BRPI0113208B1

BRPI0113208B1 - métodos de determinação da natureza de um reservatório subterrâneo ou de procura de um reservatório subterrâneo com hidrocarbonetos, e, de levantamento de medições subterrâneas

Info

Publication number: BRPI0113208B1
Application number: BRPI0113208A
Authority: BR
Inventors: Magne Pedersen Hans; Ellingsrud Svein; Eidesmo Terje; Schaug-Petterse Tor
Original assignee: Electromagnetic Geoservices As; Statoil Asa
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2018-11-21
Also published as: NO324897B1; DE60102595D1; ATE263383T1; AU7858001A; DE60102595T2; EG22885A; EP1309887A1; BRPI0113208B8; DK1309887T4; CN1246706C; US7202669B2; CN1447924A; MXPA03001367A; EP1309887B1; PT1309887E; CA2417832C; ES2218438T3; US20040027130A1; EP1309887B2; US7038456B2

Abstract

"métodos de determinação da natureza de um reservatório subterrâneo, de procura de um reservatório subterrâneo com hidrocarbonetos, e, de levantamento de medições subterrâneas". é descrito um sistema para detectar um reservatório subterrâneo ou determinar sua natureza. um campo eletromagnético é aplicado por meio de um transmissor de antena dipolar e este é detectado por meio de um receptor de antena dipolar. as medições são feitas com a antena tanto em linha como em paralelo, e a diferença entre os dois conjuntos de medições é explorada. uma diferença característica indica uma camada de alta resistividade, que corresponde a um reservatório de hidrocarbonetos.

Description

(54) Título: MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA NATUREZA DE UM RESERVATÓRIO SUBTERRÂNEO OU DE PROCURA DE UM RESERVATÓRIO SUBTERRÂNEO COM HIDROCARBONETOS, E, DE LEVANTAMENTO DE MEDIÇÕES SUBTERRÂNEAS (73) Titular: ELECTROMAGNETIC GEOSERVICES AS, Companhia Norueguesa. Endereço: Stiklestadveien 1, N-7041 Trondheim, NORUEGA(NO) (72) Inventor: SVEIN ELLINGSRUD; TERJE EIDESMO; HANS MAGNE PEDERSEN; TOR SCHAUG-PETTERSE.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 21/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA NATUREZA DE UM RESERVATÓRIO SUBTERRÂNEO OU DE PROCURA DE UM RESERVATÓRIO SUBTERRÂNEO COM HIDROCARBONETOS, E, DE LEVANTAMENTO DE MEDIÇÕES SUBTERRÂNEAS”.

A presente invenção diz respeito a um método e aparelho para determinar a natureza de reservatórios submarinos e subterrâneos. A invenção é particularmente adequada para determinar se um reservatório, cuja geometria e localização aproximadas são conhecidas, contém hidrocarbonetos ou água, embora ela possa também ser aplicada à detecção de reservatórios com características particulares.

Atualmente, as técnicas mais amplamente usadas para levantamento geológico, particularmente em situações submarinas, são métodos sísmicos. Essas técnicas sísmicas são capazes de revelar a estrutura dos estratos subterrâneos com uma certa exatidão. Entretanto, embora um levantamento sísmico possa revelar a localização e forma de um reservatório potencial, ele não pode revelar a natureza do reservatório.

Portanto, a solução é abrir um furo de sondagem no reservatório. Entretanto, os custos envolvidos na perfuração de um poço exploratório tendem ficar na faixa de £25m e, uma vez que o índice de sucesso é geralmente cerca de 1 em 10, isto tende a ser uma prática bastante cara.

Portanto, é um objetivo da invenção fornecer um sistema para determinar, com mais certeza, a natureza de um reservatório subterrâneo sem a necessidade de aprofundar um furo de sondagem.

Os presentes requerentes perceberam que, embora as propriedades sísmicas dos estratos cheios de óleo e cheios de água não sejam significativamente diferentes, suas resistividades eletromagnéticas (permissividades) diferem. Assim, utilizando-se um método de levantamento eletromagnético, essas diferenças podem ser exploradas, e o índice de

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 9/25 sucesso na previsão da natureza de um reservatório pode ser aumentado significativamente. Isto representa potencialmente uma enorme redução de custo.

