NO20111191A1 - Atommagnetometre for anvendelse innen petroleumsindustrien - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Foreliggende oppfinnelse vedrører estimering av en egenskap ved en jordformasjon. Mer spesifikt vedrører foreliggende oppfinnelse teknikk for mer nøyaktig å måle signaler fra jordformasjonen som gir informasjon om en egenskap ved jordformasjonen.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002] Leting etter og produksjon av hydrokarboner eller geotermisk energi krever at nøyaktige og presise målinger blir utført på jordformasjoner, som kan inneholde reservoarer med hydrokarbonene eller geotermisk energi. Noen av disse målingene blir utført på jordoverflaten og omtales gjerne som kartlegginger. Andre målinger blir i alminnelighet utført i borehull som krysser gjennom jordformasjonene. Prosessen med å utføre disse målingene i borehull kalles "brønnlogging".

[0003] I ett eksempel på brønnlogging blir et loggeverktøy, som anvendes for å innhente målingene, senket inn i et borehull støttet av en kabel. Loggeverktøyet inneholder forskjellige komponenter som utfører målingene og registrerer eller sender ut data knyttet til målingene.

[0004] Forskjellige typer målinger kan bli utført i et borehull. Én type måling er kjent som en kjernemagnetisk resonans-(NMR)-måling. Ved tradisjonell NMR-logging blir en sterk magnet anvendt for å polarisere kjerner i formasjonen. En sekvens av radiofrekvens-(RF)-pulser blir så sendt inn i formasjonen for å vippe på vinkelmomentet til kjernene. Mellom pulser vil kjernene presessere og sende ut signaler, kjent som NMR-signaler. Fra amplituden og dempningen av disse signalene kan en oppnå informasjon om minst én egenskap ved formasjonen. NMR-signalene blir typisk mottatt med en mottakerspole ved å indusere en spenning og/eller strøm i spolen.

[0005] Frekvensen til RF-pulsene kan bli variert for å måle en egenskap ved jordformasjonen i forskjellige avstander inn i jordformasjonen. Bruk av en for lav frekvens kan imidlertid føre til at svake NMR-signaler blir indusert i mottakerspolen. De svake NMR-signalene kan være beheftet med støy og ha et lavt signal/støy-forhold. Støybeheftede signaler kan være vanskelige å tolke og vanskelige å trekke ut informasjon om egenskapen som undersøkes fra, fordi støyen kan skjule viktig informasjon i signalet.

[0006] I en annen type NMR-måling, kjent som én variant av NMR i jordens geomagnetiske felt (EFNMR- Earth's Field NMR), kan jordens magnetfelt bli anvendt for å polarisere kjernene som undersøkes. Jordens magnetfelt er imidlertid i alminnelighet svakt, og de resulterende NMR-signalene som blir indusert i mottakerspolen kan også være svake. I likhet med lavfrekvente NMR-signaler kan EFNMR-signaler være beheftet med støy og vanskelige å tolke.

[0007] Noen typer overflatebaserte kartlegginger av jordformasjoner krever måling av et magnetfelt. Som følge av avstanden fra formasjonen til undersøkelsesutstyr på overflaten, spesielt dersom undersøkelsesutstyret befinner seg i luften, kan magnetfeltene av interesse være veldig svake. Som med svake NMR-signaler kan tradisjonelle magnetometre tilveiebringe signaler som er beheftet med støy og vanskelige å tolke.

[0008] Det er derfor behov for teknikker for å måle svake elektromagnetiske signaler, og spesielt svake magnetfelter for undersøkelse av hydrokarbonførende jordformasjoner eller geotermisk energi.

KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0009] Det beskrives en anordning for å innhente informasjon fra et undergrunnsmiljø, der anordningen inkluderer: et atommagnetometer innrettet for å måle et magnetfelt relatert til informasjonen.

