor, e a função de resposta é opcionalmente, removida dos dados ouincluída na fase posterior de modelação numérica. Na fase 72, é construídoum modelo geoelétrico adequado tomando considerando o desenho daprospecção, a água e a condutividade da terra utilizando software demodelação geológica num computador. Um modelo geoelétrico consistenuma representação numérica da condutividade complexa, da permeabilidade magnética, e da estrutura da permitividade dielétrica da terra. Este podeincluir apenas variação vertical ou pode variar nas três dimensões e incluiruma camada de ar no topo. Na maioria dos casos, a permeabilidade magnéticapode ser considerada como sendo 4π χ 10" e a permitividade dielétrica comosendo de 8,85 χ 10" F/m. Na fase 73, uma modelação numérica em trêsdimensões num computador para gerar dados do campo eletromagnético coma utilização das posições do campo do transmissor e do receptor e osparâmetros de funcionamento do transmissor. A modelação em trêsdimensões é necessária para simular com maior exatidão os efeitos daorientação do transmissor, da orientação do receptor, e do desvio entretransmissor receptor nos dados sintéticos; no entanto, esta invenção não estálimitada a modelos em três dimensões ou simulação. Os técnicosespecializados reconhecerão que o software do computador está preparadopara resolver as equações de Maxwell do campo eletromagnético para osmeios representadas pelo modelo geoelétrico. Os métodos para resolver asequações de Maxwell, com um determinado modelo geoelétrico da terra dado,têm sido discutidas em diversas publicações (G. A. Newman & D. A.Alumbauch, "Frequency-domain modeling of airborne electromagneticresponses using staggered fínite differences," Geophysical Prospecting,43,1021-1042 (1995)) e são incluídos em pacotes de software disponíveis nomercado, como por exemplo, o pacote "COMSOL Multiphysics"comercializado por COMSOL Inc., 744 Cowper Street, Paio Alto, CA. A fase74 consiste na marcação da fase dos dados do campo eletromagnéticomedidos na fase 71, bem como os dados simulados da fase 73 versus 1? parauma única freqüência angular e para uma localização do receptor selecionado.1? é o (assinalado) desvio horizontal entre o transmissor e o receptorselecionado e w é a freqüência angular. Na fase 75, a faixa do desvio próximode zero é selecionada onde o desvio de fase será computurizado. Na fase 76,um desvio de fase é computado como um valor escalar que proverá o melhorajustamento numa norma adequada (por exemplo método dos mínimosquadrados) aos dados simulados dentro do intervalo selecionado:

Fase dos dados do campo + Desvio de fase = Fase dos dados simuladosA fase corrigida dos dados do campo é:Fase corrigida dos dados do campo = Fase dos dados do campo + Desvio defase

O desvio de fase calculado neste intervalo selecionado éaplicado a todos os dados recolhidos por este receptor nesta freqüência aolongo da linha de reboque, incluindo os dados fora do intervalo selecionado.Seguidamente, o processo de correção (fases de 74 a 76) pode ser repetido emtodas as freqüências e em todos os receptores selecionados (fase 77), o queeqüivale a uma repetição através das fases 74 a 77 até que os dados estejamtodos corrigidos. Resultando que a fase dos dados do campo corrigidosassemelham-se à fase dos dados simulados que possuem um desvio reduzidoentre transmissor receptor.

Numa formulação mais geral da invenção, a fase 74 pode serrealizada por qualquer método de comparação entre os dados de prospecçãomedidos e os dados simulados; isto é, apesar da marcação constituir um modode comparação muito útil, os dados não têm necessariamente de seremmarcados conjuntamente, ou nem sequer ser marcados, para que possam sercomparados. Além de que, os dados comparados podem, umas vezes,representar uma única localização da fonte e, outras vezes, diferenteslocalizações do receptor. Por outras palavras, nestas formas de realização, ométodo apresenta-se em diferentes desvios (intervalos entre o receptor e otransmissor), com a localização do transmissor (isto é, a fonte) ou alocalização do receptor fixas. Ainda noutras formas de realização, osdiferentes desvios podem ser obtidos a partir de diferentes localizações dafonte e do receptor, isto é, em que posição da fonte assim como a posição doreceptor não são mantidas fixas. Um exemplo deste último tipo de realizaçãopoderá ser N diferentes colocações da fonte emparelhadas com N diferentescolocações do receptor de forma a que, todos os desvios sejam diferentes. Asituação de um transmissor fixo com muitos receptores ou, alternadamente, deum receptor fixo e muitos transmissores são as mais eficazes ao nível decomputação.