Consequentemente, representa um método e aparelho que incorporam esses princípios, com base no pedido de patente internacional copendente do mesmo requerente PCT/GB00419.

Este considera um método de determinação da natureza de um reservatório subterrâneo, cuja geometria e localização aproximadas são conhecidas, que compreende: aplicar um campo eletromagnético variável no tempo aos estratos que contêm o reservatório; detectar a resposta do campo da onda eletromagnética; procurar obter resposta no campo de ondas de um componente que representa uma onda refratada proveniente da camada de hidrocarbonetos; e determinar o conteúdo do reservatório com base na presença ou ausência de um componente de onda refratada pela camada de hidrocarbonetos.

Ela também considera um método para procurar um reservatório subterrâneo que contenha hidrocarbonetos que compreende: aplicar um campo eletromagnético variável no tempo aos estratos subterrâneos, detectar a resposta do campo de ondas eletromagnéticas; procurar obter, na resposta do campo de ondas, um componente que represente uma onda refratada; e determinar a presença e/ou natureza de qualquer reservatório identificado com base na presença ou ausência de um componente de onda refratada pela camada de hidrocarbonetos.

Ela considera ainda um aparelho para determinar a natureza de um reservatório subterrâneo, cuja geometria e localização aproximadas são conhecidas, ou para procurar por um reservatório subterrâneo que contenha hidrocarbonetos, o aparelho compreendendo: meios para aplicar um campo eletromagnético variável no tempo aos estratos que contêm o reservatório; meios para detectar a resposta do campo de ondas eletromagnéticas; e meios

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 10/25 para procurar, na resposta do campo de ondas, um componente que represente uma onde refratada, permitindo assim que a presença e/ou natureza de um reservatório seja determinada.

Uma onda refratada comporta diferentemente, dependendo da natureza dos estratos nos quais ela se propaga. Em particular, as perdas de propagação em estratos de hidrocarbonetos são muito menores do que num estrato com água, embora a velocidade de propagação seja muito maior. Assim, quando um reservatório de petróleo estiver presente, e um campo EM for aplicado, uma onda refratada forte e propagada rapidamente pode ser detectada. Portanto, isto pode indicar a presença do reservatório, ou a sua natureza, se sua presença já for conhecida.

Técnicas de levantamento eletromagnético são por si conhecidas. Entretanto, elas não são amplamente usadas na prática. Em geral, os reservatórios de interesse estão a cerca de 1 km, ou mais, abaixo do fundo do mar. A fim de realizar levantamentos eletromagnéticos como uma técnica isolada nessas condições, com qualquer grau de resolução razoável, são necessários pequenos comprimentos de onda. Infelizmente, tais comprimentos de onda pequenos apresentam atenuação muito alta. Grandes comprimentos de onda não proporcionam resolução adequada. Por essas razões, técnicas sísmicas são preferidas.

Entretanto, embora maiores comprimentos de onda aplicados pelas técnicas eletromagnéticas não possam fornecer informação suficiente para da uma indicação exata dos limites dos vários estratos, se a estrutura geológica já for conhecida, elas podem ser usadas para determinar a natureza de uma formação identificada particular, se os valores potenciais da natureza dessa formação tiverem características eletromagnéticas significativamente diferentes. A resolução não é particularmente importante e, dessa forma, podem ser empregados comprimentos de onda que não apresentam atenuação excessiva.

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A resistividade da água do mar é cerca de 0,3 ohm-m, e a do soterramento abaixo do fundo do mar seria tipicamente de 0,3 a 4 ohm-m, por exemplo, cerca de 2 ohm-m. Entretanto, a resistividade de um reservatório de petróleo é, provavelmente, cerca de 20-300 ohm-m. Esta grande diferença pode ser explorada por meio das técnicas da presente invenção.

Tipicamente, a resistividade de uma formação com hidrocarbonetos será de 20 a 300 vezes superior à da formação com água.

Por causa das diferentes propriedades eletromagnéticas de uma formação com gás/óleo e de uma formação com água, pode se esperar uma reflexão e refração do campo transmitido na fronteira de uma formação com gás/óleo. Entretanto, a similaridade entre as propriedades do soterramento e de um reservatório de água significa que é provável que não ocorra nenhuma reflexão.

