BR112014007824B1 - Método para detectar hidrocarbonetos - Google Patents

Abstract

método e sistema de exploração para detecção de hidrocarbonetos é descrito um método para detecção de hidrocarbonetos. o método inclui realizar um levantamento de leitura remoto de um local de pesquisa para identificar um local alvo. em seguida, um veículo submarino (uv) é posicionado em um corpo d?água e dirigido ao local alvo. o uv coleta dados de medição dentro do corpo d?água no local alvo, que são então analisados para determinar se hidrocarbonetos estão presentes no local alvo

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] Esta invenção refere-se genericamente ao campo de exploração de hidrocarbonetos. Especificamente, a invenção é um método para detectar hidrocarbonetos (p. ex., óleo e/ou gás), que pode incluir usar leitura remota juntamente com um veículo submarino (UV) equipado com um ou mais componentes de medição. Petição 870200133061, de 22/10/2020, pág. 9/15

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, várias tecnologias são utilizadas para coletar dados de medição e, em seguida, modelar o local 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. A coleta destes dados pode ser benéfica na modelagem de locais potenciais para acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície.

[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 possam 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, esta tecnologia pode precisar da requerida fidelidade para prover estimativas precisas da presença e volume de acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície, devido a pobre imageação da subsuperfície, particularmente, com profundidade aumentando onde contrastes de impedância acústica que causam DHIs são muito diminuídos ou ausentes. Adicionalmente, é difícil diferenciar a presença e os tipos de hidrocarbonetos de outros fluidos na subsuperfície por tais medições remotas.

[0006] As atuais tecnologias de detecção de hidrocarboneto não sísmicas geofísicas, tais como métodos de campos potenciais, como gravidade ou magnéticos ou similares, proveem controles de subsuperfície geológicos grosseiros, medindo-se diferentes propriedades físicas das rochas, porém falta a fidelidade para identificar acúmulos de hidrocarbonetos. Estas ferramentas podem prover liderança sobre onde em uma bacia levantamentos sísmicos devem ser conduzidos, porém não significativamente melhoram a capacidade para confirmar a presença de nascentes de hidrocarbonetos ou acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. Outras tecnologias de detecção de hidrocarbonetos não-sísmicas podem incluir extrapolações geológicas de tendências estruturais ou estratigráficas que resultam em acúmulos de hidrocarbonetos prospectivos, porém não podem detectar diretamente estes acúmulos de hidrocarbonetos. Outras técnicas podem incluir monitorar locais de infiltração de hidrocarbonetos como um indicador de acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. Entretanto, estas técnicas também são limitadas. Por exemplo, imageação por satélite e aerotransportada de manchas de óleo na superfície do mar e imageação de feixe múltiplo transportada por navio, seguidas por amostragem de núcleo de queda objetivado, têm sido as principais ferramentas de exploração usadas para localizar nascentes de hidrocarbonetos no leito do mar potenciais, como indicadores de um sistema de hidrocarbonetos funcionando em áreas de exploração. Embora muito valiosas, estas tecnologias têm limitações em exatidão, especificidade, cobertura, e custo.

[0007] Como resultado, é necessário um aumento das técnicas de exploração que integram várias outras técnicas. Esta integração de técnicas pode prover uma tecnologia de pré-perfuração, que determina a presença e localização de nascentes de hidrocarbonetos termogênicos no fundo do mar. Além disso, este método pode ser utilizado para localizar nascentes de hidrocarbonetos no leito do mar precisamente e com custo eficaz, através da escala de bacia-para-play (modelo conceptual de acumulação de hidrocarbonetos), como um meio de melhorar a avaliação da bacia, e para áreas de ótima qualidade para exploração.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0008] Em uma forma de realização, é descrito um método para detectar hidrocarbonetos. O método inclui realizar levantamento de leitura remota de um local de pesquisa; analisar os dados de leitura remota do levantamento de leitura remota para determinar um local alvo; dispor um veículo submarino (UV) em um corpo d’água; navegar o UV dentro do corpo d’água para o local alvo; obter dados de medição dentro do corpo d’água do local alvo; determinar se hidrocarbonetos estão presentes no local alvo com base nos dados de medição.

[0009] Em uma ou mais formas de realização, o método pode utilizar certos aspectos relacionados com leitura remota. Por exemplo, a realização de levantamento de leitura remota pode incluir criar imagens de satélite do local de pesquisa ou navegar um veículo aerotransportado para obter-se um levantamento aéreo do local de pesquisa. Além disso, o levantamento de leitura remota pode incluir realizar um ou mais de levantamento de guia de onda acústica do oceano; levantamento sísmico da coluna de água; levantamento de leitura acústica ativa; imagem e espectroscopia de manchas de óleo e nuvens de gás atmosférico; levantamento de leitura acústica passiva; levantamentos magnéticos e gravitacionais; levantamento de leitura óptica, e levantamento de detecção de anomalias térmicas. Também, a realização do levantamento de leitura remota pode incluir imagear o local de pesquisa, via um ou mais ecobatímetros de feixe múltiplo, e perfilador de subfundo, via uma embarcação marinha de superfície ou veículo submarino.

[0010] Em uma ou mais formas de realização, o método pode incluir certas medições diretas. Por exemplo, o método pode incluir determinar a concentração de um ou mais de metano, etano, propano, e butano termogênicos, outros alcanos, aromáticos, ou gases não-hidrocarbonados (p. ex., H2S, N2, CO2), dos dados de medição, conduzindo uma técnica de amostragem de núcleo de queda ou pistão, com base nos dados de medição obtidos dentro do corpo d’água do local alvo, medindo um ou mais de uma concentração de pH e um estado de oxidação do corpo d’água; e/ou medindo anomalias magnéticas, via magnetômetros de multicomponentes, ou gravidade com um gravímetro. Além disso, o método pode incluir obter amostra biológica e química de um ou mais de fluidos, gases, e sedimentos, para determinar a profundidade, tipo, qualidade, volume e local de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície dos dados de medição e/ou medir assinaturas moleculares ou isotópicas de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonetos no corpo d’água. Como outro exemplo, o método pode incluir criar um ou mais de um mapa químico e um mapa físico de anomalias dentro do corpo d’água, para localizar saídas de infiltração de hidrocarbonetos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A precedente e outras vantagens da presente descrição podem tornar-se evidentes na revisão da seguinte descrição detalhada e desenhos de exemplos não- limitantes das formas de realização.

[0012] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de um leito do mar.

[0013] A Figura 2 é um fluxograma usando leitura remota juntamente com um(ns) veículo(s) subaquático(s), para realizar exploração de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização exemplar das presentes técnicas.

[0014] A Figura 3 é um fluxograma usando leitura remota juntamente com veículo submarino (UV), para realizar exploração de hidrocarbonetos de acordo com outra forma de realização exemplar das presentes técnicas.

[0015] A Figura 4 é um diagrama de um AUV de acordo com uma forma de realização exemplar das presentes técnicas.

[0016] A Figura 5 é um diagrama em blocos de um sistema de computador que pode ser usado para realizar qualquer um dos métodos descritos aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

[0017] Na seguinte seção de descrição detalhada, as formas de realização específicas da presente descrição são descritas em combinação com as formas de realização preferidas. Entretanto, na medida em que a seguinte descrição é específica a uma forma de realização particular ou a um uso particular da presente descrição, esta se destina a ser para fins exemplares somente, e simplesmente provê uma descrição das formas de realização exemplares. Portanto, a descrição não é limitada às formas de realização específicas descritas abaixo, porém, sem dúvida, inclui todas as alternativas, modificações, e equivalentes situando-se dentro do verdadeiro espírito e escopo das reivindicações anexadas.

[0018] Vários termos como aqui usados são definidos abaixo. Na medida em que um termo usado em uma reivindicação não é definido abaixo, deve ser dada a mais ampla definição que as pessoas na arte pertinente deram àquele termo, como refletido em pelo menos uma publicação impressa ou patente emitida.

[0019] Para começar, uma nascente é um vazamento de superfície natural de gás e/ou óleo. O hidrocarboneto (p. ex., petróleo) alcança a superfície da crosta da Terra ao longo de fraturas, falhas, inconformidades, ou planos de estratificação, ou é exposto por erosão de superfície em rocha porosa. A presença de uma nascente de óleo ou gás no leito do mar ou superfície do mar indica que três condições geológicas básicas críticas à exploração de petróleo foram satisfeitas. Primeira, rochas ricas em orgânico foram depositadas e preservadas (presença de fonte). Segunda, a fonte foi aquecida e maturada (p. ex., maturidade de fonte). Terceira, ocorreu migração secundária (p. ex., migração de hidrocarbonetos do local de fonte). Embora uma nascente de superfície de hidrocarbonetos termogênicos não garanta que acúmulos de óleo e gás de subsuperfície do material existam, as nascentes não proveem um mecanismo para retirar o risco dos elementos de um play de exploração. Isto é, a nascente pode ser utilizada para remover a incerteza da modelagem da subsuperfície.

[0020] Na presente descrição, é descrito um aumento das técnicas de exploração que integram várias outras técnicas. Quando dados de ocorrência de hidrocarbonetos são tipicamente não facilmente obtidos por uma escala regional e não apropriadamente avaliados no contexto de sistemas de hidrocarbonetos integrados, a capacidade de identificar e caracterizar nascentes e hidrocarbonetos termogênicos na coluna de água provê significativos aumentos para estimar e capturar oportunidades. Como resultado, as presentes técnicas proveem um método para localizar nascentes de hidrocarbonetos no leito do mar precisamente e com custo eficaz, através da escala de play-para-bacia (p. ex., 1.000’s a 100.000’s km2), como um meio de melhorar a avaliação da bacia e para áreas de ótima qualidade para exploração. Este método supera falhas convencionais em exploração de hidrocarbonetos fronteiriços, que estão associados com a incapacidade de totalmente avaliar, entender, e apropriadamente arriscar os componentes do sistema de hidrocarbonetos.

[0021] Em uma ou mais formas de realização, o método utiliza uma combinação de técnicas de satélite, aerotransporte, acústica e sísmica, juntamente com sensores subaquáticos, para caracterizar e mapear hidrocarbonetos em um ambiente marinho. A combinação de técnicas geofísicas juntamente com sensores subaquáticos provê uma caracterização e mapeamento mais completo de hidrocarbonetos no ambiente marinho através de áreas de exploração de escala de play para bacia. As várias tecnologias independentes podem incluir leitura remota (p. ex., por satélite e/ou aerotransportada), imageação sísmica e acústica (p. ex., inicialmente baseada em navio: ecobatímetro de feixe múltiplo, sonar de varredura-lateral, perfilador de subfundo, que pode também ser incluído em AUV para imageação insuperável, devido à proximidade com o leito do mar, porém muito mais no âmbito local), levantamento magnético e gravitacional (por navio ou ferramentas baseadas em ar, ou de AUV mais localmente), medição química (AUV: primeiramente, espectrômetro de massa e fluorímetro), e amostragem de sedimento, biológica e química, (p. ex., tipicamente núcleos de pistão, mas pode, preferivelmente, utilizar um veículo submarino para obtenção de amostras de sedimento, fluido (óleo, água), e/ou gás para gases nobres e isotopólogos, e biologia). O método pode utilizar veículos aerotransportados e embarcação marinha (p. ex., navios e/ou veículos submarinos (p. ex., veículos submarinos não tripulados, que podem incluir veículos remotamente operados (ROVs) ou veículos submarinos autônomos (AUVs)). Quando combinadas em um método integrado, estas tecnologias podem determinar a presença e local das nascentes de hidrocarbonetos termogênicos no leito do mar sendo determinadas.

