NL194133C - Elektro-seismisch grondonderzoek. Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties. - Google Patents

Elektro-seismisch grondonderzoek. Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties. Download PDF

Info

Publication number
NL194133C
NL194133C NL8902614A NL8902614A NL194133C NL 194133 C NL194133 C NL 194133C NL 8902614 A NL8902614 A NL 8902614A NL 8902614 A NL8902614 A NL 8902614A NL 194133 C NL194133 C NL 194133C
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fluid
seismic
underground formation
electromagnetic signal
electrodes
Prior art date
Application number
NL8902614A
Other languages
English (en)
Other versions
NL194133B (nl
NL8902614A (nl
Original Assignee
Exxon Production Research Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Production Research Co filed Critical Exxon Production Research Co
Publication of NL8902614A publication Critical patent/NL8902614A/nl
Publication of NL194133B publication Critical patent/NL194133B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL194133C publication Critical patent/NL194133C/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V11/00Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00
    • G01V11/007Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00 using the seismo-electric effect
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/082Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with fields produced by spontaneous potentials, e.g. electrochemical or produced by telluric currents

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

1 194133
Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor elektro-seismisch grondonderzoek, omvattende de 5 stappen van: het initiëren van een seismische schok bij een bronlocatie, zodanig dat het akoestische golffront daarvan een poreuze ondergrondse formatie bereikt en een elektromagnetisch signaal produceert dat zich vanuit de ondergrondse formatie met de snelheid van het licht voortplant, en het detecteren van dit signaal.
Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-4.692.905, waarin een 10 werkwijze voor geofysisch onderzoek wordt beschreven voor het detecteren van complex polymetallische ertslichamen. Bij dit onderzoek worden ten minste twee maal elastische golven in de ertshoudende rotsmassa opgewekt en worden de elektromagnetische pulsen, die worden voortgebracht wanneer de elastische golven de ertslichamen raken, geregistreerd en geanalyseerd om het aantal ertslichamen dat aanwezig is in de rotsmassa en de dikte van deze ertslichamen te bepalen.
15 De methode is echter ongeschikt voor het detecteren van koolwaterstofverbindingen in koolwaterstof-houdende sedimenten, ook al omdat de in het document beschreven techniek wordt toegepast in formaties die relatief dicht in de buurt van een aardoppervlak liggen, terwijl koolwaterstofreservoirs vaak op meer dan duizend meter diepte onder het aardoppervlak zijn gelegen.
Voor het fysische basisproces dat benodigd is voor elektro-seismisch grondonderzoek (elektroseismic 20 prospecting, ESP) volgens de onderhavige aanvrage, dient seismische energie te worden omgezet in elektromagnetische energie met een aanzienlijke waarde. Hoewel er verschillende mogelijke theoretische omzetmechanismen zijn die de waargenomen verschijnselen kunnen veroorzaken, zoals de boven besproken weerstandsmodulatie, spontane potentialen en elektro-capillariteit, wordt het mechanisme dat de waarnemingen het best verklaart en bruikbaar is bij het toepassen van de hierin besproken procedure, 25 aangeduid als "stromende potentiaal” (streaming potential). Deze manier om seismische energie om te zetten in elektromagnetische energie lijkt de theorie te zijn die het meest effectief is bij het analyseren wat er gebeurt met een in een poreuze lithologische formatie aanwezige vloeistofbeweging, en is het meest duidelijk bij de aanwezigheid van ten minste twee onmengbare fluïda, zoals olie en water of gas en water. Het verschijnsel bestaat ook in de aanwezigheid van een lithologische structuur met grote permeabiliteit 30 waarbij er zich in de structuur een porie-fluïdum bevindt. Volgens deze theorie is er een moleculaire chemische-bindingsaantrekking tussen het fluïdum en het poreuze oppervlak van de vaste formatie, welke binding wordt verstoord of verbroken met de snelle beweging van het fluïdum bij contact met een akoestisch golffront, waardoor op een dipool-manier een elektromagnetische respons wordt geïnduceerd. De fluïdum-beweging die een seismische drukgradiënt vergezelt, is door M.A. Biot beschreven in de Journal of the 35 Acoustical Society of America, 1956, volume 28, pagina 168, en idem, 1962, volume 34, pagina 1254. Anderen, zoals J.O. Bockris en A.K.N. Reddy, hebben met de stromende potentiaal geëxperimenteerd en hebben in ongeveer 1973 over hun vindingen gerapporteerd, maar het effect is tot nog toe niet toegepast in elektro-seismisch grondonderzoek zoals volgens de onderhavige uitvinding.
Het is daarom een kenmerk van de onderhavige uitvinding het "stromende potentiaaT-effect te gebruiken 40 in elektro-seismisch grondonderzoek voor het induceren van een detecteerbaar elektromagnetisch veld volgens de in de aanhef genoemde werkwijze, in een ondergrondse formatie die poreus is en ten minste twee onmengbare fluïda in een gemeenschappelijke porieruimte bevat, zodat een versterkt elektromagnetisch signaal wordt geproduceerd als een indicatie van de aanwezigheid van waarschijnlijke koolwaterstof afzettingen in de nabijheid van de ondergrondse formatie.
45 Zoals reeds opgemerkt heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het verkrijgen van elektro- seismische gegevens, en wordt soms aangeduid als elektro-seismisch grondonderzoek of ESPO. Elektro-seismisch grondonderzoek onderscheidt zich van de werking van een elektromagnetische geofoon, welke de aanwezigheid van een gereflecteerde seismische of akoestische golf bij het aardoppervlak detecteert. Hoewel elektromagnetische geofonen reeds voor 1950 werden onderzocht, heeft hun werking niet geleid tot 50 elektro-seismisch grondonderzoek.
