MX2007008292A - Exploracion electromagnetica de hidrocarburos marinos poco profundos. - Google Patents

Abstract

Metodo para determinar las propiedades electricas de una formacion petrolifera submarina (1) bajo los estratos geologicos de capa enzima del criadero (s) de grosor (s) bajo un lecho marino (3) de un mar (4), el metodo comprende los siguientes pasos; * disponer una o mas antenas transmisoras (9) en el mar (4), y disponer uno o mas receptores electromagneticos (8) en el mar (4), * el mar que tiene una pequena profundidad del mar (d) de 50-350 metros; * usar la antena transmisora (9) que transmite senales electromagneticas (10) de uno o mas pulsos (11) que tienen frecuencia de muy baja frecuencia entre aproximadamente 0.01 Hz y alrededor de 0.10 Hz; * usar las antenas receptoras que tienen un desplazamiento desde el transmisor (9), para recibir las senales electromagneticas propagadas (12) debido a las senales electromagneticas (10) emitidas; * analizar uno o mas componentes de las senales recibidas (12) desde los receptores que tienen desplazamientos entre aproximadamente 1 km y alrededor de 12 km, si las senales difieren significativamente de una senal correspondiente que se presentaria desde la formacion que contiene agua (1), indicando una formacion que contiene un fluido petrolifero (1).

Description

EXPLORACIÓN ELECTROMAGNÉTICA DE HIDROCARBUROS MARINOS POCO PROFUNDOS Campo de la Invención La presente invención se relaciona con geofísica marina que utiliza la detección electromagnética de formaciones geológicas soterradas. La invención es particularmente útil para determinar si un yacimiento de petróleo explorable indicado por sismos es petrolífero, y también deseable la extensión horizontal del yacimiento petrolero, y para determinar un intervalo de algunas propiedades eléctricas del yacimiento petrolero. La profundidad, la extensión y particularmente las propiedades eléctricas pueden proporcionar información importante acerca de si un volumen de aceite en el yacimiento puede distinguirse del agua de los poros que se encuentra presente en la mayoría de las rocas subterráneas porosas . Más específicamente, la invención se relaciona con un método para generar señales electromagnéticas de longitud de onda muy larga bajo el mar, y detectar las ondas electromagnéticas bajo el mar, algunas de las ondas han viajado hacia abajo, a lo largo y hacia arriba a través de las capas geológicas bajo el mar, como se indica en la Fig. la. Estas ondas electromagnéticas de longitud de onda muy larga que se usa en la presente invención son similares a las REFo §183842 ondas de radio, pero tienen una longitud de onda mucho más larga. Las ondas electromagnéticas son severamente atenuadas en el mar y en el subsuelo debido a la resistividad eléctrica de las rocas con menor o mayor cantidad de agua salina. La atenuación es más severa para las frecuencias más altas. Pero proporcionando una fuerte fuente electromagnética y un receptor muy sensible, y usando una baja frecuencia, una señal que ha viajado a través del agua de mar y el subsuelo puede detectarse en el receptor. Generalmente, las capas sedimentarias pueden formar una capa encima del criadero sobre una capa geológica porosa soterrada profundamente que es un yacimiento de hidrocarburos explorable. Algunas de las ondas electromagnéticas se han reflejado por el yacimiento de hidrocarburos explorable, y algunas de las ondas pueden haberse reflejado a lo largo del yacimiento de hidrocarburos explorable. Una pequeña porción de la energía electromagnética reflejada o refractada regresará al lecho marino en forma de ondas electromagnéticas, se medirá con antenas electromagnéticas.

Antecedentes de la Invención Diferentes métodos geofísicos y directos pueden usarse para detectar la presencia de un yacimiento petrolero. Los métodos aplicados pueden usarse en diferentes secuencias, dependiendo de la cantidad de conocimiento adquirido de los pasos previos de exploración. Puede usarse la magnetometría para determinar y formular el mapeo de las profundidades de la cama de piedra por debajo de una cuenca sedimentaria, y se mide barata y rápidamente. Las mediciones de gravedad pueden delinear el cepo volcánico y las capas que tendrán una anomalía positiva de gravedad, y las características del domo salino mostrarán una anormalía negativa en los perfiles de gravedad y los mapas . Un yacimiento petrolero puede mostrar una anomalía negativa de gravedad debido al hecho que los fluidos del petróleo son menos densos comparados con el agua que desplazan, pero estas características usualmente no de tamaño significativo para ser detectadas directamente, pero que constituyen una diferencia significativamente perceptible durante la producción del campo. Las mediciones de gravedad también se adquieren rápidamente, pero consumen más tiempo comparadas con la magnetometría .

* Exploración electromagnética usa señales electromagnéticas de una longitud de onda suficiente para penetrar en los estratos geológicos bajo el mar. Detectando las ondas electromagnéticas puede tener lugar ya sea en el lecho marino o en el agua de mar. Esta exploración electromagnética puede usarse para delinear algunos estratos geológicos con mayor o menor resistividad que la de sus formaciones geológicas circundantes. Se usa una antena en el mar para transmitir ondas electromagnéticas que se propagan a través del mar y las formaciones geológicas. Una pequeña porción de la energía electromagnética refractada y reflejada regresará al lecho marino y será detectable. Las señales detectadas se analizan para indicar las formaciones petrolíferas. La Fig. la indica esta exploración electromagnética.

