JP7208216B2 - ガスの光音響検出 - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は２０１７年７月１１日に出願された米国特許出願第６２／５３１０５０号の優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本明細書は、光音響分光法を用いて貯留層における炭化水素ガスを検出することに関する。

背景
原岩及び貯留層からの商業的規模の炭化水素生産は、かなりの資本を必要とする。したがって、その商業的な実行可能性を評価すると共に引き続いて開発のコスト及び設計を最適化するために、地層についてのできる限り正確なデータを取得することが有益である。炭化水素のモニタリング、特にメタン、エタン、プロパンのモニタリングは、生産量を予測し、埋蔵量を推定し、並びに原岩及び貯留層の原材料品質を評価するために使用されることができる。探索、貯留層の設計、及び石油化学製造の設計は、包括的な炭化水素監視データから恩恵を得ることができる多くの分野のうちのほんの少しである。

発明の概要
本明細書は、光音響分光法を用いて貯留層において炭化水素ガスを検出することに関する。ここで説明された主題のいくつかの形態は、システムとして実施されることができる。ダウンホールシステムは、炭化水素層の地下ゾーンに形成された坑井内に位置決めされるように構成された水晶増幅光音響分光計（ＱＥＰＡＳ：ｑｕａｒｔｚ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）と、ＱＥＰＡＳに結合されたサンプリングシステムと、ＱＥＰＡＳに接続されたコンピュータシステムとを含む。サンプリングシステムは、坑井内に位置決めされると共に地下ゾーン内のダウンホール位置において坑井流体の試料を取得するように構成される。ＱＥＰＡＳは、試料を分光的に走査すると共に該試料中の対応する複数の炭化水素の複数の量を特定するように構成される。コンピュータシステムは、１又は複数のプロセッサと、以下の動作を実行する命令を記憶すると共に１又は複数のプロセッサによって実行可能であってコンピュータにより読み出し可能な媒体と、を含み、該動作は、試料における複数の炭化水素の複数の量を受けること、及び複数の比率を決定することを含み、ここで、各比率は、複数の炭化水素のうちの１つと複数の炭化水素のうちの別の炭化水素へとの比率である。

この形態及び他の形態は、以下の特徴のうちの１又は複数を含むことができる。動作は、炭化水素層の設計シミュレーションへの入力として複数の比率を受け取ることと、及び複数の比率に一部分において基づき炭化水素層を計算的にシミュレーションすることとを含むことができる。ＱＥＰＡＳは、試料における複数の炭化水素が同時に検出可能である波長範囲において光を放出するように構成されることができるレーザを含むことができる。ＱＥＰＡＳは、複数のレーザを含むことができ、各レーザは、試料内の複数の炭化水素の炭化水素それぞれが検出可能であるそれぞれの波長において光を放出するように構成することができる。ＱＥＰＡＳは、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）レーザを含むことができ、このレーザは、試料中のＨ_２Ｓが検出可能である波長において光を放出するように構成されることができる。ＱＥＰＡＳは、試料におけるガス内に生成された圧力波を検出するように構成されることができるクオーツ音叉（ＱＴＦ）と、光を放出するように構成されたレーザとを含むことができ、該圧力波は、該光がガスによって吸収されるときに生成されることができる。ＱＥＰＡＳは、オン状態とオフ状態との間でレーザへのレーザ注入電流を周期的に切り替えるように構成されることができる信号変調器、又はレーザによって放出された光を光学的にチョッピングする（切り刻む）ように構成されることができる光学的チョッパを含むことができる。信号変調器は、光の頻度を変調する周期関数を生成するように構成されることができる。ＱＴＦの品質係数（クオリティファクタ、Ｑファクタ）は、万のオーダーであることができる。ＱＴＦは、第１受動ＱＴＦであることができる。ＱＥＰＡＳは、ガスにおいて圧力波を誘起するように構成された第２能動ＱＴＦを含むことができ、第１受動ＱＴＦは、誘導された圧力波を検出するように構成されることができる。

システムは、プロセッサに接続された電源を含むことができ、電源は、プロセッサから信号を受けることに応答して第２能動ＱＴＦを駆動するように構成されることができる。プロセッサは、該信号を、第１受動ＱＴＦから受信された信号に基づき第２能動ＱＴＦに送信するように構成されることができる。システムは、ＱＥＰＡＳの温度を維持するように構成された温度コントローラを含むことができる。サンプリングシステムは、チャンバと、チャンバ内において位置決めされたピストンと、チャンバ入口に流体的に接続された入口弁と、チャンバ出口に流体的に接続された出口弁とを含むことができる。ピストンは、試料受容容積を画定するチャンバの内面を封止することができ、ここで、ＱＴＦは、試料受容容積内において位置決めされることができる。試料受容容積内においてピストンを引き戻し及び入口弁を開口することにより、試料を試料受容容積内へ流入させることができる。試料受容容積内においてピストンを前進させ及び出口弁を開口することにより、試料を試料受容容積から流出させることができる。試料は、気体及び液体を含む二相試料であることができる。入口弁は、液体から気体を分離するために試料を減圧するように構成されることができ、気体は、液体が試料受容容積の下部に存在できている間に、試料受容容積の上部に上昇することができる。ＱＥＰＡＳは、上部におけるガスを分光的に走査するように構成されることができる。

ここで説明された主題のいくつかの形態は、方法として実施されることができる。水晶増幅光音響分光計（ＱＥＰＡＳ）は、炭化水素層の地下ゾーンに形成された坑井内のダウンホール位置に位置決めされる。地下ゾーン内のダウンホール位置における坑井流体の試料が取得され、該試料は、ダウンホール位置においてＱＥＰＡＳを使用して分光的に走査される。試料における対応する複数の炭化水素の複数の量が特定され、また複数の比率が特定され、各比率は複数の炭化水素のうちの炭化水素との複数の炭化水素のうちの別の炭化水素への比率である。

この形態及び他の形態は、以下の特徴のうちの１又は複数を含むことができる。該方法は、複数の比率に一部分において基づき炭化水素層を計算的にシミュレーションするステップを含むことができる。試料を分光的に走査するステップは、複数の炭化水素を同時に検出するために単一のレーザから光を放出することを含むことができる。分光的に試料を走査するステップは、対応する複数のレーザから複数の光線を放出することを含むことができ、ここで、各レーザは、複数の炭化水素のうちの一炭化水素を検出するように構成されることができる。分光的に試料を走査するステップは、複数の炭化水素を検出するように構成されることができるレーザによって放出される光を変調することを含むことができる。

本明細書において説明される主題の１又は複数の実施の詳細は、添付図面及び以下の説明に記載される。主題の他の特徴、形態及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲から明らかになるのであろう。

図１は、例示的なダウンホールガス検出システムの概略図である。

図２は、例示的な光音響分光システムの概略図である。

図３は、ダウンホールガス検出のための例示的な方法を示すフローチャートである。

図４Ａは、例示的なサンプリングシステムの概略図である。

図４Ｂは、例示的なサンプリングシステムにおける流体移動の流れ図である。 図４Ｃは、例示的なサンプリングシステムにおける流体移動の流れ図である。

図５は、ダウンホールガスサンプリングのための例示的な方法を示すフローチャートである。

図６は、光音響分光法において使用された例示的な音叉を示す図面である。

図７は、光音響分光法において使用される音叉の例示的な能動チューニングの概略図である。

図８は、例示的なコンピュータシステムを示すブロック図である。

様々な図面における同様の参照番号及び名称は、同様の要素を示す。

本願は、光音響分光法を用いて貯留層における炭化水素ガスを検出するためのシステムを説明する。原岩又は貯留層から炭化水素を抽出することは、ドリルストリングに取り付けられた回転するドリルビットを用いて、地中にボアホールを掘削することを含む。ダウンホールデバイスは、地下動作パラメータ及び様々な流体特性の測定を行うことができる。掘削プロセス中に測定を行うダウンホールデバイスは、掘削同時検層（ＬＷＤ）デバイス又は掘削同時測定（ＭＷＤ）デバイスとして参照されることでき、一方、掘削後に測定を行うダウンホールデバイスは、ワイヤライン検層デバイスとして参照されることができる。

これらのデバイスを用いて地下ゾーンから収集された情報は、炭化水素層を評価しまた炭化水素層をマッピングするために、分析されることができる。該分析は、関心のあるゾーン内に又は貯留層の最も経済的に生産的な部分に坑井が留まるために使用されて、ジオステアリングとも参照される抗井配置を導くことができる。したがって、これらのデバイスは、地質学的情報によって進路付けされた設計へ幾何学的設計から抗井構築をシフトすることを容易にすることに役立ち、また、偏距、大偏距、及び水平掘削孔を持つ抗井をうまく設計してより困難で限界のある貯留層から炭化水素を抽出するために利用されてきた。これらのデバイスは、情報に基づき確かな坑井現場決定を行うためだけでなく、長期的な貯留層の計画立案及び開発のためにも有用である。

