BR112014007823B1

BR112014007823B1 - Método para determinar a localização, tamanho, e composição de fluido de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície

Info

Publication number: BR112014007823B1
Application number: BR112014007823-8A
Authority: BR
Inventors: Robert J. Pottorf; Michael Lawson; Steven R. May; Sebastien L. Dreyfus; Sumathy Raman; Amelia C. Robinson; William G. Powell; A. Lucie N'Guessan; Aaron B. Regberg
Original assignee: Exxonmobil Upstream Research Company
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2021-10-26
Also published as: RU2608344C2; CA2853302C; EP2776866A1; CA2853297A1; EP2776865A1; BR112014007824B1; US9612231B2; RU2014123675A; US20140303895A1; EP2776865A4; RU2014123689A; US20140284465A1; BR112014007827A2; BR112014007821B1; CA2853302A1; AU2012335022A8; AU2012335021A1; AU2012335021B2; WO2013071188A1; EP2776872A4

Abstract

método para determinar a localização, tamanho, e composição fluida de um acúmulo de hidrocarboneto abaixo da superfície. um método é divulgado para determinar uma presença, tipo, qualidade e/ou volume de um acúmulo de hidrocarboneto abaixo da superfície a partir de uma amostra relacionada com o mesmo. o método pode incluir obter dados da amostra associada com um acúmulo de hidrocarboneto abaixo da superfície, em que os dados de amostra incluem uma assinatura de gás nobre, uma assinatura de isótopo aglomerado e/ou uma assinatura de ecologia. a partir das assinaturas, as relações entre a assinatura de gás nobre; a assinatura de isótopo aglomerado e a assinatura de ecologia são identificadas e armazenadas na memória.

Description

REFERÊNCIA A PEDIDO RELACIONADO

[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Estágio Nacional de Pedido Internacional No. PCT/US2012/52542, depositado em 27 de Agosto de 2012, que reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisória U.S. 61/558.822, depositado em 11 de Novembro de 2011, intitulado METHOD FOR DETERMINING THE PRESENCE AND LOCATION OF A SUBSURFACE HYDROCARBON ACCUMULATION AND THE ORIGIN OF THE ASSOCIATED HYDROCARBONS, cuja totalidade é incorporada aqui por referência. Este pedido também reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisória 61/595.394, depositado em 6 de Fevereiro de 2012, intitulado A METHOD TO DETERMINE THE LOCATION, SIZE AND IN SITU CONDITIONS IN A HYDROCARBON RESERVOIR WITH ECOLOGY, GEOCHEMISTRY, AND COLLECTIONS OF BIOMARKERS, cuja totalidade é incorporada aqui por referência. Este pedido também reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisória 61/616.813, depositado em 28 de Março de 2012, intitulado METHOD FOR DETERMINING THE PRESENCE AND VOLUME OF A SUBSURFACE HYDROCARBON ACCUMULATION, cuja totalidade é incorporada aqui por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Formas de realização da presente descrição referem-se genericamente ao campo da geoquímica e biologia. Mais particularmente, a presente descrição refere-se a sistemas e métodos para determinar a presença e avaliar informações, tais como localização, tipo e qualidade de fluido, e volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0003] Esta seção é destinada a introduzir vários aspectos da arte, que podem ser associados com as formas de realização exemplares da presente descrição. Esta discussão acredita-se auxiliar em prover uma estrutura para facilitar um melhor entendimento dos aspectos particulares das metodologias e técnicas descritas. Por conseguinte, deve ser entendido que esta seção deve ser lida sob esta luz e não necessariamente como admissões da arte anterior.

[0004] Reservas de hidrocarbonetos estão se tornando aumentadamente difíceis para localizar e acessar, uma vez que a demanda por energia cresce globalmente. Tipicamente, vários componentes são utilizados para coletar dados de medição e, em seguida, prognosticar a localização de acúmulos de hidrocarbonetos potencial. A modelagem pode incluir fatores, tais como (1) a geração e expulsão de hidrocarbonetos líquidos e/ou gasosos de uma rocha fonte, (2) migração de hidrocarbonetos para uma acumulação em uma rocha reservatório, (3) um trape e uma selagem para evitar vazamento significativo de hidrocarbonetos do reservatório.

[0005] Atualmente, reflexão sísmica é a tecnologia dominante para a identificação de acúmulos de hidrocarbonetos. Esta técnica provou-se bem sucedida na identificação de estruturas que podem alojar acúmulos de hidrocarbonetos, e pode também ser utilizada para imagear os fluidos de hidrocarbonetos dentro dos acúmulos de subsuperfície como indicadores de hidrocarbonetos diretos (DHIs). Entretanto, a imageação sísmica de ocorrências geológicas pode ser desafiante em vários casos, onde contrastes de impedância acústica que geram DHIs são muito diminuídos ou ausentes (p. ex., imageação de ocorrências geológicas de subsuperfície em profundidades aumentando, subvulcânicas, ou subsal). Consequentemente, esta tecnologia pode precisar da requerida fidelidade para prover estimativas precisas da localização, presença, e composição fluida dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície, devido a pobre imageação da subsuperfície.

[0006] As atuais tecnologias de detecção de hidrocarbonetos não sísmicas, tais como métodos baseados em campos potenciais como gravidade ou magnéticos, proveem controle de subsuperfície geológico grosseiro medindo diferentes propriedades físicas das rochas, porém falta a fidelidade para identificar acúmulos de hidrocarbonetos. Outras tecnologias de detecção de acúmulos de hidrocarbonetos não-sísmicas podem incluir extrapolações geológicas de tendências estruturais ou estratigráficas que resultam em prospectos de exploração, mas não podem diretamente detectar materialidade de acúmulo de hidrocarboneto.

[0007] Infiltrações de hidrocarbonetos no leito do mar ou em terra proveem alguma indicação de um sistema de hidrocarboneto ativo ou funcionando, onde hidrocarbonetos foram gerados e expulsos durante a maturação térmica de uma rocha fonte em profundidade, e migraram, via trajetos de migração mais ou menos complexos, para a superfície. Alternativamente, podem estar associadas com migração de hidrocarbonetos produzidos durante a degradação microbiana de matéria orgânica na subsuperfície que pode ou não pode estar associada com uma acumulação. Entretanto, não é possível empregar tecnologias atuais para determinar se tais infiltrações de hidrocarbonetos migraram diretamente de uma rocha fonte, de um trape fracassado sem tempo de permanência significativo dentro de uma acumulação, ou de um acúmulo de hidrocarbonetos existente.

[0008] Além disso, a presença de gases não-hidrocarbonados associados com acúmulos de hidrocarbonetos tem implicações quanto à produção e a economia dos hidrocarbonetos acumulados. Tais gases não-hidrocarbonados podem incluir dióxido de carbono, nitrogênio, e sulfeto de hidrogênio que foram cogerados com os hidrocarbonetos aprisionados ou foram transportados separadamente para o local de acumulação. Não há métodos de pré-perfuração direta atuais disponíveis que permitam retirar o risco de gases não-hidrocarbonados.

[0009] Muitas falhas recentes em exploração de hidrocarbonetos têm sido associadas com a incapacidade de totalmente avaliar, compreender, e apropriadamente por em risco os componentes do sistema de hidrocarbonetos, a partir da fonte para nascentes (migração, acumulação e vazamento). De fato, certas tecnologias convencionais envolvem a identificação e caracterização de hidrocarbonetos termogênicos pelas nascentes. Entretanto, não há ferramentas conhecidas que possam diretamente ligar a composição geoquímica de hidrocarbonetos termogênicos e/ou espécies biológicas recuperadas das nascentes de superfície com o tamanho, profundidade, e tipos de fluido/qualidade de acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. Um maior avanço na capacidade para detectar a presença, tamanho, profundidade, e tipo/qualidade de fluido dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície melhorariam significativamente a exploração de recursos de hidrocarbonetos (HC) em ajustes de fronteira e de extensão play. Um método integrando existentes e novos indicadores biológicos e geoquímicos é capaz de obter esta mudança, e a integração com o conhecimento contextual geológico/geofísico ainda permitiria um progresso na identificação de oportunidade. Esta invenção provê uma ferramenta valiosa, barata, e rápida, que pode ser usada na exploração de hidrocarbonetos em todos os níveis da etapa do negócio, a partir da exploração fronteiriça ou extensão de plays comprovados para prospectos de elevado grau dentro de plays comprovados.

[0010] Como resultado, os geocientistas precisam melhorar as técnicas usadas para a identificação de acúmulos de hidrocarbonetos. Em particular, uma necessidade existe para tecnologias de pré-perfuração capazes de estimar o volume de acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície, e tecnologias capazes de determinar a localização, tipo (p. ex., óleo vs. Gás) e qualidade (p. ex., densidade) do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0011] Em uma forma de realização, é descrito um método para determinar a presença, tipo, qualidade, e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra relacionada a ele. O método pode incluir obter uma amostra associada com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; medir assinaturas moleculares e isotópicas de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonetos para a amostra, em que a medição inclui determinar uma assinatura de gás nobre da amostra e pelo menos uma ou mais determinações de uma assinatura de isótopo agrupado da amostra, e caracterizar a assinatura de ecologia da amostra; e integrar a assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia; e determinar pelo menos um de: um tipo de hidrocarboneto dentro do acúmulo de subsuperfície, uma qualidade do hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

[0012] Em uma forma de realização, o método pode incluir outras etapas. Por exemplo, o método pode incluir integrar o determinado pelo menos um de: um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume de acúmulo de subsuperfície com um ou mais dos dados geológicos e geofísicos; e/ou determinar se, para acesso dos hidrocarbonetos no acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, o determinado pelo menos um de: um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície com um ou mais dos dados geológicos e geofísicos. Também, a etapa do método de integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia, compreende determinar a relação entre dados de calibração e a assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura da ecologia; ou a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia podem incluir comparar a assinatura de gás nobre, assinatura de isótopo agrupado ou a assinatura de ecologia com modelos quantitativos. Além disso, a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia pode incluir determinar a relação usando uma estrutura de biogeoinformática.

[0013] Além disso, em uma ou mais formas de realização, a etapa de determinar a assinatura de isótopo agrupado pode incluir: determinar uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto da amostra; modelar, usando cálculos initio ab de elevado nível, uma dependência de temperatura esperada de isotopólogos presentes na amostra; medir uma assinatura isotópica agrupada dos isotopólogos presentes na amostra; comparar a assinatura isotópica agrupada com a concentração esperada de isotopólogos; determinar, usando dita comparação, se hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície; determinar a temperatura de armazenagem de equilíbrio da espécie de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície; e determinar uma localização do acúmulo de subsuperfície.

[0014] Além disso, em uma ou mais formas de realização, a etapa do método de caracterização da assinatura de ecologia pode incluir empregar uma primeira pluralidade de análises para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia da amostra; empregar uma segunda pluralidade de análises para determinar uma função de comunidade da ecologia da amostra; usar a estrutura de comunidade e a função de comunidade para determinar se a ecologia da amostra iguala-se a uma ecologia característica de um sistema de hidrocarboneto que está associado com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; e, quando a ecologia da amostra iguala-se com a ecologia característica, identificar a amostra como parte do sistema de hidrocarboneto.

[0015] Além disso, em uma ou mais formas de realização, a etapa do método de determinar a assinatura de gás nobre pode incluir medir ou modelar uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com uma nascente associada com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; modificar a concentração inicial medida/modelada responsável pelo crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação; medir as relações de concentrações e isotópicas dos gases nobres atmosféricos e gases nobres radiogênicos presentes na amostra; comparar as concentrações medidas e relações isotópicas dos gases nobres atmosféricos e dos gases nobres presentes na amostra com as concentrações modeladas medidas/modificadas da água de formação para uma pluralidade de processos de troca; determinar uma fonte de hidrocarbonetos presente na amostra; comparar uma assinatura de gás nobre atmosférico medida na fase de hidrocarboneto com a concentração modelada medida/modificada dos gases nobres atmosféricos na água de formação para a pluralidade de processos de troca; e determinar pelo menos um de um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

[0016] Estes e outros detalhes e vantagens da presente descrição serão prontamente evidentes da consideração da seguinte descrição em combinação com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] As vantagens das presentes técnicas podem tornar-se evidentes da revisão da seguinte descrição detalhada e dos desenhos anexos, em que:

[0018] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de um leito do mar.