* Exploración sísmica utiliza ondas de sonido de baja frecuencia desde una fuente sísmica, las ondas se propagan a través del mar y el subsuelo hacia un receptor sísmico. La velocidad de las ondas sísmicas depende de la densidad y otras propiedades mecánicas de las rocas a través de las cuales se propagan, y el modo de propagación de la onda, ya sea como una compresión u onda-"p" que tiene el movimiento de partícula a lo largo de la línea de propagación de energía sísmica, o como una onda-"s" transversal, de corte que tiene su movimiento de partícula normal a la línea de la propagación de energía sísmica. La exploración sísmica marina requiere una fuente sísmica dedicada y disposición altamente sensible de los receptores sísmicos, usualmente en forma de una o más auroras sísmicas arrastradas con hidrófonos o cables del lecho marino con hidrófobos o geofónos, y consumen aun más tiempo y es un proceso más caro comparado con la gravedad. La exploración sísmica marina puede proporcionar perfiles sísmicos de reflexión con alta resolución que pueden procesarse para mostrar secciones de las estructuras geológicas indicando trampas de petróleo potencialmente petrolíferas, como una formación salina porosa en una antiforma y cubierta por un estrato sedimentario impermeable, o una formación salina porosa verticalmente desplazado por una falla. Estas formaciones petrolíferas potencialmente delineadas sin embargo, rara vez pueden distinguirse en base a sus velocidades sísmicas, porque la densidad y su velocidad sísmica de una formación petrolífera es solo ligeramente menor que la velocidad sísmica de las misma formación que está llena de agua. Sin embargo, cuando se ha encontrado una formación petrolífera potencial en los perfiles sísmicos, la exploración electromagnética puede usarse para determinar algunas propiedades eléctricas de la formación, indicando la presencia de agua o petróleo, que se describirá enseguida.

* Perforación es el último y más caro de los métodos para proporcionar información geológica acerca de un yacimiento explorable. Basado en la gravedad, la exploración electromagnética y sísmica y la información geológica general, se hace una evaluación del campo potencial. Las posiciones de la primera exploración u orificios de "perforación de ensayo" se determinan y perforan cuando alguno o todos los métodos anteriores menos costosos tales como la gravedad y la sísmica indican la presencia de un yacimiento petrolero. Después, si resulta positivo, los pozos de producción se perforan. Para encontrar una indicación razonable de una extensión horizontal de un yacimiento, pueden perforarse los llamados pozos de evaluación o delineación.

Declaración del problema y la técnica previa en el campo Un problema práctico principal en la geofísica electromagnética marina es el hecho que el mar es conductor, que tiene una conductividad de aproximadamente 0.3 Ohm-metro debido a su salinidad. La conductividad incurre significativamente en la atenuación de la señal ya que las ondas electromagnéticas se propagan a través del agua salina conductora. También una mayor proporción de las rocas del lecho marino y debajo a través de la capa encima del criadero son más o menos conductoras, que tienen una conductividad que puede variar desde 0.3 para generalmente los sedimentos porosos del lecho marino no consolidados humectado con agua de mar, a 10 Ohm-metro para los sedimentos más consolidados que contienen menos sal o menos movilidad de iones. Sin embargo, las propiedades eléctricas de una roca petrolífera son significativamente diferentes de una roca que tiene agua salina. Una arenisca que contiene petróleo puede tener una conductividad de aproximadamente 20-300 Ohm-metro. En aguas profundas, Ellingsrud et al. En la Patente US 6717411 ha usado un transmisor en forma de un par de electrodos de dipolo dispuestos horizontalmente arrastrados de 100-1000 m de separación y usando una corriente alterna de 1 Hz . Se indicó la longitud de onda 1 de la transmisión que estaba en el intervalo de 0.1 s <= l <= 5 s y más preferentemente 0.5 s <= 1 <= 2 s donde 1 es la longitud de onda de la transmisión a través de la capa encima del criadero de grosor s. En el ejemplo descrito, el grosor s es 800 m, indicando 80 m <= 1 <= 4000 m y más preferentemente 400 m <= 1 <= 1600 m. La profundidad del mar usada en los ejemplos de Ellingsrud es de 1000 m, y la resistividad de la capa sobre el criadero es de 0.7 Ohm metro. Para longitudes de onda a través de la capa encima del criadero que se indican preferentemente 80 m <= 1 <= 4000 m y más preferentemente 400 m <= 1 <= 1600 m, esto indica los intervalos de frecuencia de 1100 Hz <= f <= 0.44 Hz y más preferentemente 44 Hz <= f <= 2.7 Hz. Las longitudes de onda preferidas indicadas por Ellingsrud no corresponden con el intervalo de frecuencia de transmisión indicado: 1 KHz <= f <= 0.01 Hz, más preferentemente 20 Hz <= f <= 0.1 Hz, por ejemplo 1 Hz. La frecuencia usada actualmente en el ejemplo de Ellingsrud es de 1 Hz, dando una longitud de onda de 421 si la resistividad de la capa sobre el criadero es de 0.7 Ohm metro. Cuando se arrastra la antena de transmisión cerca del lecho marino a una profundidad del mar de 1000 m como en el ejemplo de Ellingsrud, debido a la conductividad del agua de mar, la onda de aire no posee un problema significativo. Las profundidades del mar relevantes para nuestra presente invención pueden ser de aproximadamente 50 a alrededor de 350 metros, mucho menos profunda que en la Patente US mencionada anteriormente. La profundidad puede aun ser tan poco profunda como 20 metros o aun 10 metros. La onda de aire se cree que es un problema significativo cuando se usa una frecuencia de aproximadamente 0.5 Hz , por favor véase la fig. 4F, en donde existe una desviación insignificante en la curva normalizada para un yacimiento petrolífero cuando se mide a una profundidad del agua de 128 m. El grosor de la capa sobre el criadero puede estar entre los 500 y los 3000 metros en la presente invención. Uno también puede considerar el usar el presente método para verificar la presencia de gas poco profundo como metano o los llamados hidratos de gas encontrados utilizando exploración sísmica poco profunda con profundidades tan bajas como 500 metros. Estos hidratos pueden indicarse en la exploración sísmica poco profunda en que su contorno de reflexión sísmico sigue más o menos el contorno del lecho marino, pero puede verificarse usando métodos electromagnéticos para indicar una mayor resistividad. Una desventaja de la técnica conocida es el uso de pulsos de ondas, en donde la onda es una onda continua, que es difícil de mantener cuando se produce en los generadores eléctricos marinos que en la práctica deberían ser más o menos antenas transmisoras a través de cortos circuitos en el mar. Una fuente de señal simple se busca en la presente invención .