図１は、例示的なダウンホールガス検出システム１００の概略図である。ガス検出モジュール１０１は下方に進み、また炭化水素層の地下ゾーンに形成された坑井１６１内のドリルストリング１１０に沿って位置決めされることができる。ドリルストリング１１０は、坑井１６１に沿った種々のポイントにおいてパッカー又はアンカー１０７によって支持されることができる。ガス検出モジュール１０１は、水晶増幅光音響分光器（ＱＥＰＡＳ）システム２００（後述）と、ＱＥＰＡＳシステム２００に結合されることができるサンプリングシステム４００（後述）とを含む。図１に示されるようなガス検出システム１００は、鉛直向き付けにおいて実施されているものとして示される。ガス検出システム１００は、また、水平な及び傾斜した坑井内において実施されることができる。ガス検出モジュール１０１は、坑井１６１内に位置決めされることができて、坑井アニュラス（ａｎｎｕｌｕｓ）１３０又は岩層１６０といった、地下ゾーン内のダウンホール位置において坑井流体の試料を取得することができる。ガス検出モジュール１０１は、試料を分光的に走査することができ、また試料における対応する炭化水素の複数の量を特定することができる。ガス検出モジュール１０１によれば、流体が入口ライン１０３を通って入り出口ライン１０５を通って出ることを可能にすることができる。

図１をさらに参照すると、ガス検出モジュール１０１からのガス測定データは、地表プロセス（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）１９０に送られる。ガス検知モジュール１０１は、ガス試料を分光的に走査することができ、また坑井流体中の、メタン（Ｃ_１）、エタン（Ｃ_２）、プロパン（Ｃ_３）、ブタン（Ｃ_４）、及びそれらのアイソトープといった種々の炭化水素の組成を測定することができる。炭化水素同位体は、^１３Ｃ又は^１２Ｃといった炭素同位体を含むことができる。炭化水素同位体は、重水素（Ｄ）といった水素同位体を含むことができる。炭化水素同位体のいくつかの非限定的な例示は、^１３ＣＨ_３Ｄ、^１２ＣＨ_３Ｄ、^１２ＣＨ_４、及び^１２ＣＨ_２Ｄ_２である。地表プロセス１９０は、コンピュータシステム８００（後述）を含み、コンピュータシステム８００は、試料中の炭化水素の量を受け、該種々の炭化水素を分析し、比率Ｃ_１／Ｃ_４といった炭化水素比を特定し、及び坑井流体の^１３Ｃ／^１２Ｃといった同位体比を特定するために、プロセッサと、該プロセッサによって実行可能な命令を格納できコンピュータにより読み取り可能な媒体とを含む。地表プロセス１９０は、炭化水素層又は貯留層のマッピング、モデル、又は設計シミュレーションへの入力として、炭化水素比といった取得され操作されたデータを取り込むことを含む。マッピング、モデル、又はシミュレーションは、坑井内の様々な位置における複数の炭化水素比に基づくものであって、マッピング、モデル、又はシミュレーションは、計算によるものであることができ、また地層又は貯留層の生産量及び現場実績を予測するために利用されることができる。

図２は、ダウンホールガス検出モジュール１０１のためのＱＥＰＡＳシステム２００の一例の概略図である。ＱＥＰＡＳシステム２００は、レーザ２０１と、ガス中に誘起され又は生成された圧力波のための検出器としてのクオーツ音叉（ＱＴＦ）２０７とを利用してガスを検出する。ＱＥＰＡＳシステム２００は、ＱＴＦの特徴的に大きな品質因子（Ｑファクタ）、例えば通常の大気圧において万（１００００）オーダーのＱファクタ、に起因して、１兆分の１（ｐｐｔ）レベル台の感度でガス組成を検出することができる。波長可変ダイオードレーザ吸収分光法又はキャビティリングダウン（ｃａｖｉｔｙ ｒｉｎｇ ｄｏｗｎ）分光法といった従来のレーザに基づく分光技術は、熱電冷却システム又は窒素に基づく冷却システムといった冷却システムを必要とする光検出器又はフォトダイオードを典型的には利用し、またサイズにおいて比較的大きくなり得る。いくつかの実施では、ＱＥＰＡＳシステム２００は、冷却システムと無関係であって、ＱＥＰＡＳシステム２００において利用されるレーザは、典型的にはダウンホール用途の特徴である高温、摂氏約４５度（℃）～２００℃といった高温において動作するように仕立てられることができる。ＱＥＰＡＳシステム２００は、したがって、坑井現場又はボアホールにおけるポータブルガス検出システム（有線又はＬＷＤ）として適用されることができる。

ＱＥＰＡＳシステム２００は、レーザビーム２０２を放射する波長可変レーザ２０１を含んでおり、波長可変レーザ２０１は、分布帰還（ＤＦＢ）型量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）、外部共振器（ＥＣ）型ＱＣＬ、又はバンド間カスケードレーザ（ＩＣＬ）であることができる。レーザの例は、約１８００～３０００ナノメートル（ｎｍ）の波長を持つインジウムヒ素アンチモン化物（ＩｎＡｓＳｂ）レーザ、メタン検知のために使用されることができ、約１３００～１７００ｎｍの波長を用い電気通信において典型的には使用されるインジウムガリウムヒ化リン化物（ＩｎＧａＡｓＰ）レーザ、及び硫化水素（Ｈ_２Ｓ）のための他の類似のレーザを含む。ＤＦＢレーザは、典型的にはレーザビーム２０２の狭い幅を有するので、ＱＥＰＡＳシステム２００に適した候補であることができる。典型的には、レーザの波長（そして、同時に周波数）が、駆動電流２１１を変化させることによって変更される。ＱＥＰＡＳシステム２００は、任意の選択で、ボアホール温度よりも高い温度を維持するために温度コントローラ２１９を含むことができる。例えば、生産現場温度は、約９０℃であることができ、それで、コントローラ２１９は、ＱＥＰＡＳシステム２００の温度を約９５℃に維持し得る。レーザビームは、レンズ２０３を通過して、ウインドウ２０５Ａを通ってチャンバ４０１に入る。チャンバ４０１は、試験されるべきガス、例えば、炭化水素及び水蒸気の混合物を収容する。レーザビーム２０２がガスを通って進むと、いくらかの光がガス試料によって吸収されて、圧力波が、ガス試料において誘起され又は生成される。ＱＥＰＡＳシステム２００は、ガス試料において生成された圧力波を検出できるクオーツエンハンスド音叉（ＱＴＦ）２０７を含む。レーザ２０１は、ある選択された周波数に調整され（チューニングされることができ）、またガスが光の一部を吸収して加熱されるようにガスを通して、光を放出することができ、それによって、圧力波、例えば約１０^－８トル（ｔｏｒｒ）から約１０^－３トルの範囲において小さな圧力波を作り出すことができる。圧力波は、レーザビーム２０２がＱＴＦ２０７のプロング（ｐｒｏｎｇ：枝分かれ端）の間を進むときに、ＱＴＦ２０７によって検出されることができる。いくつかの実施では、レーザ２０１は、ＱＴＦ２０７の共振周波数の半分で変調される。ＱＴＦ２０７からの応答は、ロックイン増幅器２１３によって処理され、該ロックイン増幅器は、ＱＴＦ共振周波数においてＱＥＰＡＳ信号を復調する。共振周波数は、典型的にはタイミング用途に採用された標準的な音叉のための３２キロヘルツ（ｋＨｚ）から、ガス分光法に向けられたカスタム音叉のための数ｋＨｚ（例えば、約１ｋＨｚ又は約１ｋＨｚから約９ｋＨｚの範囲）まで変化することができる。次に、信号が、プロセッサ又はコンピュータ２５０によって入手され、また解析される。

これらの成分は、ガス試料におけるターゲット分子及びスペクトル範囲に依存して変化し得る。いくつかの実施では、ＱＥＰＡＳレーザ２０１は、その広いレーザ（光）波長可変の範囲、例えば約８ｎｍのおかげで試料内の複数の炭化水素が同時に検出されることができる波長範囲において光を放出できる。いくつかの実施では、炭化水素吸収の特徴によって占められるスペクトル範囲が広すぎる場合、ＱＥＰＡＳシステム２００は、複数のレーザを含むように設計されることができる。複数のレーザチップをキャリア上においてパッケージに組み立てることができ、複数のビームスプリッタが、該レーザを音叉に結合するために使用されることができる。複数のレーザの場合、各レーザは一度に１つずつ駆動されることができ、その結果、音叉の応答が試料から取得されることができる。各レーザは、試料における検出可能な炭化水素といった分子に対応するそれぞれの波長において光を放出することができ、例えば、１つのレーザはメタン用であり、１つのレーザはプロパン用である。ＱＥＰＡＳシステム２００は、Ｈ_２Ｓが試料ガスにおいて検出可能である波長において光を放射するように構成された専用のＨ_２Ｓレーザを、任意の選択で、含むことができる。正弦波ディザ２４１が、レーザ２０１をレーザの発振波長を変更する（チューニングする）際に適用されることができる。