Assim, uma antena transmissora dipolar elétrica no fundo do mar, ou próximo a ele, induz campos eletromagnéticos (EM) e correntes na água do mar e nos estratos subsuperficiais. Na água do mar, os campos EM são fortemente atenuados por causa da alta condutividade no ambiente salino, enquanto que os estratos subsuperficiais com menor condutividade potencialmente podem agir como um guia para os campos EM (menor atenuação). Se a frequência for bastante baixa (da ordem de 1 Hz), as ondas EM pode se aprofundar na subsuperfície, e camadas geológicas profundamente soterradas com resistividade elétrica superior ao soterramento (como, por exemplo, reservatórios cheios de hidrocarbonetos) irão afetar as ondas EM. Dependendo do ângulo de incidência e do estado de polarização, uma onda EM incidente numa camada de alta resistividade pode excitar um modo de onda canalizado (guiado) na camada. O modo canalizado se propaga lateralmente ao longo da camada e perde energia de volta para o soterramento e receptores posicionados no fundo do mar. Pretende-se que o termo onda “refratada” nesta especificação se refira a este modo de onda.

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Tanto a teoria como experimentos de laboratório mostram que o modo canalizado é excitado somente por uma onda incidente com polarização magnética transversal (TM) (campo magnético perpendicular ao plano de incidência) e em ângulos de incidência próximos ao ângulo de Brewster e do ângulo crítico (o ângulo de reflexão total). Para polarização elétrica transversal (TE) (campo elétrico perpendicular ao plano de incidência) o modo tubular não será excitado. Uma vez que a corrente induzida é proporcional ao campo elétrico, a corrente será paralela às interfaces de camada para a polarização TE mas, para a polarização TM, há uma corrente apreciável através das interfaces das camadas.

A fonte dipolar horizontal no fundo do mar irá gerar tanto ondas TE como TM, mas, variando-se a orientação da antena receptora, é possível variar a sensibilidade dos dois modos de polarização. Parece que uma orientação em linha (fonte e dipolos receptores em linha) é mais sensível ao modo TM de polarização, enquanto que a orientação paralela (fonte e dipolos receptores em paralelo) é mais sensível ao modo TE de polarização. O modo TM é influenciado pela presença de camadas de alta resistividade soterradas, enquanto que o modo TE não é. Medindo-se com as duas configurações de antena e explorando-se a diferença entre os dois conjuntos de medições, é possível identificar zonas de alta resistividade soterradas profundamente, isto é, um reservatório de hidrocarbonetos.

A presente invenção surgiu a partir desta percepção.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um Método de determinação da natureza de um reservatório subterrâneo que compreende: estender uma antena transmissora dipolar elétrica com seu eixo no geral horizontal; estender uma antena receptora dipolar elétrica em linha com o transmissor; aplicar um campo eletromagnético (EM) aos estratos que contêm o reservatório por meio do transmissor; detectar a resposta do campo de onda EM por meio do receptor e identificar, em resposta a um componente

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 13/25 que representa uma onda refratada proveniente do reservatório de acordo com um primeiro modo; estender uma antena receptora dipolar elétrica paralela ao transmissor; aplicar um campo EM aos estratos por meio do transmissor; detectar a resposta do campo de onda EM por meio do receptor e identificar na resposta um componente que represente uma onda refratada proveniente do reservatório, de acordo com um segundo modo; e comparar a resposta de onda refrativa do primeiro modo com a resposta da onda refratada do segundo modo, a fim de determinar a natureza do reservatório.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um método de procura um reservatório subterrâneo com hidrocarbonetos que compreende: estender uma antena transmissora dipolar elétrica com seu eixo no geral horizontal; estender uma antena receptora dipolar elétrica em linha com o transmissor; aplicar um campo EM aos estratos subterrâneos por meio do transmissor; detectar a resposta do campo de onda EM por meio do receptor; buscar, na resposta, um componente que represente uma onda refratada de acordo com um primeiro modo, provocado por uma zona de alta resistividade; estender uma antena receptora dipolar elétrica paralela ao transmissor; aplicar um campo EM aos estratos por meio do transmissor, detectar a resposta do campo de ondas EM por meio do receptor; buscar na resposta um componente que represente uma onda refratada de acordo com um segundo modo; e comparar a resposta da onda refrativa do primeiro modo com a resposta da onda refrativa do segundo modo a fim de determinar a presença e/ou natureza de qualquer zona de alta resistividade.