Er is een essentieel onderscheid dat tussen ESP-gegevens en seismische gegevens kan worden gemaakt. Seismische gegevens onthullen slechts structurele informatie die betrekking heeft op het elastische contrast tussen twee verschillende lithologische gebieden. Er wordt geen informatie verschaft over welke soort van rots aanwezig is of wat zich in de porieruimte van de onderzochte gebieden bevindt.
55 Aan de andere kant werkt ESP alleen wanneer er zich mobiel, geleidend water in de porieruimte van de onderzochte formatie bevindt, of wanneer er een mengsel van water en koolwaterstof is. Het zal daarom duidelijk zijn, dat ESP niet een speciaal geval van seismologie is maar fundamenteel anders is. Het feit dat 194133 2 ESP gevoelig is voor het type van porie-fluïdum, is de oorzaak van het nut ervan.
In een alternatieve werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt het "stromende potentiaaT-effect gebruikt in elektro-seismisch grondonderzoek voor het induceren van een detecteerbaar elektromagnetisch veld volgens de in de aanhef genoemde werkwijze in rotsgesteente met een grote permeabiliteit dat een in 5 hoofdzaak waterige, geleidende fase omvat in de porieruimte van het rotsgesteente, zodat een versterkt elektromagnetisch signaal wordt geproduceerd als een indicatie van de aanwezigheid van waarschijnlijke koolwaterstof afzettingen in de nabijheid vein de ondergrondse formatie.
De procedure omvat het initiëren van een seismische schok, zoals door een dynamiet-explosie, stampen of dergelijke op een conventionele manier door één of meerdere zich bij of nabij het aardoppervlak 10 bevindende bronnen. Als alternatief kan de seismische bron zich bevinden in een betrekkelijk ondiep of zelfs een diep (bijvoorbeeld formatie-penetrerend) boorgat. Het daardoor geproduceerde seismische of akoestische golffront plant zich voort door de ondergrondse formatie tot het een van de boven beschreven detecteerbare formaties ontmoet. Bij een dergelijke formatie zal het fluïdum of zullen de flulda binnen de porieruimte van de rots aanzienlijk bewegen, waardoor door het "stromende potentiaal”-effect een 15 elektromagnetische respons wordt veroorzaakt of geïnduceerd. In geval van twee flulda, zullen de fluïda met een aanzienlijk volume snel worden verplaatst ten opzichte van de poreuze rotsformatie, waardoor een instantane, predominant verticale dipool wordt gecreëerd in de geleidende fluldumcomponent nabij het vaste oppervlak. In het geval van een enkel geleidend fluïdum, zal fluïdum met een aanzienlijk volume snel worden verplaatst ten opzichte van de poreuze rotsformatie, waardoor ook een instantane, predominant 20 verticale dipool wordt gecreëerd waar het geleidende fluïdum door de vaste stof wordt aangetrokken. De door deze dipool veroorzaakte elektromagnetische straling kan worden beschouwd als een golf die door de ondergrondse formatie wordt gezonden naar het aardoppervlak met de lichtsnelheid door het lithologische materiaal tussen het punt van reflectie en het punt van detectie.
Bij het oppervlak registreert een geschikte detector het elektromagnetische veld. Geschikte detectoren 25 zijn in principe elektronische detectoren, hoewel magnetische sensoren ook gebruikt kunnen worden. Gebleken is dat de meest simpele en meest gevoelige sensor de vorm heeft van twee staafvormige elektroden met een onderlinge afstand van ongeveer 4.&-610 meter, waarbij de staven in het aardoppervlak worden gedreven tot een geschikte diepte, om te worden ingebed in het eerste grondwater onder het oppervlak. De werkelijke tussenafstand hangt af van (1) bij het elektrodecontact met de grond gegenereerde 30 elektrische ruis, (2) omgevingsruis, (3) signaalsterkte, en (4) de diepte van de formatie van interesse.
Het elektromagnetische signaal kan ook elektrisch worden gedetecteerd onder gebruikmaking van twee elektroden die ruimtelijk gescheiden zijn bij verschillende diepten in een boorput, waarbij elk van de elektroden de lithologische formatie van de aarde naast de boorput penetreert.
De frequentie van de seismische schok bevindt zich bij voorkeur in een gebied van ongeveer 1-500 Hz, 35 en de frequentie van het elektromagnetische signaal bevindt zich in een vergelijkbaar gebied van ongeveer 1-500 Hz.
De rots heeft een hydraulische permeabiliteit die bij voorkeur groter is dan 0,1 millidarcy.
Het veld induceert een meetbaar potentiaalverschil of voltage, welke detecteerbaar is en op een standaardmanier wordt versterkt en eventueel opgeslagen.
40
Het onderhavige voorstel meer in detail worden toegelicht onder verwijzing naar de figuren 1 tot en met 6.