Se necessário, poderá ser aplicado um processo semelhantepara a amplitude dos dados do campo. Neste caso, no entanto, um fator deescala multiplicativo é calculado para ajustar os dados medidos:

Amplitude corrigida dos dados do campo = Amplitude dos dadosdo campo * Fator da escala de amplitudeA condutividade dos sedimentos poucos profundos, se não forconhecida através da medição direta ou através do conhecimento geológico daárea, pode ser calculada através da seleção de uma condutividade que forneçauma correspondência mais aproximativa entre os dados do campo e os dadossintéticos com desvios aproximados numa faixa de freqüências angulares.

Quando um transmissor está colocado muito perto do receptor,a eletrônica do receptor pode ficar saturada com um campo eletromagnéticomuito grande. Como norma genérica, poder-se-á dizer que os desvios queoscilam entre 0.5 e 2.0 km são mais úteis para realizar as correções daamplitude e da fase no âmbito desta invenção. Dito de forma mais genérica,uma faixa de desvio útil pode ser até, aproximadamente, 1.5 km além da zonade saturação nos dois lados dessa zona, mas excluindo a zona de saturação.Ao restringir a análise a estes pequenos desvios, o deslocamento da fasecomputada ou do fator da escala da amplitude dependerá principalmente dacondutividade da água do mar e da condutividade do sedimento poucoprofundo e ser relativamente insensível aos detalhes mais profundos domodelo geoelétrico. O método não se limita a um transmissor elétrico bipolarestático ou em movimento. São possíveis outros transmissores que incluem,mas não se limitam a: pólo elétrico estático ou em movimento, dipolomagnético, ciclo elétrico, e uma série de todos os transmissores referidosanteriormente. A título de exemplo, a figura 8 mostra os dados de fase docampo elétrico em linha horizontal num dado receptor para uma únicafreqüência. A linha contínua 81 representa os dados do campo registrados,enquanto que a linha tracejada 82 mostra os dados simulados, e a outra linhatracejada 83 mostra os dados do campo registrados corrigidos após aaplicação da invenção. As diferenças entre a linha corrigida 83 e a linhasimulada 82 com desvios superiores a, aproximadamente, 2 km sãoindicativas das diferenças entre o modelo geoelétrico aproximativo utilizadona invenção e as propriedades geoelétricas reais da terra. Estas diferençasresiduais são objeto de uma análise posterior, como por exemplo ainterpretação ou a inversão.

Um técnico especializado em processamento e interpretação dedados eletromagnéticos reconhecerá facilmente variações e aperfeiçoamentosdo método básico exemplificado na figura 7, sendo que todos estes seconsideram abrangidos pelo âmbito da presente invenção. Entre estes,incluem-se os seguintes:

1. A marcação e utilização de dados provenientes de mais doque um componente do campo eletromagnético do vetor para determinar oerro da fase ou fator da escala de amplitude.

2. A utilização de dados redundantes a partir do mesmocomponente de vetor no cálculo do erro da fase ou fator da escala deamplitude. Os receptores são normalmente disponíveis para fazer as mediçõesredundantes de alguns componentes do campo.

3. A utilização dos dados a partir do campo elétrico e docampo magnético.

4. A medição da distância do desvio que é utilizada ao longoda linha de reboque do transmissor.

5. Ainda a decomposição dos erros em erros de superfícieconsistente através do método dos mínimos quadrados (ver, por exemplo, M.Taner & F. Koehler, "Surface consistent corrections," Geophysics 46,17-22(1981).) Cada erro de superfície consistente da fase é a soma de um erro defase associado com o transmissor e um erro de fase associado com o receptor.Cada fator

da superfície consistente do fator da escala de amplitude seriao produto de um fator de escala da amplitude associado com o transmissor eum fator de escala da amplitude associado com o receptor.