O primeiro modo pode ser considerado como um modo TM, e o segundo modo um modo TE.

Assim, de acordo com a invenção, são feitas medições com o transmissor e receptor tanto em linha como em paralelo, e os dois conjuntos de medições são comparados. Uma diferença característica nos valores indica

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 14/25 uma camada altamente resistiva localizada abaixo dos estratos altamente condutivos. Alta resistividade indica a presença de hidrocarbonetos e assim a diferença nos valores é um indicador direto de hidrocarbonetos.

Esta técnica pode ser usada em combinação com técnicas sísmicas convencionais para identificar reservatórios de hidrocarbonetos.

Preferivelmente, o transmissor e/ou receptor compreendem um arranjo de antenas dipolares.

A técnica é aplicável na exploração de reservatórios subterrâneos com base no solo, apesar de ser especialmente aplicável à reservatórios submarinos, em particular subaquáticos subterrâneos. Preferivelmente, o campo é aplicado por meio de um ou mais transmissores localizados na superfície da terra, e a detecção se dá por meio de um ou mais receptores localizados na superfície terrestre. Numa aplicação preferida, o(s) transmissor(s) e/ou receptores ficam localizados no fundo do mar, ou próximo a ele, ou no leito de alguma outra área de água.

Num arranjo preferido, a antena transmissora e receptora fica localizadas num cabo comum rebocado por um navio. Isto resultará num deslocamento fixo ou numa série de deslocamentos, onde vários receptores são empregados. Preferivelmente, o transmissor transmite ambos os modos e pode, portanto, compreender dois dipolos arranjados mutuamente em ângulos retos. Preferivelmente, cada receptor compreende dois dipolos mutuamente em ângulos retos. Preferivelmente, um dipolo transmissor e um dipolo receptor são arranjados em ângulos retos à direção do cabo. Alternativamente, o transmissor e/ou receptores podem compreender, cada um, uma única antena dipolar arranjada obliquamente, por exemplo, a 45^o em relação à direção do cabo. Com este arranjo, o campo transmitido é resolvido.

Com esta técnica, é possível conseguir resultados compatíveis dos dois modos, já que são usados o mesmo sinal e deslocamento. Não importa muito se o transmissor mudar de frequência ou amplitude. Assim, se

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 15/25 os resultados apresentarem uma diferença nos dois modos, isto indicará fortemente a presença de um reservatório de H/C e, assim, um estudo mais detalhado pode ser feito imediatamente.

Um sistema como esse geralmente usaria uma única fonte de transmissão e vários receptores, tipicamente mais de dez. Os diferentes deslocamentos seriam adequados para detectar reservatórios em diferentes profundidades.

Os receptores podem ser armados em um único cabo ou numa série de cabos paralelos. Pode ter também diversos transmissores.

Na prática, o navio normalmente ficaria parado e o cabo seria deixado afundar antes da transmissão. Haveria uma transmissão em várias diferentes frequências antes de se mover para uma outra localização. A técnica é particularmente adequada para detecção de contorno, e é uma coisa simples selecionar a resolução adequada. Entretanto, se o levantamento estiver sendo feita numa área indeterminada, a resistividade nas camadas superiores seria mapeada, por exemplo, por métodos MT ou pela inversão depois de um estudo de reflexão.

Se o deslocamento entre o transmissor e o receptor for significativamente maior do que três vezes a profundidade do reservatório a contar do fundo do mar (isto é, a espessura do soterramento), pode-se perceber que a atenuação da onda refratada será geralmente menor do que da onda direta e da onda refletida. A razão para isto é o fato de que a trajetória da onda refratada será efetivamente a distância do transmissor até o reservatório, isto é, a espessura do soterramento, mais o deslocamento ao longo do reservatório, mais a distância do reservatório até os receptores, isto é, novamente a espessura do soterramento.

A polarização da transmissão da fonte determinará quanta energia é transmitida na camada contendo petróleo na direção do receptor. Uma antena dipolar é, portanto, o transmissor selecionado. Em geral, é

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 16/25 preferível adotar um dipolo com um maior comprimento efetivo. O dipolo transmissor pode, portanto, ter 100 a 1000 metros de comprimento e pode ser rebocado em duas direções ortogonais. O comprimento ideal do dipolo receptor é determinado pela espessura do soterramento.