[0022] Para começar, técnicas de leitura remota podem ser utilizadas para determinar o local de nascentes de hidrocarbonetos. Técnicas de medição de satélite e/ou aerotransportadas são usadas para indicar manchas de óleo em hidrocarbonetos que emanaram para a superfície marinha de nascentes de hidrocarbonetos naturais do leito do mar, assim indicando uma área favorável para conduzir outros levantamentos, empregando-se os métodos adicionais descritos. A imageação de reflexão sísmica é usada amplamente offshore para imagear a estrutura de subfundo, e pode ser utilizada para a determinação de fluidos porosos na subsuperfície, tais como gás, óleo ou água. Estes levantamentos são realizados em embarcações marinhas. A imageação sísmica de reflexão das nascentes na coluna de água especialmente próxima ao leito do mar, devido à pequena densidade aparente e mudanças de temperatura na nascente, pode também ser possível, como sugerido pelas referências de oceanografia (Holbrook WS, Paramo P, Pearse S, e Schmitt RW. 2003. Thermohaline fine structure in an oceanographic front from seismic reflection profiling, Ciência, vol. 301, pág. 821-824). Dados de streamer sísmico 2D e 3D existentes podem conter tal informação, porém isto não tem sido praticado. Respostas sísmicas podem incluir perturbações sub-horizontais em várias estruturas de oceano internas naturais, tais como limites termóclinos. Ruídos internos em profundidades rasas e menos estruturação em grandes profundidades podem limitar perturbações detectáveis para faixas específicas, tais como 400 metros a 2000 metros abaixo da superfície marinha. Os dados sísmicos 2D regionais podem prover evidência de tais nascentes, o que pode incluir informação útil para avaliar oportunidades de exploração de hidrocarbonetos. Em frequências inferiores, técnicas de retrodifusão empregando-se faixas de levantamento de 10-100 km, sendo usadas em estudos de pesca marinha, podem ser capazes de rapidamente localizar nascentes macroscópicas através de áreas de escala de bacia maiores do que 100.000 km2, usando-se o termóclino de oceano como um guia de onda (Makris NC, Ratilal P, Symonds DT, Jagannathan S, Lee S, Nero RW. 2006. Fish Population and Behavior Revealed by Instantaneous Continental Shelf-Scale Imaging. Ciência, 311:660-663). Entretanto, a eficácia quanto a nuvens próximas ao fundo, onde somente pequenas bolhas podem ser indicativas de uma nascente de hidrocarbonetos, está sendo testada. Tais levantamentos deste tipo, independentes ou em combinação com outros levantamentos na superfície marinha, podem ser uma ferramenta de avaliação de bacia eficaz.

[0023] Uma técnica útil para imagear nascentes de hidrocarbonetos potenciais inclui uma combinação de ecobatímetro de feixe múltiplo baseado em navio (MBES) e perfilador de subfundo (SBP).

[0024] As ótimas frequências utilizadas nestes métodos são dependentes da profundidade de água esperada através da área de levantamento. O MBES é usado para obter-se topografia, aspereza, e dureza do fundo do mar, enquanto o SBP provê informações de subsuperfície para profundidades rasas abaixo do leito do mar. As superfícies refletivas do leito do mar (p. ex., solos duros de carbonato) podem ser associadas com atividade microbiana corrente, onde hidrocarbonetos são metabolizados, consistentes com infiltrações de hidrocarbonetos. Similarmente, aspectos topográficos do leito do mar, tais como as pockmarks, falhas, vulcões, e depressões relacionadas ao sal, ou aspectos positivos, localizam áreas potencialmente boas para migração de hidrocarbonetos da subsuperfícies para o leito do mar como nascentes. Dados MBES podem também indicar contrastes de densidade na coluna de água causados por bolhas emanando do leito do mar como indicadores positivos de nascentes de hidrocarbonetos potenciais. Todas estas informações são integradas com quaisquer dados sísmicos descritos acima, para prover alvos para levantamento adicional confirmar a presença de hidrocarbonetos.

[0025] Como outra técnica de levantamento, o levantamento magnético ou de gravidade pode também ser utilizado para obterem-se informações adicionais para o processo. Nascentes de hidrocarbonetos podem mudar o pH e o estado de oxidação nas subsuperfícies dentro e próximo à nuvem e, assim, podem formar minerais magnéticos, tais como magnetita (Fe3O4) ou greigita (Fe3S4), se suficiente Fe estiver presente e outras condições forem favoráveis. Anomalias magnéticas fracas podem ser formadas por este processo, porém podem ser difíceis de medir na superfície do mar, exceto em águas muito rasas. Os magnetômetros de multicomponentes submarinos podem ser utilizados em AUVs, se tiverem a sensibilidade e precisão necessárias. Amplos levantamentos podem ser realizados, via veículos aerotransportados e embarcações marinhas de superfície, para detectar perturbações geológicas onde trajetos de migração de hidrocarbonetos de subsuperfície podem ser mais prováveis de ocorrer, ou podem incluir dados de coleta em um ambiente próximo ao leito do mar, para detectar formação de mineral ou alteração causada por nascentes de hidrocarbonetos e interações microbianas (p. ex., matrizes microbianas comuns com cores distintas) através de levantamento com um veículo adequado, tal como um AUV.

[0026] Após locais de nascente potenciais terem sido indicados através de ferramentas acústicas e sísmicas descritas, outra técnica de levantamento pode incluir medição química. A detecção de hidrocarbonetos termogênicos emanando de nascentes de leito do mar em macro ou microescala pode ser detectada para confirmar se nascentes de hidrocarbonetos estão presentes nestes locais. As concentrações de medição de metano, etano, propano, butano termogênicos, etc., próximos ao leito do mar podem ser realizadas via espectrômetros de massa de alta sensibilidade compactos e fluorímetros (para compostos aromáticos geralmente associados com líquidos de hidrocarbonetos), que podem ser utilizados em um veículo submarino, tal como um AUV.

[0027] Como outra técnica de levantamento, um veículo submarino também pode ser utilizado para coletar outros dados de uma nascente. O veículo submarino pode incluir um veículo submarino não tripulado (p. ex., um AUV, um veículo remotamente operado (ROV)), um veículo submarino tripulado, e/ou um ou mais sensores que são rebocados atrás de uma embarcação marinha. Os veículos submarinos podem incluir um ou mais sensores configurados para detectar anomalias químicas ou físicas, que são indicativas de nascentes de hidrocarbonetos.

[0028] Adicionalmente, estes sensores dentro de um veículo submarino, que pode ser um veículo não tripulado, podem ser usados para mapear anomalias químicas ou físicas em torno de uma nascente, para localizar a passagem de nascente específica ou local de descarga. O local de passagem de nascente provê um sítio favorável para amostragem biológica e química adicional de fluidos, gases, e sedimentos, para aprimorar mais a análise. Em particular, este método pode incluir determinar a presença e estimar informações, tais como profundidade, tipo, qualidade, volume e local, cerca de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfícies dos dados medidos do veículo submarino. Em particular, as técnicas presentes envolvem o uso de três tecnologias independentes: geoquímica de isótopo agrupado, geoquímica de gás nobre, e microbiologia, que são combinadas e integradas com um fluxo de trabalho para aumentar o sucesso da exploração de hidrocarbonetos. Estes três métodos podem prover informações sobre a profundidade, tipo de fluido (óleo vs. gás) e qualidade, e volume dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície a serem determinados da amostragem e análise de nascentes de hidrocarbonetos (p. ex., em alto mar e terrestre). 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 hidrocarbonetos. Estas outras técnicas são descritas na Patente U.S. No. 61/595.394; Patente U.S. No. 61/616.813; Patente U.S. No. 61/558.822, que são incorporadas aqui em sua totalidade.

[0029] Em uma forma de realização, as presentes técnicas envolvem uma ou mais de genômicas microbianas; geoquímica de gás nobre, e geoquímica de isótopo agrupado de fases de hidrocarboneto. Estas técnicas podem ser utilizadas para determinar e/ou estimar a presença e informações, tais como volume, profundidade, tipo, qualidade, e local, do acúmulo de hidrocarbonetos na subsuperfície.

[0030] 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 seu local (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 com esse micróbio amostrado 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.

[0031] 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.

[0032] 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 ex-solução, 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 água e hidrocarbonetos. Uma amostra de nascente de hidrocarbonetos atmosfericamente não contaminada 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.

[0033] 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 calculando-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 concentrações e relações isotópicas de gases nobres presentes na amostra são medidas. As concentrações e relações 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 presente na amostra é determinada. Uma assinatura de gás nobre atmosférico medido 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.

[0034] Em outro aspecto, um método é descrito para determinar uma presença, tipo, qualidade, e volume de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície com base na análise de uma amostra relacionada a ele. 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 em 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.

[0035] 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. Das concentrações de gases nobres medidas e da 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 em 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 em 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.

[0036] Em ainda outro aspecto, um sistema é descrito para determinar uma 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.

[0037] Em ainda outro aspecto, um produto de programa de computação tendo lógica executável por computador gravada em um meio legível por máquina, tangível, o produto de programa de computação 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 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.

[0038] 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 em água de formação em contato com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície, modificar a concentração inicial modelada, calculando-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 concentrações e relações isotrópicas da atmosfera, 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 presentes 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 em 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 do tipo, qualidade, relação em 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.

[0039] 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 da 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 poderia, 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 o local de profundidade de um alvo de exploração potencial de uma amostra de nascente.

[0040] Como um exemplo, uma forma de realização pode incluir um método de determinar uma presença e local 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 presente 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 corrente da espécie de hidrocarboneto no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície. Um local do acúmulo de subsuperfície é determinado.

[0041] Também, de acordo com as metodologias e técnicas descritas, é provido um método de determinar a presença e local 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 hidrocarboneto. A partir da temperatura de armazenagem, o local de acúmulo de hidrocarboneto é determinado.

[0042] 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 de acúmulo de subsuperfície.

[0043] De acordo com as metodologias e técnicas descritas, é provido um sistema de computador, 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 computador 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.

[0044] 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.

[0045] Beneficamente, este método integrado provê uma tecnologia de pré- perfuração, que pode determinar a presença e o local de infiltrações de hidrocarbonetos termogênicos no leito do mar. Além disso, este método pode ser utilizado para localizar nascentes de hidrocarbonetos no leito do mar precisamente e com custo eficaz, através da escala de bacia-para-play, como um meio de melhorar a avaliação da bacia, e para áreas de ótima qualidade para exploração. A análise de dados sísmicos e acústicos dos levantamentos de superfície, mais a interpretação integrada dos dados geofísicos e químicos dos veículos submarinos, proveem um método melhorado para localizar nascentes no leito do mar de hidrocarbonetos termogênicos com custo eficaz através de grandes áreas. 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. Como resultado, este processo provê geocientistas com uma técnica de identificação melhorada para acúmulos de hidrocarboneto, enquanto tendo uma maior confidência nos acúmulos de hidrocarbonetos identificados. Vários aspectos das presentes técnicas estão descritos ainda nas Figuras 1 a 5.

[0046] 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 e hidrocarbonetos superiores (p. ex., etano, propano) no 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 hidrocarboneto 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 (e, por exemplo, etano, propano, etc.) 130 emitido 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, metodologias e técnicas descritas aqui podem discriminar 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 possam ser extraídos os hidrocarbonetos de tal acúmulo.