いくつかの実施では、レーザビーム２０２は、ビームスプリッタ２３１によって分割され、レーザビーム２０２の一部が、ある濃度のターゲットガスを含む基準セル２３５を通して光検出器２３３に送られる。光検出器２３３は、ロックイン増幅器２１３に信号を送ることができ、該信号が処理されるプロセッサ又はコンピュータ２５０に渡すことができ、その結果は、レーザ２０１の波長のチューニングを行うために使用されることができる。

ＱＥＰＡＳシステム２００は、レーザ２０１の波長を変更するための光検出器２１５を、任意の選択で、含むことができる。レーザビーム２０２は、ウインドウ２０５Ｂを介してチャンバ４０１を出ることができ、光検出器２１５によって検出されることができる。光検出器２１５は、信号を、該信号が処理されるプロセッサ又はコンピュータ２５０に送ることができ、その結果は、レーザ２０１を波長変更するために使用されることができる。ＱＥＰＡＳシステム２００は、ＱＥＰＡＳ信号を増幅（ｅｎｈａｎｃｅ）することができる共に誘起された圧力波を閉じ込めることができるマイクロ共振器管２１７を、任意の選択で、含むことができる。マイクロ共振器管２１７は、２つの細い管を含むことができ、２つの細い管は、ＱＴＦ２０７平面に垂直にまたレーザビーム２０２と一列に整列され、また注意深く位置決めされて、その結果、レーザビーム２０２がマイクロ共振器管２１７に入り、しかし光熱効果を回避するためにマイクロ共振器管２１７の壁に接触しない。

図３は、ダウンホールにおいてガスを検出するための例示的な方法３００のフローチャートである。ステップ３０１においては、図１に示されたガス検出モジュール１０１といったガス検出モジュールがダウンホール位置に位置決めされる。ガス検出モジュールを位置決めすることは、掘削後に電気ケーブルを用いてガス検出モジュール１０１をボアホール内に下降させることを含むことができ、これが、ワイヤライン検層の特徴である。ガス検出モジュール１０１は、任意の選択で、ボトムホールアセンブリ内のドリルカラー（ｄｒｉｌｌ ｃｏｌｌａｒ）の部品であってもよく、その場合、モジュール１０１は、掘削が生じながら坑井に沿って移動し、これが、ＬＷＤ又はＭＷＤデバイスの特徴である。ガス検出モジュール１０１がボトムホールアセンブリの部品である場合、モジュール１０１は、坑井が穿設されるときに、貯留層の様々な深さ及びポイントにおいて測定を行うことができる。

ガス検出モジュール１０１がダウンホールの所望の地点に置かれると、ガス検出モジュール１０１は、ステップ３０３において、ボアホール流体をモジュール１０１の試験チャンバ４０１内へ入れることを可能にする。流体は、坑井アニュラス１３０又は岩層１６０から抽出されることができる。所望の体積の流体を試験チャンバ４０１内に入れることを可能にすると、ガス検出モジュール１０１は、流体が試験チャンバ４０１に入ること又は試験チャンバ４０１から出ることを妨げるために隔絶されることができる。ステップ３０５においては、チャンバ４０１内の流体が、図２に示されたＱＥＰＡＳシステム２００といったＱＥＰＡＳシステムを用いて試験される。ステップ３０７においては、コンピュータシステム８００を含む地表プロセス１９０は、メタン及びプロパンといった試料中のいくつかの炭化水素の量を特定することができる。工程３０９において、コンピュータシステム８００は、試料中のいくつかの炭化水素の比、例えば比Ｃ_１／Ｃ_３を特定することができる。コンピュータシステム８００は、また、^１３Ｃ／^１２Ｃといった試料中の炭素同位体の比率を特定することもできる。流体が試験された後、流体は、ステップ３１１においてチャンバ４０１から放出される。チャンバ４０１が排気されると、方法３００は循環して、別のダウンホール位置においてステップ３０１に行くことができる。地表プロセスのステップ３０７及び３０９は、サンプリングデータが様々なダウンホールポイントで集められた後に、任意の選択で、完了されることができ、なぜなら該データは、深さ又は位置のデータに結合されることができ、深さ又は位置のデータは、地層をモデル化又はシミュレーションしまた貯留層の設計を進展させるために、後に、使用されることができるからである。

図４Ａは、ダウンホールガス検出モジュール１０１のためのサンプリングシステム４００の一例の概略図である。サンプリングシステム４００は、チャンバ入口ライン１０３と、入口弁４１３と、チャンバ出口ライン１０５と、出口弁４１５と、チャンバ４０１と、ピストン４６１と、ピストンアクチュエータ４６３とを含むことができる。入口弁４１３は、流体がチャンバ入口ライン１０３を通ってチャンバ４０１の試料受容容積内に流れることを可能にするために開くことができる。チャンバ入口１０３は、岩層１６０又は（図示されるように）坑井アニュラス１３０から流体を導き入れるように構成されることができる。出口弁４１５が開くことができ、流体がチャンバ４０１の試料受容容積からチャンバ出口ライン１０５を通って移ることを可能にする。チャンバ出口１０５は、岩層１６０又は（図示されるように）坑井アニュラス１３０に流体を放出するように構成されることができる。チャンバ４０１は、円筒又は立法体の形状を有することができる。例えば、チャンバ４０１は、約０．３８インチ（ｉｎ）～３．６３インチの範囲内の直径と約４インチ～９６インチの範囲内の長さとの円筒形であることができる。ピストン４６１は、チャンバ４０１の内面を封止し、これによりチャンバ４０１内の試料受容容積を特定する。例えば、ピストン４６１は、シリンダであってもよく、またピストン４６１とチャンバ４０１の壁との間の空間を閉鎖する気密のための溝を有することができる。容積は、アクチュエータ４６３を用いてピストン４６１を後退させ又は前進させることによって変化させることができる。アクチュエータ４６３は、例えば、機械的スクリュー駆動、圧力作動、又は被駆動ギアを利用することができる。（図２に示された）ＱＥＰＡＳシステム２００に関して、ＱＴＦ２０７は、チャンバ４０１の上部に置かれることができ、またレーザ２０１によって生成されたレーザビーム２０２は、チャンバ４０１を介してＱＴＦ２０７のプロング間を通過することができる。

図４Ｂ及び図４Ｃは、ダウンホールガス検出モジュール１０１のためのサンプリングシステム４００を通る流体の移動を図示する。図４Ｂを参照すると、流体をチャンバ４０１内に運ぶために、入口弁４１３を部分的に又は完全に開くことができまた出口弁４１５を閉じることができ、またチャンバ４０１の容積を増大させるために、ピストン４６１をアクチュエータ４６３によって後退させることができる。図４Ｃを参照すると、チャンバ４０１から流体を排出するために、出口弁４１５を部分的に又は完全に開くことができ、また入口弁４１３を閉じることができ、またチャンバ４０１の容積を減少させるために、ピストン４６１が、アクチュエータ４６３によって前進させられることができる。

図５は、ダウンホール流体を標本採集（サンプリング）するための例示的な方法５００のフローチャートである。ステップ５０１においては、入口弁４１３が、所望の量の流体をチャンバ４０１内に入れることを可能にするために開かれる。試料は、多相を有し得る。例えば、試料は、液体及び気体の二相試料であり得る。流体が入口弁４１３を通って移動するにつれて、試料流体は、減圧されることができる。言い換えれば、流体の圧力は、流体が入口弁４１３を通って移動するときに減少されることができる。圧力の低下は、入口弁４１３を横切って流体の勢いよい流れを生じさせる（蒸発させる）ことができる。ステップ５０３では、チャンバ４０１内への流体の流れを停止するために、入口弁４１３が閉じられる。アクチュエータ４６３を用いてピストン４６１を後退させることによって、チャンバ４０１の容積が増される。チャンバ４０１の容積が増加すると、チャンバ４０１内の圧力がさらに低下する。チャンバ４０１内における結果として生じる圧力は、大気圧に近くなり得て、例えば、０ポンド／平方インチゲージ（ｐｓｉｇ）であることができる。チャンバ４０１内の圧力が低下した結果、流体の大部分は蒸気である。例えば、流体の液相は、チャンバ４０１の容積の０％～４％を構成することができる。チャンバ４０１内の任意の液体は、チャンバ４０１内の試料受容容積の下部に移動し、流体が試験される前に、任意の選択で、排出されることができる。蒸気又は気体は、チャンバ４０１内の試料受容容積の上部に上昇することができる。ステップ５０５において、流体は、例えばＱＥＰＡＳシステム２００によって試験され、またデータが記録されることができる。ＱＥＰＡＳシステム２００は、チャンバ４０１の上部セクション内の試料ガスを分光的に走査するように構成することができる。試験が完了すると、ステップ５０７において、追加の流体がチャンバ４０１に入ることを可能にするために、入口弁４１３が開かれる。ダウンホール位置では、ボアホール流体の圧力は、例えば６０００ｐｓｉｇ又はより大きいことができる。追加のボアホール流体がチャンバ４０１に入ることを可能にすることによって、チャンバ４０１内の圧力は、ボアホール圧力に等しくなるように増加することができる。ステップ５０９では、入口弁４１３が閉じられる。ステップ５１１では、出口弁４１５が開かれ、チャンバ４０１の容積は、アクチュエータ４６３を用いてピストン４６１を前進させることによって減少される。チャンバ４０１の容積の減少は、チャンバ４０１内の圧力を増加させ、また容積の減少は、流体が出口弁４１５を通ってチャンバ４０１から出ることを可能にする。方法５００は、別のダウンホール位置において、又は複数のデータランが所望される場合には同じ位置において、循環してステップ５０１に行くことができる。別のダウンホール位置では、ガス検出モジュール１０１が、流体をチャンバ４０１内に入れることを可能にすること、及び、以前の位置から運ばれた任意の流体をパージ（除去）するために流体をチャンバ４０１から排出することを介して、任意の選択で、循環することができる。