O campo transmitido pode ser pulsado, apesar de que uma onde contínua coerente com frequências escalonadas seja preferida. Ela pode ser transmitida por um período de tempo significativo, durante o qual o transmissor deve preferivelmente, ficar estacionário (embora ele possa estar se movendo lentamente), e a transmissão estável. Assim, o campo pode ser transmitido por um período de tempo de 3 segundos a 60 minutos, preferivelmente, de 3 a 30 minutos, por exemplo, cerca de 20 minutos. Os receptores podem também ficar arranjados para detectar uma onda direta e uma onda refratada proveniente do reservatório, e a análise pode incluir extrair dados de fase e amplitude da onda refratada dos dados correspondentes da onda direta.

Preferivelmente, o comprimento de onda da transmissão deve ficar na faixa de

0,1s < λ < 5s;

onde λ é o comprimento de onda da transmissão pelo soterramento e s é a distância do fundo do mar ao reservatório. Mais preferivelmente, λ é de 0,5 s a 2 s. A frequência de transmissão pode ser de 0,01 Hz a 1 kHz, preferivelmente, de 1 a 20 Hz, por exemplo, 5 Hz.

Preferivelmente, a distância entre o transmissor e um receptor deve ficar na faixa de

0,5 λ < L < 10 λ;

onde λ é o comprimento de onda da transmissão pelo soterramento e L é a distância entre o transmissor e o primeiro receptor.

Percebe-se que a presente invenção pode ser usada para determinar a posição, a extensão, a natureza e o volume de um estrato

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 17/25 particular, e pode também ser usada para detectar alterações nesses parâmetros ao longo de um período de tempo.

A presente invenção também se estende a um método de levantamento de medidas subterrâneas que compreende; realizar um 5 levantamento sísmico para determinar a estrutura geológica de uma região, e, no caso de esse levantamento revelar a presença de um reservatório subterrâneo, subsequentemente, realizar um método na forma supradescrito.

A invenção pode ser posta em prática de várias maneiras e será agora ilustrada nas modalidades seguintes e em pesquisas e simulações 10 em escala piloto.

A figura 1 é uma seção transversal vertical de um tanque de teste;

A figura 2 é uma vista plana do tanque da figura 1;

A figura 3 é uma vista plana da antena usada no tanque da figura 1;

A figura 4 é uma vista lateral da antena da figura 3;

As figuras 5 e 6 são, respectivamente, uma vista plana e uma vista lateral esquemáticas do tanque de teste estabelecido para medição;

A figura 7 é um gráfico que mostra os valores calculados e medidos do campo elétrico transmitido para uma dada frequência no experimento piloto;

A figura 8 é um gráfico que mostra os valores calculados do campo elétrico em um modelo de terra realístico;

A figura 9 é uma vista lateral esquemática de uma disposição 25 de cabo arrastado por um navio;

A figura 10 é uma vista plana correspondente à figura 9; e

As figuras 11 e 12 são vistas similares à figura 10 que mostram dois arranjos alternativos.

O tanque 11 mostrado nas figuras 1 e 2 compreende um

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 18/25 envoltório de concreto de 9m de comprimento, 6 m de largura e 8 m de profundidade. O tanque 11 é cheio com água do mar 12. Um diafragma 13 cheio com água doce 14 fica localizado no tanque. O diafragma 13 tem 7,5 m de comprimento, 4,25 m de largura e 0,25 m de espessura e pode ficar localizado em qualquer altura desejada numa orientação horizontal dentro do tanque 11.

A condutividade da água do mar 12 foi medida em 5,3 S/m a 14 °C e a condutividade da água doce foi medida em 0,013 S/m. A relação entre as duas condutividades é, portanto, muito próxima de 400.

A frequência crítica f_c de um meio condutor, isto é, a frequência na qual a corrente de deslocamento é igual à corrente de condução, é dada por

/.. isSr em que ε_Γ é a constante dielétrica relativa do meio, e σ a condutividade em

S/m. Para a água, ε_Γ = 80 nas frequências e temperaturas de interesse. Para os dois valores σ = 5,2 S/m e σ = 0,013 S/m, f_c = 1,2 GHz e 3 Mhz, respectivamente. Uma vez que, nos experimentos, a maior frequência é 0,83 MHz, é uma aproximação razoável desprezar a corrente de deslocamento, mesmo para a água doce.