[0047] A Figura 2 é um fluxograma 200 para usar leitura remota juntamente com um veiculo subaquático (UV), para realizar exploração de hidrocarbonetos de acordo com uma forma de realização exemplar das presentes técnicas. Neste fluxograma 200, vários blocos referem-se à realização de leitura remota em um local de levantamento, tal como os blocos 202 a 206, o que pode ser referido como uma etapa de leitura remota. Outros blocos envolvem as medições mais diretas, que envolvem a operação de um veículo submarino, tal como os blocos 208 a 216, o que pode ser referido como uma etapa de medição direta. Finalmente, o bloco 218 refere-se ao uso dos dados medidos para descoberta de hidrocarboneto, o que pode ser referido como uma etapa de descobrimento.

[0048] A etapa de leitura remota é descrita nos blocos 202 a 206. No bloco 202, é determinado um local de levantamento regional. No processo de exploração, regiões offshore ou grandes áreas que podem ter potenciais de hidrocarbonetos, são às vezes oferecidas ou concedidas por vários governos para companhias para fins de exploração. Dentro destas regiões, que podem incluir tamanhos excedendo 100.000 km2, é útil para as companhias rapidamente e com custo eficaz determinar se a região tem potencial para produzir acúmulos de hidrocarboneto (isto é, evidência dentro da região para um sistema de hidrocarboneto ativo) e, sendo assim, localizar e focar em áreas dentro da região que tenham o melhor potencial de exploração. Uma vez que a localização do levantamento regional é identificada, a leitura remota pode ser realizada no local de levantamento identificado, como mostrado no bloco 204. O levantamento de leitura remota pode incluir imagem de satélite e levantamentos aerotransportados juntamente com levantamentos de coluna de água também. As técnicas de leitura remota podem incluir guia de onda acústica do oceano; sísmica da coluna de água; medição acústica ativa (ecobatímetro de feixe múltiplo, sísmica bidimensional (2D), sísmica tridimensional (3D), perfilador de subfundo, sonar de varredura lateral, etc.); imagem e espectroscopia das manchas de óleo e nuvens de gás atmosférico (p. ex., infravermelho (IR), para detectar gases atmosféricos, refletividade de radar, etc.); sensores químicos rebocados (espectrômetro de massa, etc.); medição acústica passiva; amostragem distinta de embarcação de superfície de ar, água ou solo em vários locais; núcleos de queda e pistão; levantamentos magnético e gravitacional; leitura óptica; detecção de anomalias térmicas; e/ou qualquer outra técnica de leitura remota. Estas técnicas de leitura remota podem ser realizadas via satélites, navios aerotransportados, e/ou embarcações marinhas. Simultaneamente com a coleta dos dados de leitura remota ou após os dados de medição de leitura remota serem coletados, os dados medidos pelas técnicas de leitura remota podem ser analisados para determinação de locais objetivados, como mostrado no bloco 206. Um exemplo pode incluir interpretar ecobatímetro de feixe múltiplo e dados do perfilador de subfundo adquiridos via uma embarcação marinha. Os dados de retrodifusão de feixe múltiplo podem ser examinados quanto à dureza, aspereza anômalas no fundo do mar, e/ou heterogeneidade volumétrica no subfundo pouco profundo, e examinando-se os dados de batimetria coletados em locais altos, baixos, com linhas de falha, e outros indicadores geológicos, que podem ser consistentes com trajetos permeáveis para migração de hidrocarbonetos para o leito do mar. Em outras palavras, estes métodos de leitura remota proveem alvos para possíveis locais de nascente de hidrocarbonetos. Similarmente, se quaisquer dados de mancha de óleo de interpretações de imagem de satélite anteriores estiverem disponíveis, ou dados sísmicos, etc, estiverem disponíveis, aquela informação pode ser integrada com o feixe múltiplo e dados do perfilador de subfundo, para melhorar ou “otimizar” os melhores lugares para possíveis nascentes de hidrocarbonetos. Adicionalmente, interpretações feitas destes resultados, preferivelmente com a disponibilidade da informação sísmica, podem permitir que interpretações ou modelos geológicos sejam construídos em torno de possíveis “plays” ou prospectos de hidrocarboneto, com base nesta informação inicial. Estas áreas potenciais podem novamente ser alvos úteis para determinar se hidrocarbonetos termogênicos estão presentes como nascentes.

[0049] As medições diretas, na etapa de leitura direta, que envolvem a operação de um veículo submarino, são ainda descritas nos blocos 208 a 216. No bloco 208, o veículo submarino é disposto no local alvo. A disposição pode incluir transportar o veículo submarino para o local alvo, que pode ser um de vários locais alvo identificados pelo levantamento de leitura remota. O veículo submarino pode ser transportado, via outra embarcação marinha e/ou navio aerotransportado, para o local alvo desejado. O posicionamento pode também incluir configurar o veículo submarino para obter-se certas medições e/ou para seguir um certo padrão de busca. Como pode ser observada, a configuração do veículo submarino pode ser realizada antes do transporte do veículo submarino para o local alvo, pelo menos parcialmente durante o transporte do veículo submarino, e/ou pelo menos parcialmente no local alvo. De qualquer maneira, a configuração do veículo submarino pode incluir determinar uma sequência de operações a serem realizadas pelo veículo submarino, para realizar o levantamento de medição direta no local alvo. Por exemplo, esta configuração do veículo submarino pode incluir programar os componentes de navegação para seguir um trajeto geral, ajustando parâmetros e/ou posicionamentos operacionais, ajustando a configuração dos componentes de monitoramento, e/ou outros ajustes operacionais adequados. Isto pode também incluir inserir certos equipamentos (p. ex., certos componentes de monitoramento) dentro do veículo submarino para uso no monitoramento. Uma vez configurado, o veículo submarino pode ser posicionado dentro do corpo d’água, o que pode incluir lançar o veículo submarino, e iniciar operações de medição. Como um exemplo, o posicionamento pode incluir abaixar o veículo submarino do deck de uma embarcação marinha para dentro do corpo d’água, ou deixa-lo cair dentro do corpo d’água. A iniciação da medição pode ser realizada no navio ou, uma vez que o veículo submarino esteja posicionado, no corpo d’água.

[0050] A operação do veículo submarino é descrita nos blocos 210. Como pode ser observado, a operação do veículo submarino, que pode ser um AUV, pode incluir vários processos que se repetem durante um período operacional (p. ex., período de tempo em que o veículo submarino está medindo dados). Durante este período operacional, o veículo submarino pode navegar para locais alvejados ou pode obter medições ao longo de um padrão de busca específico. Para navegar, o veículo submarino pode utilizar componentes de navegação, que podem incluir um ou mais componentes de propulsão, um ou mais componentes de condução, e similares. O um ou mais componentes de propulsão podem incluir um motor acoplado a uma ou mais baterias e acoplado a uma unidade de hélice, via um eixo, por exemplo, como é conhecido na arte. A unidade de hélice pode ser utilizada para movimentar o fluido de uma maneira a mover o veículo submarino em relação ao corpo d’água. Os componentes de navegação podem utilizar sensores ou outros dispositivos de monitoramento para obtenção de dados de navegação. Os dados de navegação podem incluir diferentes tipos de informações de navegação, tais como unidade de movimento inercial (IMU), informação do sistema de posicionamento global, informação de limite, informação de sensor de profundidade, informação de detecção de obstáculo, informação de SONAR, informação de velocidade da hélice, informação do mapa do leito do mar, e/ou outras informações associadas com a navegação do veículo submarino.

[0051] O veículo submarino pode obter medições dentro do local alvo. Por exemplo, o veículo submarino pode utilizar os componentes de medição, tais como um ou mais módulos, para receber dados de medição, e uma unidade de controle de processo para guiar os dados recebidos, calcular parâmetros operacionais e de medição dos dados recebidos, determinar ajustes para a operação do veículo submarino, e determinar se informações de medição adicionais devem ser obtidas. Os componentes de medição podem incluir componentes de polarização de fluorescência, componentes fluorométricos, componentes sem fio (p. ex., componentes acústicos e/ou componentes de SONAR), componentes de detecção de metano ou outro composto químico, componentes de temperatura, componentes de câmera e/ou outros componentes de medição. Os dados de medição podem incluir imagens de câmera, dados e/ou imagens de SONAR, dados acústicos, dados de temperatura, dados espectrométricos de massa, dados de condutividade, dados fluorométricos, e/ou dados de polarização, por exemplo. Os dados podem ser no formato de imagens, dados brutos com formato específico para o componente, arquivos de texto, e/ou qualquer combinação dos diferentes tipos. O veículo submarino pode incluir cargas úteis de sensor integradas que são utilizadas para monitorar uma grande área, enquanto dois ou mais AUVs, que podem se comunicar entre si, podem também ser utilizados em outras aplicações para monitorar outras áreas que podem ser de menor extensão. Outros sensores podem incluir funcionalidade para prover especificidade química de sensores aplicados (p. ex., espectrometria de massa subaquática). Estes sensores podem discriminar hidrocarbonetos termogênicos, que podem ser preferidos, de hidrocarbonetos biogênicos, e podem determinar se a nascente é associada com gás, óleo, ou uma combinação de gás e óleo. Como um exemplo, o veículo submarino pode ser um AUV. O AUV pode incluir inteligência artificial, que é configurada para detectar e navegar para concentrações de pico das substâncias químicas alvejadas, tais como propano, e o relatório de dados é feito periodicamente para uma pequena embarcação de superfície ou para a costa, empregando-se ligações de satélite.

[0052] Uma vez que os dados de medição são obtidos, podem ser analisados para determinar se hidrocarbonetos estão presentes e sua localização, como mostrado no bloco 212. Uma vez que os dados de medição podem incluir várias formas, os dados de medição podem ser analisados no veículo submarino, via o respectivo equipamento de medição, e/ou transmitidos para outro local para processamento. Certos destes aspectos são discutidos abaixo.

[0053] No bloco 214, as amostras de sedimento, biológicas e químicas, podem ser obtidas e analisadas para melhorar mais o processo. As amostras de sedimento podem ser adquiridas por levantamentos de núcleo de queda ou pistão baseados em navio, com base na integração da leitura remota e informação de medição direta (p. ex., perfil de subfundo e dados sísmicos ligados a localizações de nascente), que podem melhorar muito a capacidade de coletar significativas amostras de sedimento que contenham hidrocarbonetos. Estas amostras são então analisadas (o que pode ser em um laboratório ou a bordo de um veículo) empregando-se fluorometria, cromatografia gasosa (GC), e GC-MS mais sofisticada (espectrometria de massa)- MS ou espectrometria de massa de tempo de vôo GC-GC ou técnicas adicionais, para obterem-se biomarcadores e outros indicadores de fácies de fonte de hidrocarbonetos e maturidade térmica. As amostras podem também ser obtidas via veículo submarino. Em particular, este método pode incluir determinar a presença e estimar informações, tais como profundidade, tipo, qualidade, volume, e localização, a cerca de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície dos dados medidos das amostras adquiridas pelo veículo submarino. As amostras podem ser submetidas a três tecnologias de análise independentes, tais como geoquímica de isótopo agrupado, geoquímica de gás nobre, e microbiologia. Estes podem ser utilizados para prover informações adicionais sobre a profundidade, tipo (óleo vs. gás) e qualidade de fluido, e volume dos acúmulos de hidrocarbonetos de subsuperfície. Isto é, o método pode integrar indicadores biológicos e geoquímicos, existentes e novos, para prover percepções na identificação da oportunidade. Além disso, a integração destes indicadores biológicos e geoquímicos com conhecimento contextual geológico/geofísico com os outros dados geológicos e de medição ainda provê melhorias para identificação da oportunidade de hidrocarboneto. Estas técnicas de análise são descritas na Patente U.S. No. 61/595.394; Patente U.S. 61/616.813; e Patente U.S. No.61/558.822.