図６は、ＱＥＰＡＳシステム２００の部分であることができるデュアルＱＴＦ６００の例を図示する。ＱＥＰＡＳシグナルは、パラメトリック増幅を利用して増強されることができる。デュアルＱＴＦ６００は、機械的に結合された２つの音叉６０１及び６０３を含むことができる。ＱＴＦ６０１の寸法及びサイズは、例えばプロング長において３．２から２０ミリメートル（ｍｍ）まで、プロング幅において０．２５から０．８ｍｍまで、厚さにおいて０．３４から１．４ｍｍまで、及びプロング間隔において０．３から１ｍｍまでの様々であり得る。いくつかの実施では、ＱＴＦ６０１は、ＱＥＰＡＳシステム２００の第１受動信号検出器であることができ、第１受動信号検出器は、誘起された圧力波をガス試料内において検出できる。ＱＥＰＡＳシステム２００は、第２能動ＱＴＦ６０３に電流７０７を提供できる電源６８１を含むことができ、第２能動ＱＴＦ６０３は信号増幅器として働くことができ、非線形に駆動されまたガス試料に圧力波を誘発できる。プロセッサ８０５（より詳細に後述される）は、第１受動ＱＴＦ６０１から信号を受信することができる。第１受動ＱＴＦ６０１からの信号に応答して、プロセッサ８０５は、第２能動ＱＴＦ６０３に電流７０７を提供する電源６８１に信号を送ることができる。デュアルＱＴＦ６００は、音叉６０１が周波数ｆを有すると共に音叉６０３が周波数２ｆを有する結合共振システムとして説明されることができる。いくつかの実施では、共振器又は増幅器は、磁性材料から成ると共に変化する磁場に埋め込まれることができて、共振、したがってＱＥＰＡＳ信号を増強する。パラメータ増幅は、特に、試料ガスが湿っているときといった、ＱＥＰＡＳ信号が劣化される可能性がある場合、共鳴を増強することができる。ダウンホール条件では、メタンといったガスが湿っている可能性があり、例えば１００％飽和のメタンであることができる。ＱＥＰＡＳ信号は、試料ガスが大気圧よりも高い圧力にあるときに、同様に、劣化される可能性がある。ＱＥＰＡＳ信号が劣化される得る別の場合は、試料ガスが、ガス坑井におけるような、高濃度のガスを含む場合であり、ガス坑井では、メタン濃度が約６０％～８０％又はそれより大きいことがあり得る。

ＱＣＬといったレーザの波長可変性は、ＱＥＰＡＳといった分光ガスセンサが、成分の組成の、例えば１兆分の１のオーダーにおける検出感度に至ることを可能にするために、様々な変調技術と組み合わされることができる。振幅変調（ＡＭ）は、レーザ、例えばＱＥＰＡＳレーザ２０１、へのレーザ注入電流をオン状態とオフ状態との間で信号変調器によって切り替えること、又はレーザ２０１によって放出された光若しくはレーザビーム２０２を光チョッパを用いて光学的にチョッピングすることを含むことができる。波長変調（ＷＭ）は、正弦波といった周期関数を用いて信号変調器によって光又はレーザビーム２０２の周波数を変調することを含むことができる。波長は、周波数の逆数であるので、ＷＭは、本来的には、周波数を変調する。ＭＷを用いると、ＱＴＦ２０７の検出周波数に中心があると共に検出の帯域幅又は範囲内にある任意の雑音は、微量ガス（ｔｒａｃｅ ｇａｓ）の測定に影響を及ぼす可能性があり、検出帯域幅外の雑音は影響を及ぼさない。検出されるべき化学成分と、変調された光又はレーザビーム２０２との間の相互作用は、変調周波数及びその高調波における信号を発生することになり得る。分析ＷＭ信号の各高調波は、ロックイン増幅器といった位相敏感検出デバイスを用いて検出されることができる。キャビティエンハンスト及びマルチパス吸収セルに基づくガス検知技術に関しては、変調周波数の選択は、検出帯域幅によって制限され得る。検出帯域幅は、１／ｆレーザノイズを制限するように選択されることができ、しかし、例えば１００ｋＨｚを超えることは、必要ではなく、なぜならノイズが約１００ｋＨｚを超える又は等しい周波数において横ばいになり得るからである。ＱＥＰＡＳを用いると、変調周波数がＱＴＦ２０７の共振周波数又はその分数調波に一致しており、しかし、例えば４０ｋＨｚを超える共振周波数帯は、ターゲットガスの振動並進緩和速度を超える可能性があるので、不適切である場合がある。

ＷＭは、レーザ２０１の注入電流を正弦関数でディザリングすることを含むことができ、この結果として、レーザ２０１に依存する位相シフトと一緒にＷＭ及びＡＭが同時に得られる。ＷＭ記述は、光波の輝度表現（強度表現）に基づくことができ、その結果、試料の吸収が考慮されることができ、試料に起因する分散効果が無視されることがある。ＷＭ記述は、瞬時レーザ周波数に基づくことができる：

ここで、ｖ０は光搬送波周波数であり、ω＝２πｆは、同じ角周波数のところで変調されるレーザ注入電流による変調角周波数である。

周波数変調に加えて、ＱＣＬといったレーザ２０１に印加された電流波形は、レーザ強度の正弦波変調を生成できる：

ここで、正弦波強度変調の振幅△Ｉは、レーザパワー対電流特性のスロープによって特定され、これは波長走査にわたって一定であると仮定されることができる。

瞬時レーザ周波数は、吸収特性と相互作用することができる。考慮された吸収特性あたりの小さい△ｖのための吸収係数α（ｖ（ｔ））は展開されて：

となることができる。ここで、α_０は、バックグラウンド吸収寄与である考えられることができる。レーザ２０１は、強度及び波長の両方において同時に変調されることができる。ランバート・ベールの法則から、小さな吸収Ｉ_ａｂｓは：

と表されることができる。ここで、Ｌは有効長であって、該有効長にわたって吸収が起こって、ＱＴＦ２０７によって検出されることができる音波を生成する。Ｌは、ＱＴＦ２０７の厚さに相当し得る。１ω－信号Ｓ１ωは、次のように表されることができる：

２ω－信号Ｓ２ωは、次のように表されることができる：

式５及び式６を参照すると、バックグラウンド吸収α_０は、Ｓ１ωに寄与し、またＳ２ωに寄与しない。吸収係数が純粋なローレンツ型線形を有すると仮定される場合、Ｓ１ωは、一定のバックグラウンドを持つ純粋な一次導関数線形を有することができ、Ｓ２ωは、２つの項、一次導関数に比例する残余振幅変調からの一次項と、レーザ波長変調からの二次項とを含むことができる。Ｓ２ωは、ローレンツ型線形の純粋な二次導関数ではなく、残余振幅変調からの寄与によって歪められる。この歪みは、Ｓ２ωのピーク位置に影響を与えず、なぜなら、ローレンツ線形の一次導関数が、ｖ＝ｖ_０において消失するからである。

ＱＥＰＡＳ信号は、基本周波数ｆ又はその引き続く高調波ｎｆにおいて、ロックイン増幅器を利用することによって復調されることができる。レーザビーム２０２が、共鳴周波数ｆ_０において変調されると共にＱＥＰＡＳ信号が同じ周波数において復調される場合、復調された信号は、１ｆ－ＱＥＰＡＳ信号と呼ばれることができる。レーザ光２０２が共鳴周波数ｆ_０／２で変調されると共にＱＥＰＡＳ信号がｆ_０において復調される場合、復調された信号は、２ｆ－ＱＥＰＡＳ信号と呼ばれることができる。２ｆ－ＱＥＰＡＳアプローチの場合には、ＱＴＦ２０７は、変調期間中にレーザビーム２０２による吸収線の二重交差によって引き起こされた変調周波数の第２高調波における音響振動を検出することができる。

強いバックグラウンド信号が、１ｆ－ＱＥＰＡＳアプローチの場合に観察されることがあり、チャンバ４０１の壁からの迷光に起源がある。オフセットの振幅が、横方向におけるレーザビーム２０２のミスアライメントの増加に伴って増加し得て、その結果、ビーム２０２のテールは、ＱＴＦ２０７に当たる。２ｆ－ＱＥＰＡＳアプローチは、バックグラウンド無しであり得る。ピーク辺りのスペクトル両側において非対称性を表示する復調された信号における歪みは、振幅固有の変調寄与に帰すると考えられ、この寄与は、電流変調によって導入され得る。ＷＭ振幅△ｆ及び光強度変調△Ｉは、様々な試料ガス圧力において２ｆ－ＱＥＰＡＳ信号を改善するために操作されることができる。