Para um meio não-magnético não condutor, a constante de propagação γ é dada por

O comprimento de onda λ, definido como a distância na qual a fase muda 2π, é dado por

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λ m, / em MHz e σ em S/m. A profundidade da película, a distância na qual a amplitude diminui de 1/e, está relacionada com o comprimento de onda por /ΖΞΞ η 2/μασ

Para os extremos da faixa de frequência, para a água do mar com σ = 5,2 S/m,

Frequência	30 kHz	830 kHz
Profundidade da película	1,27 m	0,24 m
Comprimento de onda	8,01 m	1,52 m
e para a água doce com σ	= 0,013 S/m,
Frequência	30 kHz	830 kHz
Profundidade da película	25,4 m	4,8 m
Comprimento de onda	160,2 m	30,4 m

Referindo-se agora às figuras 3 e 4, duas antenas dipolares elétricas idênticas, conforme mostrado, foram usadas para o transmissor e receptor.

Cada antena 15 compreende duas chapas de latão quadradas 16, de 15 cm quadrados, montadas num substrato de epóxi 17. Cada chapa 16 é conectada a um cabo coaxial 18, que passa por um tubo de epóxi 19 montada em ângulos retos com a chapa 16, a um conversor equilibrado que transforma a impedância da antena 15 de cerca de 2 Ω na água do mar para cerca de 50 Ω.

O estabelecimento da medição está mostrado nas figuras 5 e 6. Um analisador de rede automático (ANA) mede a transmissão entre a antena 15 em função da distância (deslocamento) e frequência. O arranjo mostrado na figura 5 mostra a antena 15 na orientação paralela. A orientação em linha é

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 20/25 conseguida pela rotação de ambas as antenas em 90^o no plano horizontal.

Os resultados das medições estão mostrados na figura 7 juntamente com os resultados teóricos correspondentes. As medições batem com os resultados teóricos e a figura contém dois conjuntos de curvas, um 5 com antenas paralelas e uma com as antenas em linha. Os resultados teóricos são computados para as antenas dipolares infinitesimais. As orientações das antenas e a frequência estão mostradas nas figuras.

Os parâmetros do experimento estão em escala em relação a possíveis situações práticas. Para se ter uma ideia da ordem de grandeza; se a 10 frequência tiver a escala reduzida por um fator de 40.000 e a condutividade por um fator de 10, as dimensões serão multiplicadas por um fator de 632, e o estabelecimento experimento corresponderia a uma camada de baixa condutividade de 150 m de espessura e condutividade de 0,0013 S/m abaixo de um soterramento de espessura de 300 m e condutividade de 0,52 S/m. A 15 faixa de frequência correspondente seria de 0,75 Hz a 20 Hz, e o comprimento da antena perto de 300 m.

O método com o módulo TE e TM foram testados por simulações de computador em um modelo terrestre em camadas horizontais simples com valores dos parâmetros elétricos de sedimentos subsuperficiais 20 de águas profundas típicos. O modelo tem uma camada de ar isolante infinita, uma camada de água de 1.150 metros de 0,3125 Qm. Soterramento de 950 metros de 1 Qm, uma zona de reservatório de 150 metros de 50 Qm e um soterramento infinito de 1 Qm. A figura 8 ilustra a resposta da amplitude |E| (campo elétrico) em função do deslocamento do receptor, provocado por um 25 sinal de 1 Hz. Estão mostradas as respostas tanto do modo TM (linhas cheias com x) como no modo TE (linha tracejada com +). AS amplitudes do modo TM são aproximadamente 10 vezes maiores do que o deslocamento de 5 km. Como uma referência, a resposta de um semiespaço homogêneo de 1 Qm está mostrada para ambas as configurações (correspondente a uma resposta de um

Petição 870180030027, de 13/04/2018, pág. 21/25 reservatório de enchimento de água ou do lado de fora da área do reservatório). O modo TE tem um desvio maior em relação a seu semiespaço, isto é, este modo é mais sensível a uma camada de hidrocarbonetos.