[0054] Os dados de medição de leitura remota podem ser integrados com os dados de leitura direta, para intensificar o modelo de subsuperfície, como mostrado no bloco 216. Como um exemplo, os dados medidos podem ser organizados com a localização do veículo submarino ou com uma localização para correlacionar os dados medidos com outros levantamentos da geologia de subsuperfície. Como um exemplo específico, dados de eco-sondador de feixe múltiplo podem ser associados com a localização de um veiculo de superfície e usados para detectar a topografia, textura, e densidade do fundo do mar, e SBP (traçar o perfil do subfundo) para localizar anomalias de gás de subsuperfície pouco profunda e camadas de hidrato associadas com refletores de simulação de fundo. Os dados medidos dos sensores químicos associados com um veículo submarino podem ser usados para localizar substâncias químicas anômalas associadas com nascentes e passagens de nascente, para mapear estas anomalias relativas a aspectos geológicos, e para distinguir gás termogênico de gás biogênico, e gás de óleo. Estes diferentes tipos de dados podem ser integrados com base na informação de localização associada com os respectivos dados para prover informação adicional. Os resultados químicos dos levantamentos de núcleo de queda ou pistão são ainda integrados com dados sísmicos, gravitacionais, e magnéticos que foram combinados para criar modelos de subsuperfície do sistema de geologia e de hidrocarboneto em uma região. Os modelos de subsuperfície são ainda acentuados pelos resultados das assinaturas de ecologia microbiana, isótopos agrupados, e gás nobre das amostras adquiridas por um veículo submarino.

[0055] Finalmente, o bloco 218 refere-se à designação de um local de perfuração para descoberta de hidrocarbonetos com base nos dados medidos. A descoberta de hidrocarbonetos é baseada em uma determinação que é feita para acessar hidrocarbonetos a partir de locais alvo com base, pelo menos parcialmente, nos dados medidos ou dados integrados. A determinação pode incluir analisar os dados medidos para um ou mais de tipo, qualidade, profundidade, e volume de acúmulo de hidrocarboneto obtido pelas assinaturas de ecologia microbiana, isótopos agrupado, e gás nobre, e/ou destes dados integrados com os dados geológicos e geofísicos. A descoberta dos hidrocarbonetos envolve perfurar um poço para prover acesso ao acúmulo de hidrocarbonetos. Além disso, a produção, que pode incluir instalar uma instalação de produção, 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.

[0056] Beneficamente, este método integrado provê um aumento na exploração de hidrocarbonetos. Em particular, o método pode ser utilizado antes das operações de perfuração, para reduzir o risco de exploração, provendo mais informações sobre a presença e localização de infiltrações de hidrocarboneto termogênico no leito do mar. Como resultado, este método provê uma técnica com custo eficaz para melhorar a avaliação da bacia e para áreas de ótima qualidade para exploração. A análise de dados sísmicos, gravitacionais, magnéticos, e acústicos dos levantamentos de superfície, mais a interpretação integrada de dados físicos e químicos dos veículos submarinos, proveem um método melhorado para localizar nascentes no leito do mar de hidrocarbonetos termogênicos com custo eficaz através de grandes áreas.

[0057] Além disso, o mapeamento de anomalias em torno das nascentes de hidrocarbonetos pode ser útil para localizar áreas onde fluidos estão saindo da subsuperfície sobre o leito do mar. Esta abordagem pode ser utilizada para aprimorar outras tecnologias, tais como amostragem de núcleo de queda de sedimentos associada com hidrocarboneto, ou a aquisição de fluidos ou gases acima, no, ou sob o leito do mar. Portanto, este método integrado pode ser utilizado para ainda aumentar as atividades de exploração.

[0058] Como outra forma de realização específica, a Figura 3 é um fluxograma 300 para empregar leitura remota juntamente com um veículo submarino (UV), para realizar exploração de hidrocarbonetos de acordo com outra forma de realização exemplar das presentes técnicas. Neste fluxograma 300, vários blocos referem-se à etapa de leitura remota, etapa de leitura direta, e etapa de descoberta, como citado acima na Figura 2, e são utilizados para determinar a localização de uma nascente de hidrocarbonetos. Neste fluxograma 300, a etapa de leitura remota pode incluir os blocos 302 a 310, a etapa de leitura direta pode incluir os blocos 312 a 318, e a etapa de descoberta pode incluir os blocos 320 a 322.

[0059] A etapa de leitura remota é descrita nos blocos 302 a 310. No bloco 302, são realizadas imagem e espectroscopia das manchas de óleo e nuvens de gás atmosférico. Por exemplo, estas ferramentas podem incluir satélite de alta resolução, radar (p. ex., radar de abertura sintética) e imageadores de ultravioletas, que podem detectar a presença e extensão geográfica das manchas de óleo. Dados de imageação multiespectrais podem também ser usados para mapear grandes manchas de óleo que ocorrem offshore. Como outro exemplo, sensor de infravermelho pode ser utilizado para detectar gases atmosféricos, refletividade de radar; e/ou levantamentos aerotransportados. Então, no bloco 304, uma localização de levantamento regional pode ser utilizada para identificar um ou mais locais alvo dentro da região. Esta determinação pode inclui identificar uma região que tem potencial para incluir uma ou mais nascentes de hidrocarbonetos com base nos dados de imagem e espectroscopia.

[0060] Uma vez que a localização do levantamento regional é identificada, a leitura remota pode ser realizada via uma embarcação marinha, como mostrado no bloco 306, e via o veículo submarino, como mostrado no bloco 308. No bloco 306, os dados de leitura remota são obtidos de um veículo marinho de superfície, tal como uma embarcação de superfície. Os dados de leitura remota da embarcação de superfície podem incluir realizar leitura acústica ativa (p. ex., eco-sondador de feixe múltiplo, sísmica 2D, sísmica 3D, perfilador de subfundo, sonar de varredura lateral, etc.), análise química (p. ex., rebocando in situ sensores químicos (espectrômetro de massa, etc.)); distinta amostragem in situ de embarcação de superfície do ar, água, ou solo em vários locais; núcleos de queda ou pistão, sistema de amostragem; bombeamento de líquido para local de leitura; técnicas acústicas passivas; levantamentos magnético e gravitacional; leitura óptica (remota ou in situ); análise de anomalias térmicas; qualquer outra técnica de leitura remota ou in situ. No bloco 308, dados de leitura remota do veículo submarino (p. ex., dispositivo de posicionamento subaquático (AUV, ROV, bóias, qualquer outro dispositivo de posicionamento subaquático)) podem incluir análise de amostras de sedimento ou água. Então, no bloco 310, os locais específicos para amostragem de sedimento, biológica e química (p. ex., local alvo) são determinados para intensificar mais a análise. Esta determinação pode incluir identificar locais alvo para investigações focalizadas de pontos de interesse para confirmar a presença de infiltração de hidrocarbonetos termogênicos (p. ex., geoquímica molecular de sedimentos no leito do mar, coluna de água, etc.).

[0061] A amostragem biológica e química na etapa de leitura direta é realizada nos blocos 312 a 318. A amostra é obtida no bloco 312. O local da amostra de hidrocarbonetos pode ser baseado em um local de nascente conhecido, ou determinando-se um local de nascente através de técnicas conhecidas. A uma ou mais amostras são obtidas do local da amostra de hidrocarboneto. Se a localização de hidrocarboneto for uma nascente, a amostragem dos locais 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 gravitacional ou de 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. 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 gás e/ou óleo, 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.

[0062] Após a etapa de obtenção de amostra, são medidas as assinaturas moleculares e isotópicas de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonetos na amostra, como mostrado no bloco 314. Em particular, são medidas as assinaturas moleculares e isotópicas de gases não-hidrocarbonados (p. ex., H2S, CO2, N2) e hidrocarbonetos, o que inclui a análise de assinaturas dos gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, e Xe) e a assinatura de isotopólogo ou isótopo agrupado tanto de moléculas não hidrocarbonadas como de hidrocarbonetos (em gases, água, e/ou óleos). Os isotopólogos são moléculas que diferem somente em sua composição isotópica. Os isótopos agrupados são isotopólogos que contém dois ou mais isótopos raros. A amostra de interesse pode compreender água, óleo, gás natural, sedimentos, ou outros tipos de rochas, ou fluidos presentes em 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-se espectrometria de massa. A medição da abundância de cada isótopo agrupado ou isotopólogo pode ser conduzida empregando-se múltiplas técnicas, tais como espectrometria de massa e/ou espectrometria baseada em leiser. A ecologia de amostras (p. ex., sedimento, água do mar, fluidos infiltrados, e similares) pode ser caracterizada através de numerosas diferentes técnicas. 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. A análise pode incluir o uso de cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC/MS), GC/GC/MS, e cromatografia líquida. A análise inorgânica de amostras pode também ser conduzida. A análise 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.

[0063] No bloco 316, é realizada a interpretação de assinaturas moleculares e isotópicas avançadas, incluindo assinaturas de gás nobre e assinaturas de isótopo agrupado de moléculas de hidrocarboneto e não-hidrocarbonadas. Esta interpretação envolve determinar o tipo e a qualidade dos hidrocarbonetos, e/ou a profundidade de um acúmulo de hidrocarbonetos e/ou volume de um acúmulo de hidrocarbonetos. Como exemplo, os gases nobres podem ser utilizados para determinar o volume de acúmulo de hidrocarbonetos, tipo de hidrocarboneto, e qualidade do óleo, e é provido na Patente U.S. No. 61/616.813. Uma vez que gases e óleos naturais são inicialmente destituídos de gases nobres, a adição destes através da interação com formação de água 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) 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.

[0064] A concentração inicial de 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, 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, por exemplo). 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 de 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. As solubilidades dos gases nobres em água foi determinada por uma faixa de diferentes temperaturas, como é conhecida na arte (p. ex., 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; Smith, S.P. Noble gas solubilities in water at high temperature. EOS Transactions of the American Geophysical Union, 66, 397, 1985.). Similarmente, a solubilidade dos gases nobres em óleo medida aumenta com a diminuição da densidade do óleo (Kharaka, Y.K. e Specht, D.K. The solubility of noble gases in crude oil at 25-100oC. 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 nos 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.

[0065] 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.

[0066] 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 exemplo, a Patente U.S. No. 61/558.822 descreve um processo para determinar a assinatura de isótopo agrupado de qualquer molécula. A assinatura de isótopo agrupado de qualquer molécula é uma função de (i) processos aleatoriamente povoados 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 hidrocarbonetos que estão armazenados em um acúmulo de subsuperfície ou que estão presentes em nascentes pode refletir na assinatura isotópica do gás gerado da 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; H.M. Chung, J.R. Gormly, R.M. Squires. Origin of gaseous hydrocarbons in subsurface environments: theoretical considerations of carbon isotope distribution in M. Schoell (Ed.), Origins of Methane in the Earth. Chem. Geol., 71 (1988), pág. 97-103 (edição especial)). 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.

[0067] 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 relativas à distribuição estocástica pode ser usado para determinar a temperatura na subsuperfície da qual esta molécula é derivada.

[0068] Os hidrocarbonetos que derivam de um acúmulo de subsuperfície podem conter uma assinatura de isótopo agrupado, que reflete mais 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 gradiente geotérmico adequado para a temperatura de armazenagem derivada da assinatura de isótopo agrupado, pode ser estimado o local (profundidade) dentro da subsuperfície em que acúmulos de hidrocarboneto associados à nascente residem.

[0069] Como outra técnica independente útil para a detecção de acúmulos de hidrocarbonetos e sua localização ou profundidade, a ecologia microbiana e assinatura de biomarcador em nascentes de hidrocarbonetos 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. Podemos medir todos ou alguns destes parâmetros 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.

[0070] 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.