[0019] A Figura 2 é um fluxograma de um método para determinação de informações sobre um acúmulo de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização das presentes técnicas;

[0020] As Figuras 3A e 3B são fluxogramas para integrar a informação sobre um acúmulo de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização das presentes técnicas; e

[0021] A Figura 4 é um diagrama em blocos de um sistema de computação de acordo com as metodologias e técnicas descritas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[0022] Vários termos como usados aqui são definidos abaixo. Na medida em que um termo usado em uma reivindicação não é definido abaixo, deve ser dada a definição que as pessoas na arte pertinente deram àquele termo no contexto em que ele é usado.

[0023] Como aqui usado, “uma” entidade refere-se a uma ou mais daquela entidade. Como tal, os termos “uma” (ou “um”), “uma ou mais” e “pelo menos uma” podem ser usados intercambiavelmente aqui, a menos que um limite seja especificamente citado.

[0024] Como aqui usado, os termos “compreendendo”, “compreende”, “compreendem”, “compreendido”, “contendo”, “contém”, “tendo”, “tem”, “têm”, “incluindo”, “inclui” e “incluem” são termos de transição passíveis de ampliação, usados para transição de um assunto citado, antes de o termo para um ou mais elementos citados após o termo, onde o elemento ou elementos listados após o termo de transição não são necessariamente os únicos elementos que compõem o assunto.

[0025] Como aqui usado, “exemplar” significa exclusivamente “servindo como um exemplo ou ilustração”. Qualquer forma de realização descrita aqui como exemplar não é para ser interpretada como preferida ou vantajosa em relação a outras formas de realização.

[0026] Como aqui usado “hidrocarbonetos” são geralmente definidos como moléculas formadas pricipalmente de átomos de carbono e hidrogêniom, tais como óleo e gás natural. Os hidrocarbonetos podem também incluir outros elementos ou compostos, tais como mas não limitados a halogêneos, elementos metálicos, nitrogênio, oxigênio, enxofre, sulfeto de hidrogênio (H2S) e dióxido de carbono (CO2). Os hidrocarbonetos podem ser produzidos de reservatórios de hidrocarbonetos através de poços penetrando em uma formação contendo hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos derivados de um reservatório de hidrocarbonetos podem incluir mas não são limitados a petróleo, querogênio, betume, pirobetume, asfaltenos, alcatrões, gás natural ou suas combinações. Os hidrocarbonetos podem ser localizados dentro ou adjacentes a matrizes minerais dentro da terra, denominadas reservatórios. As matrizes podem incluir, mas não são limitadas a rocha sedimentar, areias, silicilitas, carbonatos, diatomitas e outros meios porosos.

[0027] Como aqui usado, “produção de hidrocarboneto” ou “hidrocarbonetos de produção” refere-se a qualquer atividade associada com a extração de hidrocarbonetos de um poço ou outra abertura. A produção de hidrocarbonetos normalmente refere-se a qualquer atividade conduzida dentro do ou sobre o poço, após o poço ser completado. Por conseguinte, a produção ou extração de hidrocarbonetos inclui não somente extração primária de hidrocarbonetos, mas também técnicas de produção secundárias e terciárias, tais como injeção de gás ou líquido para aumentar a pressão de impulso, mobilizando o hidrocarboneto ou tratando o poço por, por exemplo, fraturamento químico ou hidráulico, para promover fluxo aumentado, manutenção do poço, medição do poço e outros tratamentos de poço e de perfuração de poço.

[0028] Como aqui usado, o termo “gases nobres” refere-se a uma série de elementos quimicamente inertes que exibem propriedades similares. Os seis gases nobres que ocorrem naturalmente são hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr), xenôn77io (Xe) e radônio (Rn). Os gases nobres considerados nesta descrição são He, Ne, Ar, Kr e Xe.

[0029] Como aqui usado, o termo “isótopo” refere-se a um de dois ou mais átomos com o mesmo número atômico, porém com diferentes números de nêutrons. Cada elemento dos gases nobres tem pelo menos dois isótopos. Por exemplo, hélio pode estar presente como um de dois isótopos estáveis: 3He, que tem 2 prótons e 1 nêutron (mostrado aqui como 3He); e 4He, que tem 2 prótons e 2 nêutrons.

[0030] Como usado aqui, o termo “assinaturas” refere-se às abundâncias, concentrações e/ou relações relativas de vários elementos e isótopos de uma dada espécie.

[0031] Como usado aqui, o termo “água de formação” refere-se a qualquer água que reside dentro da subsuperfície que possa estar presente em uma rocha resevatório, incluindo água no meio poroso dentro da acumulação ou imediatamente abaixo, porém em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos (isto é, a perna d’água). Isto pode derivar de a) origem meteórica, b) recarga de águas de superfície, tal como água de chuva ou água do mar que então migram através de rocha permeável para dentro da subsuperfície, e/ou c) água aprisionada no sedimento durante enterro e permanecendo no local.

[0032] Como usado aqui, o termo “tempo de permanência” refere-se ao período de tempo em que a água de formação esteve presente dentro da subsuperfície, e pode ser considerado a idade da água de formação.

[0033] Como usado aqui, o termo “radiogênico” refere-se à geração ou criação de uma substância através de decaimento radioativo de outra substância. Os gases nobres radiogênicos incluem 4He, 21Ne, 40Ar, 82Kr, 86Kr, 129Xe, 130Xe e 136Xe .

[0034] Como usado aqui, o termo “termogênico” refere-se a hidrocarbonetos gerados a partir do querogênio, que é atualmente/tem no passado sido submetido a elevadas temperatura e pressão.

[0035] Como usado aqui, o termo “retirar risco” refere-se a uma estimativa da possibilidade que espécies indesejáveis, tais como H2S, CO2, estejam presentes em concentrações que tornariam a produção ou refinamento de hidrocarbonetos mais difícil ou reduziriam o valor dos hidrocarbonetos produzidos.

[0036] Como usado aqui, o termo “componente de computador” refere-se a uma entidade relacionada a computador, hardware, firmware, software, uma sua combinação, ou software em execução. Por exemplo, um componente de computador pode ser, mas não é limitado a ser, um processo executando em um processador, um processador, um objeto, uma cadeia de execução executável, um programa, e/ou um computador. Um ou mais componentes de computador podem residir dentro de um processo e/ou cadeia de execução, e um componente de computador pode ser localizado em um computador e/ou distribuído entre dois ou mais computadores.

[0037] Como empregado aqui, os termos “meio legível por computador” ou “meio legível por máquina tangível” referem-se a qualquer armazenagem tangível que participe em prover instruções para execução em um processador. Um tal meio pode ter muitas formas, incluindo, mas não limitadas ao meio não-volátil, e meio volátil. O meio não-volátil inclui, por exemplo, NVRAM, discos magnéticos ou ópticos. O meio volátil inclui memória dinâmica, tal como memória principal. O meio legível por computador pode incluir, por exemplo, um disquete, um disco flexível, disco rígido, fita magnética, ou qualquer outro meio magnético, meio magneto-óptico, um CD- ROM, qualquer outro meio óptico, uma RAM, uma PROM, e EPROM, um FLASH- EPROM, um meio de estado sólido como uma memória holográfica, um cartão de memória, ou qualquer outro chip de memória ou cartucho, ou qualquer outro meio físico do qual um computador pode ler. Quando o meio legível por computador é configurado como uma base de dados, deve-se compreender que a base de dados pode ser qualquer tipo de base de dados, tal com relacional, hierárquico, orientado por objeto, e/ou similares. Por consequinte, as formas de realização exemplares das presentes técnicas podem ser consideradas incluir um meio de armazenagem tangível ou meio de distribuição tangível e equivalentes reconhecidos da arte anterior e meio sucessor, em que as implementações de software personificando as presentes técnicas são armazenadas.

[0038] Algumas partes da descrição detalhada que se segue são apresentadas em termos de procedimentos, etapas, blocos lógicos, processamento e outras representações simbólicas de operações em bits de dados dentro de uma memória de computador. Estas descrições e representações são os meios usados por aqueles hábeis nas artes de processamento de dados para mais eficazmente transportar a substância de sua função para outras habilidades na arte. No presente pedido, um procedimento, etapa, bloco lógico, processo, ou similares, é concebido para ser uma sequência auto-consistente de etapas ou instruções resultando em um resultado desejado. As etapas são aquelas requerendo manipulações físicas de quantidades físicas. Geralmente, embora não necessariamente, estas quantidades tomam a forma de sinais elétricos ou magnéticos capazes de ser armazenados, transferidos, combinados, comparados, e de outro modo manipulados em um sistema de computação.

[0039] Deve-se ter em mente, entretanto, que todos estes e termos similares são para ser associados com as quantidades físicas apropriadas e são meramente rótulos convenientes aplicados a estas quantidades. A menos que citado especificamente de outro modo, como evidente pelas seguintes discurssões, deve- se observar que por todo o presente pedido, discurssões usando os termos tal como “modelando”, “modificando”, “medindo”, “comparando”, “determinando”, “analisando”, “produzindo”, “exibindo”, “estimando”, “integrando”, ou similares, referem-se a ação e processos de um sistema de computação, ou dispositivo de computação eletrônico similar, que transforma dados representados como quantidades físicas (eletrônicos) dentro dos registros e memórias do sistema de computação em outros dados similarmente representados como quantidades físicas dentro das memórias ou registros do sistema de computação, ou outra tal armazenagem de informações, transmissão ou dispositivos de exibição. Métodos de exemplo podem ser melhor observados com referência aos fluxogramas.

[0040] Embora para fins de simplicidade de explicação, as metodologias ilustradas são mostradas e descritas como uma série de blocos, deve-se observar que as metodologias não são limitadas pela ordem dos blocos, uma vez que alguns blocos podem ocorrer em diferentes ordens e/ou concomitantemente com outros blocos daqueles mostrados e descritos. Além disso, menos do que todos os blocos ilustrados podem ser requeridos para implementar uma metodologia de exemplo. Os blocos podem ser combinados ou separados em múltiplos componentes. Além disso, metodologias adicionais e/ou alternativas podem empregar blocos adicionais não ilustrados. Embora as Figuras ilustrem várias ações ocorrendo em série, deve-se observar que várias ações poderiam ocorrer simultânea e substancialmente em paralelo, e/ou em substancialmente diferentes pontos do tempo.

[0041] Na seguinte seção, formas de realização específicas das metodologias e técnicas expostas são descritas em combinação com aspectos e técnicas expostos. Entretanto, na medida em que a seguinte descrição é específica a um aspecto particular, técnica, ou um uso particular, este é destinado a ser para fins exemplares somente e não é limitado aos aspectos expostos e técnicas descritas abaixo, porém, sem dúvida, inclui todas as alternativas, modificações e equivalentes situando-se dentro do escopo das reivindicações anexadas.

[0042] Esta presente descrição envolve um sistema e método para determinar a presença e estimar informações, tais como volume, localização, tipo e qualidade em torno de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície. Este método e sistema provê uma técnica aumentada que pode ser uma ferramenta valiosa para uso em exploração de hidrocarbonetos em vários níveis de maturidade, a partir da exploração fronteiriça ou extensão de plays comprovados para prospectos de elevado grau dentro de plays comprovados. Em particular, as presentes técnicas envolvem o uso de tres tecnologias independentes: geoquímica de isótopo agrupado, geoquímica de gás nobre, e microbiologia, que são combinadas e integradas com outras técnicas tradicionais como um fluxo de trabalho para aumentar a identificação e recuperação de acúmulo de hidrocarbonetos. Estes três métodos podem prover informações a cerca do volume, profundidade e tipo de fluido (óleo vs. gás) e qualidade dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície a serem determinados pela amostragem e análise de nascentes de hidrocarbonetos (p. ex., em alto mar e em terra firme). Isto é, o método pode integrar existentes e novos indicadores biológicos e geoquímicos para prover penetrações na identificação de oportunidade. Além disso, a integração destes indicadores biológicos e geoquímicos, com conhecimento contextual geológico/geofísico, deve ainda prover intensificação para identificação de oportunidade de acúmulo de hidrocarbonetos.

[0043] Em uma forma de realização, as presentes técnicas envolvem a integração de uma ou mais de genômicas microbianas; geoquímica de gás nobre, e geoquímica de isótopo agrupado de fases de hidrocarboneto. Este fluxo de trabalho integrado pode ser utilizado para determinar e/ou estimar a presença e informações, tais como volume, profundidade, tipo, qualidade, e localização do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[0044] As genômicas microbianas podem ser utilizadas para prover informações sobre os processos metabólicos de comunidades microbianas de subsuperfície ligadas a estes micróbios amostrados dentro das nascentes de fundo do mar. Estas informações genômicas microbianas proveem uma indicação quanto à presença de um acúmulo de subsuperfície e proveem uma estimativa de sua localização (p. ex., profundidade), com base nas faixas de temperatura biológicas. Este aspecto baseia- se no micróbio de transporte dos habitats profundos para os rasos de uma nascente de hidrocarbonetos dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. Este processo pode explicar, por exemplo, a presença de termófilos (micróbio que vive em ambientes de elevada temperatura) “deslocados” em ambientes árticos, onde óleo bruto é potencialmente degradado por micróbio anaeróbico, assim suportando uma conexão com uma fonte mais profunda de hidrocarboneto/sedimento. Diferentes áreas de infiltração de hidrocarbonetos podem ter diferentes anomalias microbianas em relação às condições marinhas normais, dependendo das condições do reservatório de subsuperfície. Um entendimento dos processos metabólicos das comunidades microbianas de subsuperfície, ligadas a estes micróbios amostrados dentro das nascentes de fundo de mar, deve permitir que a presença de um acúmulo de subsuperfície seja detectada, e permitir uma estimativa de sua localização (profundidade) com base nas faixas de temperatura biológicas.