[0010] Det beskrives også en fremgangsmåte for å innhente informasjon fra et undergrunnsmiljø, der fremgangsmåten inkluderer å: frakte et atommagnetometer til et sted for å innhente informasjonen; og måle et magnetfelt ved anvendelse av atommagnetometeret, der magnetfeltet er relatert til informasjonen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0011] Gjenstanden, som anses som oppfinnelsen, er spesifikt angitt og krevet beskyttelse for i kravene som følger beskrivelsen. De foregående og andre trekk og fordeler med oppfinnelsen vil tydeliggjøres av den følgende detaljerte beskrivelsen sett sammen med de vedlagte tegningene, der like elementer er gitt like henvisningstall og der: Figur 1 illustrerer et eksempel på utførelse av et loggeverktøy anordnet i et borehull som krysser gjennom en jordformasjon; Figurene 2A og 2B, kollektivt referert til som figur 2, viser aspekter ved et instrument og et atommagnetometer anordnet på loggeverktøyet; Figur 3 illustrerer et eksempel på utførelse av et kartleggingsinstrument og atommagnetometeret anordnet i et luftfartøy som flyr over en jordformasjon; Figur 4 viser aspekter ved et atommagnetometer; Figur 5 viser aspekter ved bruk av atommagnetometeret for navigering av loggeverktøyet; Figur 6 viser aspekter ved bruk av atommagnetometeret for telemetri mellom loggeverktøyet og jordoverflaten; og Figur 7 viser ett eksempel på en fremgangsmåte for å estimere en egenskap ved jordformasjonen med bruk av atommagnetometeret.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0012] Det beskrives utførelsesformer av teknikk for å estimere en egenskap ved en jordformasjon. Teknikken, som inkluderer en anordning og en fremgangsmåte, inkluderer å måle et magnetfelt relatert til egenskapen med bruk av et atommagnetometer. Atommagnetometeret er veldig følsomt og har en følsomhet som er sammenliknbar med eller til og med overstiger lavtemperatur SQUID-(Superconducting Quantum Interference Devices). Støyen til atommagnetometeret er ned til én femtotesla/sqrt(Hz) eller lavere, og understøtter således den høye følsomheten. I én utførelsesform utviser atommagnetometeret en magnetfeltfølsomhet på 0,5 fTA/Hz.

[0013] I én utførelsesform fungerer atommagnetometeret ved å måle presesjonen av de spinnende elektronene i et magnetfelt i et SERF-(Spin-Exchange-Relaxation-Free)-regime. De spinnende elektronene befinner seg i en alkalimetalldamp, så som cesium, inneholdt i en glasscelle. En infrarød laser belyser glasscellen og en fotodetektor mottar lys som passerer gjennom cellen. Når alkalimetalldampen ikke er eksponert for et magnetfelt, passerer laserlyset rett gjennom atomene i alkalimetalldampen. Når alkalimetalldampen befinner seg i et magnetfelt, vil imidlertid grupperingen av atomene i alkalimetalldampen endre seg. Den endrede grupperingen av atomene gjør at atomene kan absorbere en mengde lys som er proporsjonal med styrken til magnetfeltet. Fotodetektoren måler endringen i det utsendte lyset og relaterer endringen til magnetfeltets styrke. I andre utførelsesformer kan atommagnetometeret operere utenfor SERF-regimet. I andre utførelsesformer kan videre en måling av polarisasjonsrotasjon av det utsendte lyset eller en måling av moduleringsfrekvensen til det utsendte lyset bli anvendt for å måle magnetfeltets styrke.

[0014] Det henvises nå til figur 1. Figur 1 illustrerer et eksempel på utførelse av et loggeverktøy 10 anordnet i et borehull 2 som krysser gjennom jorden 3. Nede i jorden 3 er det en formasjon 4 som inkluderer formasjonslag 4A-4C. Loggeverktøyet 10 fraktes gjennom borehullet 2 av en armert kabel 5.1 utførelsesformen i figur 1 inkluderer loggeverktøyet 10 en uttrekkingsanordning 12 innrettet for å trekke ut et fluid 7 fra formasjonen 4. Loggeverktøyet 10 inkluderer et instrument 6. Instrumentet 6 inkluderer en komponent som anvendes for å innhente en måling av en egenskap ved formasjonen 4 eller formasjonsfluidet 7. Til instrumentet 6 er det koblet et atommagnetometer 8. Atommagnetometeret 8 er innrettet for å detektere og/eller måle et magnetfelt, som gir informasjon for å estimere egenskapen ved formasjonen 4 eller ved formasjonsfluidet 7.