[0071] 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 com um acúmulo de hidrocarbonetos podem não conter parâmetros ecológicos associados com um ambiente de hidrocarbonetos quentes profundos.

[0072] Em seguida, no bloco 318, o tipo e qualidade, profundidade e volume da acumulação de hidrocarboneto obtidos pelas assinaturas de ecologia, isótopos agrupados e gás nobre, podem ser integrados com dados de leitura remota, obtidos de leitura remota, como citado nos blocos 302 a 310, para confirmar a materialidade da acumulação. Esta etapa de integração inclui incorporação de todos os aspectos do modelo de sistema de hidrocarboneto juntamente com dados geológicos e geofísicos, tais como estimativas de risco de modelagem de bacia, e/ou probabilístico, ou estatístico. Incluídos nesta estimativa estão os riscos de fonte, maturação, migração, presença de reservatório e qualidade adequados, tamanho e adequação de trape, e selagem. Se aspectos da estimativa de risco, incluindo os resultados dos blocos 312 a 318, forem suficientemente favoráveis, uma decisão quanto a parar ou continuar o processo permanece.

[0073] O estágio de descoberta inclui os blocos 320 a 322. No bloco 320, é feita uma determinação para acessar os hidrocarbonetos baseada nos dados medidos e nos dados integrados. Esta determinação pode incluir uma variedade de fatores econômicos que incluem os custos associados de perfurar um poço, versus os benefícios econômicos de descobrir uma acumulação do tamanho esperado na profundidade esperada incorporando-se os riscos apropriados. Se o custo-benefício for julgado suficiente, então, no bloco 322, um poço é perfurado e hidrocarbonetos são descobertos com base na determinação. Esta descoberta de hidrocarbonetos pode ser similar ao bloco 218 da Figura 2.

[0074] Como citado acima, estas medições de leitura remota e direta podem ser realizadas por um veículo submarino e/ou uma embarcação marinha. As medições podem incluir detectar localizações de nascentes via um levantamento de multi- feixes de alta-resolução, como descrito em Valentine et al. (2010; Valentine DL, Reddy CM, Farwell, Hill TM, Pizarro O, Yoerger DR, Camilli R, Nelson RK, Peacock EE, Bagby SC, Clarke BA, Roman CN, Soloway M. Asphalt Volcanoes as a Potential Source of Methane to Late Pleistocene Coastal Waters. Nature Geoscience Letters. DOI: 10.1038/NGEO848)) in the Santa Barbara basin. Embora certas medições possam ser realizadas via uma embarcação de superfície, os custos de se fazer levantamentos regionais com ferramentas rebocadas, especialmente em profundidades maiores do que algumas centenas de metros, são muito elevados devido às velocidades limitadas que podem ser conseguidas enquanto mantendo-se o dispositivo próximo do leito do mar com cargas de tensão manejáveis no cabo de suporte. A resolução espacial típica conseguida com estes sistemas rebocados também é baixa (p. ex., da ordem de centenas de metros), em comparação com a resolução espacial de aproximadamente 10 metros, obtida utilizando-se um espectrômetro e fluorímetro de massa incorporados dentro de um veículo submarino (p. ex., AUV). Há também a complexidade e fonte potencial de erro adicionadas, que podem ocorrer se amostras de água forem coletadas para análise a bordo do navio e não tiverem mantido suas propriedades in situ.

[0075] Para aprimorar os dados de medição, um veículo submarino pode ser usado para obterem-se certos dados. O veículo submarino pode incluir um AUV, ROV, towfish ou submersíveis tripulados. As diferentes configurações destes AUVs e método de operação podem incluir várias diferentes combinações de componentes, para prover os dados de medição para um levantamento específico. As diferentes configurações podem ser utilizadas para realizar as medições diretas dos locais alvo, como citado acima. Estas medições podem incluir análise de gases ou hidrocarbonetos solúveis em água dissolvidos em água, bem como bolsas separadas em fase de hidrocarbonetos na água. Além disso, as medições diretas podem incluir informações acerca dos detalhes geológicos associados com locais de nascentes de hidrocarboneto ativas. Estes veículos submarinos são conhecidos na arte, como citado acima com respeito à detecção de vazamento de oleoduto. Vide, p. ex., R. Camilli, A. Duryea 2007., em Proc. IEEE/MTS OCEANS (IEEE/MTS, Vancouver, Canada, 2007), pág. 1-7 (10.1109/OCEANS.2007.4449412).

[0076] Como um exemplo, os veículos submarinos podem incluir vários diferentes sensores químicos. Especificamente, espectrometria e fluorometria de massa podem ser utilizadas para conduzir levantamentos para localizar hidrocarbonetos no ambiente marinho. Para intensificar as técnicas de levantamento de hidrocarboneto, um AUV pode ser utilizado em um sistema que pode ser programado para conduzir missões autônomas a qualquer profundidade de interesse de exploração. Isto é, o sistema pode obter dados de medição próximos do leito do mar, que resultam em insuperável resolução química de água de leito do mar, subfundo e in situ em tempo real próximo. Esta aquisição de tempo real pode prover esclarecimento adicional quanto à localização dos hidrocarbonetos.

[0077] Em outro exemplo, o veículo submarino pode incluir um sensor de metano, para detectar a presença de hidrocarbonetos próximos do leito do mar. Este veículo submarino pode também incluir sensores de gravidade e magnéticos, para realizar dados adicionais que possam ser correlacionados com os dados de sensor de metano. Para prover intensificações adicionais, os dados medidos podem ser organizados com a localização do veículo submarino, para correlacionar os dados medidos com outros levantamentos da geologia de subsuperfície. Sensores químicos podem ser usados para localizar químicas anômalas associadas com nascentes e saídas de nascentes, para mapear estas anomalias relativas a detalhes geológicos e para distinguir gás termogênico de biogênico, e gás de óleo. Além disso, sensores podem também ser utilizados para prover análise química e isotópica de hidrocarbonetos, para determinar se uma fonte de nascente é termogênica ou biogênica. Cada um destes diferentes sensores pode ser incluído no veículo submarino, para prover aprimoramentos aos dados medidos coletados e analisados.

[0078] Por conseguinte, em certas formas de realização, os veículos submarinos (p. ex., veículo submarino não-tripulado) podem incluir sensores capazes de detectar anomalias químicas ou físicas, que são indicativas de nascentes de hidrocarboneto e correlacioná-las com um local específico. A especificidade química dos sensores aplicados, particularmente espectrometria de massa submarina, suplementada por um fluorímetro, pode também prover a discriminação das nascentes termogênicas das nascentes biogênicas e determinar se a nascente é associada com um gás, óleo, ou gás e óleo. Os sensores podem incluir um espectrômetro de massa, um detector de metano, fluorímetro, eco-sondador de multifeixes (MBES), perfilador de subfundo (SBP), sonar de varredura lateral (SSS) e câmera [isto foi feito até certo ponto em pesquisa oceanográfica]. De qualquer maneira, os sensores podem ser utilizados para mapear os tipos e concentrações de hidrocarboneto, que podem ser utilizados para indicar a presença e ligações de superfície-subsuperfície para um sistema de hidrocarbonetos. Além disso, os sensores podem diferenciar hidrocarbonetos biogênicos de hidrocarbonetos termogênicos, óleo de gás, e prover informações adicionais referentes a localizações para núcleos de queda ou núcleos de pistão, e mais amostragem.

[0079] O veículo submarino provê um aumento da capacidade de localizar nascentes de hidrocarboneto eficientemente e em uma maneira de custo-eficaz para uma grande região. Isto é conseguido através de uma combinação de medições diretas com os instrumentos de leitura remota. Desta maneira, os modelos de subsuperfície podem ser aprimorados e reduzir o risco da exploração. Além disso, esta aquisição destes dados de medição direta pode ser realizada de forma barata e eficientemente em escalas regionais. Como resultado, o processo de exploração pode ser intensificado para melhorar a capacidade de encontrar e priorizar extensões de play.

[0080] Como um exemplo de um AUV, a Figura 4 é um digrama de um AUV de acordo com uma forma de realização exemplar das presentes técnicas. Neste AUV 400, uma unidade de controle de processo 402 é utilizada para controlar os componentes de navegação e os componentes de medição. A unidade de controle de processo 402 inclui um processador 403, memória 404 e conjuntos de instruções (p. ex., módulo de navegação mestre 410 e módulo de medição mestre 420) que são armazenados na memória 404 e executáveis pela unidade de controle de processo 402. A energia para a unidade de controle de processo 402 pode ser suprida por uma ou mais baterias 406. Também a unidade de controle de processo 402 pode incluir um componente de comunicação 408, que pode incluir uma antena e outro equipamento para controlar as comunicações com outros sistemas, tais como embarcação marinha e/ou GPS.

[0081] Os componentes de navegação do AUV 400 podem incluir o módulo de navegação mestre 410, um componente de mapeamento, tal como componente SONAR 412, componente de sensor de movimento 416, e componente de propulsão 418. O módulo de navegação mestre pode operar pelo processador executando os conjuntos de instruções configurados para: controlar os diferentes componentes de navegação, calcular o trajeto do AUV, obter sinais (p. ex., sinais GPS e/ou sinais de orientação sem/fio), comunicação com os sistemas de propulsão para ajustar a direção e/ou velocidade do AUV, obter dados de sensor de movimento e/ou calcular a localização do AUV com base em diferentes dados (p. ex., dados GPS, dados de orientação sem-fio, dados de sensor de movimento e dados de componente de mapeamento). O componente SONAR 412 pode incluir equipamento sensor SONAR para remeter e receber sinais de SONAR e prover dados de SONAR associados para o módulo de navegação mestre. O componente SONAR 412 pode também ser utilizado para a detecção de hidrocarbonetos externos ao AUV (p. ex., em fluido disposto externo ao AUV, tal como um corpo d’água dentro do qual o AUV está disposto). O componente sensor de movimento 416 pode incluir vários sensores e outro equipamento para obter dados de sensor de movimento acerca das forças aplicadas ao AUV 400 (p. ex., correntes e fluxos de fluido). O componente sensor de movimento 416 pode incluir um processador que se comunica com um giroscópio, sensor de profundidade, medidor de velocidade juntamente com vários outros medidores, para medir a orientação ou outros parâmetros do AUV. Também o componente de propulsão 418 pode incluir duas unidades de hélice incluídas em um membro de suporte de hélice, um motor acoplado às baterias 406.

[0082] Os componentes de medição do AUV 400 podem incluir o módulo de medição mestre 420, componentes de resistividade 422a - 422c, componente de câmera 424a - 424c e/ou outro componente de detecção de hidrocarboneto 426, juntamente com o componente SONAR 412. O módulo de medição mestre pode operar pelo processador executando os conjuntos de instruções configurados para: controlar os diferentes componentes de medição, determinar se hidrocarbonetos estão presentes externos ao AUV (p. ex., em fluido disposto externo ao AUV, tal como um corpo d’água dentro do qual o AUV está disposto), comunicar-se com os sistemas de propulsão, para ajustar a direção e/ou velocidade do AUV se hidrocarbonetos forem detectados, obter dados de medição e a localização do AUV com base em diferentes indicações de hidrocarbonetos, e armazenar certos dados de medição e dados de localização de AUV. Os componentes de resistividade 422a - 422c podem incluir vários sensores que são configurados para detectar resistividade, via contato com o fluido adjacente ao AUV, e prover estas medições para um processador, que é configurado para remeter e receber comandos, processar os dados de resistividade e transmitir dados de resistividade e/ou certas notificações para o módulo de medição mestre 420. Os componentes de câmera 424a - 424c incluem várias câmeras que são configuradas para obter imagens (p. ex., as imagens podem ser submetidas a diferentes filtros) de fluidos, detalhes batimétricos, comunidades biológicas, bolhas etc. adjacentes ao trajeto do AUV, e prover estas imagens para um processador, que é configurado para remeter e receber comandos, processar as imagens e transmitir dados de câmera e/ou certas notificações para o módulo de medição mestre 420. Os outros componentes de detecção de hidrocarboneto 426 podem incluir várias tubulações e equipamento que são utilizados para obter dados de medição próximo do AUV. Os outros componentes de detecção de hidrocarboneto podem incluir componente de polarização de fluorescência, componente fluorométrico, componente sem-fio (p. ex., componente acústico e/ou componente SONAR 412), componente metano, componente de temperatura, componente espectrômetro de massa, e/ou outros componentes de medição adequados. Por exemplo, um componente de temperatura tipicamente tem um par térmico ou dispositivo de temperatura de resistência (RTD). Os dados de medição podem incluir imagens acústicas, dados acústicos, dados de temperatura, dados fluorométricos e/ou dados de polarização, por exemplo. Os outros componentes de detecção de hidrocarboneto 426 podem também incluir um processador configurado para remeter e receber comandos, para processar os dados medidos e para transmitir os dados medidos e/ou certas notificações para o módulo de medição mestre 420.