Van de figuren is: figuur 1 een aanzicht in dwarsdoorsnede van een typische procedurele opstelling van componenten welke een voorkeursuitvoeringsvorm van het onderhavige voorstel illustreert; 45 figuur 2 een gedeeltelijk aanzicht in dwarsdoorsnede van een poreuze formatie die geschikt is voor elektromagnetische excitatie door een seismisch golffront volgens het onderhavige voorstel, welke ook het "stromende potentiaaT'-effect illustreert; figuur 3 een schematische representatie van een andere voorkeursopstelling van het onderhavige voorstel waarbij de bron zich nabij de bodem van een betrekkelijk ondiepe boorput bevindt; 50 figuur 4 een schematische representatie van het buisgolffront dat in een boorput omhoog beweegt van een als bron dienende gebeurtenis, en de elektromagnetische responsen die als gevolg daarvan plaatsvinden; figuur 5 een visuele representatie van in het veld opgenomen elektromagnetische gegevens die resulteren van een fysische opstelling van componenten zoals in figuur 4 getoond; en 55 figuur 6 een vereenvoudigd elektrisch diagram van een geschikte elektromagnetische detector volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.
3 194133
In figuur 1, waarin een typische voorkeursuitvoeringsvorm van het onderhavige voorstel is geïllustreerd, bevindt zich een bron 10 bij of nabij het aardoppervlak, hetgeen ook in een ondiepe boorput 12 kan zijn. Ruimtelijk van de bron gescheiden bevinden zich detectoren die geschikt zijn voor het detecteren van seismische reflecties. Deze omvatten een geofoonreeks bestaande uit de geofonen 14A-F voor het 5 detecteren van de in de stand van de techniek welbekende normale akoestische reflecties, en een geschikte elektro-seismische detector 16 die hierna gedetailleerder zal worden beschreven. Zowel de geofoon-detectorreeks als de elektro-seismische detector kunnen verbonden zijn met een opneeminrichting die zich in een opneemvrachtwagen 18 bevindt.
De bron 10 kan desgewenst een enkele dynamietbron, een akoestische ’’stamper”, of een meer 10 complexe bron zijn. In het algemeen echter, wanneer deze geactiveerd wordt, ontspringt daarvan seismische of akoestische energie als een seismische golf 20 door de ondergrondse lithologie onder de bron· locatie.
Als uitlegvoorbeeld bevindt zich in figuur 1 een gebied van de formatie waarin een gaslaag in contact is met een waterlaag. Het scheidingsvlak tussen deze twee lagen wordt in de tekening met het verwijzings-15 cijfer 22 aangeduid. De formatie waarin deze twee onmengbare fluïda zich bevinden, is de formatie die detecteerbaar is volgens de procedure van het onderhavige voorstel. Een segment 24 van deze detecteerbare formatie is uitvergroot. Voor het gemak is dit segment van de formatie afgebeeld als een driedimensionale kubus.
De formatie zelf is poreus, zoals duidelijker te zien is in figuur 2. Dat wil zeggen, er zijn vaste rots-20 gedeelten 23 waarbinnen vele kanaalachtige porieruimten 25 aanwezig zijn. Omdat gas en water niet mengen en water en hogere soortelijke massa bezit dan gas, zakt het water omlaag en vult het water de onder de grenslijn 22 gelegen ruimten 25, en vult het gas de boven die lijn gelegen ruimten 25. Daar waar zich water bevindt, is er een elektro-chemische binding tussen het water en de vaste rotsgedeelten 23. Dit is aangeduid met de ’V’-symbolen in het fluïdumgedeelte en de ’’-’’-symbolen in het vaste gedeelte van de 25 formule.
Het teken van het elektrisch veld of de richting van de veldpolariteit hangt af van de oppervlaktelading op de vaste stof en de manier waarop het fluïdum die lading afschermt. In klei is de lading verdeeld zoals in figuur 2 getoond. In carbonaten kan de lading echter omgekeerd zijn, dat wil zeggen met de ”+”-lading op de vaste stof.
30 Wanneer een akoestische seismische golf 20 de formatie treft in het afgebeelde gebied van de formatie, wordt er bij de diepten P1 en P2 een drukgradiënt tot stand gebracht die omlaag drukt op het water, beginnend bij het wateroppervlak, en die zich neerwaarts door het fluïdum begeeft in een hoofdzakelijk verticale richting, en daarbij tot gevolg heeft dat het fluïdum zich omlaag beweegt. Dit is geïllustreerd in figuur 1 door pijlen 26 die de richting van het stromende poriefluïdum aanduiden. Het zal duidelijk zijn, dat 35 deze neerwaartse beweging het effect heeft dat de elektro-chemische bindingen worden gescheiden, waardoor een hoofdzakelijk verticale dipool tot stand wordt gebracht waar de bindingen verstoord of verbroken zijn. Deze dipool bevindt zich niet alleen in het gebied nabij het wateroppervlak of grensvlak 22, maar door de gehele diepte van de formatie waar de afgebeelde lithologie bestaat. Aldus wordt een verticaal elektrisch veld 28 geïnduceerd met een omhoog gerichte verticale richting bij het trefpunt, met een 40 aanzienlijke kracht of sterkte. De polariteit van dit veld is van negatief naar positief in een progressief opwaartse richting in het voorbeeld van figuur 1.
Zoals boven beschreven, zal in het algemeen de eerste aankomst van de seismische golf het fluïdum omlaag verplaatsen. Echter, zoals in het hiernavolgende ten aanzien van het voorbeeld van figuur 4 wordt beschreven, kan de eerste aankomst soms corresponderen met een opwaartse beweging. Bovendien zal, 45 na de eerste aankomst, het fluïdum tot rust komen en vervolgens in de tegengestelde richting gaan bewegen. In het algemeen beweegt echter het fluïdum in de richting van de drukgradiënt, in tegenstelling tot hetgeen geleerd wordt door het Amerikaanse octrooischrift 2.354.659.