[0015] Med henvisning til figur 1 kan instrumentet 6 også inkludere elektroniske kretser for prosessering, registrering eller utsending av målinger utført av instrumentet 6 sammen med atommagnetometeret 8. Kabelen 5 er ett eksempel på en komponent i et telemetrisystem som anvendes for å kommunisere informasjon, så som målingene, til et prosesseringssystem 9 på overflaten av jorden 3. Prosesseringssystemet 9 er innrettet for å motta data vedrørende målingene og for å prosessere dataene for å tilveiebringe utmating til en operatør eller petrofysiker. Operatøren eller petrofysikeren kan anvende utmatingen som grunnlag for bore- og kompletteringsrelaterte beslutninger.

[0016] Instrumentet 6 kan være innrettet for å utføre forskjellige typer målinger, enten hver for seg eller samlet. I én utførelsesform kan instrumentet 6 være innrettet for å innhente geomagnetiske kjernemagnetisk resonans-(EFNMR)-målinger. Foreksempel, med henvisning til figur 2A, kan instrumentet 6 inkludere en senderspole 20 for å sende ut en sekvens av radiofrekvens-(RF)-pulser 21 inn i formasjonen 4. RF-pulsene 21 vipper vinkelmomentet eller spinnet til kjernene i formasjonen 4 vekk fra en relaksert tilstand linjeført med jordens magnetfelt. Mellom RF-pulsene 21 presesserer kjernene til den relakserte tilstanden og sender ut NMR-signaler 22. NMR-signalene 22 er relatert til en egenskap ved formasjonen 4. Følgelig kan målinger av NMR-signalene 22 bli anvendt for å estimere egenskapen ved formasjonen 4.1 samsvar med idéene her blir atommagnetometeret 8 anvendt for å motta og måle NMR-signalene 22.

[0017] En annen metode for å utføre NMR i jordens geomagnetiske felt er ved å polarisere atomkjernene i formasjonen 4 ved å påføre et konstant magnetfelt over en periode og så brått (dvs. ikke-adiabatisk) fjerne dette feltet. Når feltet er fjernet, presesserer kjernemagnetiseringen rundt jordens magnetfelt og relakseres mot likevektsmagnetiseringen som er parallell med jordens magnetfelt. De tverrstilte og langsgående magnetiseringskomponentene kan bli detektert av atommagnetometeret 8 (se US-patentet 4,987,368). Atommagnetometeret 8 kan ikke bare bli anvendt for NMR i jordens geomagnetiske felt, men også i hvilke som helst NMR-målinger der Larmorfrekvensområdet er innenfor et frekvensområde som kan bli målt av det atommagnetometeret 8 som er valgt for de aktuelle NMR-målingene.

[0018] I en annen utførelsesform blir instrumentet 6 og atommagnetometeret 8 anvendt for å utføre kjernekvadrupolresonans-(NQR)-målinger. NQR-målinger kan bli anvendt på kjerner med et elektrisk kvadrupolmoment. I NQR-anvendelser avhenger målefrekvensen av det elektriske kvadrupolmomentet til kjernene og den elektriske feltgradienten ved disse kvadrupolkjernene. Atommagnetometeret 8 mottar og måler de resulterende NQR-signalene fra kjernene.

[0019] I utførelsesformen i figur 2B er instrumentet 6 innrettet for å måle en egenskap ved formasjonsfluidet 7. Formasjonsfluidet 7 blir trukket ut fra formasjonen 4 og ført til instrumentet 6, der NMR-målinger blir utført på fluidet 7. Instrumentet 6 i denne utførelsesformen inkluderer komponenter 23 innrettet for å polarisere og kode fluidet 7 før fluidet 7 sender ut NMR-signaler 22. Instrumentet 6 kan også inkludere skjold 24 for å skjerme instrumentet 6 fra jordens magnetfelt. I én utførelsesform kan Helmholtz-spoler bli anvendt. Skjoldene 24 vil i dette tilfellet være aktive skjold. Etter å ha blitt polarisert og kodet (med bruk av elektromagnetiske pulser i lydfrekvens- eller radiofrekvensområdet) kommer fluidet 7 inn i et kammer 25 nær ved atommagnetometeret 8, som måler NMR-signalene 22 som sendes ut av fluidet 7. NMR-signalene 22 blir anvendt for å estimere en egenskap ved formasjonsfluidet 7.