6. A utilização dos erros calculados pelo método básico oupela variação n°. 5 acima referida para corrigir dados, não utilizadosoriginalmente, para determinar estes erros. Dando um exemplo específico, oserros de fase calculados pelo método básico poderiam ser aplicados a outrosreceptores na mesma linha de reboque e os erros consistentes à superfícieencontrados pela variação n°. 5 poderiam ser aplicados aos dados que nãofaziam parte dos dados originais — cálculo ajustado.

7. A utilização do presente método inventivo juntamente comoutros técnicas utilizadas para aumentar a fiabilidade da amplitude e fase dosdados, como por exemplo, através da compensação do desvio doscronômetros do receptor, do ajustamento das variações de transmissão, daaplicação das calibrações do receptor, e da aplicação de uma correção baseadano escalonamento da freqüência.

8. Qualquer das técnicas referidas, em que as correções sãodeterminadas separadamente para diferentes componentes de vetor dos dados;

e,

9. Qualquer das técnicas acima mencionadas, em que ascorreções determinadas de um componente dos dados do vetor são aplicadas aoutros componentes do vetor.

10. A utilização das técnicas nas variações n°s- 5 ou 6 acimareferidas para identificar os dados não fiáveis, que poderão ser seguidamenterejeitados a partir da interpretação ou da inversão.

A variação n°. 5 acima referida provê uma explicaçãoadicional. O requisito de que os dados medidos têm fase e amplitude ajustadaspara serem consistentes com os dados simulados com desvios semelhantes éválido, quer a linha de reboque passe diretamente por cima do receptor ounão. No entanto, no caso de linhas de reboque que se encontrem bastantedistantes de um receptor, os desvios próximos podem não estar disponíveis.Como resultado, pode ser preferível que a correção da fase e da amplitude,estejam baseadas em correções específicas do receptor e da linha de reboquegeradas por outros dados com um desvio mais aproximado.Os especialistas em análise de dados CSEM reconhecerão quesituações ambíguas podem surgir para combinações excepcionais de fase,freqüência, e orientação do receptor. Por exemplo, uma onda quadradatransmitida contém as freqüências 1/7', 3/T, 5/T etc. em que T corresponde aoperíodo em forma de onda. Se T=4 segundos, por exemplo, então um erro de2 segundos nos tempos de sincronização, poderá resultar no deslocamento dafase de exatamente 180° em cada freqüência. Os especialistas reconhecerãoainda que os desvios de fase de 180° (ou -1) são equivalentes a variações de180° na orientação das antenas do receptor horizontal. A experiência temdemonstrado que, às vezes, é necessário comparar correções da fase emrelação a múltiplas linhas de reboque no mesmo receptor para separarclaramente os efeitos da orientação do receptor a partir do erro de fase.

Os receptores CSEM, tais como os ilustrados na figura 4,geralmente têm uma faixa dinâmica finita. Isto é, os campos elétrico oumagnético demasiado grandes poderão provocar a saturação dosdigitalizadores de forma a que os dados numéricos registrados serão"arrumados" entre determinados valores máximos e mínimos. Esta situaçãogeralmente se dá quando a fonte passa a poucas centenas de metros doreceptor, a distância exata varia de acordo com a intensidade do transmissor.Os técnicos especializados em análise de dados CSEM facilmentereconhecerão esta zona da saturação e ignorarão essa faixa de desvio aoaplicarem a presente invenção.

A aplicação anterior refere-se a formas específicas de realizara presente invenção, com o fim de a ilustrar. No entanto, para os técnicosespecializados, será evidente que são possíveis modificações e aplicações àsformas de realização descritas. Por exemplo, ainda que esta invenção édescrita em termos de dados marítimos da prospecção CSEM, este métodopode também ser aplicado a dados recolhidos em terra ou utilizando técnicaspor via aérea. Além de que, o modelo geoelétrico e a simulação das respostaseletromagnéticas podem ser feitas em uma, duas, ou três dimensões, incluindoa denominada aproximação dois e meio, na qual é assumido que o modelo semantém invariável ao longo de uma única direção. A correção da amplitude eda fase na presente invenção é preferencialmente executada, pelo menosparcialmente, em computador, ou seja, é preferível que as formas de realizar apresente invenção sejam implementadas por computador, mas não é essencial.Todas estas modificações e variações estão destinadas a estar dentro doâmbito da presente invenção, como definidas nas reivindicações anexas.