いくつかの実施では、ＱＴＦ２０７は、ＱＴＦ２０７が光音響信号を検出するように電流で能動的に駆動されることができる。図７は、能動的に駆動されたＱＴＦ２０７の一例の概略図である。レーザ光源２０１は、変調されることができるレーザビームを生成する。レーザビームは、レンズ２０３を通過し、また、メタンといったターゲットガス７３０内に圧力波を誘起する。音叉２０７は、誘起された圧力波に起因するプロングの振動から光音響信号を検出する。音叉２０７が光音響ｘ（ｔ）を検出するように電流ｅ（ｔ）を用い能動的に駆動される場合、重ね合わせ原理に従って、受信した信号ｙ（ｔ）は：

となる。

電流７０７を用いて音叉を作動させる（又は、能動的に駆動する）ことによって、光音響信号は、変調されることができ、また様々なガスピークに関連付けられた信号がより容易に分離されることができる通過バンドにシフトさせることができ；信号対雑音比（ＳＮＲ）が改善されることができ、つまり、ノイズフロアとの比較において通過バンドにおいて信号対雑音比（ＳＮＲ）が増加されることができ；より良好な信号を達成するために作動周波数をチューニングする（調整する）ことができ；また、閉ループを、ガス試料における圧力又は温度のドリフトを補償するために形成することができる。ＱＥＰＡＳシステム２００の検出における物理的限界は、ＱＴＦ２０７の抵抗によるＱＴＦ２０７の熱雑音によって設定される。ＱＴＦ２０７（又は共振器）の抵抗値は、典型的には数百キロオーム（ｋΩ）のオーダーであり得て、結果として、１マイクロボルト（μＶ）未満でありロックイン増幅器によって処理された熱雑音信号になり得る。いくつかの実施では、増幅段によって導入された電気部品と、レーザビーム２０２によりプロングを光熱的に加熱することに起因する光学部品とによって与えられる総ノイズは、数μＶ程度の小ささに保たれることができる。

駆動電流又は励起信号ｅ（ｔ）は、任意の一般的な形状、例えば高調波形状であることができる。音叉２０７の能動励振周波数がω_ｅである場合、そのとき、音叉２０７への励振信号ｅ（ｔ）は：

として表されることができ、ここで、α_ｅ及びφ_ｅは、それぞれ、大きさ及び初期位相である。同様に、光音響信号は：

として表されることができる。また、受信した信号ｙ（ｔ）に雑音ｎ（ｔ）が存在すると仮定すると、受信した信号ｙ（ｔ）は：

として表されることができる。

復調された信号ｚ（ｔ）は、受信した信号ｙ（ｔ）に励起高調波信号を乗算することによって得られることができる：

三角法の操作を用いて、復調された信号ｚ（ｔ）は：

として表されることもできる。式１２を参照すると、第１の組の角括弧内の項のみが、光音響信号に関する情報を含み、ここで、第１項は、ω_ｘとω_ｅとの差に対応するより低い周波数バンドに置かれ、第２項は、より高い周波数ω_ｘ＋ω_ｅにあり、これらの内のいずれか一方は、光音響信号ｚ（ｔ）をフィルタ処理することによって、他方から分離されることができる。ＱＥＰＡＳ用途では、ω_ｘは、レーザエネルギーのガス吸収に従う光音響効果によって概略的には特定され、これ故に、ターゲットガス７３０の分子特性に関連付けられる。駆動電流ｅ（ｔ）を用いる能動変調方式では、ω_ｅは、ＳＮＲを増加させる共にチューニング（周波数調整）を改善するために適応的に選択されることができる設計パラメータになる。試料ガスがレーザ照射を曝されるときの温度又は圧力の効果による光音響信号ドリフトの場合、ωｅは、周波数ドリフトの量又は程度を特定すると共にその情報を利用してレーザ源２０１の波長可変を行いそれに従って補償するために、適応的に調整されることができる。この適応的な圧力及び温度補償は、レーザ２０１を微調整すると共により高い感度を達成するためにターゲットガス７３０の分子が励起されるレーザ周波数を反復的に調整する閉フィードバックループを効果的に形成することができる。閉フィードバックループは、図６に示されたデュアルＱＴＦ６００に同様に適用可能である。

図８は、一実施に従う、本願で説明されたような、説明されたアルゴリズム、メソッド、関数、プロセス、フロー、及びプロシージャーに関連付けられた計算機能を提供するように使用された例示的なコンピュータシステム８００のブロック図である。図示されたコンピュータ８０２は、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ／ノートブックコンピュータ、無線データポート、スマートフォン、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、タブレットコンピューティングデバイス、これらのデバイス内の１又は複数のプロセッサ、及びコンピューティングデバイスの物理インスタンス又は仮想インスタンス（又は両方）といった任意のコンピューティングデバイスを包含することが意図される。加えて、コンピュータ８０２は、キーパッド、キーボード、又はタッチスクリーンといった、ユーザ情報を受け入れできる入力デバイスと、デジタルデータ、ビジュアル若しくはオーディオ情報（又は情報の組合せ）、又はグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）といった、コンピュータ８０２の動作に関連する情報を伝達する出力デバイスとを含むことができる。

コンピュータ８０２は、例えばクライアント、ネットワークコンポーネント、サーバ、データベース、又は本願において説明された主題を実行するためのコンピュータシステムの役割の組合せ、としての役割を果たすことができる。図示されたコンピュータ８０２は、ネットワーク８３０に通信可能に結合されている。いくつかの実施では、コンピュータ８０２の１又は複数のコンポーネントが、クラウドコンピューティングベースの環境、ローカル環境、グローバル環境、又はこれらの組合せといった、環境内で動作するように構成されることができる。

要約すると、コンピュータ８０２は、説明された主題に関連付けられたデータ及び情報を受信し、送信し、処理し、格納し、又は管理するように動作可能な電子コンピューティングデバイスである。いくつかの実施によれば、コンピュータ８０２は、また、アプリケーションサーバ、電子メールサーバ、ウェブサーバ、キャッシングサーバ、ストリーミングデータサーバ、又はサーバの組合せを含むことができ、又はそれらと通信可能に結合されることができる。

コンピュータ８０２は、（例えば、別のコンピュータ８０２上で動く）クライアントアプリケーションからネットワーク８３０を介して要求を受信することができ、また受信した要求を適切なソフトウェアアプリケーションを用いて処理することによって、受信した要求に応答することができる。加えて、要求は、また、内部ユーザ（例えば、コマンドコンソール）、外部ユーザ、サードパーティ、又はこれらの組合せからコンピュータ８０２に送信されることができる。

コンピュータ８０２のコンポーネントの各々は、システムバス８０３を用いて通信することができる。いくつかの実施では、コンピュータ８０２のコンポーネント、ハードウェア又はソフトウェア（又はハードウェアとソフトウェアとの両方の組合せ）のいずれか又は全ては、互いにインターフェースで結合されることができ、またアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）８１２又はサービス層８１３（又はＡＰＩ８１２及びサービス層８１３の組合せ）を用いてシステムバス８０３を介して、インターフェース８０４（又は互いに及びインターフェース８０４の両方の組合せ）とインターフェースで結合されることができる。ＡＰＩ８１２は、ルーチン、データ構造、及びオブジェクトクラスのための仕様を含むことができる。ＡＰＩ８１２は、コンピュータ言語に依存しない又は依存する、のいずれでもよく、また完全なインターフェース、単一の関数、又は一組のＡＰＩでさえも指し示すことがある。サービス層８１３は、コンピュータ８０２、又はコンピュータ８０２に通信可能に結合された他のコンポーネント（図示されているか否かにかかわらず）にソフトウェアサービスを提供する。コンピュータ８０２の機能は、このサービス層を用いて全てのサービスコンシューマにとってアクセス可能であることができる。サービス層８１３によって提供されるものといったソフトウェアサービスは、定義されたインターフェースを介して再使用可能な定義された機能を提供する。例えば、インターフェースは、ＪＡＶＡ（登録商標）又はＣ＋＋で書かれたソフトウェアであることができる。コンピュータ８０２の統合コンポーネントとして図示される一方で、いくつかの実施は、コンピュータ８０２の他のコンポーネント、又はコンピュータ８０２に通信可能に結合されている他のコンポーネント（図示されているかどうかにかかわらず）に関連して、スタンドアロンコンポーネントとしてＡＰＩ８１２又はサービス層８１３を例示することができる。さらには、ＡＰＩ８１２又はサービス層８１３の任意の又は全ての部分は、本願の範囲から逸脱することなく、ハードウェアモジュール、企業アプリケーション、又は別のソフトウェアモジュールのチャイルドモジュール若しくはサブモジュールとして実施されることができる。