Breve Descripción de la Invención Una solución para algunos problemas mencionados anteriormente es un método para determinar las propiedades eléctricas de una formación crue contiene un fluido petrolero submarino bajo las capas geológicas de la capa encima del criadero con grosor s bajo un lecho marino de un mar, el método comprende los siguientes pasos: * disponer una o más antenas en el mar, y disponer uno o más receptores electromagnéticos en el mar, el mar que tiene una pequeña profundidad del mar d de aproximadamente 50 metros a alrededor de 350 metros; * usar la antena transmisora que transmite señales electromagnéticas de uno o más pulsos que tienen frecuencia de muy baja frecuencia entre aproximadamente 0.01 Hz y alrededor de 0.10 Hz; * usar las antenas receptoras que tienen un desplazamiento desde el transmisor, para recibir las señales electromagnéticas propagadas debido a las señales electromagnéticas emitidas; * analizar uno o más compuestos de las señales recibidas desde los receptores que tienen desplazamientos entre aproximadamente 1 km y alrededor de 12 km, sí las señales difieren significativamente de una señal correspondiente que se presentaría desde la formación que contiene agua, indicando una formación de contiene un fluido petrolífero. En una modalidad preferida de la invención, una señal de pulso cuadrado de frecuencia f = 0.01 Hz a 1.10 Hz, preferentemente se emite alrededor de 0.02 Hz , la señal de pulso cuadrada que tiene al menos un componente harmónico de 3*f detectable del desplazamiento. Las modalidades preferidas adicionalmente de las invenciones se definen en las reivindicaciones dependientes.

Breve Descripción de las Figuras La invención se ilustra en las figuras anexas, las cuales solo son con el propósito de ilustración. Las figuras no deben construirse para limitar el alcance de la invención, que debe limitarse solo por las reivindicaciones anexas. La Fig. la ilustra una sección geológica imaginada de una formación sedimentaria que forma un yacimiento de petróleo, y que tiene una capa encima del criadero de aproximadamente 500 m a 3000 m y una profundidad de agua de aproximadamente 50 a 350 m. La profundidad puede ser aun tan poco profunda como 20 a 10 metros. Un barco arrastra una fuente de señal electromagnética marina dispuesta horizontalmente. El trayecto de acercamiento se llama parte de "acercamiento" de la curva con el transmisor que se aproxima al receptor, y el trayecto de alejamiento es correspondientemente llamado "alejamiento". Ambas trayectorias de la señal electromagnética refractada y reflejada se muestran entre el transmisor y el receptor. También se indica en la Fig. la es un componente horizontal del campo recibido, muestra una escala logarítmica. En el capo cercano el voltaje puede ser muy fuerte, así se recomienda remolcar el transmisor aproximadamente 50 m a 70 m sobre los receptores en el lecho marino, de otra forma los receptores pueden dañarse debido al fuerte campo electromagnético cuando el transmisor pasa a través del mar sobre el receptor. La Fig. lb es una ilustración simple del campo electromagnético que se mide sobre un solo receptor de acuerdo con el campo establecido de la Fig. la. Un solo receptor con antenas se coloca dentro de la figura con cero desplazamientos . La Fig. 2 ilustra el componente horizontal de la amplitud de una señal recibida en una estación del lecho marino, desde un transmisor electromagnético remolcado que manda una corriente CA en el mar. La frecuencia emitida es de 0.25 Hz . La señal se normaliza con respecto a la intensidad de la fuente del transmisor: (V/m) / (Am) = V/Am2, y es una amplitud normalizada de la fuente frecuentemente llamada "magnitud" . La Fig. 3 ilustra curvas normalizadas (de la figura 2 ) en donde una curva de amplitud de señal de una formación anómala de alta resistividad, p.ej., debido a que es petrolífera, con la capa encima del criadero con resistividad ordinaria, como, en la Fig. la, se divide por la correspondiente curva de amplitud como si el petróleo de la misma formación se reemplaza por agua resultante de la resistividad ordinaria. El desplazamiento a lo largo de la abscisa se da en kilómetros. La "curva de agua" normalizada que indica agua, es una curva de referencia basada en las formaciones del yacimiento que contiene agua, se da el valor 1. La Fig. 4a es una curva de medición normalizada del campo en línea horizontal para una frecuencia transmitida de 0.025 Hz, es decir, un periodo de 40 segundos, y una profundidad del agua 128 m. El espesor del modelo es aproximadamente 1600 m de la capa encima del criadero de resistividad 1 Ohm-metro, y el espesor del yacimiento del modelo es aproximadamente 100 m que tiene una resistividad de 80 Ohm-metro. Para la detección de hidrocarburos en el presente caso con formaciones petrolíferas más o menos horizontales, la respuesta en línea se considera más importante que la respuesta en línea transversal. En áreas con complicaciones litológicas como depósitos de sal, la respuesta de línea transversal puede ser más importante. La Fig. 4b es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia de 0.05 Hz , es decir, un periodo de 20 segundos. La Fig. 4c es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia de 0.10 Hz , es decir, un periodo de 10 segundos . La Fig. 4d es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia de 0.20 Hz, es decir, un periodo de 5 segundos . La Fig. 4e representa la curva correspondiente para una frecuencia de 0.25 Hz , es decir, un periodo de 4 segundos. La Fig. 4f representa la curva correspondiente para una frecuencia de 0.5 Hz, es decir, un periodo de 2 segundos.