[0045] Como um exemplo, uma forma de realização pode incluir um método de identificação de um sistema de hidrocarbonetos. Neste método, uma amostra de uma área de interesse é obtida. Em seguida, uma primeira pluralidade de análises é usada para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia da amostra, e uma segunda pluralidade de análises é usada para determinar uma função de comunidade da ecologia da amostra. A estrutura de comunidade e a função de comunidade são usadas para determinar se a ecologia da amostra iguala-se a uma ecologia característica de um sistema de hidrocarboneto. Quando a ecologia da amostra iguala-se com a ecologia característica, a amostra é identificada como parte do sistema de hidrocarboneto. Este aspecto é ainda descrito na Patente U.S. No. 61/595.394, que é incorporada aqui em sua totalidade.

[0046] Com respeito à geoquímica do gás nobre, os gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe) são elementos conservativos que não participam geralmente das reações químicas. As concentrações de gases nobres em óleo, gás, e água são baseadas na influência combinada de suas solubilidades, que são uma função de pressão, temperatura, e composição de fluido (P-T-X) que prevaleceu durante dissolução ou exsolução, interação e mistura com outros fluidos, e o crescimento para dentro de gases nobres do decaimento radioativo de minerais crustais. Se as condições PTX da água em contato com um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície puderem ser estimadas ou medidas, o tamanho de acúmulo de hidrocarboneto pode ser estimado ou calculado com base na divisão de solubilidade dos gases nobres entre a água e os hidrocarbonetos. Uma amostra de nascente de hidrocarbonetos atmosfericamente descontaminada analisada quanto a gases nobres juntamente com condições PTX de água estimadas, deve permitir que um tamanho de acúmulo (relação de hidrocarboneto/água) seja estimado.

[0047] Como um exemplo, uma forma de realização pode incluir um método para determinar a presença, tipo, qualidade, e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície em uma amostra relacionada a eles. Uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície é medida ou modelada. A concentração inicial modelada é modificada responsabilizando-se quanto ao crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação. Uma amostra relacionada ao acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície é obtida. As relações de concentrações e isotópicas de gases nobres presentes na amostra são medidas. As relações de concentrações e isotópicas medidas dos gases nobres atmosféricos e dos gases nobres radiogênicos presentes na amostra são comparadas com as concentrações modeladas medidas/modificadas da água de formação por uma pluralidade de processos de troca. Uma fonte de hidrocarbonetos presentes na amostra é determinada. Uma assinatura de gás nobre atmosférico medida na fase de hidrocarboneto é comparada com a concentração modelada medida/modificada dos gases nobres atmosféricos na água de formação para a pluralidade de processos de troca. É determinado pelo menos um de um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

[0048] Em outro aspecto, um método é descrito para determinar a presença, tipo, qualidade, e volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície com base na análise de uma amostra relacionada a eles. A amostra é analisada para determinar uma assinatura geoquímica da amostra. É determinada uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície. O crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos é modelado para modificar a concentração inicial para fornecidos tempos de permanência de água de formação. Um tempo de permanência da água de formação é determinado. Uma extensão da interação com uma fase de hidrocarboneto é determinada. A origem da amostra é determinada. É determinado pelo menos um de um tipo, qualidade, e relação de volume de hidrocarboneto/água, quando a origem da amostra é um acúmulo de hidrocarboneto. Da relação em volume de hidrocarboneto/água, o volume do acúmulo de hidrocarboneto é determinado.

[0049] Em outro aspecto, um método é descrito para determinar a presença, tipo, qualidade, e volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma sua amostra de hidrocarboneto. Uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes ao longo de uma espécie de hidrocarboneto é determinada. Uma faixa de concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos presentes na amostra é modelada para uma faixa de tempos de permanência e para várias extensões de interação entre a água de formação e uma fase de hidrocarbonetos. As relações de concentrações e isotópicas de gases nobres presentes na amostra são medidas. As concentrações de gases nobres medidas são comparadas com a faixa modelada das concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos. Usando-se a comparação, determina-se se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam do acúmulo de subsuperfície. Pelas concentrações de gases nobres medidas e pela faixa modelada de concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos, são estimados o tipo e a qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, e a relação de volume de hidrocarboneto/água de formação no acúmulo de subsuperfície. O tipo e a qualidade estimados de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície e a relação de volume de hidrocarboneto/água de formação no acúmulo de subsuperfície são integrados com constrangimentos de reflexão sísmica em um volume de acúmulo de hidrocarboneto e um volume de água presentes no acúmulo de hidrocarboneto, desse modo determinando o volume de hidrocarbonetos presentes no acúmulo de subsuperfície.

[0050] Em ainda outro aspecto, um sistema é descrito para determinar a presença, tipo, qualidade, e volume de um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície em uma sua amostra de hidrocarboneto. O sistema inclui um processador e um meio de armazenagem legível por maquina, tangível, que armazena instruções legíveis por máquina para execução do processador. As instruções legíveis por máquina incluem código para determinar concentrações esperadas de gases nobres presentes em águas de formação, código para modelar um ou mais processos de troca e fracionamento das concentrações esperadas de gases nobres presentes na amostra, código para medir concentrações de gases nobres presentes na amostra, código para comparar as concentrações medidas de gases nobres com as concentrações modeladas de gases nobres nas águas de formação, código para determinação, usando dita comparação, do tipo e qualidade de hidrocarbonetos presentes na subsuperfície, e código para determinar se hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

[0051] Em ainda outro aspecto, um produto de programa de computador tendo lógica executável por computador gravada em um meio legível por máquina, tangível, o produto de programa de computador compreendendo: código para determinar concentrações esperadas de gases nobres presentes nas águas de formação, código para modelar um ou mais processos de troca e fracionamento nas concentrações esperadas de gases nobres presentes em uma amostra de hidrocarboneto tomada de uma nascente de hidrocarbonetos, código para medir concentrações de gases nobres presentes na amostra de hidrocarbonetos, código para comparar as concentrações medidas de gases nobres com as concentrações modeladas de gases nobres nas águas de formação, código para determinar, usando dita comparação, um tipo e uma qualidade de hidrocarbonetos presentes na amostra de hidrocarboneto, e código para determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra de hidrocarboneto originam-se diretamente de uma rocha fonte, ou se o hidrocarboneto presente na amostra escapou de um acúmulo de subsuperfície.

[0052] Em já outro aspecto, um método para produzir hidrocarbonetos, compreendendo: determinar a presença, tipo, qualidade, e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma sua amostra de hidrocarboneto, em que a determinação inclui modelar uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, modificar a concentração inicial modelada, responsabilizando-se quanto ao crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação, obter uma amostra de hidrocarboneto, medindo-se as relações de concentrações e isotrópicas atmosféricas, envolver gases nobres derivados e radiogênicos presentes na amostra de hidrocarbonetos, comparando-se as concentrações medidas e relações isotópicas dos gases nobres atmosféricos e dos gases nobres radiogênicos presentes na amostra de hidrocarboneto com as concentrações modeladas modificadas da água de formação por uma pluralidade de processos de troca, determinar uma fonte de hidrocarbonetos presente na amostra de hidrocarbonetos, comparando-se um gás nobre atmosférico medido na fase de hidrocarboneto com a concentração modelada modificada dos gases nobres atmosféricos na água de formação por uma pluralidade de processos de troca, determinar pelo menos um de um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume de acúmulo de subsuperfície; e produzir hidrocarbonetos, empregando-se pelo menos um de tipo, qualidade, relação de volume, e volume determinado do acúmulo de subsuperfície. Este aspecto é ainda descrito na Patente U.S. No. 61/616.813, que é incorporada aqui em sua totalidade.

[0053] Um composto de hidrocarboneto contém átomos de carbono e hidrogênio e estará presente como um isótopo estável natural de carbono (12C, 13C) ou hidrogênio (1H, ou 2H, com frequência denominado deutério ou D). 12C forma 98,93 % de carbono na Terra, enquanto 13C forma os 1,07 % restantes. Similarmente, a abundância isotópica de 1H na Terra é de 99,985 %, enquanto 2H tem uma abundância de 0,015 %. Isotopólogos são compostos com a mesma fórmula química, porém diferem em sua massa molecular, baseados em que os isótopos estão presentes na molécula (p. ex., 13C1H3D ou 12C1H4). Os isótopos agrupados são isotopólogos em que dois ou mais isótopos raros estão presentes em estreita proximidade (isto é, “acúmulos isotópicos”), e para os quais a ordenação molecular de isótopos é tão importante como sua abundância total. Estas espécies raras têm distintas estabilidades termodinâmicas e taxas de reação com fracionamentos específicos durante difusão e mistura, e são muito mais diversificadas do que as espécies unicamente substituídas, que são o foco das ramificações estabelecidas pela geoquímica de isótopo. Hidrocarbonetos voláteis comuns têm grandes números de isotopólogos estáveis (p. ex., metano tem 10; etano tem 21; propano tem 36). As medições de uma única espécie de gás poderiam, em princípio, produzir dois ou mais termômetros mutuamente independentes, que poderiam indicar a temperatura de “permanência” dos hidrocarbonetos dentro de um acúmulo de subsuperfície, na verdade, determinar a localização da profundidade de um alvo de exploração potencial de uma amostra de nascente.

[0054] Como um exemplo, uma forma de realização pode incluir um método de determinar a presença e localização de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra de substância ocorrendo naturalmente. De acordo com o método, é determinada uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto. Uma esperada dependência de temperatura de isotopólogos presentes na amostra é modelada usando-se cálculos ab initio de alto nível. Uma assinatura dos isotopólogos presentes na amostra é medida. A assinatura é comparada com a concentração esperada de isotopólogos. Usando-se a comparação, determina-se se hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície. É determinada a temperatura de armazenagem de equilíbrio atual da espécie de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície. Uma localização do acúmulo de subsuperfície é determinada.

[0055] Também, de acordo com as metodologias e técnicas descritas, é provido um método de determinação da presença e localização de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície. De acordo com o método, uma amostra de hidrocarboneto é obtida de uma nascente. A amostra de hidrocarboneto é analisada para determinação de sua assinatura geoquímica. A análise inclui medir uma distribuição de isotopólogos para uma espécie de hidrocarboneto presente na amostra de hidrocarboneto. Uma distribuição estocástica de isotopólogos para a espécie de hidrocarboneto é determinada. Um desvio da distribuição medida de isotopólogos a partir da distribuição estocástica dos isotopólogos para a espécie de hidrocarboneto é determinado. A origem da amostra de hidrocarboneto é determinada. Uma temperatura de armazenagem da espécie de hidrocarboneto é determinada quando a origem da amostra de hidrocarboneto é um acúmulo de hidrocarbonetos. A partir da temperatura de armazenagem, a localização do acúmulo de hidrocarbonetos é determinada.

[0056] De acordo com as metodologias e técnicas descritas aqui, um método é provido para determinar a presença de um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície de uma amostra de substância ocorrendo naturalmente. De acordo com o método, uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto é determinada. Uma esperada dependência de temperatura de isotopólogos presentes na amostra é modelada usando-se cálculos ab initio de alto nível. Uma assinatura isotópica agrupada dos isotopólogos presentes na amostra é medida. A assinatura isotópica agrupada é comparada com a concentração esperada de isotopólogos. É determinado, usando-se a comparação, se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície, desse modo determinando a presença do acúmulo de subsuperfície.