コンピュータ８０２は、インターフェース８０４を含む。図８においては単一のインターフェース８０４として示されているけれども、２又はそれより多くのインターフェース８０４が、コンピュータ８０２の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って使用されることができる。インターフェース８０４は、分散環境においてネットワーク８３０（図示されているか否かにかかわらず）に接続される他のシステムと通信するためにコンピュータ８０２によって使用される。一般には、インターフェース８０４は、ソフトウェア又はハードウェア（又はソフトウェアとハードウェアの組合せ）において符号化されたロジックを含み、またネットワーク８３０と通信するように動作可能である。より具体的には、インターフェース８０４は、図示されたコンピュータ８０２の内及び外部においてネットワーク８３０又はインターフェースのハードウェアが物理信号を通信するように動作可能であるように、通信に関連付けられた１又は複数の通信プロトコルをサポートするソフトウェアを備えることができる。

コンピュータ８０２は、プロセッサ８０５を含む。図８において単一のプロセッサ８０５として示されるけれども、２又はそれより多くのプロセッサが、コンピュータ８０２の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って使用されることができる。一般には、プロセッサ８０５は、命令を実行しまたデータを操作して、コンピュータ８０２の動作、並びに本願で説明されるような任意のアルゴリズム、メソッド、関数、プロセス、フロー及びプロシージャーを実行する。

コンピュータ８０２は、また、ネットワーク８３０（図示されているか否かにかかわらず）に接続されることができるコンピュータ８０２又は他のコンポーネント（又は両方の組合せ）のためのデータを格納することができるデータベース８０６を含む。例えば、データベース８０６は、インメモリ又は従来のものであることができる。いくつかの実施では、データベース８０６は、コンピュータ８０２及び説明された機能の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って、２又はより多くの異なるデータベースタイプ（例えば、ハイブリッドインメモリ及び従来のデータベース）の組合せであることができる。図８では単一のデータベース８０６として示されるけれども、（タイプの同じ又は組合せの）２又はより多くのデータベースが、コンピュータ８０２及び説明された機能の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って使用されることができる。データベース８０６は、コンピュータ８０２の不可欠なコンポーネントとして例示される一方で、いくつかの実施では、データベース８０６が、コンピュータ８０２の外部にあってもよい。

コンピュータ８０２は、また、ネットワーク８３０（図示されているか否かにかかわらず）に接続されることができる他のコンポーネント又はコンピュータ８０２（又は両方の組合せ）のためのデータを格納できるメモリ８０７を含む。例えば、メモリ８０７は、本願に整合するデータを記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光メモリ、又は磁気メモリであることができる。いくつかの実施では、メモリ８０７は、コンピュータ８０２及び説明された機能の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って、２又はより多くの異なるタイプのメモリの組合せ（例えば、ＲＡＭ及び磁気記憶装置の組合せ）であることができる。図８では単一のメモリ８０７として示されているけれども、（タイプの同じ又は組み合わせの）２又はより多くのメモリ８０７が、コンピュータ８０２及び説明された機能の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って使用されることができる。メモリ８０７は、コンピュータ８０２の不可欠な構成要素として示される一方で、いくつかの実施では、メモリ８０７がコンピュータ８０２の外部にあってもよい。

アプリケーション８０８は、コンピュータ８０２の特定の必要性、要望、又は特定の実施に従って機能を、特に本願において説明された機能に関して、提供するアルゴリズムソフトウェアエンジンである。例えば、アプリケーション８０８は、１又は複数のコンポーネント、モジュール、又はアプリケーションとして機能することができる。さらに、単一のアプリケーション８０８として図示されているけれども、アプリケーション８０８は、コンピュータ８０２上の複数のアプリケーション８０８として実施されることができる。加えて、コンピュータ８０２に不可欠なものとして図示されるけど、いくつかの実施では、アプリケーション８０８がコンピュータ８０２の外部にあってもよい。

コンピュータ８０２は、また、電源８１４を含むことができる。電源８１４は、ユーザが交換できるように又は交換できないように構成されることができる充電式又は非充電式のバッテリを含むことができる。いくつかの実施では、電源８１４は、（再充電及びスタンバイといった）電力変換又は管理回路を含むことができる。いくつかの実施では、電源８１４は、電源プラグを含むことができ、電源プラグは、コンピュータ８０２に電力を供給する又は再充電可能なバッテリを再充電するために、コンピュータ８０２が（壁のソケットといった）電源にプラグで接続されることを可能にする。

コンピュータ８０２を含むコンピュータシステムに関連付けられた又はその外部にある任意の数のコンピュータ８０２があることができ、各コンピュータ８０２は、ネットワーク８３０を介して通信する。さらに、用語「クライアント」、「ユーザ」、及び他の適切な用語は、本願の範囲から逸脱することなく、必要に応じて、互換的に使用されることができる。さらには、本願は、多くのユーザが１つのコンピュータ８０２を使用することができること、又は１つのユーザが複数のコンピュータ８０２を使用することができることを企図する。

本明細書に説明された機能的な動作及び主題の実施は、デジタル電子回路類で、有形に具現化されたコンピュータソフトウェア又はファームウェアで、コンピュータハードウェアで、又はそれらの１若しくは複数の組合せで実施されることができ、コンピュータハードウェアは、本明細書に開示された構造及びそれらの構造的等価物を含む。説明された主題のソフトウェアの実施は、１又は複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置による実行のための又はデータ処理装置の動作を制御する１又は複数のコンピュータプログラム命令の１又は複数のモジュールとして実施されることができ、１又は複数のコンピュータプログラム命令は、有形の非一時的なコンピュータにより読み出し可能なコンピュータ記憶媒体上において符号化されている。代替的に又は追加的には、プログラム命令は、人工的に生成され伝播した信号、例えば、データ処理装置による実行のための適切な受信装置への送信のための情報を符号化するために生成される機械的に生成された電気信号、光信号、又は電磁信号、内に／上において符号化されることができる。コンピュータ記憶媒体は、機械により読み出し可能な記憶デバイス、機械により読み出し可能な基板、ランダム若しくはシリアルアクセスメモリデバイス、又はコンピュータ記憶媒体の組合せであることができる。

「リアル－タイム（ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ）」、「リアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）」、「リアルタイム（ｒｅａｌｔｉｍｅ）」、「リアル（ファースト）タイム（ｒｅａｌ（ｆｉｒｓｔ）ｔｉｍｅ：ＲＦＴ）」、「ほぼリアルタイム（ｎｅａｒ（ｌｙ） ｒｅａｌ ｔｉｍｅ：ＮＲＴ）」、「準リアルタイム（ｑｕａｓｉ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）」、又は（当業者によって理解されるような）類似の用語は、行動及び応答が、該行動及び応答が実質的に同時に起こることを個々が知覚するように時間的に近接している、ことを意味する。例えば、データにアクセスする個人のアクションに続くデータの表示への応答（又は表示の開始）に関する時間差は、１ミリ秒（ｍｓ）未満、１秒未満、又は５秒未満であり得る。要求されたデータが即座に表示される（又は表示のために開始される）必要はない一方で、該データは、説明されたコンピューティングシステムの処理制限と、該データを、例えば収集し、正確に測定し、分析し、処理し、格納し、又は送信するために要求される時間とを考慮して、意図的な遅延なしに表示される（又は表示のために開始される）。

用語「データ処理装置」、「コンピュータ」、又は「電子コンピュータデバイス」（又は当業者によって理解されるような同等物）は、データ処理ハードウェアを指し、またデータを処理するための全ての種類の装置、デバイス、及び機械を包含しており、全ての種類の装置、デバイス、及び機械は、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ若しくはコンピュータを含む。また、該装置は、特殊用途の論理回路類、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）であってもよく、又は該特殊用途の論理回路を更に含むことができる。いくつかの実施では、データ処理装置又は特殊用途の論理回路類（又はデータ処理装置若しくは特殊用途の論理回路類の組合せ）が、ハードウェアに基づく又はソフトウェアに基づく（又はハードウェア及びソフトウェアの両方の組合せに基づく）ことができる。該装置は、コンピュータプログラムのための実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又は実行環境の組み合わせを構成するコードを、任意の選択で、含むことができる。本願は、従来のオペレーティングシステム、例えばＬＩＮＵＸ、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、ＭＡＣ ＯＳ、ＡＮＤＲＯＩＤ（登録商標）、又はＩＯＳを持つ、又は持たないデータ処理装置の使用を企図する。

コンピュータプログラムは、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、又はコードとしても参照され又は説明されることができ、またコンパイラ若しくはインテープリタによる言語、又は宣言型若しくは手続き型の言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、コンピュ－タプログラムは、スタンドアロンプログラム、モジュール、コンポーネント、又はサブルーチンといった任意の形式で展開されることができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応することができ、しかし必ずしもそうである必要はない。プログラムは、他のプログラム又はデータを格納するファイルの一部、例えばマークアップ言語ドキュメントに格納された１又は複数のスクリプトに、議論されているプログラムに専用の単一のファイルに、又は複数の組織的なファイル、例えば１若しくは複数のモジュール、サブプログラム、若しくはコードの一部を格納するファイルに、格納されることができる。コンピュータプログラムは、通信ネットワークによって相互接続され複数のサイトにわたって分散された又は一のサイトに配置された複数のコンピュータ上又は一のコンピュータ上で実行されるように展開されることができる。様々な図面に例示されたプログラムのいくつかの一部分が、様々なオブジェクト、メソッド、又は他のプロセスを介して様々な特徴及び機能を実施する個々のモジュールとして示される一方で、プログラムは、必要に応じて、いくつかのサブモジュール、サードパーティサービス、コンポーネント、ライブラリ、及びそのようなものを代わりに含むことができる。逆に、様々なコンポーネントの特徴及び機能は、必要に応じて、単一の構成要素に組み合わされることができる。計算の特定を行うために使用される閾値は、静的に、動的に、又は静的及び動的の両方で特定されることができる。