La Fig. 4g es una curva normalizada para 0.25 Hz y profundidad del agua, en esta de 1024 m. Se ha montado en la misma hoja como una copia de la Fig. 4e que muestra la curva correspondiente para 0.25 Hz y condiciones de agua poco profunda, en esta 128 m. Una diferencia principal entre los dos casos es que una porción de la señal emitida en aguas poco profundas se fugará al aire y dominará las señales registradas con mayores desviaciones horizontales. La Fig. 5a es un mapa del campo petrolero Grane en el Mar del Norte. La porción del yacimiento de la formación del yacimiento se delinea accidentadamente. Una línea de inspección electromagnética que va de norte a sur de 2003 se indica a través del mapa. La Fig. 5b es un diagrama de magnitud eléctrica normalizada que recibe en un solo receptor, Rxl2, para una frecuencia transmitida de 0.25 Hz . La fig. 5c muestra un diagrama en resumen de la magnitud eléctrica normalizada para todos los receptores. La abscisa está en metros. Los receptores numerados del 1 al 16 se indican a lo largo de la abscisa, y corresponden a la línea del perfil mostrado en la Fig. 5a. En esta gráfica, la magnitud eléctrica normalizada del desplazamiento de una fuente-receptor particular de cada registro desde las estaciones Rxl a Rxld. El desplazamiento para el valor del campo normalizado recolectado es de 5 km. Se asume que los 5 km del registro de desplazamiento indica un valor propiamente eléctrico de la formación potencialmente petrolífera a la mitad de la distancia del desplazamiento, es decir, 2.5 km. La dirección de remolque en esta figura es desde el inicio del perfil hacia el norte. La Fig. 6a es un mapa de examinación correspondiente para dos líneas eléctricas del registro del lecho marino realizadas a través del campo Grane en 2004. La Fig. 6b es similar a la Fig. 5c, pero para una exploración hecha en 2004 para la Línea de remolque 2 como se indica en la Fig. 6a. La Fig. 6c es una gráfica de la magnitud eléctrica recibida en un solo receptor, RxlO, de la línea 2 de la exploración Grane 2004. La señal transmitida es un pulso cuadrado que tiene una frecuencia fundamental de f = 0.02 Hz, y así las frecuencias armónicas de 3*f, 5*f, 7*f, etcétera. Las curvas "O: fm petrolífero anterior" se compara con una señal registra con una estación de referencia fuera del yacimiento, la "W: fm que contiene agua anterior". El intervalo medido mostrado está en metros desde 3000 m a 1200 m de desplazamiento para la estación RxlO, y desde 3000 m a 8000 m para la estación de referencia. El eje de las ordenadas está en la amplitud log de la señal recibida normalizada de la fuente, desde 10"13-5 V/Am2 a 10"11 V/Am2.

Descripción Detallada de la Invención La invención es un método para determinar las propiedades eléctricas de una formación petrolífera submarina 1 que tiene una capa encima del criadero 2 de los estratos geológicos 2 el grosor s y que tiene un lecho marino 3 cubiertos en el área de interés por un mar 4. El método comprende los siguientes pasos: * Uno o más de los receptores electromagnéticos 8 se disponen en el mar 4. Los receptores electromagnéticos 8 pueden ser pares de electrodos sujetos por balancines 82 con una longitud deseada, y que llevan algún dispositivo de almacenamiento de la señal 81 soportan un compartimiento del receptor 80 dispuesto para sujetar los balancines de la antena 82. Estos dos balancines de la antena generalmente se disponen en un par ortogonal y la señal de la línea se calcula desde los componentes en la línea del par ortogonal. El dispositivo de almacenamiento de la señal 81 debería proporcionarse con un reloj para registrar el tiempo actual para registrar las señales recibidas 12 explicadas enseguida. * Una o más antenas transmisoras 9 deben disponerse en el mar 4. * La antena transmisora 9 después se usa para transmitir señales electromagnéticas 10 de uno o más pulsos 11 que tienen frecuencias entre 0.01 Hz y 0.10 Hz . En la actual modalidad de la invención, se ha usado una frecuencia de 0.02 Hz . En una forma alterna, puede usarse una longitud de onda 1 más de 5 veces el grosor s de las capas encima del criadero 2. Previamente, los pulsos de aire que se propagan desde el transmisor 9 a las antenas 8 se cree que oculta la información deseada acerca de un yacimiento petrolífero geológico 1, pero el nuevo modelo para mar poco profundo ha indicado claramente que ya sea un incremento significativo o disminución se presenta para la señal de detección con desplazamientos intermedios, aun para aguas muy poco profundas. * La profundidad actual d del mar 4 para la presente invención que se realiza es de 10 ó 20 a 400 metros, más preferentemente 50-350 metros, y más preferentemente alrededor de 80 metros a alrededor de 300 metros. Estos corresponden a las profundidades actuales del Mar del Norte. Otras profundidades pueden ser relevantes para otras áreas del mar del mundo . *La mayoría de la energía de los pulsos de la señal emitida 11 se atenúa debido a la resistividad del agua de mar, la capa encima del criadero, pero una pequeña porción de la energía se reciben eventualmente. Las señales electromagnéticas 12 debido a las señales emitidas 10 se propagan para una porción de la energía emitida para ser detectadas significativamente con el receptor 8 que tiene un desplazamiento desde el transmisor 9, provee que el transmisor tiene una capacidad suficiente para emitir señales electromagnéticas, como se describe enseguida. * Uno o más componentes de las señales detectadas 12 se analizó para las distancias con desplazamiento entre aproximadamente 3 km a alrededor de 10 km entre el transmisor 9 y los receptor 8. Se espera que para estos desplazamientos, las señales detectadas 12 diferirán significativamente de una señal correspondiente 12 ' que la que sería detectada de un similar pero la formación que contiene agua 1, la señal que difiere indica que la formación 1) es petrolífera.