[0057] De acordo com as metodologias e técnicas descritas, é provido um sistema de computação, que é configurado para determinar a presença e local de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra de substância ocorrendo naturalmente. O sistema de computação inclui um processador e um meio de armazenagem legível por máquina, tangível, que armazena instruções legíveis por máquina para execução pelo processador. As instruções legíveis por máquina incluem: código para determinar uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto; código para modelar, empregando-se cálculos ab initio de alto nível, uma esperada dependência de temperatura de isotopólogos presentes na amostra; código para medir uma assinatura isotópica agrupada dos isotopólogos presentes na amostra; código para comparar a assinatura isotópica agrupada com a concentração esperada de isotopólogos; e códigos para determinar, usando dita comparação, se hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte, ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

[0058] De acordo com ainda mais metodologias e técnicas descritas, é provido um método de determinar a presença e o local de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, e a origem dos hidrocarbonetos associados coletados de uma nascente de superfície. De acordo com o método, a modelagem molecular é integrada para determinar a esperada concentração de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto de interesse. Uma concentração dos isotopólogos da espécie de hidrocarboneto de interesse é medida. A análise de regressão estatística é conduzida para convergir em um equilíbrio dependente de temperatura constante e uma única assinatura isotópica para as concentrações absolutas medidas por múltiplos isotopólogos coexistentes. Em relação aos hidrocarbonetos coletados da nascente de superfície, é determinada pelo menos uma de temperatura de armazenagem, fácies de fonte, e maturidade térmica da rocha fonte, associada com eles. Este aspecto é ainda descrito na Patente U.S. No. 61/558.822, que é incorporada aqui em sua totalidade.

[0059] Beneficamente, este fluxo de trabalho integrado provê uma tecnologia basicamente não-sísmica, que é capaz de determinar materialidade de acúmulo de hidrocarbonetos. Além disso, este processo provê a capacidade para detectar a presença, volume, profundidade, e tipo/qualidade de fluido dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície, o que é útil na exploração de recurso de hidrocarboneto (HC) em ajustes de fronteira e de extensão play. O processo provê uma técnica útil que é barata em relação às tecnologias atuais e pode eficientemente ser utilizada na exploração de hidrocarbonetos nos diferentes níveis da etapa do negócio, a partir da exploração fronteiriça ou extensão de plays comprovados para prospectos de elevado grau dentro de plays comprovados. Como resultado, este processo provê geocientistas com uma técnica de identificação aumentada para acúmulos de hidrocarbonetos, enquanto tendo uma maior confidência nas identificadas acumulações de hidrocarbonetos.

[0060] Além disso, na ausência de interpretações sísmicas de reflexão adequadas sobre volumes de hidrocarbonetos ou medições diretas de saturação de hidrocarbonetos empregando-se ferramentas de localização geofísicas, as presentes técnicas podem ser utilizadas para prover uma tecnologia de pré-perfuração capaz de estimar o volume dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície e/ou capaz de determinar a profundidade, tipo de fluido (óleo vs. gás), qualidade (p. ex., densidade e composição), e localização de alvos particulares ou acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície prospectivos. Esta funcionalidade não parece ser provida por tecnologias convencionais. Vários aspectos das presentes técnicas são descritos ainda nas Figuras 1 a 4.

[0061] A Figura 1 é um diagrama ilustrando as numerosas fontes de subsuperfície e trajetos de migração de hidrocarbonetos presentes em, ou escapando das nascentes no fundo do mar 100. Os hidrocarbonetos 102 gerados na rocha fonte (não mostrada) migram ascendentes através de falhas e fraturas 104. Os hidrocarbonetos migrando podem ser aprisionados em rocha de reservatório e formar um acúmulo de hidrocarbonetos, tal como um gás 106, óleo e gás 108, ou uma acumulação de hidrato gasoso 110. Os hidrocarbonetos infiltrando-se da acumulação de hidrato gasoso podem dissolver-se em metano dentro do oceano 112, como mostrado em 114, ou podem permanecer como um hidrato gasoso no fundo do mar 100, como mostrado em 116. Alternativamente, óleo, ou gás de reservatório de óleo/gás 108, pode infiltrar-se dentro do oceano, como mostrado em 118, e formar uma mancha de óleo 120 na superfície do oceano 122. Uma esteira bacteriana 124 pode formar-se em um local de nascente de gás, vazando do reservatório de gás 106, e pode gerar gases de hidrocarbonetos biogênicos, enquanto degradando gás úmido termogênico. Ainda outro processo de infiltração de hidrocarbonetos é via um vulcão de lama 126, que pode formar uma mancha de óleo 128 sobre a superfície do mar. As manchas de óleo 120 e 128 ou gás metano 130 emitidos dali são sinais de infiltração de hidrocarbonetos, que são, por sua vez, sinais de possíveis acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. As assinaturas medidas de cada uma destas nascentes podem ser analisadas de acordo com as metodologias e técnicas descritas aqui, para discriminar entre as diferentes origens de hidrocarbonetos encontrados nestas nascentes. Em particular, as metodologias e técnicas descritas aqui podem se distinguir entre hidrocarbonetos que migraram diretamente para a superfície sem encontrar um trape em que pudessem ser acumulados (p. ex., uma primeira fonte), e hidrocarbonetos que vazaram de um acúmulo de subsuperfície (p. ex., uma segunda fonte). Se a presença e volume de tal acúmulo de hidrocarboneto puderem ser identificados, é possível que os hidrocarbonetos possam ser extraídos de tal acúmulo.

[0062] A Figura 2 é um fluxograma de um método para determinação de informações sobre um acúmulo de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização das presentes técnicas. O fluxograma 200 representa um método para determinar a partir de uma amostra de nascente, a profundidade e/ou tipo e qualidade de fluido (p. ex., gás vs. óleo, gravidade API de óleo), e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos. O fluxograma 200 inclui uma etapa de obtenção de amostra, que inclui os blocos 202 e 204, seguidos por uma etapa de análise, que inclui os blocos 206, 208, 210, e seguido por uma etapa de captura de hidrocarbonetos, que inclui os blocos 212 e 214.

[0063] A etapa de obtenção de amostra, que inclui os blocos 202 e 204, pode ser utilizada para determinar a localização das amostras e obter as amostras. No bloco 202, a amostra de hidrocarbonetos pode ser localizada. A localização da amostra de hidrocarbonetos pode ser baseada em uma localização de nascente conhecida ou determinar uma localização de nascente através de técnicas conhecidas. Em seguida, no bloco 204, uma ou mais amostras são obtidas do local da amostra de hidrocarbonetos. Se a localização de hidrocarboneto for uma nascente, a amostragem de localizações de nascente pode incluir: (i) confirmar a presença de hidrocarbonetos (p. ex., biogênico, termogênico, abiogênico) no local de nascente, e (ii) conduzir avançada análise biológica e geoquímica após amostragem apropriada. Os métodos de amostragem usados para coletar as amostras de interesse podem incluir amostragem de núcleo de gravidade ou queda de pistão, o uso de submersíveis tripulados, veículos submarinos autônomos (AUV), ou veículos remotamente operados (ROV) com dispositivos de amostragem de núcleo, e aparelho de amostragem de gás (incluindo aperto de válvulas e sombreiros. A amostragem pode incluir coleta de sedimentos de superfície circundando o local de nascente e coleta de fluidos de dentro do conduto de nascente. Uma amostra pode compreender: (i) qualquer amostra de superfície, tal como uma amostra de sedimento tomada do leito do mar ou uma amostra de fluidos infiltrados, (ii) qualquer amostra tomada da coluna de água acima de um local de nascente, ou (iii) qualquer amostra tomada de dentro dos condutos de nascente abaixo da superfície. A identificação da presença de hidrocarbonetos pode ser determinada por análise geoquímica padrão. Isto pode incluir, mas não é restrito a técnicas geoquímicas de intensidade de fluorescência máxima e moleculares padrão, tais como cromatografia gasosa (GC). Quanto às amostras biológicas, apropriada preservação deve ser tomada, como é conhecido na arte. Similarmente, amostras de gases e/ou óleos, que são submetidas à análise de isótopo agrupado e de gás nobre, podem ser coletadas usando-se funis ou inserindo-se condutos conectados a cilindros de amostragem dentro das nascentes.

[0064] Após a etapa de obtenção de amostra, uma etapa de análise, que inclui os blocos 206, 208, 210, pode ser utilizada para analisar mais as amostras. No bloco 206, as assinaturas moleculares e isotópicas dos gases não-hidrocarbonados (p. ex., H2S, CO2, N2) e hidrocarbonetos são medidas e a ecologia pode ser caracterizada. Em uma forma de realização, estas medições podem incluir assinaturas de gás nobre e pelo menos uma ou mais de ecologia das assinaturas de isótopo agrupado. A ecologia pode ser caracterizada via análise de DNA, RNA, lipídio. A medição pode incluir a análise de assinaturas de gás nobre (He, Ne, Ar, Kr e Xe) e o isotopólogo ou assinatura de isótopo agrupado tanto de moléculas não-hidrocarbonadas como de hidrocarbonetos (em gases, água, ou óleos). Os isotopólogos são moléculas que diferem somente em sua composição isotópica. Os isótopos agrupados são isotopólogos que contêm dois ou mais isótopos raros. A amostra de interesse pode compreender água, óleo, gás natural, sedimentos ou outro tipo de rocha, ou fluidos presentes nos sedimentos, rochas, água ou ar. A medição da abundância de cada isótopo de gás nobre pode ser conduzida seguindo-se técnicas de extração padrão empregando espectrometria de massa. A medição da abundância de cada isótopo agrupado ou isotopólogo pode ser conduzida usando-se múltiplas técnicas, tais como espectrometria de massa e/ou espectroscopia baseada em leiser. A ecologia das amostras (p. ex., sedimento, água do mar, fluidos infiltrados e similares) pode ser caracterizada através de numerosas técnicas diferentes. Estas podem incluir, mas não são restritas à análise do ácido desoxirribonucleico (DNA), análise do ácido ribonucleico (RNA), (meta) genômicas, (meta) proteômicas, (meta) transcriptômicas, análise de lipídio, e métodos baseados em cultura. A análise pode incluir avaliações tanto (semi) quantitativas (p. ex., qPCR (reação em cadeia de polimerase quantitativa), sequenciação de próxima-geração) como qualitativas (p. ex., sequenciação, microscopia, testes de fenótipo). A análise molecular padrão é conduzida para caracterizar a assinatura orgânica de hidrocarbonetos extraídos da amostra. Isto pode incluir cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC/MS), GC/GC/MS, e cromatografia líquida. A análise inorgânica de amostras pode também ser conduzida. Isto pode incluir, mas não é restrita à espectrometria de massa de plasma indutivamente acoplada (ICP-MS) e espectroscopia de emissão óptica-ICP. A análise química gasosa pode também ser conduzida e pode incluir relação de isótopo-espectroscopia de massa e GC.

[0065] No bloco 208, a informação obtida das assinaturas molecular e isotópica avançadas, incluindo assinaturas de gás nobre e assinaturas de isótopo agrupado de moléculas de hidrocarboneto e não-hidrocarbonadas, e a ecologia caracterizada das amostras, é integrada com análise molecular padrão (como definido acima). A integração de assinaturas molecular e isotópica avançadas pode incluir assinaturas de gás nobre e assinaturas de isótopo agrupado de moléculas de hidrocarboneto e não-hidrocarbonadas com ecologia de amostra caracterizada, que podem também ser integradas com dados geoquímicos convencionais e interpretação. Estes dados integrados são então interpretados. Esta interpretação envolve determinar o tipo e a qualidade dos hidrocarbonetos, e/ou profundidade de um acúmulo de hidrocarbonetos, e/ou volume de uma acumulação de hidrocarbonetos. Como exemplo, os gases nobres podem ser utilizados para determinar o volume de acúmulo de hidrocarbonetos, tipo de hidrocarboneto, e a qualidade do óleo é provida em uma Patente U.S. No. 61/616.813. Quando gases naturais e óleos são inicialmente destituídos de gases nobres, a adição destes através da interação com água de formação provê informações sobre as amostras. O impacto desta interação nas relações isotópicas e concentrações absolutas de gases nobres presentes na fase de hidrocarboneto é uma função de três variáveis: (i)

[0066] a concentração inicial e assinatura isotópica dos gases nobres na fase de água, (ii) a solubilidade dos gases nobres em água e óleo (a solubilidade dos gases nobres em óleo é controlada pela qualidade do óleo), e (iii) a relação dos volumes de óleo/água, gás/água ou gás/óleo/água.