[0020] Figur 3 illustrerer et eksempel på utførelse av instrumentet 6 og magnetometeret 8 som blir anvendt for å utføre en kartlegging av formasjonen 4 ovenfra, for eksempel fra overflaten av jorden 3 eller i et luftfartøy. I utførelsesformen i figur 3 er instrumentet 6 og atommagnetometeret 8 anordnet i et luftfartøy angitt som en bærer 30. Andre ikke-begrensende utførelser av bæreren 30 inkluderer et bakkekjøretøy og et vannfartøy. Under gjennomføring av en kartlegging måler atommagnetometeret 8 magnetfeltet som atommagnetometeret 8 er eksponert for. Magnetfeltet påvirkes av formasjonen 4 under. Instrumentet 6 kan registrere målingene utført av atommagnetometeret 8 og knytte hver måling til stedet målingen ble gjort. Med måle- og stedsdataene kan en således generere et avbildningskart av formasjonen 4.1 dette tilfellet er egenskapen ved formasjonen 4 størrelsen og beliggenheten til formasjonen 4. Avbildningskartet kan også inkludere eventuelle magnetiske avvik som ble registrert. De magnetiske avvikene kan reflektere endringer i sammensetningen til formasjonen 4.

[0021] Figur 4 viser aspekter ved atommagnetometeret 8. Som kan sees i figur 4 inkluderer atommagnetometeret 8 en glasscelle 40 fylt med en alkalimetalldamp 41. Et varmeelement 42 forsyner varme til dampen 41 for å holde dampen 41 i damptilstand. I utførelsesformen i figur 4 inkluderer atommagnetometeret 8 en optisk pumpelaser 43 for å spinnpolarisere atomene i dampen 41. Vinkelrett på den optiske pumpelaseren 43 er det anordnet en sondelaser 44 for å detektere/måle presesjonen av kjernespinnet til atomene i dampen 41 i tilstedeværelse av et magnetfelt. En fotodetektor 45 med minst én kanal mottar lys fra sondelaseren 44 som passerer gjennom glasscellen 40 og dampen 41. Fotodetektoren 45 tilveiebringer et utgangssignal 46 relatert til mengden lys fotodetektoren 45 måler. Utgangssignalet er derfor korrelert med styrken til magnetfeltet målt av atommagnetometeret 8. Rundt i hvert fall glasscellen 40 er det anordnet et skjold 47 for å skjerme dampen 41 fra eksterne magnetfelter, så som jordens magnetfelt. I én utførelsesform kan skjoldet 47 være dannet av Helmholtz-spoler som genererer et motvirkende magnetfelt.

[0022] Atommagnetometeret 8 kan være bygget opp på forskjellige måter. I én måte er atommagnetometeret 8 satt sammen av flere forholdsvis store, separate komponenter. I en annen måte er atommagnetometeret 8 tilvirket på minst ett silisiumsubstrat eller én silisiumbrikke med bruk av produksjonsmetoder som anvendes for å tilvirke halvlederbaserte anordninger og kretser. Slike produksjonsmetoder inkluderer fotolitografi og mikromaskinbearbeiding. I én utførelsesform er atommagnetometeret 8 er bygget opp av minst én komponent som er et mikroelektromekanisk system (MEMS). I en annen utførelsesform er hele atommagnetometeret 8 bygget opp som et MEMS-system. Én fordel med atommagnetometeret 8 oppbygget på en brikke er at mange kan bli anvendt for å utføre samme funksjon, hvoretter utmatingene blir midlet for å generere ett utgangssignal med et høyt signal/støy-forhold.

[0023] Atommagnetometeret 8 kan også bli anvendt for å utføre andre loggefunksjoner, så som navigering og telemetri. Figur 5 viser aspekter ved bruk av atommagnetometeret 8 til navigering. I figur 5 er atommagnetometeret 8 vist anordnet i loggeverktøyet 10.1 utførelsesformen i figur 5 er ikke atommagnetometeret 8 skjermet fra jordens magnetfelt 50, men tilveiebringer en vektoriell måling av jordens magnetfelt. Fra den vektorielle målingen kan en bestemme orienteringen til loggeverktøyet 10 i forhold til jordens magnetfelt.