Método de remolcado De acuerdo con el método de la invención, uno o más receptores 8 se disponen en el lecho marino 3, y preferentemente un transmisor 9 se remolca en el mar 4 por una embarcación marina 5, ya sea una embarcación superficial o una embarcación submarina. El transmisor 9 puede remolcarse en el lecho marino 3, pero a fin de no forzar una corriente eléctrica destructiva sobre un receptor 8 mientras se mueve cerca del receptor eléctrico necesariamente muy sensible 8, el transmisor 9 podría remolcarse de 30 a 70 metros arriba del receptor 8 si se jala es más o menos directamente sobre el receptor. Alternativamente, de acuerdo con el método de la invención, el receptor 8 puede remolcarse en el mar 4, los receptores se disponen como un solo receptor remolcado 8 o varios receptores 8 dispuestos sobre un cable remolcado detrás de una embarcación marina 5. De acuerdo con una modalidad alterna de la invención, los receptores 8 puede remolcarse sobre el lecho marino 3.

Análisis El análisis puede realizarse con respecto a la amplitud de las señales detectadas 12, usando el llamado modelado 1-D como se ilustra en la Fig. 2, y particularmente en las curvas normalizada en las Figs. 3 y 4. Un modelo 1-D puede basarse en un registro de un solo pozo de sondeo con resistividad medida de las capas de las formaciones geológicas alrededor del pozo de sondeo. En un modelo 1-D puede no existir variación de la profundidad de las interfases entre los estratos. En un modelo 2-D, p.ej., usando los datos de medición de resistividad desde los dos pozos perforados, la variación de la profundidad de los estratos puede introducirse para acoplar mejor con la estructura geológica a lo largo de la línea medida. La Fig. 4f representa la curva para 0.5 Hz , es decir, un periodo de 2 segundos con una profundidad del mar de 128 metros . El espesor de la capa encima del criadero en el modelo es aproximadamente 1600 m de resistividad de 1 Ohm-metro, y el grosor del yacimiento del modelo es de 100 m con resistividad de 80 Ohm-metro. Estos ilustra un problema mayor usando estas altas frecuencias con agua relativamente poco profunda comparadas con el grosor de la capa encima del criadero: la respuesta en la curva de amplitud normalizada de la fuente es insignificante. Esto es los datos modelados, y los datos reales tendrían variaciones de resistividad natural con profundidad que probablemente podría ocultar estas pequeñas anomalías de la señal por debajo del nivel de ruido. Antes de la Fig. 4f, la Fig. 4e representa la curva correspondiente para 0.25 Hz, es decir, un periodo de 4 segundos, para la misma profundidad del mar. Una anomalía significativa llamada así en la amplitud normalizada de la fuente puede verse como un ligero incremento en la curva de amplitud normalizada entre 2 y 3.5 km y una fuerte disminución de la amplitud normalizada de inicio a 3.5 km y alcanzando su mínimo anchóte 0.8 a alrededor de 4.8 km, y regresar lentamente a la curva unitaria de aproximadamente 8 km. La curva puede describirse como una pequeña onda alterada que tiene una pequeña porción positiva seguida por una gran porción negativa más larga y ancha. La correspondiente pequeña onda de la Fig. 4f es inversa y muy insignificante. La Fig. 4d es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia transmitida de 0.20 Hz , dado un periodo de 5 segundos. La profundidad es como con los otros modelos de la Fig. 4: 128 metros. La anomalía negativa ahora es desplazada para iniciar a los 4 km, la mínima amplitud se pronuncia más con un valor de aproximadamente 0.75 y se desplaza a un desplazamiento más largo a 5.5 km, y los rebotes más distantes fuera a 10 km. El incremento del desplazamiento asociado con el comienzo, máximo, unidad cruzada y mínimo, con la disminución de la frecuencia, se indica por flechas horizontales en las Figs. 4d, 4c y 4b. El cambio de las curvas se ve más al disminuir las frecuencias. La Fig. 4c es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia transmitida de 0.10 Hz , es decir, un periodo de 10 segundos. La curva de amplitud normalizada de la fuente ahora tiene su porción positiva de la pequeña onda significativamente ensanchada y creciente, iniciando a 2 km, incrementando a aproximadamente 1.28 de amplitud normalizada de la fuente con un desplazamiento de aproximadamente 5.2 km, y bajar vertiginosamente por debajo de la línea unitaria a aproximadamente 6.5 km a un mínimo que es más negativo de 0.75. Los efectos indicados en las Figs. 4d y 4c se ven más en la Fig. 4b, la cual es una curva normalizada correspondiente para una frecuencia transmitida de 0.05 Hz, es decir, u n periodo de 20 segundos, la misma profundidad. El inicio es tanto para 0.10 Hz a aproximadamente 2 km, pero de amplitud mucho mayor de 0.05 Hz, incrementando a más de 1.52 con un desplazamiento de aproximadamente 6.9 km, y bajando vertiginosamente a través de la línea unitaria a 9.9 km. La porción negativa de la curva se desplaza horizontalmente que no se ha calculado fuera del desplazamiento de 10 km. El máximo más fuerte preliminar se ilustra en la Fig. 4a tal que también es una curva medida normalizada del campo en línea horizontal para una frecuencia transmitida de 0.025 Hz, es decir, un periodo de 40 segundos, y una profundidad del agua de 128m. El inicio es ahora a aproximadamente 2.2 km, y la porción positiva es muy ancha y es tan fuerte como 1.62 con el curva normalizada y el desplazamiento con el máximo que se presenta en aproximadamente 9.2 km, la porción negativa se encontrará tan lejos como 10 km, si existe. Puede verse de las curvas de amplitud normalizadas de la fuente que usa frecuencias muy bajas en el intervalo desde aproximadamente 0.025 Hz a aproximadamente 0.25Hz, anomalías más significativas pueden encontrarse usando un modelo de una formación de alta resistividad debajo de una capa encima del criadero de resistividad ordinaria, y agua de mar poco profunda. Conociendo la profundidad y el espesor de la formación potencialmente petrolífera de los análisis sísmicos, pero no la resistividad, la cuestión particular puede dar una respuesta usando el método de acuerdo con la invención . La Fig. 4g es una curva normalizada para 0.25 Hz y agua profunda, en esta es 1024 m. Se ha montado en la misma hoja como una copia de la Fig. 4e que muestra la correspondiente curva para 0.25 Hz y las condiciones de agua poco profunda, en esta 128 m. Lo que se ve claramente es que para aguas profundas, una señal normalizada muy clara y significativa sobre la formación petrolífera en aguas profundas se ve, comparada con la curva normalizada sobre el agua poco profunda. Una diferencia principal entre los dos casos es que para las condiciones de aguas poco profundas, una mayor porción de la señal emitida puede fugarse al aire y tener una influencia significativa en la señal registrada. Sin embargo, los intentos de separación de los campos que van hacia arriba y abajo, así como también la sustracción de la onda en el aire, hasta aquí se han probado sin éxito. Es altamente deseable tener un método electromagnético que proporcione más anomalías electromagnéticas significativas arriba de las formaciones petrolíferas también para aguas poco profundas .