[0067] A concentração inicial dos gases nobres na fase de água, antes da interação com quaisquer hidrocarbonetos, pode ser precisamente medida ou estimada. Os gases nobres se dissolvem em água durante recarga de águas meteóricas ou no limite de ar/água quanto à água do mar. Esta assinatura inicial é, portanto, dominada por gases nobres atmosféricos, isto é, 20Ne, 36Ar, 84Kr, e 132Xe. A quantidade de gases nobres que se dissolvem dentro da fase de água obedece a Lei de Henry, que afirma que a quantidade de gases nobres dissolvidos em água é proporcional à pressão dos gases nobres na atmosfera (que varia como uma função de altitude para recarga de água meteórica). A constante de Henry é diretamente relacionada com a salinidade da fase de água e da temperatura ambiente durante a transferência de gases nobres para a água. As águas de formação recarregadas de águas meteóricas na interface de ar/solo podem ter um componente adicional de gases nobres derivados atmosféricos, daquele que é esperado puramente do “ar em excesso” de equilíbrio. Estas influências podem ser submetidas a ajustes (p. ex., esquemas de correção, tais como aqueles citados em Aeschbach-Hertig, et al., 2000, por exemplo). Vide, por exemplo, Aeschbach-Hertig, W., Peeters, F., Beyerle, U., Kipfer, R. Palaeotemperature reconstruction from noble gases in ground water taking into account equilibrium with entrapped air. Nature, 405, 1040-1044, 2000. A assinatura de gás nobre resultante, portanto, situa-se entre água saturada de ar (ASW), água do mar saturada de ar (ASS), e salmoura saturada de ar (ASB) para qualquer temperatura fornecida. Os gases nobres radiogênicos são então introduzidos em seguida à recarga através de decaimento radioativo de minerais dentro da subsuperfície. A concentração de gases nobres radiogênicos tipicamente aumenta com o tempo de permanência em água de formação aumentando (ou envelhecimento). Esta assinatura de gás nobre evoluindo na fase de água é mudada como resultado da mistura e interação com outros fluidos.

[0068] As solubilidades dos gases nobres em água foram determinadas por uma faixa de diferentes temperaturas, como é conhecida na arte e.g., Crovetto et al., 1982; Smith, 1985). Vide, p.ex., Smith, S.P. Noble gas solubilities in water at high temperature. EOS Transactions of the American Geophysical Union, 66, 397, 1985 e Crovetto, R., Fernandez-Prini, R., Japas, M.L. Solubilities of inert gases and methane in H2O and D2O in the temperature range of 300 to 600K, Journal of Chemical Physics 76(2), 1077-1086, 1982. Similarmente, a solubilidade medida dos gases nobres em óleo aumenta com a diminuição da densidade do óleo (Kharaka e Specht, 1988). Vide, p.ex., Kharaka, Y.K. e Specht, D.K. The solubility of a noble gases in crude oil at 25-100 °C. Applied Geochemistry, 3, 137-144, 1988. A troca de gases nobres atmosféricos entre a água de formação e ambas as fases de óleo e/ou hidrocarboneto gasoso pode ocorrer através de vários processos, e a extensão de fracionamento induzido por cada um destes processos dá origem a diferentes assinaturas nas diferentes fases. Estes processos podem ser modelados e podem compreender solubilidade de equilíbrio, fracionamento de estilo Rayleigh, e extração de gás. A troca de gases nobres entre óleo e água pode resultar na fase de óleo desenvolvendo um enriquecimento nos gases nobres pesados (Kr e Xe), e uma depleção associada nos gases nobres leves (He e Ne) em relação à fase de água. Isto é devido à maior solubilidade dos gases nobres pesados em óleo do que em água. Ao contrário, a interação de uma fase de gás com água pode resultar na fase de gás tornando-se relativamente enriquecida nos gases nobres mais leves e exaurida dos gases nobres pesados em relação a uma fase de água. A magnitude deste fracionamento pode mudar, dependendo do processo de troca envolvido e na densidade da fase de óleo.

[0069] Admitindo-se que uma assinatura de subsuperfície é preservada durante migração para a superfície, podem ser determinadas as fases que interagem (p. ex., óleo-água, gás-água, ou gás-óleo-água) com um hidrocarboneto infiltrado, medindo-se a concentração de gases nobres na amostra de hidrocarboneto. Os gases nobres proveem um traçador conservativo do tipo de hidrocarboneto presente dentro da subsuperfície (óleo vs. gás). O conhecimento da solubilidade dos gases nobres como uma função de densidade de óleo provê outra informação sobre a estimativa da qualidade de óleo quando os hidrocarbonetos presentes são determinados serem óleo. Finalmente, dado que duas das três variáveis que controlam a troca de gases nobres entre água e hidrocarbonetos são conhecidas ou podem ser modeladas, a relação em volume de hidrocarboneto/água dentro de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície pode ser determinada. Disto, é possível quantitativamente predizer o volume de hidrocarboneto presente dentro de um acúmulo de subsuperfície.

[0070] Além da utilização de gases nobres para determinar o volume de acúmulo de hidrocarbonetos, o tipo de hidrocarboneto e a qualidade do óleo, a geoquímica do isótopo agrupado pode ser utilizada para determinar a profundidade de um acúmulo de hidrocarbonetos. Como um exemplo, a Patente U.S. No. 61/558.822 descreve um método para determinar a presença e localização de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície e a origem dos hidrocarbonetos associados. A assinatura de isótopo agrupado de qualquer molécula é uma função de: (i) processos aleatoriamente populados independentes de temperatura (p. ex., distribuição estocástica), e (ii) troca isotópica de equilíbrio térmico. O último processo é controlado ou dependente da temperatura circundante. A distribuição estocástica de qualquer isotopólogo pode ser determinada pelas assinaturas de isótopo de massa da espécie da qual ele deriva. Por exemplo, a determinação da distribuição estocástica de isotopólogos para metano requer conhecimento das assinaturas 13C e D de metano. A assinatura isotópica dos gases hidrocarbonados que estão armazenados em um acúmulo de subsuperfície ou que estão presentes em nascentes pode refletir na assinatura isotópica do gás gerado pela rocha fonte. Como tal, esta assinatura pode ser concomitantemente determinada durante a caracterização dos hidrocarbonetos presentes em uma nascente e diretamente substituída no cálculo da distribuição estocástica. Pode haver ocasiões, entretanto, quando a assinatura isotópica de gases é alterada por processos como mistura com gás biogênico. Em tais exemplos, esquemas de correção conhecidos na arte podem ser considerados, tais como Chung et al., (1988). Vide Chung, H.M. Gormly J.R., e Squires, R.M. Origin of Gaseous Hydrocarbons In Subsurface Environments: Theoretical Considerations of Carbon Isotope Distribution. Chemical Geology 71, 97-103, 1988. O esquema de correção pode ser usado para desenvolver tais contribuições e alcançar a assinatura de isótopo primário inicial, que deve ser usada no cálculo da distribuição estocástica.

[0071] A abundância aumentada esperada, ou enriquecimento, de qualquer dado isotopólogo ou isótopo agrupado pode ser modelada ou empiricamente determinada por qualquer dada temperatura. Medindo-se as assinaturas de isótopo agrupado e isotopólogo de uma dada molécula, e através do conhecimento da distribuição estocástica, o enriquecimento das concentrações medidas em relação à distribuição estocástica pode ser usado para determinar a temperatura na subsuperfície da qual esta molécula é derivada.

[0072] Os hidrocarbonetos que derivam de um acúmulo de subsuperfície podem conter uma assinatura de isótopo agrupado, que reflete a temperatura em que os hidrocarbonetos foram armazenados na subsuperfície. Este controle não-cinético, das reações de troca isotópicas em isotopólogos de hidrocarbonetos que se originam de um acúmulo de subsuperfície, surge como resultado dos tempos de permanência inerentemente longos de hidrocarbonetos na subsuperfície. Através da aplicação de um gradiente geotérmico adequado para a temperatura de armazenagem derivada da assinatura de isótopo agrupado, pode ser estimada a localização (profundidade) dentro da subsuperfície em que acúmulos de hidrocarbonetos associados à nascente residem.

[0073] Como um exemplo, a ecologia microbiana e assinatura de biomarcador de hidrocarbonetos em nascentes podem ser empregadas para determinar a profundidade de um acúmulo de hidrocarbonetos, e/ou o volume de acúmulo de hidrocarbonetos, e/ou o tipo de hidrocarboneto e a qualidade do óleo, como descrito na Patente U.S. No. 61/595.394. A ecologia é o estudo das interações entre organismos vivos e o ambiente circundante não-vivo. A ecologia microbiana refere- se à ecologia de pequenos organismos como bactérias e archaea. A ecologia inclui parâmetros bióticos como a composição da comunidade (p. ex., quais organismos estão presentes), função de comunidade (p. ex., o que aqueles organismos estão fazendo), comportamento do organismo, quantidade e produção metabólica do organismo. Adicionalmente, a ecologia inclui parâmetros abióticos como pH, temperatura, pressão e concentrações aquosas de diferentes espécies químicas. Todos ou alguns destes parâmetros podem ser medidos para descrever a ecologia de uma nascente de hidrocarboneto. As nascentes que são conectadas aos acúmulos de hidrocarbonetos podem ter diferentes ecologias do que as nascentes que não estão conectadas aos acúmulos de hidrocarbonetos.

[0074] A ecologia microbiana envolve empregar técnicas baseadas em genômicas e cultura para descrever a composição de comunidade. As medições (meta) Genômicas, (meta) transcriptômicas, (meta) proteômicas e de lipídios podem ser combinadas com medições químicas para determinar a função de comunidade. Mudanças de temperatura acionam mudanças na estrutura e função da comunidade. Mudanças no tipo e volume de hidrocarbonetos presentes na acumulação mudam a estrutura e a função da comunidade. Se uma nascente estiver conectada a um acúmulo de hidrocarbonetos, estas diferenças ecológicas podem ser refletidas em amostras adquiridas da nascente.

[0075] As amostras de sedimento e fluido de dentro e em torno de uma nascente de hidrocarboneto podem ser coletadas e apropriadamente preservadas. Mudanças na ecologia destas amostras podem refletir as condições dos acúmulos de subsuperfície alimentando as nascentes. Amostras de uma nascente não conectada a um acúmulo de hidrocarbonetos podem não conter parâmetros ecológicos associados com um ambiente de hidrocarbonetos quentes profundo.

[0076] Em seguida, no bloco 210, o tipo e a qualidade da acumulação de hidrocarbonetos, a profundidade e o volume obtidos pelas assinaturas de ecologia (p. ex., ecologia microbiana), isótopos agrupados e gás nobre, e outras análises moleculares padrão, podem ser integrados com dados geológicos e geofísicos obtidos das tecnologias de exploração convencional ou estimativa de prospecto para confirmar a materialidade da acumulação. Tais tecnologias podem incluir reflexão sísmica, imageação sísmica de alta resolução, estimativas de acústica, de modelagem de bacia e/ou probabilística ou estatística. Isto pode incluir determinar a localização dentro da subsuperfície (tanto a profundidade como lateral) que um hidrocarboneto de acumulação aloja. Pode também incluir a confirmação de volume, tipo e qualidade do acúmulo de hidrocarbonetos.

[0077] Um método de integrar estas diferentes fontes de dados para avaliar a materialidade do hidrocarboneto é através do uso de biogeoinformática. A biogeoinformática, que é ainda descrita nas Figuras 3A e 3B, pode incluir armazenar informações a cerca das assinaturas geoquímicas juntamente com outras informações, tais como biológicas e geológicas, por exemplo, para determinar as relações entre dados de calibração e os dados medidos das amostras. Alternativamente, outro método de integrar estas diferentes fontes de dados para avaliar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos é calibrar as técnicas individuais para prover indicadores de uma profundidade, volume, tipo e/ou qualidade de fluido do acúmulo de hidrocarbonetos. Esta abordagem de calibração pode ser conduzida empiricamente, comparando-se as assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados, ou de ecologia microbiana para acúmulos de hidrocarbonetos com conhecida profundidade, pressão, temperatura, volume, tipo de fluido e qualidade. Os dados coletados de uma amostra de interesse de uma nascente podem então ser comparados com o conjunto de dados calibrados e integrados com a localização dos dados geofísicos e geológicos de interesse para determinar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos na subsuperfície. Já outro método de integrar estas diferentes fontes de dados de uma amostra de interesse para avaliar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos utiliza a sensibilidade das assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados e ecologia microbiana para processos geológicos e físicos. Como ainda outro exemplo, os dados podem ser integrados combinando- se previamente o método citado para os modelos quantitativos de gás nobre e isótopo agrupado sensíveis à materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos com uma abordagem de bioinformática para os dados de ecologia microbiana. Em seguida, a análise da amostra de nascente de uma localização de interesse para assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados e ecologia microbiana pode prover informações sobre a presença, profundidade, volume, tipo e/ou qualidade de pelo menos um acúmulo de hidrocarbonetos de superfície potencial. Esta abordagem pode então ser integrada com os dados geofísicos/geológicos disponíveis para a localização específica de interesse identificar um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[0078] No bloco 212, uma determinação é feita quer para estimar hidrocarbonetos da acumulação com base nos dados medidos ou nos dados integrados, quando providos através de biogeoinformática ou similares. A determinação pode incluir analisar os dados medidos para um ou mais de tipo, qualidade, profundidade, e volume de acúmulo de hidrocarbonetos obtidos pelas assinaturas de ecologia (p. ex., ecologia microbiana), isótopos agrupados, e gás nobre, e/ou destes dados integrados com os dados geológicos e geofísicos.