[0024] I alminnelighet tilveiebringer atommagnetometeret 8 en skalar måling av, eller den totale absoluttverdien til et magnetfelt. Imidlertid kan en metode bli anvendt for å gjøre om et skalart atommagnetometer 8 til et vektorielt atommagnetometer 8 (dvs. et atommagnetometer som måler retningskomponenter av magnetfeltet). Metoden er basert på det fenomen at dersom et lite formagnetiseringsfelt påføres på atommagnetometeret 8 i en bestemt retning samtidig som hovedmagnetfeltet som skal måles også påføres, er da endringen i det totale magnetfeltets absoluttverdi lineær i projeksjonen av formagnetiseringsfeltet på hovedmagnetfeltet. Videre er endringen i det totale magnetfeltet bare kvadratisk, og kan antas å være ubetydelig i noen tilfeller, i projeksjonen på ortogonalplanet. Metoden påfører derfor, i én utførelsesform, tre ortogonale formagnetiseringsfelter sekvensielt og utfører tre tilhørende sekvensielle målinger av absoluttverdien til det totale magnetfeltet for å konstruere den tredimensjonale magnetfeltvektoren.

[0025] Figur 6 viser aspekter ved bruk av atommagnetometeret 8 for telemetri mellom loggeverktøyet 10 og prosesseringssystemet 9.1 utførelsesformen i figur 6 er loggeverktøyet 10 anordnet på en borestreng og innrettet for logging under boring (LWD). Med henvisning til figur 6 inkluderer et telemetrisystem 60 ett atommagnetometer 8 anordnet på eller nær ved overflaten av jorden 3 for å motta et signal 61 med en magnetisk komponent som inneholder data som skal sendes til prosesseringssystemet 9. Telemetrisystemet 60 kan også inkludere et andre atommagnetometer 8, som i dette tilfellet er anordnet på loggeverktøyet 10. Det andre atommagnetometeret 8 kan motta et signal 62 med en magnetisk komponent som inneholder instruksjoner som skal sendes fra prosesseringssystemet 9 til loggeverktøyet 10. Telemetrisystemet 60 i figur 6 inkluderer også sendere 63 og 64 innrettet for å sende ut respektive signaler 61 og 62. Én fordel med telemetrisystemet 60 er at atommagnetometeret 8 er veldig følsomt for den magnetiske komponenten av elektromagnetiske bølger, i motsetning til en mottaker i et tradisjonelt elektromagnetisk telemetrisystem, som kan ha problemer med å motta et elektromagnetisk signal fra et loggeverktøy anordnet i et borehull.

[0026] Figur 7 viser ett eksempel på en fremgangsmåte 70 for å estimere en egenskap ved formasjonen 4 med bruk av atommagnetometeret 8. Fremgangsmåten 70 inkluderer (trinn 71) å frakte instrumentet 6 og atommagnetometeret 8 ved hjelp av en bærer, så som loggeverktøyet 10. Instrumentet 6 og atommagnetometeret 8 kan således bli fraktet i borehullet 2 som går gjennom jordformasjonen 4 eller bli fraktet over overflaten av jorden 3. Bæreren kan også være en annen type bærer, så som luftfartøyet 30. Videre inkluderer fremgangsmåten 70 (trinn 72) å måle styrken til et magnetfelt med atommagnetometeret 8, der magnetfeltets styrke er relatert til egenskapen.