Het is duidelijk dat het elektrisch veld 28 wordt opgewekt wanneer de poriën boven de lijn 22 ofwel gevuld zijn met een gas of wanneer deze poriën vrij zijn van een gas of een vloeistof. Wanneer er twee 50 vloeistoffen zijn, zoals olie en water, is de snelheid van neerwaartse beweging van de twee fluïda vergelijkbaar, maar alleen de beweging van de geleidende vloeistof genereert een elektrisch veld, zodat bij de lijn waar de twee fluïda elkaar ontmoeten een discontinuïteit in het elektrisch veld zal optreden.
Het elektrisch veld 28 produceert een corresponderende elektromagnetische golf 30 die zich vanuit het zojuist beschreven getroffen gebied weg beweegt. In tegenstelling tot een gereflecteerde akoestische golf 55 reist een elektromagnetische golf met de lichtsnelheid ten opzichte van de bestaande lithologische formatie. Wanneer er een conventioneel seismisch reflecterend grensvlak is, zullen natuurlijk akoestische reflecties plaatsvinden en deze zullen worden gedetecteerd door de geofoonreeks, eveneens op een conventionele 194133 4 manier. De detectie van de elektromagnetische golf zal echter plaatsvinden wanneer er zich In een poreuze formatie een fluïdum met een grote permeabiliteit bevindt, of wanneer er zich twee onmengbare fluïda in een formatie bevinden.
Wanneer er twee fluïda aanwezig zijn, bewegen beide fluïda met ongeveer dezelfde snelheid. Het belang 5 van twee fluïda is enigszins subtiel en het inzicht van wat de effecten zijn, wordt tot nog toe niet begrepen. Men vermoedt dat wanneer er een grens tussen twee fluïda is (bijvoorbeeld een gas-water-contact), deze grens een vlak vormt waarop seismische energie reflecteert, en een deel van die energie wordt omgezet in fluïdumbeweging. Het ESP-signaal is groot vanwege deze seismische energieconversie.
Wanneer er zich twee fluïda in dezelfde poriestructuur bevinden (bijvoorbeeld oliedruppels in water of 10 gasbellen in water), leidt een willekeurige fluïdumbeweging tot een groot elektrisch veld omdat de verstoring van de druppelvorm of de belvorm bijdraagt aan het elektrisch veld. Dit is het in het voorgaande genoemde ”elektro-capillaire”-effect. Evenals de stromende potentiaal is het elektro-capillaire-effect reeds vele jaren bekend in de elektrochemie, maar werd het belang ervan voor ESP niet ingezien.
Figuur 3 toont een alternatieve plaatsing van een bron 10 in een boorput en op een afstand van de 15 bodem van een put van 150 meter diepte. Deze bron bevindt zich onder de gas/waterlijn 22. Een zich bij het aardoppervlak nabij de opening van de boorput bevindende geofoon 14 zal de door activate van de bron veroorzaakte akoestische golfvorm detecteren. De in de boorput omhoog bewegende akoestische golf wordt aangeduid als een "buis”golf. De akoestische golf die het door lijn 22 gedefinieerde gebied treft, zal een elektromagnetische respons produceren zoals hierboven beschreven en is detecteerbaar door een 20 geschikte detector 16.
Zoals vollediger in figuur 4 getoond, kunnen verschillen in condities in de boorput en in de lithologie nabij de boorput bestaan, die resulteren in een elektromagnetische respons en die detecteerbaar zijn op de in figuur 3 getoonde manier. Figuur 5 toont een grafische representatie van een elektrische respons die veroorzaakt wordt door de effecten van de fysische variaties zoals beschreven aan de hand van figuur 4.
25 Aangenomen wordt dat zich in de formatie ter plaatse van punt 50 een waterige zouthoudende vloeistof in een formatie met een grote permeabiliteit bevindt. Het treffen van de akoestische druk van de seismische bron 10 zal resulteren in een naar buiten gerichte fluïdumbeweging bij dat punt, hetgeen een detecteerbare elektromagnetische respons veroorzaakt.
Ter hoogte van de lijn 52 bevindt zich een gaslaag die eveneens door het treffen van de akoestische 30 p-golf wordt aangeslagen. Wederom vindt hierop een elektromagnetische golfrespons plaats, die bij het oppervlak detecteerbaar is.
Bij het punt 54 wordt het oppervlak van het fluïdum in het boorgat bereikt door de buisgolf, waardoor wederom een buitenwaartse respons in de formatie wordt geproduceerd die resulteert in elektromagnetische responsen ter hoogte van de lijnen 56 en 58, vergelijkbaar met de lijn 22, waar twee onmengbare fluïda 35 elkaar ontmoeten. Door zowel de akoestische golven als de elektromagnetische golven te bekijken, is het mogelijk om te beoordelen wat bij elk niveau is gebeurd. Hierbij wordt in herinnering geroepen dat de akoestische golven zich met de geluidsneiheid voortplanten en dat de elektromagnetische golven zich met de lichtsnelheid voortplanten, hetgeen op eenvoudige wijze duidelijk maakt wanneer er een elektromagnetische respons op een akoestisch golffront is geweest. Aldus wordt de elektromagnetische detectie van de 40 bron bij de monding van het boorgat getoond door de verticale lijn 51 in figuur 5, welke lijn verticaal is aangezien de elektromagnetische golf bij het boorgat omhoog beweegt met de lichtsnelheid. De lijn 53 in figuur 5 is de elektromagnetische respons op het ESP-signaal die gegenereerd wordt wanneer een akoestische buisgolf in de put omlaag beweegt, de bodem van de put treft, en een neerwaartse fluïdum-stroming in de formatie veroorzaakt.