Emisión de la señal De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, los pulsos de la señal transmitida 11 generalmente son cuadrados que comprenden primero, ondas con coseno harmónico que son detectables más lejos. Una ventaja que usa frecuencias bajas de acuerdo con la invención es que también las terceras ondas armónicas y las quintas ondas armónicas pueden detectarse con las distancias intermedias. Esto hace posible realizar los análisis independientes para frecuencias diferentes. Usando una frecuencia base para el pulso cuadrado transmitido de 0.02 Hz , uno recibiría una señal alejada compuesta por las siguientes : * una onda de coseno de 0.02 Hz, * una onda de coseno de tercera armónica de 0.02*3 Hz = 0.06 Hz, que tiene un tercio de la energía, * una onda de coseno de quinta armónica de 0.02*3 Hz = 0.06 Hz, que tiene un quinto de la energía, * una onda de coseno de séptima armónica de 0.02*7 Hz = 0.14 Hz, y así, toda pueden filtrarse y analizarse independientemente, transmitir la base del análisis. Las diferentes ondas armónicas tendrán diferentes velocidades de propagación. Enseguida se lista la velocidad de propagación y longitudes de onda electromagnéticas para algunos valores de la resistividad de la capa encima del criadero y se emiten bajas frecuencias.

R(Ohm-m) f (Hz) Velocidad Lambda longitud (m/s) de onda (m) 1 0.02 Hz 447 m/s 22400 m 2 0.02 Hz 632 m/s 31600 m 3 0.02 Hz 775 m/s 38700 m 1 0.06 Hz 775 m/s 12900 m 2 0.06 Hz 1095 m/s 18300 m 3 0.06 Hz 1342 m/s 22400 m 1 0.10 Hz 1000 m/s 10000 m 2 0.10 Hz 1414 m/s 14000 m 3 0.10 Hz 1732 m/s 17300 m 1 0.20 Hz 1414 m/s 7070 m 2 0.20 Hz 2000 m/s 10000 m 3 0.20 Hz 2449 m/s 12200 m Se puede ver que las longitudes de onda usadas para 1, 2 ó 3 resistividad Ohm-metro en la capa encima del criadero mandadas con una frecuencia muy baja de 0.02 Hz origina longitudes de onda extremadamente largas de entre 22400 m y 38700 m.

Antena transmisora De acuerdo con la invención, la antena transmisora 9 tiene un producto equivalente de corriente I veces la longitud L del componente en la dirección horizontal entre aproximadamente 10000 Am, preferentemente hasta 300000 Am o más, en general horizontalmente, como se explica enseguida. La antena transmisora 9 preferentemente se arreglaría para transportar una corriente eléctrica entre aproximadamente 80 A y 2000 A, y tiene una longitud de 50 a 500 m. La transmisión de la señal después puede comprender simplemente para producir una CD desde aproximadamente 80A a aproximadamente 2000 A, preferentemente en el intervalo desde 100 A a 1000 A, y mandar la corriente directa a través de los dos electrodos transmisores 9A, 9B dispuestos aproximadamente a 5-70 m arriba del lecho marino separado por una distancia generalmente horizontal de aproximadamente 50 m a alrededor de 500 m, preferentemente alrededor de 100 a aproximadamente 100 a alrededor de 300 m, produciendo un producto equivalente de alrededor de 400 Am a aproximadamente 1000000 Am, preferentemente desde 10000 Am a 300000 Am. Usando una frecuencia base para el pulso cuadrado transmitido de 0.02 Hz como se usa en actual ejemplo, es decir, que tiene un periodo de 50 s, uno simplemente puede invertir la corriente eléctrica cada 25 segundos para producir el pulso cuadrado eléctrico de longitud de 50 s deseado.