[0083] O equipamento dentro do AUV 400 pode ser acoplado junto através de cabos físicos, para controlar a distribuição de força pelas baterias 406 e para controlar as trocas de comunicação entre os equipamentos. Como um exemplo, a distribuição de força é provida entre a unidade de controle de processo 402, a uma ou mais baterias 406, e o componente de comunicação 408, via linhas 409, enquantoa distribuição de comunicação é provida entre a unidade de controle de processo 402 e o componente de comunicação 408, via linha 407. Outras linhas de comunicação e distribuição de força não são mostradas por simplicidade neste diagrama. A comunicação entre certos dispositivos pode ser via comunicações sem- fio também. Portanto, a configuração específica com o AUV provê flexibilidade na obtenção de diferentes tipos de dados, que podem ser controlados em certos locais.

[0084] Múltiplos diferentes sensores podem ser preferidos para verificar mais os dados medidos de um dos sensores. Por exemplo, a presença de metano apenas não provê a indicação clara de um gás biogênico de gás termogênico e se gás úmido e/ou óleo estão presentes. O gás biogênico não é geralmente um alvo de exploração convencional, embora ele possa ser explorado em alguns ambientes. A formação de gás biogênico é relacionada com bactérias metanogênicas que, em alguns casos, reduzem o CO2 e oxidam a matéria orgânica para produzir somente metano em ambientes rasos. Como tal, é mais comum encontrar pequenas quantidades de metano (C1) em sedimentos marinhos rasos que são insignificantes para fins de exploração, eficazmente atuando como um “contaminante” na ausência de outros indicadores de hidrocarboneto. Contrariamente, o gás termogênico é gerado de uma rocha fonte rica em orgânicos em profundidade, que produz um hospedeiro de gases hidrocarbonados (C1-C5) e líquidos mais pesados (óleo). O espectrômetro de massa é capaz de analisar metano, etano, propano e hidrocarbonetos superiores (até 200, unidades de massa atômica), que proveem uma distinção entre gás biogênico e termogênico, umidade de gás e se uma nascente é relacionada principalmente com óleo, gás, ou tanto uma combinação de óleo e gás. O fluorímetro suplementa o espectrômetro de massa, indicando a presença de compostos aromáticos consistentes com hidrocarbonetos ricos em líquido.

[0085] Embora o espectrômetro de massa tenha a capacidade de analisar massas até 200 amu, a sensibilidade para massas atômicas menores (p. ex., <70 amu) é maior. Como resultado, certas massas mais leves (na verdade relação de massa/carga ou m/z), que são geralmente distintivas de um composto de interesse para exploração de hidrocarbonetos, podem ser úteis na exploração de hidrocarbonetos. Estas massas, ou suas relações relativas a uma massa que permanece geralmente constante em água, são utilizadas. Por exemplo, água com massa 17, representada por 16O1H+, é comumente escolhida para esta finalidade. Há também a complexidade adicionada de certas massas não sendo unicamente distintivas para um único composto. Um exemplo é a massa 16, que é tanto um indicador de massa primário para metano (12C1H4) como para oxigênio (16O). Para evitar contribuições significativas de compostos interferentes, o metano é medido em massa 15 em vez de 16, e comumente comparado com a massa 17, ou relação amu 15/17 é usada para indicar a quantidade de metano para uma medição particular. Esta relação presume que qualquer flutuação no pico de íon de água é devida a variabilidade da resposta do instrumento (p. ex., tendência do instrumento) porque a concentração de água na água é bem conhecida. Algumas massas comumente usadas (ou relações relativas à massa 17) de importância são listadas abaixo na Tabela 1. Tabela 1. Massas comumente usadas (relação de massa/carga) para localizar e caracterizar nascentes de hidrocarboneto

[0086] O espectrômetro de massa alojado dentro de um AUV pode prover a rápida medição de massas na faixa de 1 amu a 200 amu para uma amostra de água perto de cada cinco segundos, dependendo da profundidade da água. A presença de C1, C2, C3+ parafinas, naftenos e os aromáticos benzeno e tolueno (às vezes xileno), bem como os gases não-hidrocarbonados CO2, H2S, N2, Ar e He, ou suas relações, provê interpretações benéficas a serem feitas referentes à localização e caracterização de nascentes de hidrocarboneto. Um gás biogênico consiste somente de metano (ocasionalmente quantidades muito pequenas de etano) e é chamado um gás “seco”. O gás termogênico usualmente tem quantidades variáveis de hidrocarbonetos mais pesados ou mais leves de C2-C5 e é chamado de um gás “úmido”.

[0087] Tabela 2. Relações usadas para determinar se uma fonte contém gás seco ou úmido com MS.

[0088] A Tabela 2 mostra normas para distinguir gás seco de gás úmido com medições espectrométricas de massa. O gás seco pode também ser termogênico, derivado de rochas fonte muito maduras. Os dados espectrométricos de massa podem permitir a distinção entre um gás biogênico seco, que é caracterizado por uma maior quantidade relativa de 12C, e um gás termogênico,caracterizado por uma quantidade relativamente maior de 13C. Os gases úmidos podem ser associados com os óleos. Maiores quantidades dos compostos de massa mais elevadas, tais como amu 55 (naftenos) e 57 (parafinas) e dos aromáticos solúveis em água benzeno, tolueno e xileno, são mais indicativas de nascentes de óleo. Também a relação 57/55 pode ser usada para determinar se acúmulos de hidrocarboneto vazando contêm óleo, gás úmido ou gás seco. As relações de parafina/nafteno (57/55) de <0,5 são indicativas de óleos pesados biodegradados, relações de 0,5 - 2,0 são características de óleos normais, relações de 2 a 4 são típicas de gás úmido ou condensado, e ralações >4 indicam gás seco. O fluorímetro suplementa o espectrômetro de massa detectando compostos aromáticos, que localizam predominantemente nascentes de óleo. Contrariamente, o espectrômetro de massa complementa o fluorímetro pelo fato de que matéria orgânica recente (p. ex., desassociada com hidrocarbonetos termogênicos) fluoresce fortemente e é um contaminante comum detectada pelo fluorímetro. Entretanto, nenhuma resposta de hidrocarboneto significativa pode ser detectada por espectrometria de massa associada com matéria orgânica recente. Grandes respostas de espectrômetro de massa para os gases não-hidrocarbonados CO2, H2S ou N2, com ou sem hidrocarbonetos, podem indicar fluidos vazando, associados com acúmulos aprisionados dominados por estes gases geralmente não-econômicos,que compete por espaço e trape com hidrocarbonetos migrando. Estas medições químicas proveem os riscos de os gases não-hidrocarbonados associados serem avaliados em um programa de exploração.

[0089] Portanto, em uma ou mais formas de realização, um veículo submarino não- tripulado pode ser equipado com sensores, para detectar e localizar hidrocarbonetos infiltrando-se do leito do mar para dentro da coluna de água. A localização das nascentes de hidrocarboneto termogênicas indica um sistema de hidrocarboneto ativo. Os sensores químicos, que podem especificamente incluir um espectrômetro de massa e fluorímetro, podem ser utilizados para distinguir entre fontes de hidrocarboneto termogênicas e biogênicas.

[0090] Como um exemplo específico, o veículo não-tripulado pode ser um AUV. O AUV pode pesquisar uma área regional (p. ex., uma área de interesse) coletando perfis de subfundo, batimetria e retrodifusão ao longo da linha de deslocamento, e utilizando os dados para resolver detalhes menores do que 1 m de lado a lado. Simultaneamente, o AUV pode analisar a química da água com espectrômetro de massa a bordo aproximadamente a cada 5 segundos para resolução espacial de cerca de 10m. O AUV pode também medir a sensibilidade acústica relativa à acústica de navio de superfície, o que pode ser benéfico em levantamentos de águas profundas. Em seguida, a química, geologia próxima da superfície e interpretações sísmicas podem ser combinadas, mapeadas e integradas em um modelo de subsuperfície. Com este modelo de subsuperfície, os dados medidos podem ser utilizados para rastrear áreas de interesse geológico potencial (p. ex., falhas, acunhamentos estratigráficos, detalhes de escape de fluido), localizar locais de saídas de infiltrações de gás/óleo, que podem ser ainda amostrados para dados de medição direta adicionais. Este processo pode prover informações para correlacionar nascentes com trajetos de migração de subsuperfície.

[0091] Em uma ou mais formas de realização, diferentes sensores podem ser utilizados para detectar bolhas próximas e dentro do corpo d’água. Por exemplo, expressões de retrodifusão batimétrica ou acústica podem ser utilizadas para detectar nascentes potenciais através da detecção de bolhas escapando do leito do mar. Similarmente, as bolhas relacionadas com hidrocarbonetos de nascentes ativas podem ser detectadas via as propriedades sísmicas ou acústicas das bolhas em relação à água do mar circundante.

[0092] Em certas formas de realização, os dados de retrodifusão acústica podem também revelar refletividade de leito do mar anômala, que pode localizar solos duros de carbonato, esteiras microbianas ou sulfetos de ferro preto que são consistentes com processos biológicos em que os hidrocarbonetos são consumidos ou produzidos em nascentes.

[0093] Em outras formas de realização, as expressões batimétricas podem incluir depressões circulares, vulcões de lama, falhas etc. Estes dados medidos podem indicar trajetos potenciais de migração de hidrocarbonetos da subsuperfície para o leito do mar.