45 In figuur 5 worden de elektromagnetische responsen op het fluïdumoppervlak 54 getoond door de lijn 55; op formatie 56 door lijn 57; op formatie 58 door lijn 59; en op gaslaaglijn 52 door lijn 61. In het als voorbeeld dienende experiment dat de in figuur 5 getoonde responsen veroorzaakte, was de seismische bron in de put een kunststof springstof. De karakteristieke signaalrespons van figuur 5 veroorzaakte een spanning van verscheidene tientallen microvolt over een antenne, die 4,6 meter lang was.
50 De in figuur 5 getrokken lijnen zijn behulpzaam bij het interpreteren aangezien de hellingen ervan een maat zijn voor de seismische snelheid. Zoals in de figuur is aangeduid, zijn de lijnen 53, 55, 57 en 59 in verband te brengen met buisgolven in de boorput. Het is bekend dat buisgolven in een zoals in het voorbeeld getoonde formatie een snelheid hebben van 1372 m/s. In tegenstelling daarmee correspondeert de lijn 61 met een seismische voortplanting in de formatie die de boorput omgeeft, waarbij het bekend is dat 55 de karakteristieke drukgolfsnelheid 1738 m/s is. De lijn 61 heeft een helling van 1738 m/s.
Figuur 6 illustreert een eenvoudige opstelling voor elektromagnetische detectie. Opgemerkt wordt dat een detector eenvoudig gemaakt kan worden door ruimtelijk gescheiden roestvrijstalen pijpelektroden 60 en 62,

Claims (17)

1. Werkwijze voor elektro-seismisch grondonderzoek, omvattende de stappen van: - het initiëren van een seismische schok bij een bronlocatie, zodanig dat het akoestische golffront daarvan een poreuze ondergrondse formatie bereikt en een elektromagnetisch signaal produceert dat zich vanuit de ondergrondse formatie met de snelheid van het licht voortplant, en 20. het detecteren van dit signaal; met het kenmerk, dat - de ondergrondse formatie poreus is en ten minste twee onmengbare fluïda in een gemeenschappelijke porieruimte bevat, zodat een versterkt elektromagnetisch signaal wordt geproduceerd als een indicatie van de aanwezigheid van waarschijnlijke koolwaterstof afzettingen in de nabijheid vein de ondergrondse formatie.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de werkwijze wordt toegepast op een ondergrondse formatie waarin de twee onmengbare fluïda grotendeels gescheiden zijn, zodanig dat het ondiepe gedeelte van de porieruimte voornamelijk gevuld is met een gasfluïdum en het diepe gedeelte van de porieruimte voornamelijk gevuld is met een waterig fluïdum, en dat de oorsprong van het versterkte elektromagnetische signaal is gelegen in het contactgebied tussen het ondiepe met fluïdum gevulde 30 gedeelte en het diepe met fluïdum gevulde gedeelte van de porieruimte.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de werkwijze wordt toegepast op een ondergrondse formatie waarin de twee onmengbare fluïda grotendeels gescheiden zijn, zodanig dat het ondiepe gedeelte van de porieruimte voornamelijk is gevuld met een vloeibaar koolwaterstoffluïdum en het diepe gedeelte van die porieruimte voornamelijk gevuld is met een waterig fluïdum, en dat de oorsprong van het 35 versterkte elektromagnetische signaal is gelegen in het contactgebied tussen het ondiepe met fluïdum gevulde gedeelte en het diepe met fluïdum gevulde gedeelte van de porieruimte.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onmengbare fluïda een gas en een vloeistof omvatten, en het gas in de vloeistof is gedispergeerd.
5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onmengbare fluïda een waterige component en 40 een voornamelijk koolwaterstofcomponent omvatten, en de koolwaterstofcomponent in de waterige component is gedispergeerd.
5 194133 die bij voorkeur zijn ingebracht tot een zodanige diepte dat zij het grondwater bereiken. Andere metalen pijpen zoals koper of lood kunnen ook worden gebruikt. In de tekening is aangenomen dat het grondwater zich bevindt op 4,6 m, zodat elektroden die 6,1 m lang zijn, geschikt zijn. Detectie is echter ook mogelijk met elektroden die niet in het grondwater steken. De twee elektroden zijn meestal over een afstand van 5 tussen 4,6-610 m van elkaar gescheiden. De twee elektroden zijn verbonden, optioneel in serie, met een batterij door een primaire winding 64 van een transformator. Een daarmee gekoppelde secundaire winding 66 is door geschikte bandsperfilters 68 verbonden met een versterker 70 voor het verwijderen van verstrooide opgepakte frequenties. Bijvoorbeeld als er zich in de nabijheid een hoogspanningsleiding bevindt, is een bandsperfilter rond 60 Hz gewenst. De versterker kan naar wens verbonden zijn met een 10 weergeefinrichting 71 of een opnemende computer 72. Deze uitrusting bevindt zich gewoonlijk in een dichtbij staande vrachtwagen of een andere geschikte bescherming. 15
6. Werkwijze voor elektro-seismisch grondonderzoek, omvattende de stappen vein: - het initiëren van een seismische schok bij een bronlocatie, zodanig dat het akoestische golffront daarvan een poreuze ondergrondse formatie bereikt en een elektromagnetisch signaal produceert dat 45 zich vanuit de ondergrondse formatie met de snelheid van het licht voortplant, en - het detecteren van dit signaal; met het kenmerk, dat - de ondergrondse formatie rotsgesteente is met een grote permeabiliteit dat een in hoofdzaak waterige, geleidende fase omvat in de porieruimte van het rotsgesteente, zodat een versterkt elektromagnetisch signaal wordt geproduceerd als een indicatie van de aanwezigheid van waarschijnlijke koolwaterstof 50 afzettingen in de nabijheid van de ondergrondse formatie.
7. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat de seismische schok wordt geïnitieerd bij of nabij het aardoppervlak.
8. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat de seismische schok wordt geïnitieerd bij een locatie onderin een gat van binnen een put die in hoofdzaak tot onder het aardoppervlak penetreert.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de seismische schok wordt geïnitieerd bij een locatie van binnen een put die het gebied van de poreuze ondergrondse formatie penetreert.
10. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het poriefluïdum in hoofdzaak zouthoudend water 194133 6 is.
11. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het poriefluïdum in hoofdzaak zouthoudend water is met een geringe opgeloste component van gas.
12. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het poriefluïdum in hoofdzaak zouthoudend water 5 is met een geringe opgeloste component van een koolwaterstofvloeistof.
13. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat de frequentie van de seismische schok zich in een gebied bevindt van ongeveer 1-500 Hz, en dat de frequentie van het elektromagnetische signaal zich in een vergelijkbaar gebied bevindt van ongeveer 1-500 Hz.
14. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat het elektromagnetische signaal elektrisch 10 wordt gedetecteerd onder gebruikmaking van twee in het aardoppervlak ingebedde elektroden, en dat de spanning daartussen wordt gedetecteerd als het golffront van het elektromagnetische signaal de respectieve elektroden bereikt.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de elektroden zijn ingebed tot een diepte die in de onder het aardoppervlak aanwezige eerste grondwater penetreert.
16. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat het elektromagnetische signaal elektrisch wordt gedetecteerd onder gebruikmaking van twee elektroden die ruimtelijk gescheiden zijn bij verschillende diepten in een boorput, waarbij elk van de elektroden de lithologische formatie van de aarde naast de boorput penetreert.
17. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de rots met grote permeabiliteit een hydraulische 20 permeabiliteit heeft die groter is dan 0,1 millidarcy. Hierbij 3 bladen tekening
NL8902614A 1988-12-21 1989-10-23 Elektro-seismisch grondonderzoek. Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties. NL194133C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/287,882 US4904942A (en) 1988-12-21 1988-12-21 Electroseismic prospecting by detection of an electromagnetic signal produced by dipolar movement
US28788288 1988-12-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8902614A NL8902614A (nl) 1990-07-16
NL194133B NL194133B (nl) 2001-03-01
NL194133C true NL194133C (nl) 2001-07-03

Family

ID=23104779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8902614A NL194133C (nl) 1988-12-21 1989-10-23 Elektro-seismisch grondonderzoek. Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4904942A (nl)
CN (1) CN1015837B (nl)
AU (1) AU621967B2 (nl)
CA (1) CA1322784C (nl)
DE (1) DE3941743C2 (nl)
FR (1) FR2640763B1 (nl)
GB (1) GB2226886B (nl)
MY (1) MY104181A (nl)
NL (1) NL194133C (nl)
NO (1) NO300029B1 (nl)
SA (1) SA90100268B1 (nl)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5877995A (en) * 1991-05-06 1999-03-02 Exxon Production Research Company Geophysical prospecting
USH1490H (en) * 1992-09-28 1995-09-05 Exxon Production Research Company Marine geophysical prospecting system
USH1524H (en) * 1993-01-15 1996-04-02 Exxon Production Research Company Method for using electromagnetic grounded antennas as directional geophones
US5486764A (en) * 1993-01-15 1996-01-23 Exxon Production Research Company Method for determining subsurface electrical resistance using electroseismic measurements
EP0754307B1 (en) * 1994-04-18 2000-03-01 Richard Hedley Clarke Fluid detection means
USH1561H (en) * 1994-09-22 1996-07-02 Exxon Production Research Company Method and apparatus for detection of seismic and electromagnetic waves
FR2729222A1 (fr) * 1995-01-10 1996-07-12 Commissariat Energie Atomique Determination de la porosite et de la permeabilite d'une formation geologique a partir du phenomene d'electrofiltration
RU2100829C1 (ru) * 1995-03-06 1997-12-27 Акционерное общество "Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод" Способ поиска нефтепродуктов в земле
GB9521171D0 (en) * 1995-10-17 1995-12-20 Millar John W A Detection method
US5614893A (en) * 1996-02-08 1997-03-25 The United States Of America Army Corps Of Engineers As Represented By The Secretary Of The Army Ground condition monitor
US5841280A (en) * 1997-06-24 1998-11-24 Western Atlas International, Inc. Apparatus and method for combined acoustic and seismoelectric logging measurements
US6476608B1 (en) * 1998-03-13 2002-11-05 Chi Dong Combining seismic waves with seismoelectrics to perform prospecting and measurements
GB9906093D0 (en) 1999-03-18 1999-05-12 Groundflow Ltd Method for electrokinetic downhole logging
GB9906096D0 (en) 1999-03-18 1999-05-12 Groundflow Ltd Method for downhole logging