本明細書において説明された方法、プロセス、又は論理フローは、入力データ上で動作すると共に出力を生成することによって機能を実行するために、１又は複数のコンピュータプログラムを実行させる１又は複数のプログラマブルコンピュータによって実行されることができる。メソッド、プロセス、又は論理フローは、また、特定用途の論理回路類、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ、又はＡＳＩＣ、によって実行されることができ、また装置が該特定用途の論理回路類として実施されることもできる。

コンピュータプログラムの遂行に適したコンピュータは、汎用又は専用のマイクロプロセッサ、その両方、又は任意の他の種類のＣＰＵに基づくことができる。一般には、ＣＰＵは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又はその両方から命令及びデータを受ける。コンピュータの本質的な要素は、命令を実行又は遂行するためのＣＰＵ、並びに命令及びデータを格納するための１又は複数のメモリデバイスである。一般には、コンピュータは、また、データを格納するための１又は複数の大容量記憶装置、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は光ディスクを含むであろうし、或いは該大容量記憶装置に動作可能に結合され、該大容量記憶装置からデータを受信し、又は該大容量記憶装置にデータを送信し、又は受信及び送信の両方を行うであろう。しかしながら、コンピュータは、そのような装置を有する必要はない。さらには、コンピュータは、携帯電話、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯オーディオ若しくはビデオプレーヤ、ゲームコンソール、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、又はポータブル記憶装置（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ）といった別のデバイスに組み込まれることができる。

コンピュータプログラム命令及びデータを格納するために適したコンピュータにより読み出し可能な（適宜に、一時的又は非一時的）媒体は、全ての形式の不揮発性メモリ、媒体、及びメモリデバイスを含み、全ての形式の不揮発性メモリ、媒体、及びメモリデバイスは、例示としての半導体メモリデバイス、例えば、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリデバイス；磁気ディスク、例えば、内部ハードディスク又はリムーバブルディスク；光磁気ディスク；並びにＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ＋／－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、及びＤＶＤ－ＲＯＭのディスクを含む。メモリは、キャッシュ、クラス、フレームワーク、アプリケーション、バックアップデータ、ジョブ、ウェブページ、ウェブページテンプレート、データベーステーブル、及び動的情報を格納するリポジトリといった様々なオブジェクト又はデータを格納することができる。データは、例えば、パラメータ、変数、アルゴリズム、命令、規則、制約、参照、又はこれらの組み合わせを含むことができる。加えて、メモリは、ログ、ポリシー、セキュリティデータ又はアクセスデータ、及びリポートファイルといった任意の他の適切なデータを含むことができる。プロセッサ及びメモリは、特殊用途の論理回路類によって補完されることができ、又は特殊用途の論理回路類に組み込まれることができる。

ユーザとの意思疎通を提供するために、本明細書に説明された主題の実施は、ユーザへの情報を表示するためのディスプレイデバイス、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、又はプラズマモニタ、並びにユーザがコンピュータに入力を提供できるキーボード及びポインティングデバイス、例えば、マウス、トラックボール、又はトラックパッドを有するコンピュータ上で実施されることができる。入力は、また、圧力感受性を持つタブレットコンピュータサーフィスといったタッチスクリーン、又は容量的若しくは電気的感知を用いるマルチタッチスクリーンを用いて、コンピュータに提供されることができる。他の種類のデバイスも、ユーザとの意思疎通を提供するために同様に使用することができ；例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式の知覚フィードバック、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックであることができ；またユーザからの入力は、任意の形式で受信されることができ、任意の形式は、音響、音声、又は触覚の入力を含む。加えて、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスに文書を送りまたデバイスから文書を受けることによって；例えば、ウェブブラウザから受信された要求に応答して、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送信することによって、ユーザと対話することができる。

用語「グラフィカルユーザインターフェース」又は「ＧＵＩ」は、１又は複数のグラフィカルユーザインターフェース及び特定のグラフィカルユーザインターフェースの表示の各々を説明するために、単数又は複数で使用されることができる。したがって、ＧＵＩは、任意のグラフィカルユーザインターフェースを表すことができ、該グラフィカルユーザインターフェースは、情報を処理すると共に情報結果をユーザに効率的に提示するウェブブラウザ、タッチスクリーン、又はコマンドラインインターフェース（ＣＬＩ）を含み、しかし、これらに限定されない。一般には、ＧＵＩは、対話型フィールド、プルダウンリスト、及びボタンといった複数のユーザインターフェース（ＵＩ）要素を含むことができ、ユーザインターフェース（ＵＩ）要素のいくつか又は全ては、ウェブブラウザに関連付けられる。これら及び他のＵＩ要素は、ウェブブラウザの機能に関係付けられ、又は該機能を提示することができる。

本明細書に説明された主題の実施は、コンピューティングシステムにおいて実施されることができ、該コンピューティングシステムは、バックエンドコンポーネントを、例えばデータサーバとして含み、又はミドルウェアコンポーネント、例えばアプリケーションサーバを含み、又はフロントエンドコンポーネント、例えばクライアントコンピュータであって、該クライアントコンピュータはグラフィカルユーザインターフェース若しくはウェブブラウザを有し、該グラフィカルユーザインターフェース若しくはウェブブラウザを介してユーザが本明細書に説明された主題の実施と対話できる該クライアントコンピュータを含み、又は１若しくは複数のそのようなバックエンド、ミドルウェア、若しくはフロントエンドのコンポーネントの任意の組合せを含む。システムのコンポーネントは、有線又は無線のデジタルデータ通信（又はデータ通信の組合せ）の任意の形式又は媒体、例えば通信ネットワークによって相互に接続されることができる。通信ネットワークの例示は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ワールドワイドインターオペラビリティのためのマイクロ波アクセス（ＷＩＭＡＸ）、例えば８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ若しくは８０２．２０（若しくは８０２．１１ｘ及び８０２．２０の組み合わせ）を用いる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、インターネットの一部若しくは全部、又は１若しくは複数の位置における通信システム（又は通信ネットワークの組み合わせ）を含む。ネットワークは、ネットワークアドレス間で、例えばインターネットプロトコル（ＩＰ）パケット、フレームリレーフレーム、非同期転送モード（ＡＴＭ）セル、音声、ビデオ、又はデータと通信することができる。

コンピューティングシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアント及びサーバは、一般には、互いに離れており、典型的には、通信ネットワークを介して対話する。クライアント及びサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で動くと共に互いに対するクライアント－サーバ関係を有するコンピュータプログラムのおかげによって生じる。

この説明は、開示された主題を１又は複数の特定の実施の文脈において当業者が作成すると共に使用することを可能にするために提示される。開示された実施の様々な修正、変更、及び置換が為されることができ、当業者に容易に明らかになり、また定義された一般的な原理は、本願の範囲から逸脱することなく、他の実施及びアプリケーションに適用されることができる。場合によっては、説明された主題の理解を得るために不必要な詳細は、１又は複数の説明された実施を不必要な詳細を用いて不明瞭にしないように、またそのような詳細が、当業者の技術の範囲内である程度まで省略されるようにしてもよい。本願は、説明された又は図示された実施に限定されるように意図されておらず、しかし説明された原理及び特徴に整合する最も広い範囲を受けるように意図されている。

本明細書は多くの特定の実施の詳細を含む一方で、これらは、主題の範囲又は請求され得るもの範囲に関して限定として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の実施に固有であり得る特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施の文脈において本明細書で説明されたいくつかの特徴は、同様に、単一の実施で、組み合わせて、実施されることができる。逆に、単一の実施の文脈において説明される様々な特徴は、同様に、複数の実施において別々に又は任意の適切なサブコンビネーションで実施されることができる。さらには、以前に説明された特徴は、特定の組み合わせで動作するものとして説明されてもよく、そのようなものとして最初に請求されたものでさえ、請求された組み合わせからの１又は複数の特徴が、場合によっては、その組み合わせから除かれてもよく、また請求された組み合わせは、サブコンビネーション、又はサブコンビネーションの変形に向けられてもよい。

主題の特定の実施を説明してきた。説明された実施の他の実施、変更、及び置換は、当業者に明らかであるように、以下の特許請求の範囲内である。操作が特定の順序で図面又は特許請求の範囲に記述されているけれども、これは望ましい結果を達成するために、そのような動作が、順次的な順序で又は示された特定の順序で実行されるべきこと、又は全ての例示された動作が実行されるべきこと（いくつかの動作は任意選択として見なされてもよい）を必要とするものとして理解されるべきではない。