Resultados La Fig. 2 ilustra el componente horizontal de la amplitud de una señal recibida en una estación en el lecho marino, desde un transmisor electromagnético remolcado que manda una corriente AC en el mar. La señal comprende tanto las señales reflejadas recibidas y las señales refractadas, las señales directas a través del agua de mar, y las señales de onda propagadas parcialmente en el aire. Un par de curvas se calculan de acuerdo con un modelo con aguas poco profundas, 128 m, y el otro par de curvas se calcula de acuerdo con un modelo con agua profunda, 4000 m. La frecuencia emitida es de 0.25 Hz . La denominación de ordenada se da en la intensidad del campo eléctrico V/m normalizada con respecto a la intensidad de fuente del transmisor Am, (V/m) / (Am) = Am2, una amplitud normalizada de la fuente llamada magnitud. El ruido del suelo generalmente se considera que está entre 10"15 V/Am2 a 10"13 V/Am2. El desplazamiento a lo largo de la abscisa está en kilómetros. El par inferior de curvas indican la amplitud del campo horizontal eléctrico que se mide en la profundidad del agua, en este 4000 m. Para desplazamientos mayores de aproximadamente 2000 metros, la curva calculada para una formación petrolífera está por arriba de la curva indicando una formación que contiene agua, y la diferencia es muy distinguible. El par superior de las curvas sin embargo, se calculan para el agua poco profunda, en esta 128 m. Una reducción de la amplitud se ve entre 4500 y 8000 m con esta consideración, pero la diferencia es mucho más pequeña, y puede enmascararse con mayor facilidad por otros efectos como el ruido. La Fig. 3 ilustra curvas normalizadas en donde una curva de amplitud de señal de una formación anómala de alta resistividad, p.ej., debido a que sea petrolífera, con la capa encima del criadero de resistividad ordinaria, como en la Fig. la, se divide por una curva de amplitud de la señal correspondiente como si el petróleo de la misma formación se reemplazara por el agua provocado por la resistividad ordinaria. El desplazamiento a lo largo de la abscisa se da en kilómetros. Una línea punteada indica la curva de amplitud debido a la formación petrolífera anómala para una onda transmitida de 0.25 Hz indicada. La "curva de agua" normalizada" que indica agua, es una curva de referencia basada en las formaciones del yacimiento que contiene agua, se da el valor 1. Esto puede hacerse usando los datos de un perfil de adquisición de datos que atraviesa una porción de la formación esto se sabe contiene agua. Entre 3.5 y 8 km, la resistividad de la formación que contiene agua es menor que si la misma formación fuera petrolífera. Una línea que indica la curva de amplitud debido a la formación petrolífera anómala para una onda de 0.25 Hz calculada para la profundidad del agua poco profunda de 128 m indicada. En esta consideración, se ve con mayor claridad que existe una pequeña pero significativa diferencia para 0.25 Hz, pero esta diferencia es vulnerable al ruido. La Fig. 5a es un mapa del programa de registro del lecho marino electromagnético en 2003 sobre el campo petrolífero Grane en el Mar del Norte . La porción de reserva de la formación del yacimiento se delinea accidentadamente. Una línea de sondeo electromagnético que corre de norte a sur se indica a través del mapa. Las estaciones receptoras 12, 13, 14, 15 y 16 se reemplazan en la porción del perfil de acuerdo con los límites del norte de la formación petrolífera en este perfil. Las estaciones receptoras 1-11 se colocan en las porciones del perfil a través de los límites al sur de la formación petrolífera en este perfil. Sobre las porciones centrales del perfil sobre la formación petrolífera del campo Grane, no se colocaron receptores. La Fig. 5b es una gráfica de magnitud eléctrica normalizada como se recibió en un solo receptor, Rxl2 para una frecuencia transmitida de 0.25 Hz . La "curva de agua" y la "curva HC" muestran una pequeña pero significativa diferencia entre 4 y aproximadamente 7 km en estos datos reales . La Fig. 5c muestra una gráfica de resumen de la magnitud eléctrica normalizada para todos los receptores. La abscisa está en metros. Los receptores 1-16 se indican a lo largo de la abscisa, y corresponde a la línea del perfil mostrada en la Fig. 5a. En esta gráfica, la magnitud eléctrica normalizada para un desplazamiento del receptor fuente particular se colecta de cada registro desde las estaciones Rxl-Rxl6. El desplazamiento para el valor del campo normalizado recolectado es 5 km. Se asume que el registro del desplazamiento de 5 km indica un valor de propiedad eléctrico de la potencial formación petrolífera con la mitad de la distancia de desplazamiento, es decir 2.5 km. La dirección del remolque en esta figura es desde el inicio del perfil hacia el norte, es decir, a la derecha de la estación receptora 16 en la Fig. 5c, y hacia la izquierda en la Fig. 5c. Por lo tanto, el valor recolectado "remolcado" a 5 km para la estación Rx4 se gráfica como 2.5 km delante de la estación Rx4 , y el valor de "empuje" a 5 km para la estación Rx4 se gráfica 2.5 km después de la estación Rx4. Existe una pequeña reducción en los valores de amplitud para los puntos que residen dentro del delineado del campo petrolero Grane indicado en la Fig. 5c, pero valores bajos encontrados también para las gráficas recolectadas "en remolque" para la estación 12, 14, 15, y 16 al norte del bosquejo del campo Grane, que puede ser debido a un incremento del grosor de la formación de creta subyacente o aceite no descubierto del norte del bosquejo del campo Grane. Por favor nótese que existe una diferencia para el valor recolectado a 5 km normalizado eléctrico acercado y alejado, particularmente significativo p.ej., la estación receptora Rx8. En el brazo remolcado al sur a Rx8, el transmisor y receptor ambos arriba de una parte petrolífera de la formación del yacimiento, y el valor de 5 km resultante es de aproximadamente 0.88. En el brazo remolcado al sur alejado desde Rx8, el transmisor está sobre la parte que contiene agua de la formación del yacimiento, y el valor resultante de 5 km es de aproximadamente 1.04. Otros desplazamientos diferentes de 5 km pueden usarse para seleccionar el valor. La Fig. 6a es un mapa de exploración correspondiente para dos perfiles eléctricos de registro del lecho marino realizados a través del campo Grane en 2004. La línea 1 tiene una dirección más o menos norte - sur con receptores RxOl a Rx07, y la Línea 2 es NNE-SSO con los receptores Rx08 a Rxl2. La estación receptora Rx4 está en el punto de intersección entre la Línea 1 y la Línea 2. La Fig. 6b es similar a la fig. 5c, pero para una exploración hecha en 2004 para la Línea 2 remolcada como se indica en la Fig. 6a. La Fig. 6b muestra una gráfica de resumen de magnitud eléctrica normalizada para todos los receptores a lo largo de la Línea 2. La abscisa está en metros. Los receptores Rx08, Rx09, Rx04, y RxlO se indican a lo largo de la abscisa, y corresponde al perfil de la línea mostrada en la Fig. 5a. En esta gráfica, la magnitud eléctrica para un desplazamiento del receptor-fuente particular se colecta de cada registro de las estaciones Rx08, Rx09, Rx04, y RxlO. El desplazamiento del receptor-fuente para los valores del campo normalizado recolectado son 7 km, y los valores se grafican a la mitad, 3.5 km del receptor y 3.5 km del transmisor. Se indica en las columnas sombreadas entre 7 y 13 km, y entre 15 y 17.5 km donde se extiende el yacimiento petrolero Hydro estimado. En esta exploración se usa un pulso cuadrado con una frecuencia del transmisor muy baja de 0.02 Hz . En esta gráfica, los componentes de onda 3*f y 5*f armónica se han analizado. Ambas gráficas normalizadas del la armónica 3*f y 5*f muestra una relación de señal mucho más distinta, que varía entre aproximadamente 1.06 y 1.10 en la transición entre la formación petrolífera en la estación Rx09, a entre alrededor de 1.22 y 1.30 al SO de la estación RxlO cerca de la mitad de la formación petrolífera. Esta resulta de la exploración 2004 que usó un pulso cuadrado de 0.02 Hz indicó con mayor distinción la presencia de petróleo en la formación del yacimiento que la gráfica de la exploración de 2003 que usó una frecuencia de onda de 0.25 Hz . Otra diferencia es que la relación está por arriba de la unidad para la ultra-baja frecuencia de 0.02 Hz usada, comparada con la relación unitaria por debajo para la frecuencia de onda de 0.25 usada.