GB2349222B (en) * 1999-04-21 2001-10-31 Geco Prakla Method and system for electroseismic monitoring of microseismicity
US6427774B2 (en) 2000-02-09 2002-08-06 Conoco Inc. Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge
US6227293B1 (en) 2000-02-09 2001-05-08 Conoco Inc. Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge
US6477113B2 (en) * 2000-03-21 2002-11-05 Exxonmobil Upstream Research Company Source waveforms for electroseismic exploration
US9372279B2 (en) * 2001-05-08 2016-06-21 Shuji Mori Method of determining petroleum location
US7042801B1 (en) * 2004-02-04 2006-05-09 Seismoelectric Soundings, Inc. System for geophysical prospecting using induce electrokinetic effect
EA009117B1 (ru) * 2004-02-26 2007-10-26 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ проведения геофизических исследований
US7150188B2 (en) * 2004-12-16 2006-12-19 Schlumberger Technology Corporation Non-invasive measurement of fluid-pressure diffusivity using electro-osmosis
GB2422433B (en) * 2004-12-21 2008-03-19 Sondex Wireline Ltd Method and apparatus for determining the permeability of earth formations
CN101297175B (zh) * 2005-08-30 2011-09-28 特克斯勒电子实验室公司 用于测量材料密度的方法、系统及设备
EP1932020B1 (en) * 2005-08-30 2017-11-15 Troxler Electronic Laboratories, Inc. Methods, systems, and computer program products for determining a property of construction material
US7330790B2 (en) * 2005-10-03 2008-02-12 Seismic Sciences, Inc. Method of seismo electromagnetic detecting of hydrocarbon deposits
GB0604829D0 (en) * 2006-03-10 2006-04-19 Mtem Ltd Optimisation of mtem parameters
US7813219B2 (en) * 2006-11-29 2010-10-12 Baker Hughes Incorporated Electro-magnetic acoustic measurements combined with acoustic wave analysis
CA2677536A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-14 Schlumberger Canada Limited Method, system and logging tool for estimating permeability of a formation
US20090108845A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Michael Kaminski System for seismic detection and analysis
EP2238600A4 (en) * 2008-01-04 2016-12-21 Troxler Electronic Lab Inc NUCLEAR GAUGES AND METHODS OF CONFIGURING AND CALIBRATING NUCLEAR GAUGES
US20090283257A1 (en) * 2008-05-18 2009-11-19 Bj Services Company Radio and microwave treatment of oil wells
WO2009151891A2 (en) * 2008-05-19 2009-12-17 Halliburton Energy Services, Inc. Formation treatment using electromagnetic radiation
US8230934B2 (en) 2009-10-02 2012-07-31 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for directionally disposing a flexible member in a pressurized conduit
US9766363B2 (en) * 2010-07-30 2017-09-19 Halliburton Energy Services, Inc High resolution downhole imaging using signal conversion
US8830787B2 (en) * 2010-09-02 2014-09-09 Baker Hughes Incorporated Resonance method for measuring the electroacoustic constant and permeability of rock formations
GB201017701D0 (en) 2010-10-20 2010-12-01 Emon Uk Ltd Methods and apparatus for geophysical prospecting to detect bodies of fluids in underground porous structures
EP3229045B1 (en) 2011-03-30 2019-02-27 Hunt Energy Enterprises, LLC Apparatus and system for passive electroseismic surveying
US8839856B2 (en) 2011-04-15 2014-09-23 Baker Hughes Incorporated Electromagnetic wave treatment method and promoter
CN102720484B (zh) * 2012-05-18 2015-08-26 中国海洋石油总公司 一种随钻声波测井仪器及测井方法
US8873334B2 (en) 2013-03-05 2014-10-28 Hunt Energy Enterprises, L.L.C. Correlation techniques for passive electroseismic and seismoelectric surveying
US8633700B1 (en) 2013-03-05 2014-01-21 Hunt Energy Enterprises, Llc Sensors for passive electroseismic and seismoelectric surveying
US10132952B2 (en) 2013-06-10 2018-11-20 Saudi Arabian Oil Company Sensor for measuring the electromagnetic fields on land and underwater
US9651707B2 (en) 2013-06-28 2017-05-16 Cgg Services Sas Methods and systems for joint seismic and electromagnetic data recording
US9239397B2 (en) * 2013-10-14 2016-01-19 Hunt Energy Enterprises Llc Electroseismic surveying in exploration and production environments
CN104678456A (zh) * 2015-02-14 2015-06-03 合肥国为电子有限公司 兼具电磁和地震数据采集功能的地球物理勘探仪器
US9306527B1 (en) * 2015-05-29 2016-04-05 Gradient Dynamics Llc Systems, apparatuses, and methods for generating and/or utilizing scalar-longitudinal waves
CN105019890B (zh) * 2015-06-26 2018-08-17 中国石油大学(华东) 基于纳米磁流体的地下油水界面检测系统及检测方法
JP2019007873A (ja) * 2017-06-27 2019-01-17 ジャパングリーンクライメートキャピタル合同会社 地中探査システム及び地中探査方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2054067A (en) * 1932-12-14 1936-09-15 Standard Oil Dev Co Method and apparatus for seismicelectric prospecting
US2354659A (en) * 1942-06-13 1944-08-01 Olive S Petty Seismic surveying
US3392327A (en) * 1964-09-30 1968-07-09 Mobil Oil Corp Detection of electroseimic signals employing salt domes
US3621380A (en) * 1969-01-02 1971-11-16 Texas Instruments Inc Method and apparatus for seismic-magnetic prospecting
US3599085A (en) * 1969-06-12 1971-08-10 Schlumberger Technology Corp Apparatus for well logging measuring and comparing potentials caused by sonic excitation