As figuras 9 e 10 mostram um navio 31 rebocando um cabo (ou cabo de registro) logo acima do fundo do mar 33. O cabo 32 leva uma antena dipolar transmissora 34 e diversos dipolos receptores 35, somente quatros dos quais estão mostrados. A profundidade de água pode ser da ordem de 1000 m, o deslocamento entre o transmissor 34 e o receptor mais próximo 35 pode ser cerca de 2000 m, e os receptores podem estar separados cercas de 100 m. O transmissor 34 é controlado pelo navio 31 via o cabo 32, e as respostas detectadas pelos receptores 35 são retransmitidas ao navio 31 em tempo real, novamente via o cabo 32.

A figura 10 mostra um arranjo no qual o navio 31 reboca três cabos 41, 42, 43, cada qual levando uma série de receptores 45, 46, 47. O espaçamento dos três cabos 41, 42, 43 é conseguido por meio de um tirante 44.

No arranjo mostrado na figura 11, o transmissor 48 tem a forma de duas antenas dipolares, uma paralela ao cabo 42 e uma em ângulos retos.

O arranjo mostrado na figura 12 é similar ao da figura 11, mas, neste caso, o transmissor 51 é uma antena dipolar simples arranjada a 45^o em relação ao cabo 42.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de determinação da natureza de um reservatório subterrâneo ou de procura de um reservatório subterrâneo com hidrocarbonetos, compreendendo as etapas de:

estender uma antena transmissora dipolar elétrica (34) com seu eixo no geral horizontal;

estender uma primeira antena receptora dipolar elétrica (35) em linha com o transmissor (34);

estender uma segunda antena receptora dipolar elétrica (35) paralela com o transmissor (34);

aplicar um campo eletromagnético (EM) aos estratos subterrâneos por meio do transmissor; e, detectar a resposta do campo de onda EM por meio das antenas receptoras, caracterizado pelo fato de compreender as etapas adicionais de:

identificar na resposta da primeira antena receptora um componente que representa uma onda refratada proveniente do reservatório de acordo com um primeiro modo;

identificar na resposta da segunda antena receptora um componente que representa uma onda refratada proveniente do reservatório de acordo com um segundo modo; e, comparar a resposta de onda refrativa do primeiro modo com a resposta da onda refratada do segundo modo, a fim de determinar a presença e/ou natureza de qualquer reservatório.
2. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro modo é um modo TM de polarização e/ou o segundo modo é um modo TE de polarização.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a antena transmissora (34) e/ou as antenas

Petição 870180052843, de 19/06/2018, pág. 7/9 receptoras (35) compreendem um arranjo de antenas dipolares.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a antena transmissora (34) e/ou as antenas receptoras (35) ficam localizados no fundo do mar, ou próximo a ele, ou no leito de alguma outra área de água.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a antena transmissora (34) e as antenas receptoras (35) ficam localizados em um cabo comum (32) arranjado para ser rebocado por um navio (31).
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a antena transmissora (34) e cada uma das antenas receptoras (35) compreendem duas antenas dipolares arranjadas mutuamente em ângulos retos.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a frequência do campo EM é variada continuamente durante o período de transmissão.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o campo é transmitido por um período de tempo de 3 segundos a 60 minutos, preferivelmente de 3 a 30 minutos.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o comprimento de onda da transmissão é dado pela fórmula:

0,1s < λ < 10s;

onde λ é o comprimento de onda da transmissão pelo soterramento e s é a distância do fundo do mar ao reservatório.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a distância entre o transmissor e um receptor é dada pela fórmula:

0,5λ < L < 10λ;

Petição 870180052843, de 19/06/2018, pág. 8/9 onde λ é o comprimento de onda da transmissão pelo soterramento e L é a distância entre o transmissor e o receptor.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a frequência de transmissão vai de 0,01 Hz a 1 kHz,

5 preferencialmente de 1 a 20 Hz.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que inclui suprimir a onda direta e/ou qualquer outra contribuição de onda conhecida que possa perturbar as medições, reduzindo-se assim a faixa dinâmica requerida do receptor e aumentando-se a resolução da onda

10 refratada.
13. Método de levantamento de medições subterrâneas, que compreende: realizar um levantamento sísmico para determinar a estrutura geológica de uma região e, no caso de esse levantamento revelar a presença de um reservatório subterrâneo, caracterizado pelo fato de realizar subsequentemente um
15 método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.

Petição 870180052843, de 19/06/2018, pág. 9/9