さらには、前述の実施において様々なシステムモジュール及びコンポーネントの分離又は統合は、全ての実施においてそのような分離又は統合を必要とするものとして理解されるべきではなく、また説明されたプログラムコンポーネント及びシステムは、概略的には、単一のソフトウェア製品に一緒に統合され又は複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることができることが理解されるべきである。

これに従って、前述の例示的な実施は、本願を規定せずまた制約しない。他の変化、置換、及び変更が、本願の精神及び範囲から逸脱することなく、同様に可能である。

さらにまた、任意の請求された実施は、少なくとも、コンピュータにより実施された方法と；コンピュータにより読み出し可能であってコンピュータにより実施される方法を実行する命令を格納するコンピュータにより読み出し可能であって非一時的な媒体と；コンピュータにより読み出し可能で非一時的な媒体に格納された命令又はコンピュータにより実施された方法を実行するように構成されたハードウェアプロセッサに相互に動作可能に結合されたコンピュータメモリを備えるコンピュータシステムと、に適用可能であると考えられる。

１００…ダウンホールガス検出システム、１０１…ガス検出モジュール、１０３…入口ライン、１０５…出口ライン、１０７…パッカー又はアンカー、１１０…ドリルストリング、１３０…坑井アニュラス、１６０…岩層、１６１…坑井、１９０…地表プロセス、２００…水晶増幅光音響分光器（ＱＥＰＡＳ）システム、２０１…波長可変レーザ、２０２…レーザビーム、２０３…レンズ、２０５Ａ…ウインドウ、２０７…ＱＴＦ、２１７…マイクロ共振器管、２５０…プロセッサ又はコンピュータ、４００…サンプリングシステム、４０１…チャンバ、４１３…入口弁、４１５…出口弁、４６１…ピストン、４６３…ピストンアクチュエータ、５００…方法、６００…デュアルＱＴＦ、６０１…第１受動ＱＴＦ、６０３…第２能動ＱＴＦ、７０７…電流、８０５…プロセッサ。

Claims (18)

1. ダウンホールシステムであって、
   炭化水素層の地下ゾーンに形成された坑井内において位置決めされるように構成された水晶増幅光音響分光計（ＱＥＰＡＳ）と、
   前記ＱＥＰＡＳに結合されたサンプリングシステムであって、前記サンプリングシステムは、前記坑井内において位置決めされるように構成され、前記サンプリングシステムは、前記地下ゾーンにおけるダウンホール位置において坑井流体の試料を取得するように構成され、前記ＱＥＰＡＳが前記試料を分光的に走査すると共に前記試料における対応する複数の炭化水素の複数の量を特定するように構成されたサンプリングシステムと、
   前記ＱＥＰＡＳに接続されたコンピュータシステムと
   を備え、
   前記ＱＥＰＡＳは、
   光を放出するように構成されたレーザと、
   ガスにおいて生成された圧力波を検出するように構成された第１受動クオーツ音叉（ＱＴＦ）であって、前記ガスによって前記光が吸収されるときに前記圧力波が生成される、第１受動ＱＴＦと、
   前記ガスにおいて前記圧力波を誘起するように構成された第２能動ＱＴＦであって、前記第１受動ＱＴＦは、前記誘起された圧力波を検出するように構成される、第２能動ＱＴＦと、
   を備え、
   前記コンピュータシステムは、
   １又は複数のプロセッサと、
   前記１又は複数のプロセッサによって実行可能であり動作を実行する命令を格納しコンピュータにより読み出し可能な媒体と、
   を含み、
   前記動作は、
   前記試料における前記複数の炭化水素の前記複数の量を受け取ることと、
   複数の比率を特定することであって、各比率は、前記複数の炭化水素のうちの１の炭化水素の前記複数の炭化水素のうちの別の炭化水素への比率であること、を含む、ダウンホールシステム。
2. 前記動作は、更に、
   前記炭化水素層の設計シミュレーションへの入力としての前記複数の比率を受け取ることと、
   前記複数の比率に一部において基づき前記炭化水素層を計算的にシミュレーションすることと、
   を含む、請求項１に記載のダウンホールシステム。
3. 前記ＱＥＰＡＳは、前記試料における前記複数の炭化水素層が同時に検出可能である波長範囲における光を放出するように構成されたレーザを含む、請求項１に記載のダウンホールシステム。
4. 前記ＱＥＰＡＳは複数のレーザを含み、各レーザは、前記試料における前記複数の炭化水素のうちのそれぞれの炭化水素が検出可能であるそれぞれの波長における光を放射するように構成される、請求項１に記載のダウンホールシステム。
5. 前記ＱＥＰＡＳは、前記試料中の硫化水素（Ｈ_２Ｓ）が検出可能である波長における光を放射するように構成された硫化水素（Ｈ_２Ｓ）レーザを含む、請求項１に記載のダウンホールシステム。
6. 前記ＱＥＰＡＳは、前記レーザへのレーザ注入電流をオン状態とオフ状態との間で周期的に切り替えるように構成された信号変調器、又は前記レーザによって放出された光を光学的にチョッピングする光チョッパを備える、請求項１に記載のダウンホールシステム。
7. 前記信号変調器は、前記光の周波数を変調するために周期関数を生成するように構成される、請求項６に記載のダウンホールシステム。
8. 前記第１受動ＱＴＦ及び前記第２能動ＱＴＦの少なくとも一方の品質係数（Ｑファクタ）は、万のオーダーである、請求項１に記載のダウンホールシステム。
9. 前記プロセッサに接続された電源を更に備え、前記電源は、前記プロセッサからの信号を受けることに応答して前記第２能動ＱＴＦを駆動するように構成される、請求項１に記載のダウンホールシステム。
10. 前記プロセッサは、前記信号を、前記第１受動ＱＴＦから受けた信号に基づき前記第２能動ＱＴＦに送るように構成される、請求項９に記載のダウンホールシステム。
11. 前記ＱＥＰＡＳの温度を維持するように構成された温度コントローラを更に備える、請求項１に記載のダウンホールシステム。
12. 前記サンプリングシステムは、
    チャンバと、
    前記チャンバ内に位置決めされたピストンであって、前記ピストンが、試料受容容積を画定するために前記チャンバの内面を封止し、前記第１受動ＱＴＦ及び前記第２能動ＱＴＦが前記試料受容容積内において位置決めされるピストンと、
    チャンバ入口に流体的に接続された入口弁であって、前記試料受容容積における前記ピストンを後退すること及び前記入口弁を開けることが、前記試料を前記試料受容容積内に流入させる、入口弁と、
    チャンバ出口に流体的に接続された出口弁であって、前記試料受容容積における前記ピストンを前進すること及び前記出口弁を開くことが、前記試料を前記試料受容容積から流出させる、出口弁と、
    を含む、請求項１に記載のダウンホールシステム。
13. 前記試料は、気体及び液体を含む二相試料であり、前記入口弁は、前記液体から前記気体を分離するために前記試料を減圧するように構成され、前記気体は、前記試料受容容積の上部へ上昇し、前記液体は、前記試料受容容積の下部に存在し、前記ＱＥＰＡＳは、前記上部において前記気体を分光的に走査するように構成される、請求項１２に記載のダウンホールシステム。
14. 炭化水素層の地下ゾーンに形成された坑井内のダウンホール位置に水晶増幅光音響分光計（ＱＥＰＡＳ）を位置決めすることであって、前記ＱＥＰＡＳは、第１受動クオーツ音叉（ＱＴＦ）及び第２能動ＱＴＦを含む、ＱＥＰＡＳを位置決めすることと、
    前記地下ゾーンにおける前記ダウンホール位置において坑井流体の試料を取得することと、
    前記ダウンホール位置において、前記ＱＥＰＡＳを用いて、試料を分光的に走査することと、
    前記試料における対応する複数の炭化水素の複数の量を特定することと、
    複数の比率を特定することであって、各比率が前記複数の炭化水素のうちの１の炭化水素の前記複数の炭化水素のうちの別の炭化水素への比率である、複数の比率を特定することと、
    を備え、
    試料を分光的に走査することは、
    前記試料にレーザからの光を放出することであって、前記試料によって前記光が吸収されるとき圧力波が生成される、光を前記試料に放出すること、
    前記第２能動ＱＴＦを用いて前記試料における前記圧力波を増幅すること、及び
    前記レーザによって放出された前記光が前記試料によって吸収されるとき、増幅された前記圧力波を前記第１受動ＱＴＦを用いて検出すること、
    を含む、
    方法。
15. 前記複数の比率に一部分において基づき、前記炭化水素層を計算的にシミュレーションすることを更に備える、請求項１４に記載の方法。
16. 前記レーザから光を放出することは、前記複数の炭化水素を同時に検出する、請求項１４に記載の方法。
17. 前記試料を分光的に走査することは、対応する複数のレーザから複数の光線を放出することを含み、各レーザは、前記複数の炭化水素のうちのある炭化水素を検出するように構成される、請求項１４に記載の方法。
18. 前記試料を分光的に走査することは、前記複数の炭化水素を検出するように構成されたレーザによって放出された光を変調することを含む、請求項１４に記載の方法。

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