[0094] Em uma ou mais formas de realização, o espectrômetro de massa pode ser utilizado para prover detecção química in situ, usando-se o espectrômetro de massa de entrada de membrana (MIMS). Neste sistema, fluido é passado através de uma membrana em um lado, enquanto um vácuo é puxado no outro lado. Os hidrocarbonetos e outros gases passam através da membrana para dentro do instrumento devido ao gradiente de pressão, onde eles são ionizados e separados por sua relação de massa-para-carga. Os sistemas MIMS podem ser sensíveis a espécies químicas até 200 amu de massa, a sensibilidade sendo geralmente melhor para compostos mais leves. Vide, p. ex., (Camilli RC, Duryea AN. 2009. Characterizing Spatial and Temporal Variability of Dissolved Gases in Aquatic Environments with in situ Mass Spectrometry. Environmental Science and Technology 43(13):5014-5021.) e SRI (Bell, R. J., R. T. Short, F. H. W. van Amerom, e R. H. Byrne. 2007. Calibration of an in situ membrane inlet mass spectrometer for measurements of dissolved gases and volatile organics in seawater. Environ. Sci. Technol. 41:8123-8128 [doi:10.1021/es070905d]). O metano e hidrocarbonetos de mais elevada ordem são detectáveis até o nível ppb, que pode ser coletado continuamente durante intervalos de cinco segundos. Este intervalo define a resolução espacial do sensor, que é determinada em conjunto com a velocidade do veículo submarino. Detecção simultânea de múltiplas espécies de hidrocarbonetos é útil na determinação de se a fonte é termogênica ou biogênica. O limite de detecção para estes sistemas é listado entre 20 nM e 56 nM para metano. Estes instrumentos analisam espécies dissolvidas na água e não a composição das bolhas. Espera-se que a concentração de hidrocarbonetos dissolvidos pode ser maior próximo das nascentes ou plumas de bolhas contendo hidrocarbonetos. É também esperado que os hidrocarbonetos termogênicos possam ser distinguíveis de hidrocarbonetos biogênicos, com base no espectro de massa. Uma relação C1:(C2+C3), combinada com a proporção de 13C, foi ligada à natureza da fonte como descrito na referência Sackett WM. 1977. Use of Hydrocarbon Sniffing in Offshore Exploration. Journal of Geochemical Exploration 7:243-254. O sistema MIMS pode aumentar a taxa de sucesso de quaisquer levantamentos de núcleo de queda, testes sísmicos ou outros em locais em que hidrocarbonetos termogênicos são detectados.

[0095] Em uma ou mais formas de realização, um ou mais sensores de metano podem ser utilizados. Os sensores de metano são baseados em condutividade ou espectroscopia infravermelha. Certos sensores de metano passam fluido através de uma membrana de silicone suportada para dentro de uma câmera que contém oxigênio e um elemento de óxido de estanho. Quando o metano adsorve sobre uma camada de óxido de estanho, ele interage com oxigênio presente na cavidade de leitura. Esta interação muda a resistência medida através do dispositivo. O sensor responde lentamente e pode não alcançar o equilíbrio se sendo rebocado. Entretanto, a concentração acima de uma nascente faz com que o sinal fique pontudo em menos do que um minuto (Lamontagne RA, Rose-Pehrsson SL, Grabowski KE, Knies DL. 2001. Response of METS Sensor to Methane Concentrations Found on the Texas-Louisiana Shelf in the Gulf of Mexico. Naval Research Laboratory report NRL/MR/6110—01-8584.). A medida que o gás difunde- se via a lei de Henry, a diferença na pressão parcial do metano através da membrana aciona o fluxo de metano através do sensor em ambas as direções. A confiança na difusão torna lento o tempo de equilíbrio do sensor, o que resulta em menos resolução espacial, em comparação com um espectrômetro de massa. Pode ser que somente os pulsos pontudos observados nos dados sejam usados como confirmações de localizações de nascentes. Como outro exemplo, o sensor de metano pode ser baseado em espectroscopia infravermelha (IR). Neste sistema, um leiser é sintonizado na faixa de absorção próxima do infravermelho, específica para metano. O tempo de resposta do sensor é similar ao sensor de metano descrito acima. Outros sensores de metano podem utilizar um vácuo para passar metano através de uma membrana. A separação através da membrana reduz a interferência do fluido durante a análise e pode prover mais resolução, porém deixa de distinguir entre fontes termogênicas e biogênicas.

[0096] Em uma ou mais formas de realização, um ou mais sensores de fluorometria podem ser utilizados. Estes sensores utilizam hidrocarbonetos aromáticos que emitem fluorescência quando excitados no UV (geralmente devido a uma absorção eletrônica TT-TT*) com certas regiões sendo significativamente “mais brilhantes” do que regiões que não contêm aromáticos. Como certos hidrocarbonetos saturados não emitem fótons fluorescentes quando excitados com luz UV (p. ex., metano, etano, propano), este sensor é útil para nascentes contendo benzeno, tolueno e xileno, por exemplo. Embora a fluorometria não proveja identificação específica dos hidrocarbonetos presentes, ela pode ser utilizada com outros sensores, para indicar uma fonte termogênica. Como a fluorescência é um processo químico eficiente, os limites de detecção podem ser da ordem de diversos pM (isto é, 0,004 nM).

[0097] Além disso, os sensores podem ser utilizados para diferenciar nascentes de hidrocarbonetos baseadas em uma diferença com valores de segundo plano e/ou diferenciar os níveis de nascentes. Isto é, as presentes técnicas podem confiavelmente distinguir segundo plano de químicas de hidrocarboneto anômalas em água e podem também prover um nível de infiltração da fonte. Por exemplo, uma vez nascentes potenciais tenham sido identificadas em um local alvo, o veículo submarino autônomo, contendo apropriados sensores (p. ex., espectrômetro de massa, fluorímetro etc.) podem distinguir quantidades anômalas de hidrocarboneto de valores de segundo plano e, assim, confiavelmente detectar infiltrações de hidrocarbonetos. Também em áreas sem infiltrações, as presentes técnicas podem reduzir ou eliminar positivos falsos por detecção de marcadores químicos específicos. Por exemplo, a detecção de eteno e propeno pode ser indicativa de contaminação da água por hidrocarbonetos refinados e queimados, ou detecção de aromáticos de matéria orgânica recente. Em áreas de baixa infiltração, as características sutis de nascente podem ser confiavelmente detectadas. Estas anomalias químicas sutis podem basear-se nos parâmetros de aquisição e condições químicas de segundo plano, para diferenciar os hidrocarbonetos para detecção. Desta maneira, infiltrações potenciais que não produzem anomalias químicas podem ser eliminadas de uma lista de locais de nascentes potenciais. Isto pode reduzir as operações de acompanhamento adicionais para estas áreas (p. ex., núcleos de queda ou de pistão, amostras de gás e fluido), que aumenta ainda a eficiência do processo.

[0098] Com estas anomalias detectadas, um mapa ou modelo pode ser formado em uma base de grade ou mapeado autonomamente através de inteligência artificial codificada dentro do veículo submarino. As anomalias mapeadas podem ser usadas para localizar a zona de descarga da nascente e para relacionar vazamento de hidrocarboneto com detalhes geológicos areais, tais como ao longo de zonas de falha ou em acunhamentos estratigráficos adjacente a uma margem de bacia. O mapeamento pode também incluir as características geoquímicas da anomalia para distinguir nascentes biogênicas de termogênicas, gás de óleo, umidade degás e qualidade de óleo (p. ex., a aproximada escala API).

[0099] Em uma ou mais formas de realização, as nascentes de hidrocarbonetos potenciais podem ser projetadas (por detectores montados em navio ou por detectores dentro do AUV) usando-se uma combinação de sondadores por eco multifeixes (MBES) para detectar topografia, textura e densidade de fundo do mar, enquanto o perfilador de subfundo pode localizar anomalias de gás de subsuperfície rasa e camadas de hidrato associadas com refletores de simulação de fundo. Sugerimos que sensores químicos possamser usados para localizar químicas anômalas associadas com as nascentes e saídas de nascente, para mapear estas anomalias em relação a detalhes geológicos, e para distinguir gás termogênico de gás biogênico, e gás de óleo.

[00100] Uma abordagem de duas camadas pode ser utilizada onde, por exemplo, uma área de 100.000 km2 é avaliada quanto infiltração de hidrocarbonetos, usando- se técnicas geofísicas aperfeiçoadas, seguido por AUVs totalmente autônomos, equipados com sensores químicos e acústicos de baixa potência. Estes AUVs autônomos poderiam também ser lançados da praia ou lançados de navio à medida que as tecnologias de propulsão e sensoras melhoram. Poderia mesmo ser possível posicionar os AUVs pelo ar. Ferramentas acústicas de mais elevada resolução (MBES) para imageação por batimetria, textura de superfície de leito do mar e detecção de bolhas na coluna de água são possivelmente requeridas para avaliação de nascentes em ambientes de águas mais profundas. Uma vez que a avaliação de nascente seja conseguida, um grupo coordenado de AUVs de baixa potência, equipados com um espectrômetro de massa, fluorímetro e sensores acústicos (SBP, SSS) seguir-se-iam com missões para detectar e mapear anomalias HC, coordenados com todos os dados geológicos anteriores. Esta abordagem poderia ser usada para responder questões básicas acerca dos sistemas HC ativos, seletividade em acres, e extensões de play. Aplicações mais específicas também incluem localizações de saídas do leito do mar para amostragem de acompanhamento para isótopos agrupados, gás nobre e ligações de ecologia de zonas de infiltrações ao longo dos locais de detalhes geológicos (p. ex., falhas, acunhamentos estratigráficos) para trajetos de migração de subsuperfície, ou para uso em ambientes especiais, tais como sob gelo, em áreas com oportunidades sazonais limitadas para levantamentos por navio de superfície. Este método requer AUVs de baixa potência, capazes de missões coordenadas operando autonomamente com capacidade de posicionamento precisa, imensa capacidade de registro/transmissão de dados e com o desafio adicional de utilizar sensores acústicos de alta potência. Dada a grande extensão de areal, sensores físicos que podem pesquisar diversos milhares de quilômetros quadrados relativamente rápido parecem ter uma melhor chance de sucesso do que sensores puramente químicos (uma técnica tal como leitura remota de guia de ondas acústicas oceânico (OAWRS), por exemplo).

[00101] Além disso, para certas configurações, múltiplos componentes de medição (p. ex., diferentes sensores de detecção de hidrocarbonetos) podem ainda aumentar a confiança de medição da detecção de hidrocarboneto. Por exemplo, alguns dos componentes (p. ex., sensores) podem não detectar hidrocarbonetos em certos ambientes. Como um exemplo específico, uma câmera pode não detectar hidrocarbonetos se as gotículas de hidrocarboneto forem demasiado pequenas e dispersas, visto que isso pode indicar outros detritos flutuando. Entretanto, a câmera pode facilmente identificar esteiras microbianas associadas com hidrocarbonetos que comumente exibem grandes contrastes de cor com o leito de mar circundante. Similarmente, sensores sem-fio (p. ex., sensores acústicos ou SONAR) podem registrar sinais (p. ex., eletromagnéticos, acústicos ou outros) que não são gerados por nascentes, porém resultam de equipamento submarino ou animais. Entretanto, se um sensor acústico detectar certos sinais ou sons que indiquem uma nascente de hidrocarbonetos, então um espectrômetro de massa, detector de metano ou câmera etc. podem ser utilizados para confirmar o vazamento (p. ex., presença de hidrocarbonetos). Assim, o uso de múltiplos sensores pode reduzir a probabilidade de detecção de nascente errônea.

[00102] Como um outro aprimoramento, os AUVs podem ser utilizados para acelerar o levantamento de uma região com locais de nascente potenciais. Como um exemplo, dois ou mais AUVs podem ser posicionados por um único navio dentro de uma área para cobrir seções ou segmentos distintos da área com base em detalhes geológicos que possam prover trajetos de migração (p. ex., traços de falha nas interfaces do leito do mar entre traços de sal e sedimentos circundantes). Distribuindo-se os AUVs ao longo destes locais de nascente potenciais, que podem se sobrepor, os AUVs podem ser utilizados para pesquisar a região em menos tempo do que as técnicas de levantamento anteriores. Isto é, a região pode ser divida em várias seções, com base em áreas mais favoráveis para locais de nascente de por conclusão geológica, para cada um dos AUVS. Como resultado, diferentes seções podem ser monitoradas simultaneamente.