La Fig. 6c es una gráfica de magnitud eléctrica que se recibe en un solo receptor, RxlO, de la línea 2 de la exploración Grane 2004. La señal de transmisión es un pulso cuadrado que tiene una frecuencia fundamental de f = 0.02 Hz, y así la señal emitida contiene frecuencias armónicas de 3*f, 5*f, 7*f, y así sucesivamente. La estación RxlO se sitúa por arriba de una porción petrolífera del yacimiento. Las curvas también se comparan con una señal registrada con una estación de referencia fuera del yacimiento, que puede usarse para la normalización. El intervalo medido mostrado está en metros desde 3000 m a 12000 m de desplazamiento de la estación RxlO, y desde 3000 m a aproximadamente 8000 m para la estación de referencia. El eje de la ordenada está en amplitud logarítmica de la señal recibida normalizada de la fuente, desde 10"13'5 V/Am2 a 10"11 V/Am2. Aun sin normalizar las señales recibidas, la señal de frecuencia fundamental f = 0.02 Hz y las armónicas impares filtradas 3*f = 0.06 Hz y 5*f = 0.10 Hz, claramente muestra una respuesta que es generalmente más grande que la señal de la estación de referencia. Más allá de los 8000 m no se ha graficado la señal de referencia para la comparación. La señal f = 0.02 Hz "arriba del aceite" sobre la porción petrolífera de la formación es distintamente mayor que la señal de referencia entre aproximadamente 5000 m y 8000 m. La señal f = 0.02 Hz está hasta cierto punto de acuerdo lo suficiente con el intervalo del cual la curva teórica del 0.025 Hz de la fig. 4a está por arriba de la unidad normalizada. La 3*f = 0.06 Hz está por arriba de la curva de referencia de la Fig. 6c entre 5.5 km y al menos 8 km de desplazamiento, también está casi en armonía con la curva modelada más cercana de 0.05 Hz . La curva 5*f está por debajo de la curva de referencia entre aproximadamente 5.5 km y 6 km, y por arriba de la unidad entre aproximadamente 6 km y aproximadamente 7.7 km, no está totalmente en armonía con el intervalo de desplazamiento de los datos modelados para 0.10 Hz , pero difieren significativamente de la señal "arriba del agua" . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

1. Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para determinar las propiedades eléctricas de una formación petrolífera submarina bajo los estratos geológicos de capa encima del criadero de grosor s bajo un lecho marino de un mar, caracterizado porque comprende los siguientes pasos : * disponer una o más antenas transmisoras en el mar, y disponer uno o más receptores electromagnéticos en el mar, el mar que tiene una pequeña profundidad del mar d de aproximadamente 50 metros a alrededor de 350 metros; * usar la antena transmisora que transmite señales electromagnéticas de uno o más pulsos que tienen frecuencia de muy baja frecuencia entre aproximadamente 0.01 Hz y alrededor de 0.10 Hz ; * usar las antenas receptoras que tienen un desplazamiento desde el transmisor, para recibir las señales electromagnéticas propagadas debido a las señales electromagnéticas emitidas; * analizar uno o más componentes de las señales recibidas desde los receptores que tienen desplazamientos entre aproximadamente 1 km y alrededor de 12 km, sí las señales difieren significativamente de una señal correspondiente que se presentaría desde la formación que contiene agua, indicando una formación que contiene un fluido petrolífero.
2. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pulsos de la señal transmitida comprenden generalmente pulsos cuadrados.
3. 3. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las señales tienen una longitud de onda (1) de más de 5 veces el grosor (s) de los estratos de la capa encima del criadero.
4. 4. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los receptores se disponen sobre el lecho marino.
5. 5. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor se remolca en el mar.
6. 6. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor se remolca en el lecho marino .
7. 7. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los receptores se remolcan en el mar.
8. 8. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los receptores se remolcan en el lecho marino .
9. 9. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el análisis se hace con respecto a la amplitud de las señales detectadas.
10. 10. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pulsos de la señal transmitida son pulsos generalmente cuadrados que comprenden al menos ondas armónicas de frecuencia 3*f que son detectables en los desplazamientos.
11. 11. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque usa una antena transmisora que tiene una longitud de aproximadamente 50 m a aproximadamente 500 m, preferentemente desde aproximadamente 100 m a alrededor de 300 m.
12. 12. Método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque usa una antena transmisora que lleva una corriente eléctrica a aproximadamente 80 A a alrededor de 2000 A, preferentemente en el intervalo desde 100 A a 1000 A.
13. 13. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque usa una antena transmisora que tiene un producto equivalente de corriente (1) veces la longitud (L) del componente en la dirección horizontal de aproximadamente 400 Am a alrededor de 1000000 Am, preferentemente en el intervalo desde 10000 Am a 300000 Am.