[0079] Em seguida, hidrocarbonetos podem ser produzidos do acúmulo de hidrocarbonetos com base na determinação, como mostrado no bloco 214. A produção dos hidrocarbonetos pode envolver perfurar um poço para prover avaliação do acúmulo de hidrocarbonetos. Além disso, a produção pode incluir instalar uma instalação de produção que é configurada para monitorar e produzir hidrocarbonetos pelos intervalos de produção que proveem acesso à formação de subsuperfície. A instalação de produção pode incluir uma ou mais unidades para processar e controlar o fluxo dos fluidos de produção, tais como hidrocarbonetos e/ou água, da formação. Para acessar os intervalos de produção, a instalação de produção pode ser acoplada a uma árvore e várias válvulas de controle, via umbilical de controle, tubulação de produção para passar fluidos da árvore para a instalação de produção, tubulação de controle para dispositivos hidráulicos ou elétricos, e um cabo de controle para comunicação com outros dispositivos dentro do poço.

[0080] Como citado acima, a integração das diferentes fontes de dados para avaliar a materialidade do hidrocarboneto pode ser realizada por uma variedade de maneiras. Um método de integração é através do uso de biogeoinformática. A biogeoinformática é a ciência de armazenamento e análise dos dados biológicos. A tecnologia de sequenciamento de DNA moderna gera quantidades maciças de dados suportados por informações observadas e outras medidas. É impraticável armazenar e analisar estes dados sem o uso de computadores. As redes de computação modernas são usadas para armazenar e interrogar estes dados, de modo que técnicas estatísticas multivariadas, tais como análise coordenada de princípio, possam ser usadas para identificar e descrever padrões e relações dentro destes conjuntos de dados. A geoinformática ou ciência da informação geográfica emprega técnicas computacionais similares para armazenar e investigar dados geográficos, geológicos, geofísicos e geoquímicos. As técnicas de bioinformática e geoinformática podem ser combinadas a fim de eficazmente utilizarem os dados geoquímicos e microbiológicos coletados neste fluxo de trabalho.

[0081] Como um exemplo, a Figura 3A é um fluxograma 300 para integrar a informação a cerca do acúmulo de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização das presentes técnicas. Neste fluxograma 300, uma base de dados de biogeoinformática 316 pode ser construída para armazenar e indagar os seguintes tipos de dados: dados de isótopo agrupado 306, dados biológicos 304 (p. ex., dados microbiológicos), dados do gás nobre 308, dados geofísicos 310, dados geoquímicos 312, dados de pressão e temperatura 314, e dados geológicos 302. Os dados geofísicos 310 podem incluir, mas não são limitados a dados sísmicos, medições de gravidade e/ou dados eletromagnéticos. Os dados geoquímicos 312 podem incluir, mas não são limitados a concentrações dissolvidas de íons inorgânicos e espécies orgânicas, medições isotópicas, composições moleculares de óleos e gases, e caracterizações de inclusões de fluido. Os dados geológicos 302 podem incluir, mas não são limitados a informações sobre estruturas e falhas geológicas, dados mineralógicos, dados litológicos, dados estratigráficos, e dados paleontológicos. Os dados de gás nobre 308 podem incluir assinatura dos elementos e seus isótopos, como indicado acima, enquanto os dados de isótopo agrupado 306 podem incluir uma assinatura do desvio de uma distribuição estocástica, que são também citados acima.

[0082] Os dados biológicos 304 podem incluir ácido nucleico (isto é, DNA e RNA) e sequências de proteínas obtidas diretamente de amostras do meio ambiente (p. ex., água do mar, amostra de nascente, fluidos de reservatório). Estas sequências podem ser obtidas de uma variedade de plataformas de sequenciamento, incluindo, mas não limitadas a tecnologias de 1a. geração (p. ex., Sanger), próxima geração baseada em PCR (p. ex., 454 Roche, Illumina, etc.) e 3a. geração (sequenciamento de molécula simples, tal como HeliScope, PacBio, etc.), bem como cromatografias gasosa e líquida acopladas com espectrometria de massa. Os dados biológicos podem também incluir medições quantitativas e semi-quantitativas obtidas dos ensaios, tais como ensaios quantitativos PCR (qPCR), de sequenciamento, de proteína (p. ex., Western blot); bem como avaliações qualitativas, tais como aquelas obtidas de observações na natureza ou no laboratório (p. ex., forma ou cor de um organismo, resposta de um organismo a um estímulo, tal como temperatura ou pressão).

[0083] Finalmente, os dados de pressão e temperatura 314 podem incluir medições de pressão e/ou temperatura de localizações in-situ usando um ou mais sensores, tais como transdutores ou termistores de pressão de fundo de poço, por exemplo. Estes dados de pressão e/ou temperatura podem ser usados para calibrar a sensibilidade de outros parâmetros, tais como assinaturas de ecologia, gás nobre e isótopo agrupado nas condições ambientais.

[0084] Como um exemplo, o processamento biogeoinformático é primeiro aplicado a um conjunto de dados compreensivo para identificar padrões ou relações entre a materialidade do acúmulo de subsuperfície e respostas do traçador geoquímico e biológico (p. ex., isótopos agrupados, ecologia, gases nobres). As respostas de uma amostra de interesse onde dados limitados estão disponíveis podem então ser comparadas a conjuntos de dados calibrados para identificar similaridades ou padrões entre a amostra de interesse e os conjuntos de dados calibrados. Esta comparação provê informações adicionais para prover um mecanismo para a interpretação da materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra de resposta e assinatura geoquímicas e biológicas de interesse.

[0085] Todos estes diversos tipos de dados podem ser coletados em uma simples base de dados biogeoinformáticos 316, onde podem ser interrogados empregando- se uma variedade de métodos. Como mostrado no bloco 318, o reconhecimento padrão pode ser utilizado para interrogar a base de dados biogeoinformática 316. As técnicas de reconhecimento padrão podem incluir algoritmos que podem ser combinados com descrições estatísticas dos dados para encontrar relações entre acúmulos de hidrocarbonetos conhecidos e indicadores medidos do tamanho, profundidade, pressão, temperatura e localização destes acúmulos. Uma vez estas relações tenham sido descritas, elas podem ser usadas para explorar quanto a hidrocarbonetos adicionais. As relações podem ser armazenadas em um modelo como uma caracterização de reservatório, como mostrado no bloco 320.

[0086] Alternativamente, como citado acima, outro método de integrar estas diferentes fontes de dados para avaliar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos é calibrar as técnicas individuais para prover indicadores de uma profundidade, volume, tipo e/ou qualidade de fluido do acúmulo de hidrocarbonetos. Esta abordagem de calibração pode ser conduzida empiricamente, comparando-se as assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados, ou de ecologia microbiana para acúmulos de hidrocarbonetos com conhecida profundidade, pressão, temperatura, volume, tipo e qualidade de fluido. Os dados coletados de uma amostra de interesse, tal como de uma nascente, podem então ser comparados com o conjunto de dados calibrados e integrados com a localização dos dados geofísicos e geológicos de interesse para determinar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos na subsuperfície.

[0087] Como um exemplo, a calibração empírica pode ser conduzida quando amostras de acúmulos de subsuperfície estão disponíveis dentro da região de interesse. Estas amostras são caracterizadas por suas assinaturas de gás nobre, isótopo agrupado e ecologia microbiana como pelo bloco 206 da Figura 2. Estas assinaturas são então calibradas na materialidade do acúmulo de subsuperfície medida, da qual a amostra deriva (por exemplo, profundidade, pressão, temperatura, volume de hidrocarboneto da acumulação). Uma amostra tomada de uma nascente em um local específico de interesse pode então ser caracterizada pelas assinaturas de gás nobre e pelo menos uma ou mais de isótopo agrupado e ecologia microbiana. Estas assinaturas podem então ser comparadas à calibração empírica para a região de interesse determinar qualquer materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície potencial. Em seguida, os dados integrados aos dados geofísicos/geológicos disponíveis para a localização específica de interesse identificam um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[0088] Outro método de integrar estas diferentes fontes de dados de uma amostra de interesse, para avaliar a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos, utiliza a sensibilidade das assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados e ecologia microbiana para processos geológicos e físicos. Como um exemplo, assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados e ecologia microbiana de uma amostra de interesse podem ser comparadas com os modelos quantitativos desenvolvidos através de uma compreensão da solubilidade do gás nobre, processos de divisão, e preferências ecológicas quanto aos regimes de temperatura e/ou pressão particulares. Através de comparação das sensibilidades modeladas e assinaturas medidas, a materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície potencial pode ser determinada a partir de uma amostra de interesse. Estes dados são então integrados com os dados geofísicos/geológicos da localização específica de interesse, para identificar um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[0089] Já outro exemplo pode ser desenvolvido através da combinação do método, previamente citado acima, com os modelos quantitativos para gás nobre e isótopo agrupado sensíveis à materialidade do acúmulo de hidrocarbonetos com uma abordagem bioinformática para os dados de ecologia microbiana. Nesta abordagem, a análise de uma amostra, tal como de uma nascente, de uma localização de interesse para assinaturas de gás nobre, isótopos agrupados e ecologia microbiana, poderá prover informações sobre a presença, profundidade, volume, tipo e/ou qualidade de pelo menos um acúmulo de hidrocarbonetos de superfície potencial. Esta é então integrada com os dados geofísicos/geológicos disponíveis para a localização específica de interesse, para identificar um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[0090] Com o conjunto de dados calibrados, amostras medidas podem ser comparadas a dados conhecidos para intensificar o processo. Como um exemplo, a Figura 3B é um fluxograma 350 para integrar o conjunto de dados calibrados com uma amostra medida. Neste fluxograma 350, uma amostra é obtida, como observado no bloco 352. A amostra pode ser analisada para determinar a assinatura de isótopo agrupado, assinatura de gás nobre, assinatura de ecologia, dados biológicos e outros dados geoquímicos. Também, um conjunto de dados calibrado é obtido, como mostrado no bloco 354. O conjunto de dados calibrado inclui dados de várias fontes, que são associadas com profundidade, tipo, qualidade, volume e localização dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície conhecidos. O conjunto de dados calibrado pode incluir dados de isótopo agrupado, dados de gases nobres, e dados de ecologia, e podem também incluir dados geofísicos, outros dados geoquímicos, dados de pressão e temperatura, e dados biológicos e geofísicos.

[0091] No bloco 356, os dados da amostra podem ser comparados com o conjunto de dados calibrado, via análise estatística de biogeoinformática, para determinar as relações entre os dados da amostra e o conjunto de dados calibrado. Em seguida, os resultados da comparação podem ser providos a um usuário, como mostrado no bloco 358. O usuário pode usar os resultados para estimar a profundidade do local, tipo, qualidade, volume e localização do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície. Em seguida a isto, uma determinação é feita se avaliar hidrocarbonetos da acumulação com base em comparação, como observado no bloco 212, e hidrocarbonetos podem ser produzidos, como observado no bloco 214. Os blocos 212 e 214 podem ser realizados da maneira observada acima na Figura 2.

[0092] Em uma ou mais formas de realização, uma variedade de fontes de amostra pode ser caracterizada por assinaturas de ecologia e molecular avançada e isotópica, que podem aumentar o desenvolvimento, melhoramento, e otimização das ferramentas para exploração. Estas amostras podem incluir fluidos produzidos de instalações operacionais, amostras próximas de sedimento e água do mar e a certas distâncias de uma nascente. Os dados gerados podem estabelecer marcadores de interesse (p. ex., marcadores para qualidade de hidrocarboneto ou temperatura do reservatório) e menos incertezas associadas com reservatórios desconhecidos de exploração.

[0093] A Figura 4 é um diagrama em blocos de um sistema de computação 400 que pode ser usado para realizar qualquer um dos métodos descritos aqui. Uma unidade de processamento central (CPU) 402 é acoplada ao barramento do sistema 404. A CPU 402 pode ser qualquer CPU de fins gerais, embora outros tipos de arquiteturas de CPU 402 (ou outros componentes de sistemas exemplares 400) possam ser usados contanto que a CPU 402 (e outros componentes do sistema 400) suporte as operações inventivas como descritas aqui. A CPU 402 pode executar as várias instruções lógicas de acordo com os aspectos e metodologias descritos. Por exemplo, a CPU 402 pode executar instruções a nível de máquina para realizar processamento de acordo com aspectos e metodologias descritos aqui.