[0027] I støtte for idéene her kan forskjellige analysekomponenter bli anvendt, inkluderende et digitalt og/eller et analogt system. For eksempel kan instrumentet 6 eller prosesseringssystemet 9 inkludere det digitale og/eller analoge systemet. Systemet kan ha komponenter så som en prosessor, lagringsmedier, minne, innmating, utmating, kommunikasjonsforbindelse (kabelbasert, trådløs, pulsert slam, optisk eller annet), brukergrensesnitt, dataprogrammer, signalprosessorer (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (så som diskrete eller integrerte halvledere, motstander, kondensatorer, induktorerog annet), for å muliggjøre aktivering av og analyse med anordningene og fremgangsmåtene vist her på en hvilken som helst av flere mulige måter kjent for fagmannen. Det anses at disse idéene kan, men ikke trenger å bli realisert i forbindelse med et sett av datamaskin-eksekverbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, inkluderende minne (ROM, RAM), optiske (CD-ROM) eller magnetiske (platelagre, harddisker) eller hvilke som helst andre typer medier, som når de blir eksekvert, bevirker en datamaskin til å utføre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjonene kan sørge for aktivering av utstyr, styring, innsamling og analyse av data og andre funksjoner som anses som relevante av en utvikler, eier eller bruker av systemet eller annet slikt personale, i tillegg til funksjonene beskrevet her.

[0028] Videre kan forskjellige andre komponenter innlemmes og bli anvendt for å muliggjøre aspekter ved idéene her. For eksempel kan et prøvetakingsrør, prøvekammer, kraftforsyning (f.eks. minst én av en generator, en fjernforsyning og et batteri), vakuumforsyning, trykkforsyning, kjølekomponent, oppvarmingskomponent, drivkraft (så som en translatorisk kraft, en fremdriftkraft eller en rotasjonskraft), magnet, elektromagnet, føler, elektrode, sender, mottaker, sender/mottaker-enhet, antenne, styringsenhet, optisk enhet, elektrisk enhet eller elektromekanisk enhet innlemmes i støtte for de forskjellige aspekter omtalt her eller i støtte for andre funksjoner utover denne beskrivelsen.

[0029] Med en "bærer" menes her et hvilket som helst bakkekjøretøy, vannfartøy, luftfartøy, anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, medier og/eller struktur som kan bli anvendt for å frakte, inneholde, støtte eller på annen måte lette bruk av en annen anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, medier og/eller struktur. Loggeverktøyet 10 er ett, ikke-begrensende eksempel på en bærer. Andre ikke-begrensende eksempler på bærere inkluderer borestrenger av kveilrørtypen, av skjøterørtypen og en hvilken som helst kombinasjon eller andel av dette. Andre eksempler på bærere inkluderer foringsrør, kabler, kabelsonder, glattlinesonder, stoppkuler, bunnhullsenheter, borestrenginnsatser, moduler, interne hus og substratandeler av dette.

[0030] Elementer i utførelsesformene er introdusert med bruk av ubestemte entallsformer. Bruken av ubestemte entallsformer er ment å bety at det kan være ett eller flere av elementene. Ord som "inkluderende", "har" og "med" er ment inkluderende slik at det kan være ytterligere elementer utover de angitte elementene. Konjunksjonen "eller", når den er anvendt med en liste med minst to oppføringer, er ment å bety en hvilken som helst oppføring eller kombinasjon av oppføringer.

[0031] Det vil sees at de forskjellige komponenter eller teknologier kan tilveiebringe bestemte nødvendige eller nyttige funksjoner eller trekk. Disse funksjonene og trekkene, som kan være nødvendige i støtte for de vedføyde kravene og variasjoner av disse, gjenkjennes således som naturlig inkludert som en del av idéene her og en del av den viste oppfinnelsen.

[0032] Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med støtte i eksempler på utførelser, vil det forstås at forskjellige endringer kan gjøres og at ekvivalenter kan bli anvendt i stedet for elementer i disse uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme. I tillegg vil mange modifikasjoner sees for å tilpasse et gitt instrument, scenario eller materiale til idéene i oppfinnelsen uten å fjerne seg fra dennes ramme. Det er derfor meningen at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den konkrete utførelsesformen beskrevet her som den forventet beste måte å realisere denne oppfinnelsen, men tvert imot at oppfinnelsen skal inkludere alle utførelsesformer som faller innenfor rammen til de vedføyde kravene.

Claims (20)

1. Anordning for å innhente informasjon fra et undergrunnsmiljø, der anordningen omfatter: (a) et atommagnetometer innrettet for å måle et magnetfelt relatert til informasjonen.