US3524129A (en) * 1969-06-19 1970-08-11 Us Army Detection of subsurface mineral deposits by coherently detecting the modulation produced by a directional seismic beam
US3975674A (en) * 1972-09-29 1976-08-17 Mceuen Robert B Geothermal exploration method utilizing electrical resistivity and seismic velocity
GB1547625A (en) * 1976-04-04 1979-06-27 Shell Int Research Equipment and method for removing an unwanted periodic noise signal from electric signals obtained through a measuring operation
US4349781A (en) * 1980-01-07 1982-09-14 The Regents Of The University Of California Superconducting gradiometer-magnetometer array for magnetotelluric logging
US4366494A (en) * 1980-05-20 1982-12-28 Rikagaku Kenkyusho Josephson junction and a method of making the same
EP0067924B1 (en) * 1981-06-19 1985-10-02 Panagiotis Varotsos Method for predicting earthquakes
DE3247585A1 (de) * 1982-12-22 1984-06-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Mehrkanalige vorrichtung zur messung von verschiedenen feldquellen hervorgerufener schwacher magnetfelder
US4639675A (en) * 1984-07-11 1987-01-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Superconducting conductivity anomaly detection system
JPS61502977A (ja) * 1984-07-19 1986-12-18 インスチツ−ト フイジキ ゼムリ イメ−ニ オ−.ユ−.シミドタ アカデミ− ナウク エスエスエスエル 多鉱石鉱層の物理探査法
BR8407344A (pt) * 1984-07-19 1986-09-23 Inst Fiz Zemli Dispositivo para a gravacao de sinais sismoeletricos
DE3490759T1 (de) * 1984-08-21 1986-10-09 Institut fiziki zemli imeni O.Ju. Šmidta Akademii Nauk SSSR, Moskau/Moskva Verfahren zur geophysikalischen Erkundung polymetallischer Erzkörper
US4774469A (en) * 1985-01-09 1988-09-27 Institut Fiziki Zemli Imeni Shmidta an SSSR Method of determining the mineral composition of ore bodies in rock mass

Also Published As

Publication number Publication date
CA1322784C (en) 1993-10-05
DE3941743C2 (de) 1998-08-27
AU621967B2 (en) 1992-03-26
NO895069D0 (no) 1989-12-15
NO300029B1 (no) 1997-03-17
CN1043792A (zh) 1990-07-11
AU4685489A (en) 1990-06-28
GB2226886A (en) 1990-07-11
FR2640763B1 (fr) 1995-06-02
US4904942A (en) 1990-02-27
NL194133B (nl) 2001-03-01
CN1015837B (zh) 1992-03-11
FR2640763A1 (fr) 1990-06-22
GB8928931D0 (en) 1990-02-28
DE3941743A1 (de) 1990-07-05
NL8902614A (nl) 1990-07-16
MY104181A (en) 1994-02-28
GB2226886B (en) 1993-02-03
SA90100268B1 (ar) 2002-05-27
NO895069L (no) 1990-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL194133C (nl) Elektro-seismisch grondonderzoek. Elektro-seismisch grondonderzoek naar koolwaterstof afzettingen in poreuze, vloeistof bevattende formaties.
AU659835B2 (en) Geophysical prospecting
USH1490H (en) Marine geophysical prospecting system
US10739494B2 (en) Electroseismic surveying in exploration and production environments
USH1561H (en) Method and apparatus for detection of seismic and electromagnetic waves
US6462549B1 (en) Method and system for electroseismic monitoring of microseismicity
CN1254698C (zh) 确定地下储层性质的方法和装置
USH1524H (en) Method for using electromagnetic grounded antennas as directional geophones
EP2661537B1 (en) Fracture detection via self-potential methods with an electrically reactive proppant
Clark et al. Inexpensive geophysical instruments supporting groundwater exploration in developing nations
CN1081338C (zh) 井中震电探测法
US5005159A (en) Continuity logging using differenced signal detection
US2805727A (en) Method of etermining geological features
Meyers et al. Geophysical expression of the Meyers Crater, a new meteorite impact crater discovered in the Coolgardie Goldfield of Western Australia
Bexfield et al. Integration of P-and SH-wave high-resolution seismic reflection and micro-gravity techniques to improve interpretation of shallow subsurface structure: New Madrid seismic zone
Stumm Use of advanced borehole geophysical techniques to delineate fractured-rock ground-water flow and fractures along water-tunnel facilities in northern Queens County, New York
CN1185506C (zh) 岩体中裂隙与软弱夹层特征参数的测量方法
Kermani Application of P-wave reflection imaging to unknown bridge foundations and comparison with other non-destructive test methods
am Ende Geophysics for locating karst and caves
CN112835121B (zh) 一种基于震电效应的勘探方法
Douma et al. A capacitive-coupled ground resistivity system for engineering and environmental applications: Results of two Canadian field tests
Popescu et al. Geophysical Analyses on the Geomechanical Characteristics of the Soil for Choices of the Drilling Rig, in the Area of Târgu Ocna, Bacău County, Romania
RU2302648C2 (ru) Способ скважинной сейсморазведки
Vinhas* et al. Seismoelectric Method
Rosid THE SEISMOELECTRIC METHOD: AN EXPLORATION GEOPHYSICS’S UTILITY AND ITS PROSPECT IN FUTURE

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BK Erratum

Free format text: PAT. BUL. 09/2001, HEADING P, SECTION 2, PAGE 1028, PATENT NUMBER 194133; THE TITLE OF THE INVENTION SHOULD READ: ELEKTRO-SEISMISCH GRONDONDERZOEK NEAR KOOLWATERSTOF AFZETTINGEN IN POREUZE. VLOEISTOF BEVATTENDE FORMATIES.

V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20091023