[0094] O sistema de computação 400 pode também incluir componentes de computador, tais como uma memória de acesso aleatório (RAM) 406, que pode ser SRAM, DRAM, SDRAM ou similar. O sistema de computação 400 pode também incluir memória somente de leitura (ROM) 408, que pode ser PROM, EPROM, EEPROM ou similar. As RAM 406 e ROM 408 contêm dados do usuário e sistema, e programas, como é sabido na arte. O sistema de computação 400 pode também incluir um adaptador de entrada/saída (I/O) 410, um adaptador de comunicações 422, um adaptador de interface de usuário 424, e um adaptador de vídeo 418. O adaptador I/O 410, adaptador de interface de usuário 424, e/ou adaptador de comunicações 422 podem, em certos aspectos e técnicas, possibilitar a um usuário interagir com o sistema de computação 400 para introduzir informações.

[0095] O adaptador I/O 410 preferivelmente conecta um dispositivo(s) de armazenagem 412, tal como um ou mais de disco rígido, unidade de disco compacto (CD), unidade de disquete, unidade de fita magnética etc., com o sistema de computador 400. O(s) dispositivo(s) pode(m) ser usado(s) quando a RAM 406 é insuficiente para os requisitos de memória associados com dados de armazenagem para operações de formas de realização das presentes técnicas. A armazenagem de dados do sistema de computação 400 pode ser usada para armazenar informações e/ou outros dados usados ou gerados como descrito aqui. O adaptador de comunicações 422 pode acoplar o sistema de computação 400 a uma rede (não mostrada), o que pode possibilitar que informações sejam introduzidas no e/ou retiradas do sistema 400, via a rede (por exemplo, uma rede de larga-área, uma rede de área-local, uma rede sem-fio, qualquer combinação das precedentes). O adaptador de interface de usuário 424 acopla dispositivos de entrada de usuário, tais como um teclado 428, um dispositivo de apontamento 426 e similares, ao sistema de computação 400. O adaptador de monitor 418 é acionado pela CPU 402 para controlar, através de um drive de monitor 416, a exibição de um dispositivo monitor 420. Informações e/ou representações de uma ou mais telas 2D e uma ou mais janelas 3D podem ser exibidas, de acordo com aspectos e metodologias descritos. A arquitetura do sistema 400 pode ser variada como desejado. Por exemplo, qualquer dispositivo baseado em processador adequado pode ser usado, incluindo, sem limitação, computadores pessoais, computadores laptop, estações de trabalho de computador e servidores multiprocessadores. Além disso, as formas de realização podem ser implementadas em circuitos integrados específicos de aplicação (AICs) ou circuitos integrados de escala muito grande (VLSI). De fato, as pessoas de habilidade comum na arte podem utilizar qualquer número de estruturas adequadas, capazes de executar operações lógicas de acordo com as formas de realização.

[0096] Em uma ou mais formas de realização, o método das Figuras 2, 3A ou 3B pode ser implementado em lógica legível por máquina, conjunto de instruções ou código que, quando executados, realizam um método para determinar e/ou estimar a presença e informações, tais como profundidade, tipo, qualidade, volume e localização do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra relacionada com eles. O código pode ser usado ou executado com um sistema de computação, tal como sistema de computação 400.

[0097] Em outras formas de realização, o método citado acima pode ser utilizado para realizar atividades de produção de hidrocarbonetos, tais como extrair hidrocarbonetos de uma formação, região, ou reservatório de subsuperfície. Um método de produzir hidrocarbonetos a partir do reservatório de subsuperfície pode incluir predizer a presença e/ou volume de hidrocarbonetos na região de subsuperfície, sendo predito de acordo com as metodologias e técnicas descritas aqui. Em seguida, o acúmulo de hidrocarbonetos pode ser avaliado perfurando-se um poço na localização da subsuperfície. A perfuração do poço pode incluir técnicas conhecidas e o uso de equipamento de perfuração. Uma vez que o poço é completado, a produção de hidrocarbonetos é conduzida para remover e/ou de outro modo produzir hidrocarbonetos da região de subsuperfície. Outras atividades de controle de hidrocarbonetos podem ser realizadas de acordo com princípios conhecidos.

[0098] Exemplos ilustrativos, não-exclusivos de métodos e produtos de acordo com a presente descrição são apresentados nos seguintes parágrafos não- enumerados. Está dentro do escopo da presente descrição que uma etapa individual de um método narrado aqui, incluindo os seguintes parágrafos enumerados, pode adicional ou alternativamente ser referida como uma “etapa para” realizar a ação citada.

[0099] Uma ou mais formas de realização exemplares são descritas abaixo nos seguintes parágrafos.

[00100] Um método de determinar a presença, tipo, qualidade, e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra relacionada a ele, o método compreendendo: obter uma amostra de uma nascente; medir as assinaturas molecular e isotópica de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonetos para a amostra, em que a medição inclui determinar uma assinatura de gás nobre da amostra e pelo menos uma ou mais determinações de uma assinatura de isótopo agrupado da amostra, e caracterizar a assinatura de ecologia da amostra; e integrar a assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia; e determinar pelo menos um de: uma presença de um acúmulo de subsuperfície, um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarbonetos/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

[00101] O método do parágrafo 1, compreendendo integrar o determinado pelo menos um de: uma presença de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície com um ou mais dados geológicos e geofísicos.

[00102] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 2, compreendendo determinar se na avaliação dos hidrocarbonetos no acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, o determinado pelo menos um de: uma presença de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície com um ou mais dos dados geológicos e geofísicos.

[00103] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 3, em que integrar a assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia compreende determinar as relações entre os dados de calibração e a assinatura de gás nobre, e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia.

[00104] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 3, em que a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia compreende comparar a assinatura de gás nobre, assinatura de isótopo agrupado, ou a assinatura de ecologia com modelos quantitativos.

[00105] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 3, em que a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo ou da assinatura de ecologia compreende determinar relações usando uma estrutura de biogeoinformática.

[00106] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, em que a determinação da assinatura dos gases nobres compreende: medir ou modelar a concentração inicial dos gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; modificar a concentração inicial medida/modelada responsável pelo crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação; medir as concentrações e as relações isotópicas dos gases nobres atmosféricos e gases nobres radiogênicos presentes na amostra da nascente; comparar as concentrações medidas e as relações isotópicas dos gases nobres atmosféricos e dos gases nobres radiogênicos presentes na amostra com as concentrações modeladas medidas/modificadas da água de formação para uma pluralidade de processos de troca; determinar uma fonte de hidrocarbonetos presentes na amostra; comparar uma assinatura do gás nobre atmosférico medido na fase de hidrocarboneto com a concentração modelada medida/modificada dos gases nobres atmosféricos na água de formação para a pluralidade de processos de troca; e determinar pelo menos um de uma presença de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade dos hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes de escapar para a superfície, e um volume da acumulação de subsuperfície.

[00107] O método do parágrafo 7, em que a pluralidade de processos de troca inclui pelo menos uma das leis de solubilidade de equilíbrio para refletir condições do acúmulo de subsuperfície, fracionamento de estilo Rayleigh, para representar a desgaseificação de uma fase de óleo, e extração de gás, para representar o enriquecimento em uma fase gasosa.

[00108] O método do parágrafo 8, em que as condições incluem pelo menos um de reservatório, temperatura, pressão, salinidade da água de formação e densidade de óleo.

[00109] O método do parágrafo 7, em que os gases nobres incluem pelo menos um de hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr) e xenônio (Xe).

[00110]O método do parágrafo 7, em que as relações isotópicas incluem uma relação de Kr para Ar, que pode incluir a relação de Kr para Ar como uma relação de 84Kr/36Ar.

[00111]O método do parágrafo 7, em que as relações isotópicas incluem uma relação de Xe para Ar, que pode incluir a relação de Xe para Ar como uma relação de 132Xe/36Ar.

[00112]O método do parágrafo 7, em que as relações isotópicas incluem uma relação de Ne para Ar, que pode incluir a relação de criptônio para argônio como uma relação de 20Ne/36Ar.

[00113] O método do parágrafo 7, em que a determinação de uma fonte de hidrocarbonetos presentes na amostra compreende determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

[00114]O método do parágrafo 7, ainda compreendendo produzir hidrocarbonetos com base em pelo menos um de: presença, tipo, qualidade, relação de volume de hidrocarbonetos/água e volume do acúmulo de subsuperfície determinados.

[00115] O método do parágrafo 7, em que a concentração inicial é modelada para refletir uma salinidade do fluido e temperatura de troca durante recarga/troca com a atmosfera.

[00116] O método do parágrafo 7, em que a amostra compreende um de: água, óleo, gás natural, sedimentos, rochas, fluidos presentes nos sedimentos, fluidos dos poros de rocha, e fluidos aprisionados em inclusões de fluidos.

[00117]O método do parágrafo 7, ainda compreendendo caracterizar o risco de gás não-hidrocarbonado associado com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[00118] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, em que a determinação da assinatura do gás nobre compreende: analisar a amostra de nascente para determinar uma assinatura geoquímica da amostra; determinar uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; modelar o crescimento para dentro de gases nobres radiogênicos para modificar a concentração inicial para fornecidos tempos de permanência da água de formação; determinar um tempo de permanência da água de formação; determinar uma extensão de interação com uma fase de hidrocarboneto; determinar a origem da amostra; determinar pelo menos um de: uma presença, um tipo, qualidade, e relação de volume hidrocarboneto/água quando a origem da amostra é um acúmulo de hidrocarboneto; e a partir da relação de volume hidrocarboneto/água, determinar o volume do acúmulo de hidrocarboneto.

[00119] O método do parágrafo 19, em que os gases nobres incluem pelo menos um de: hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr) e xenônio (Xe).

[00120] O método do parágrafo 18, em que as relações isotópicas incluem pelo menos um de: 84Kr/36Ar 132Xe/36Ar e 20Ne/36Ar menos um e: r r, e r, e e r.

[00121] O método do parágrafo 19, em que a determinação da origem da amostra de hidrocarboneto compreende determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra de hidrocarboneto originam-se diretamente de uma rocha fonte ou escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

[00122] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, em que a determinação da assinatura do gás nobre compreende: determinar uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes ao longo de uma espécie de hidrocarboneto; modelar uma faixa de concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos presentes na amostra para uma faixa de tempos de permanência, e para várias extensões de interação entre a água de formação e uma fase de hidrocarboneto; medir as relações de concentrações e isotópicas de gases nobres presentes na amostra; comparar as concentrações de gás nobre medidas com a faixa modelada de concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos; determinar, usando a comparação, se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam do acúmulo de subsuperfície; estimar, pelas concentrações de gás nobre medidas e pela faixa modelada de concentrações esperadas de gases nobres atmosféricos e radiogênicos, o tipo e a qualidade dos hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, e a relação de volume de hidrocarboneto/água do acúmulo de subsuperfície; e integrar o tipo e a qualidade estimados de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, e a relação de volume de hidrocarboneto/água do acúmulo de subsuperfície com constrangimentos de reflexão sísmica em um volume de acúmulo de hidrocarbonetos e um volume de água presentes no acúmulo de hidrocarbonetos, desse modo determinando o volume de hidrocarbonetos presentes no acúmulo de subsuperfície.

[00123] O método do parágrafo 23, em que os gases nobres incluem pelo menos um de: hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr) e xenônio (Xe).

[00124] O método do parágrafo 23, em que as relações isotópicas incluem pelo menos um de: 84Kr/36Ar 132Xe/36Ar e 20Ne/36Ar menos um e: r r, e r, e e r.

[00125] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, em que a determinação da assinatura de gás nobre compreende: utilizar um processador e um meio de armazenagem legível por máquina, tangível, que armazena instruções legíveis por máquina, para execução pelo processador, em que as instruções legíveis por máquina incluem código para determinar uma concentração esperada de gases nobres nas águas de formação, código para modelar, um ou mais processos de troca e fracionamento nas concentrações esperadas de gases nobres presentes na amostra, código para medir concentrações de gases nobres presentes na amostra, código para comparar as concentrações medidas de gases nobres com as concentrações modeladas de gases nobres nas águas de formação, código para determinar, usando dita comparação, o tipo e a qualidade de hidrocarbonetos presentes na subsuperfície, e código para determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de uma acumulação de subsuperfície.