2. Anordning ifølge krav 1, der informasjonen omfatter en egenskap ved en jordformasjon i undergrunnsmiljøet og anordningen videre omfatter: (a) en bærer innrettet for å transportere atommagnetometeret, og (b) et instrument koblet til atommagnetometeret, der instrumentet er innrettet for å estimere egenskapen ved hjelp av en magnetfeltmåling utført av atommagnetometeret.

3. Anordning ifølge krav 2, der bæreren omfatter minst ett valg fra en gruppe bestående av et landkjøretøy, et vannfartøy, et luftfartøy, et loggeverktøy, en kabel, en glattline, en borestreng og kveilrør.

4. Anordning ifølge krav 1, der atommagnetometeret er innrettet for å måle presesjon av elektronspinn i magnetfeltet for å måle magnetfeltet.

5. Anordning ifølge krav 4, der elektronene er del av en alkalimetalldamp i en celle.

6. Anordning ifølge krav 5, videre omfattende en optisk pumpelaser innrettet for å spinnpolarisere atomer i dampen.

7. Anordning ifølge krav 6, videre omfattende en sondelaser anordnet hovedsakelig vinkelrett på den optiske pumpelaseren og innrettet for å måle presesjonen av kjernespinn.

8. Anordning ifølge krav 7, videre omfattende en fotodetektor innrettet for å motta lys fra sondelaseren som går gjennom cellen, der styrken til det mottatte lyset er relatert til absoluttverdien til magnetfeltet som blir målt.

9. Anordning ifølge krav 8, videre omfattende et skjold som omgir i hvert fall en del av cellen og er innrettet for å skjerme dampen fra et eksternt magnetfelt.

10. Anordning ifølge krav 1, der atommagnetometeret er tilvirket som en mikroelektromekanisk system-(MEMS)-anordning.

11. Anordning ifølge krav 1, der informasjonen omfatter navigasjonsinformasjon for å navigere i undergrunnsmiljøet og anordningen videre omfatter en bærer innrettet for å frakte atommagnetometeret i et borehull som går gjennom undergrunnsmiljøet, idet magnetfeltet er relatert til en posisjon i borehullet.

12. Anordning ifølge krav 11, der magnetfeltet er jordens magnetfelt.

13. Anordning ifølge krav 11, videre omfattende en magnetfeltkilde innrettet for sekvensielt å påføre et første formagnetiseringsfelt på dampen, et andre formagnetiseringsfelt ortogonalt på dampen ortogonalt på det første magnetfeltet, og et tredje formagnetiseringsfelt på dampen ortogonalt på det første magnetfeltet og det andre magnetfeltet for å konstruere en tredimensjonal magnetfeltvektormåling, der magnetfeltvektoren blir anvendt for å frembringe navigeringsinformasjonen.

14. Anordning ifølge krav 1, der informasjonen blir sendt fra undergrunnsmiljøet til jordoverflaten og anordningen videre omfatter en anordning innrettet for å plasseres i et borehull som går gjennom undergrunnsmiljøet og for å sende ut energi som omfatter informasjonen til jordoverflaten, idet magnetfeltet er relatert til den utsendte energien.

15. Anordning ifølge krav 14, videre omfattende et annet atommagnetometer innrettet for å plasseres i borehullet og for å måle et annet magnetfelt relatert til energi som omfatter annen informasjon som sendes fra jordoverflaten til det andre atommagnetometeret.

16. Fremgangsmåte for å innhente informasjon fra et undergrunnsmiljø, der fremgangsmåten omfatter det å: (a) frakte et atommagnetometer til et sted for å innhente informasjonen, og (b) måle et magnetfelt med bruk av atommagnetometeret, der magnetfeltet er relatert til informasjonen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, der stedet er i et borehull som går gjennom undergrunnsmiljøet og atommagnetometeret fraktes av en bærer innrettet for å føres gjennom borehullet.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der informasjonen omfatter en egenskap ved en jordformasjon i undergrunnsmiljøet.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der stedet er på eller over jordoverflaten og informasjonen omfatter en egenskap ved undergrunnsmiljøet.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 16, videre omfattende å sende energi som omfatter informasjonen til jordoverflaten fra et verktøy anordnet i et borehull som krysser gjennom undergrunnsmiljøet, der magnetfeltet er relatert til den utsendte energien.