Claims (17)

1. Método para estimar erro em dados medidos provenientesde uma prospecção eletromagnética de fonte controlada de uma região de sub-superfície, caracterizado pelo fato de que compreende:(a) selecionar dados a partir dos dados da prospecção doscampos elétrico ou magnético, ditos dados selecionados, que correspondem auma pluralidade de desvios (espaçamentos fonte e receptor) e a uma únicafreqüência selecionada no espectro da freqüência do sinal da fonte;(b) criar um modelo geoelétrico na região de sub-superfície,dito "modelo" que inclui, pelo menos, resistividade ou condutividade comofunção de posição na região;(c) resolver equações do campo eletromagnético para simularas respostas das prospecções eletromagnéticas para a dita freqüênciaselecionada e para a localização da fonte e do receptor correspondente aosdados selecionados, utilizando o modelo geoelétrico da região de sub-superfície e parâmetros da prospecção da fonte;(d) selecionar uma faixa de desvio próximo de zero; e(e) estimar erro de dados em todos os desvios através dacomparação dos dados da prospecção medidos com os dados simulados emmenos um desvio dentro da dita faixa selecionada de desvios próximos dezero, ditos erros calculados proporcionando meios para corrigir dadosmedidos.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os dados de prospecção são dados de fase.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os dados de prospecção são dados de amplitude.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o erro é estimado por ajuste de dados em uma norma selecionada,tal como por exemplo, mínimos quadrados para pelo menos um desvio dentroda dita faixa selecionada de desvios de faixa selecionados próximos de zero.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o dito modelo geoelétrico também inclui pelo menos um modelode um grupo consistindo de condutividade complexa, permeabilidade epermitividade, cada um deles como uma função de posição na região de sub-superfície.

6. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a etapa de estimar erro de dado resulta em uma única mudança defase que pode ser aplicada aos dados para corrigir dados de fase medidos.

7. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a etapa de estimar erro de dados resulta em um único fator deescala de amplitude que pode ser aplicado para corrigir dados de amplitudemedidos.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que compreende ainda repetir as etapas (a) a (e) para todos os locaisde fonte e receptor na prospecção e para todas as freqüências no espectro defreqüência de fonte tendo amplitude associada dentro de uma faixa pré-selecionada.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que o mesmo modelo geoelétrico é usado para cada repetição dasetapas (a) a (e).

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda plotar dados medidos e simulados versusdesvio e usar esta plotagem para selecionar faixa de desvio próximo de zero epara estimar o erro de dados na dita faixa.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a faixa do desvio próximo de zero é de cerca de -2 km a cercade +2 km, mas excluindo uma sub-faixa próxima de zero determinada combase na observação dos efeitos de saturação do receptor dentro da dita sub-faixa.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito modelo geoelétrico e dita simulação das respostaseletromagnéticas são tridimensionais.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os ditos dados de prospecção selecionados são registrados emuma única localização de receptor.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os ditos dados de prospecção selecionados corresponderem aum única localização de fonte.

15. Método para produzir hidrocarbonetos a partir de umaregião de sub-superfície, caracterizado pelo fato de que compreende(a) executar uma prospecção eletromagnética de fontecontrolada da região de sub-superfície;(b) obter dados a partir da dita prospecção, corrigidos quanto aerro com o método de acordo com a reivindicação 1;(c) usar os dados corrigidos para identificar uma camada quemostre uma anomalia de resistividade que indica a presença dehidrocarbonetos; e(d) perfurar um poço em dita camada anômala e produzirhidrocarbonetos.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que os dados de prospecção corrigidos são dados de fase.

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que os dados de prospecção corrigidos são dados de amplitude.