[00103] Como um exemplo, a Figura 5 é um diagrama de blocos de um sistema de computador 500, que pode ser usado para realizar qualquer um dos métodos descritos aqui. Uma unidade de processamento central (CPU) 502 é acoplada ao barramento do sistema 504. A CPU 502 pode ser qualquer CPU para fins gerais, embora outros tipos de arquiteturas de CPU 502 (ou outros componentes do sistema exemplar 500) possam ser usados, contanto que a CPU 502 (e outros componentes do sistema 500) suporte as operações inventivas como descrito aqui. A CPU 502 pode executar as várias instruções lógicas de acordo com aspectos e metodologias descritos. Por exemplo, a CPU 502 pode executar instruções de nível de máquina para realizar processamento de acordo com aspectos e metodologias descritos aqui.

[00104] O sistema de computador 500 pode também incluir componentes de computador, tais como uma memória de acesso aleatório (RAM) 506, que pode ser SRAM, DRAM, SDRAM ou similar. O sistema de computador 500 pode também incluir memória de somente leitura (ROM) 508, que pode ser PROM, EPROM, EEPROM ou similar. As RAM 506 e ROM 508 mantêm os dados e programas do usuário e sistema, como é sabido na arte. O sistema de computador 500 pode também incluir um adaptador de entrada/saída (I/O) 510, um adaptador de comunicações 522, um adaptador de interface de usuário 524 e um adaptador de vídeo 518. O adaptador I/O 510, o adaptador de interface de usuário 52 e/ou adaptador de comunicações 522 podem, em certos aspectos e técnicas, possibilitar a um usuário interagir com o sistema de computador 500 para introduzir informações.

[00105] O adaptador I/O 510 preferivelmente conecta dispositivo(s) de armazenagem 512, tal como um ou mais discos rígidos, unidade de disco compacto (CD), unidade de disquete, unidade de fita etc. ao sistema de computador 500. O(s) dispositivo(s) pode(m) ser usado(s) quando a RAM 506 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 computador 500 pode ser usada para armazenar informações e/ou outros dados usados ou gerados como descrito aqui. O adaptador de comunicações 522 pode acoplar o sistema de computador 500 a uma rede (não mostrada), o que pode possibilitar que informações sejam introduzidas no e/ou retiradas do sistema 500 via a rede (por exemplo, uma rede de grande área, uma rede de área-local, uma rede sem-fio, qualquer combinação das precedentes). O adaptador de interface de usuário 524 acopla dispositivos de entrada de usuário, tais como um teclado 528, um dispositivo de apontamento 526 e similares, ao sistema de computador 500. O adaptador de vídeo 518 é acionado pela CPU 502 para controlar, através de um driver de vídeo 516, o vídeo ou um dispositivo de vídeo 520. Informações e/ou representações de um ou mais de telas 2D e uma ou mais janelas 3D podem ser exibidas, de acordo com aspectos e metodologias descritos.

[00106] A arquitetura do sistema 500 pode ser variada como desejado. Por exemplo, qualquer dispositivo adequado baseado em processador pode ser usado, incluindo, sem limitação, computadores pessoais, computadores laptop, estações de trabalho e servidores multi-processadores. Além disso, as formas de realização podem ser implementadas em circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs) ou circuitos integrados de escala muito grande (VLSI). De fato, pessoas de habilidade comum na arte podem usar qualquer número de estruturas adequadas, capazes de executar operações lógicas, de acordo com as formas de realização.

[00107] Em uma ou mais formas de realização, o método pode ser implementado em lógica legível por máquina, conjunto de instruções ou código que, quando executados, realize 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 500. O sistema de computador pode ser utilizado para armazenar o conjunto de instruções que são utilizadas para controlar os dados, as diferentes técnicas de medição, a operação dos veículos e/ou os componentes sensores ou de medição, e outros aspectos das presentes técnicas.

[00108] Outras formas de realização são descritas nos seguintes parágrafos:

[00109] Um método de detectar hidrocarbonetos compreendendo: realizar um levantamento de leitura remota de um local de levantamento; analisar os dados de leitura remota do levantamento de leitura remota, para determinar um local alvo, posicionar um veículo submarino (UV) dentro de um corpo d’água; navegar o UV dentro do corpo d’água para o local alvo; obter dados de medição dentro do corpo d’água no local alvo; determinar se hidrocarbonetos estão presentes no local alvo, com base nos dados de medição.

[00110] O método do parágrafo 1, em que realizar o levantamento de leitura remota compreende criar imagens de satélite do local de levantamento.

[00111] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 2, em que realizar o levantamento de leitura remota compreende navegar um veículo aerotransportado para obter um levantamento aerotransportado do local do levantamento.

[00112] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 3, em que o levantamento de leitura remota compreende realizar um ou mais de levantamento de guia-de-ondas acústico; levantamento sísmico de coluna d’água; levantamento de leitura acústica ativa; imagens e espectroscopia de manchas de petróleo e plumas de gás atmosférico, levantamento de leitura acústica passiva, levantamentos magnético e de gravidade; levantamento de leitura óptica e levantamento de detecção de anomalias térmicas.

[00113] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 4, em que realizar o levantamento de leitura remota compreende imagear o local do levantamento via um ou mais eco-sondador de multifeixes e perfilar o subfundo via um navio de superfície marinha ou veículo submarino, que também inclui sonar de varredora lateral.

[00114] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 5, compreendendo ainda determinar a concentração de um ou mais de termogênicos metano, etano, propano, butano, outros alcanos, aromáticos e gases não-hidrocarbonados dos dados de medição.

[00115] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 6, compreendendo conduzir uma técnica de amostragem de núcleo de queda e pistão, com base nos dados de medição obtidos dentro do corpo d’água no local alvo.

[00116] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 7, compreendendo medir um ou mais de uma concentração de pH e um estado de oxidação do corpo d’água.

[00117] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 8, compreendendo medir anomalias magnéticas via magnetômetros de multicomponentes ou anomalias de gravidade via um gravímetro.

[00118] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 9, compreendendo obter amostragem biológica e química de um ou mais de fluidos, gases e sedimentos, para determinar a profundidade, tipo, qualidade, volume e localização de um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície pelos dados medidos.

[00119] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 10, compreendendo medir assinaturas moleculares e isotópics de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonados no corpo d’água.

[00120] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 11, compreendendo criar um ou mais de um mapa químico e um mapa físico de anomalias dentro do corpo d’água, para localizar saídas de nascente de hidrocarbonetos.

[00121] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 12, compreendendo obter uma amostra associada com um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície; e determinar a assinatura do gás nobre da amostra, em que determinar a assinatura do gás nobre compreende medir ou modelar uma concentração inicial de gases nobres atmosféricos presentes na água de formação, em contato com o acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; modificar concentração inicial medida/modelada pela explicação quanto ao crescimento para dentro dos gases nobres radiogênicos durante o tempo de permanência da água de formação; medir as concentrações e relações isotópicas dos gases nobres atmosféricos e gases nobres radiogênicos presentes na amostra; 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 a fonte dos 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 da formação para a pluralidade de processos de troca; e determinar pelo menos um de um tipo de hidrocarbonetos do acúmulo de subsuperfície, uma qualidade dos hidrocarbonetos no acúmulo de subsuperfície, uma relação de volume de hidrocarboneto/água no acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície, e o volume do acúmulo de subsuperfície.

[00122] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 12, compreendendo obter uma amostra associada com um acúmulo de hidrocarbonetos de subsuperfície; e determinar a assinatura do isótopo agrupado da amostra em que a determinação da assinatura do isótopo agrupado da amostra compreende: determinar uma concentração esperada de isotopólogos de uma espécie de hidrocarboneto; modelar, usando cálculos ab initio de alto nível, uma esperada dependência de temperatura 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 atual da espécie de hidrocarboneto dentro do acúmulo de subsuperfície antes do escape para a superfície; e determinar uma localização do acúmulo de subsuperfície.

[00123] O método do parágrafo 14, em que determinar 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.

[00124] O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 12, para obter uma amostra associada com um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície; e caracterizar a assinatura ecológica da amostra, em que caracterizar a assinatura ecológica da amostra compreende: utilizar uma primeira pluralidade de análises, para determinar uma estrutura de comunidade de uma ecologia da amostra; utilizar uma segunda pluralidade de análises para determinar a função da comunidade da ecologia da amostra; utilizar a estrutura da comunidade e a função da comunidade para determinar se a ecologia da amostra corresponde a uma ecologia característica de um sistema de hidrocarbonetos; e, quando a ecologia da amostra corresponde à ecologia característica, identificar a amostra como parte de um sistema de hidrocarbonetos associado com o acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície.

[00125] Deve ser entendido que o precedente é meramente uma descrição detalhada de formas de realização específicas da invenção e que numerosas mudanças, modificações e alternativas para as formas de realização descritas podem ser feitas de acordo com a descrição aqui, sem desvio do escopo da invenção. A descrição precedente, portanto, não se destina a limitar o escopo da invenção. Sem dúvida, o escopo da invenção é para ser determinado somente pelas reivindicações anexas e seus equivalentes. É também contemplado que estruturas e detalhes incorporados nos presentes exemplos possam ser alterados, rearranjados, substituídos, deletados, duplicados, combinados ou adicionados entre si. Os artigos “o”, “a”, “um” e “uma” não são necessariamente limitados para significar somente um, mas, sem dúvida, são inclusivos e não-limitados, a fim de incluir, opcionalmente, múltiplos de tais elementos.

Claims (11)

1. Método para detectar hidrocarbonetos compreendendo: realizar um levantamento de leitura remota de um local de levantamento; analisar os dados de leitura remota pelo levantamento de leitura remota, para determinar um local alvo; posicionar um veículo submarino (UV) dentro de um corpo d’água; navegar o UV dentro do corpo d’água para o local alvo; o método sendo ainda caracterizado pelo fato de obter dados de medição dentro do corpo d’água no local alvo, incluindo medir assinaturas moleculares e isotópicas de gases não-hidrocarbonados e hidrocarbonetos no corpo d’água; determinar se os hidrocarbonetos estão presentes no local alvo, com base nos dados de medição.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, realizar o levantamento de leitura remota compreende criar imagens de satélite do local do levantamento.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que realizar o levantamento de leitura remota compreende navegar um veículo aerotransportado, para obter um levantamento aerotransportado do local do levantamento.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o levantamento de leitura remota compreende realizar um ou mais de levantamento de guia de ondas acústicas oceânico; levantamento sísmico de coluna de água; levantamento de leitura acústica ativa; imagens e espectroscopia de manchas de óleo e plumas de gás atmosférico; levantamento de leitura acústica passiva; levantamentos magnético e de gravidade; levantamento de leitura óptica e levantamento de detecção de anomalias térmicas.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que realizar o levantamento de leitura remota compreende imagear o local do levantamento, via um ou mais de eco-sondador de multi-feixes e perfilador de subfundo, via um navio de superfície marinha ou veículo submarino, que também inclui sonar de varredura-lateral.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda determinar a concentração de um ou mais de termogênicos metano, etano, propano, butano, outros alcanos, aromáticos e gases não-hidrocarbonados pelos dados de medição.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende conduzir uma técnica de amostragem de queda e pistão, com base nos dados de medição obtidos dentro do corpo d’água no local alvo.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende medir um ou mais de uma concentração de pH e um estado de oxidação no corpo d’água.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende medir anomalias magnéticas via magnetômetros de multicomponentes ou anomalias de gravidade via um gravimetro.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende obter amostragem biológica e química de um ou mais de fluidos, gases e sedimentos, para determinar a profundidade, tipo, qualidade, volume e localização de um acúmulo de hidrocarboneto de subsuperfície pelos dados de medição.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende criar um ou mais de um mapa químico e um mapa físico de anomalias dentro do corpo d’água, para localizar saídas de nascente de hidrocarboneto.

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