[00126] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, em que a determinação da assinatura de gás nobre compreende: utilizar um produto de programa de computador tendo lógica executável por computador gravada em um meio legível por máquina, tangível, o produto de programa de computador compreendendo: código para determinar concentrações esperadas de gases nobres presentes nas águas de formação, código para modelar um ou mais processos de troca e fracionamento nas concentrações esperadas de gases nobres presentes em uma amostra de hidrocarboneto tomada de uma nascente de hidrocarbonetos, código para medir concentrações de gases nobres presentes na amostra de hidrocarbonetos, código para comparar as concentrações medidas de gases nobres com as concentrações modeladas de gases nobres nas águas de formação, código para determinar, usando dita comparação, uma presença, um tipo, e uma qualidade de hidrocarbonetos presentes na amostra de hidrocarboneto, e código para determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra de nascente de hidrocarboneto originam-se diretamente de uma rocha fonte, ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

[00127] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 27, em que a determinação da assinatura de isótopo agrupado da amostra compreende: determinar uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto; modelar, usando-se cálculos ab initio de alto-nivel, uma dependência de temperatura esperada de isotopólogos presentes na amostra; medir uma assinatura isotópica agrupada dos isotopólogos presentes na amostra; comparar a assinatura isotópica agrupada com a concentração esperada de isotopólogos; determinar, usando dita comparação, se os hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte, ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de um acúmulo de subsuperfície; determinar a temperatura de armazenagem de equilíbrio atual da espécie de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície; e determinar uma localização do acúmulo de subsuperfície.

[00128] O método do parágrafo 28, em que a determinação de uma concentração esperada de isotopólogos inclui determinar uma distribuição estocástica de isotopólogos da espécie de hidrocarboneto para uma dada assinatura isotópica de massa para a espécie.

[00129] O método do parágrafo 29, ainda compreendendo: onde a dada assinatura isotópica de massa da espécie de hidrocarboneto foi alterada pelos processos de troca de isótopo secundários ou pela mistura, aplicar um esquema de correção para alcançar uma assinatura isotópica primária inicial representativa, da qual foi produzida a partir da rocha fonte.

[00130] O método do parágrafo 28, em que a localização compreende uma profundidade.

[00131] O método do parágrafo 30, em que a determinação de uma localização inclui aplicar um gradiente térmico a uma temperatura de armazenagem de equilíbrio do acúmulo de subsuperfície.

[00132] O método do parágrafo 28, ainda compreendendo determinar uma localização precisa do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, empregando uma técnica de imageação geofísica.

[00133] O método do parágrafo 33, em que a técnica de imageação geofísica é reflexão sísmica.

[00134] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 27, em que a determinação da assinatura de isótopo agrupado da amostra compreende: obter uma amostra de hidrocarboneto a partir de uma nascente; analisar a amostra de hidrocarboneto para determinar sua assinatura geoquímica, dita análise incluindo medir uma distribuição de isotopólogos para uma espécie de hidrocarboneto presente na amostra de hidrocarboneto; determinar uma distribuição estocástica dos isotopólogos para a espécie de hidrocarboneto; determinar um desvio da distribuição medida de isotopólogos da distribuição estocástica dos isotopólogos para a espécie de hidrocarboneto; determinar uma origem da amostra de hidrocarboneto; determinar uma temperatura de armazenagem da espécie de hidrocarboneto quando a origem da amostra de hidrocarboneto é um acúmulo de hidrocarbonetos; e a partir da temperatura de armazenagem, determinar a localização do acúmulo de hidrocarbonetos.

[00135] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 37, em que a caracterização da assinatura de ecologia da amostra compreende: usar uma primeira pluralidade de análises para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia da amostra; usar uma segunda pluralidade de análises para determinar uma função de comunidade da ecologia da amostra; usar a estrutura de comunidade e a função de comunidade para determinar se a ecologia da amostra iguala-se a uma ecologia característica de um sistema de hidrocarboneto; e quando a ecologia da amostra igualar-se com a ecologia característica, identificar a amostra como parte de um sistema de hidrocarboneto associado com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[00136] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida de sedimento próximo à nascente de hidrocarboneto.

[00137] O método do parágrafo 36, em que a nascente de hidrocarbonetos é uma nascente submarina.

[00138] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida a partir de sedimentos na área sem nascente de hidrocarbonetos.

[00139] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida de sedimento na área próxima a uma páleo-nascente.

[00140] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida de uma coluna d’água acima de uma nascente de hidrocarbonetos.

[00141] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida de uma amostra de núcleo de perfuração.

[00142] O método do parágrafo 36, em que a amostra é obtida de fluidos produzidos do reservatório.

[00143] O método do parágrafo 36, em que a amostra é uma primeira amostra, e ainda compreendendo: obter segunda e terceira amostras de dois dos sedimentos próximos a uma nascente de hidrocarbonetos, sedimento em uma área sem nascente de hidrocarbonetos, sedimento próximo a uma paleo-nascente, uma coluna d’água acima de uma nascente de hidrocarbonetos, uma amostra de núcleo de perfuração, e fluidos de reservatório produzidos; usar a primeira pluralidade de análises para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia de cada uma das amostras; usar a segunda pluralidade de análises para determinar uma função de comunidade da ecologia de cada uma das amostras; usar a estrutura de comunidade e a função de comunidade para determinar se a ecologia de cada uma das amostras iguala-se com uma característica percebida de um sistema de hidrocarboneto; e quando a ecologia de cada uma das amostras igualar-se à característica percebida, identificar a amostra como parte do sistema de hidrocarbonetos.

[00144] O método do parágrafo 36, ainda compreendendo preservar a amostra obtida em uma temperatura em ou mais baixa do que menos 60 graus Celsius.

[00145] O método do parágrafo 45, em que a temperatura está em ou menor do que cerca de - 80 graus Celsius.

[00146] O método do parágrafo 36, em que a primeira pluralidade de análises para determinar a estrutura de comunidade da amostra inclui uma ou mais de: análise de DNA, análise de RNA, metagenômicas, proteômicas, transcriptômicas, e análise de lipídio.

[00147] O método do parágrafo 36, em que a segunda pluralidade de análises para determinar a função de comunidade da ecologia da amostra inclui três ou mais de: análise de DNA, metagenômicas, proteômicas, transcriptômicas, fenótipos, metabólitos, geoquímica orgânica, geoquímica inorgânica, e análise de lipídios.

[00148] O método do parágrafo 36, ainda compreendendo usar a ecologia da amostra para determinar um detalhe do sistema de hidrocarbonetos.

[00149] O método do parágrafo 49, em que o aspecto do sistema de hidrocarboneto é um de: pressão, temperatura, salinidade, volume de reservatório, e tipo de hidrocarboneto.

[00150] O método do parágrafo 36, em que o sistema de hidrocarboneto compreende um reservatório de hidrocarboneto de subsuperfície com infiltração para um leito de mar, via uma zona de falha ou fratura.

[00151] O método do parágrafo 36, em que o sistema de hidrocarboneto compreende um reservatório de hidrocarboneto de subsuperfície com infiltração de capilar em um leito do mar.

[00152] O método do parágrafo 36, em que o sistema de hidrocarboneto compreende uma região de rocha fonte sem um reservatório.

[00153] 54. O método do parágrafo 36, em que o sistema de hidrocarboneto compreende um de: um depósito de xisto oleaginoso, um depósito de xisto gasoso, e um depósito de areias oleaginosas.

Claims

1. Método de determinar a presença e informação sobre um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície de uma amostra de nascente relacionada ao mesmo, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: obter uma amostra associada com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; determinar uma assinatura de gás nobre da amostra, em que determinar a assinatura de gás nobre da amostra compreende medir concentrações e relações isotópicas de gases nobres atmosféricos e gases nobres radiogênicos presentes na amostra; determinar uma ou mais de uma assinatura de isótopo agrupado de hidrocarboneto da amostra, e uma assinatura de ecologia da amostra, em que determinar a assinatura de isótopo agrupado de hidrocarboneto compreende medir isotopólogos para uma espécie de hidrocarboneto presente em uma amostra que contém dois ou mais isótopos, e em que determinar a assinatura de ecologia da amostra compreende usar uma ou mais de análise de DNA, análise de RNA, metagenômicas, proteômicas, transcriptômicas, e análise de lipídio; e integrar a assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia; e determinar usando as assinaturas integradas uma presença de uma acumulação de hidrocarboneto de subsuperfície e pelo menos um de: uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende integrar a presença determinada de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície e pelo menos um de: uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície com um ou mais dos dados geológicos e geofísicos.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende determinar se, para avaliar os hidrocarbonetos no acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície baseado na presença determinada de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície e pelo menos um de: uma profundidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície com um ou mais dos dados geológicos e geofísicos.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia compreende determinar relações entre dados de calibração e a assinatura de gás nobre, e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura da ecologia.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia compreende comparar a assinatura de gás nobre, assinatura de isótopo agrupado, ou a assinatura de ecologia com modelos quantitativos.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a integração da assinatura de gás nobre e pelo menos uma ou mais da assinatura de isótopo agrupado ou da assinatura de ecologia compreende determinar relações usando uma estrutura de biogeoinformática.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar a assinatura de isótopo agrupado compreende: determinar uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto da amostra; modelar, empregando-se cálculos ab initio de alto-nível, uma dependência de temperatura esperada dos isotopólogos presentes na amostra; medir uma assinatura isotópica agrupada dos isotopólogos presentes na amostra; comparar a assinatura isotópica agrupada com a concentração esperada de isotopólogos; determinar, empregando-se dita comparação, se os hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou se os hidrocarbonetos presentes na amostra escaparam de uma acumulação de subsuperfície; determinar a temperatura de armazenagem de equilíbrio atual da espécie de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície; e determinar uma localização do acúmulo de subsuperfície.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a determinação de uma concentração esperada de isotopólogos inclui determinar uma distribuição estocástica de isotopólogos da espécie de hidrocarboneto para uma dada assinatura isotópica de massa para a espécie.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a localização compreende uma profundidade.

10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a determinação de uma localização inclui aplicar um gradiente térmico em uma temperatura de armazenagem de equilíbrio do acúmulo de subsuperfície.

11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma localização precisa do acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, empregando-se uma técnica de imageação geofísica.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a técnica de imageação geofísica é reflexão sísmica.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a assinatura de ecologia compreende: empregar uma primeira pluralidade de análises para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia da amostra; empregar uma segunda pluralidade de análises para determinar uma função de comunidade da ecologia da amostra; empregar a estrutura de comunidade e a função de comunidade para determinar se a ecologia da amostra iguala-se a uma ecologia característica de um sistema de hidrocarboneto que é associado com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; e quando a ecologia da amostra iguala-se com a ecologia característica, identificar a amostra como parte do sistema de hidrocarboneto.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira pluralidade de análises para determinar a estrutura de comunidade da ecologia da amostra inclui uma ou mais de: análise de DNA, análise de RNA, metagenômicas, proteômicas, transcriptômicas, e análise de lipídio.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a segunda pluralidade de análises para determinar a função de comunidade da ecologia da amostra inclui três ou mais de: análise de DNA, metagenômicas, proteômicas, transcriptômicas, fenótipos, metabólitos, geoquímica orgânica, geoquímica inorgânica, e análise de lipídios.

16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação da assinatura de gás nobre compreende: medir ou modelar uma concentração inicial de gases nobre atmosféricos presentes na água de formação em contato com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; modificar a concentração inicial medida/modelada responsável pelo crescimento para dentro dos gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação; medir relações de concentrações e isotópicas dos gases nobres atmosféricos e gases nobres radiogênicos presentes na amostra; comparar as concentrações medidas e relações isotrópicas dos gases nobres atmosféricos e dos gases nobres radiogênicos presentes na amostra com as concentrações modeladas medidas/modificadas da água de formação para uma pluralidade de processos de troca; determinar uma fonte de hidrocarbonetos presentes na amostra; comparar uma assinatura de gás nobre atmosférico medida na fase de hidrocarboneto com a concentração modelada medida/modificada dos gases nobres atmosféricos na água de formação para a pluralidade de processos de troca; e determinar pelo menos um de uma presença de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, um tipo de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma qualidade de hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e um volume do acúmulo de subsuperfície.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a determinação de uma fonte de hidrocarbonetos presentes na amostra compreende determinar se os hidrocarbonetos presentes na amostra originam-se diretamente de uma rocha fonte ou escaparam de um acúmulo de subsuperfície.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda produzir hidrocarbonetos com base em pelo menos um de: presença, tipo, qualidade, relação de volume de hidrocarboneto/água e volume do acúmulo de subsuperfície determinados.

19. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a amostra compreende um de: água, óleo, gás natural, sedimentos, rocha, fluidos presentes nos sedimentos, fluidos de poros de rocha, e fluidos aprisionados em inclusões de fluido.