NO329369B1

NO329369B1 - Undersjoisk, vertikal elektromagnetsignalmottaker for vertikal feltkomponent samt framgangsmate for anbringelse av signalmottakeren i en losmasse

Info

Publication number: NO329369B1
Application number: NO20084133A
Authority: NO
Inventors: Jostein Kare Kjerstad
Original assignee: Advanced Hydrocarbon Mapping A
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-10-04
Also published as: AU2009300496A1; NO20084133L; BRPI0919520A2; US20110210742A1; AU2009300496B2; BRPI0919520B1; MX2011003393A; EP2340448A4; US8692555B2; WO2010039038A1; EP2340448A1

Abstract

Det beskrives en anordning ved vertikal mottakerantenne (1) omfattende en første og en andre mottakerelektrodeenhet (11a, 11b) innbyrdes forbundet med en mottakerantennekabel (12) og tilknyttet midler (7, 8, 9, 23) for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål (4) som potensielt inneholder hydrokarboner, hvor mottakerantennen (1) er anordnet i et rørformet, ikke- magnetisk antennehus (2) anordnet vertikalt i en undersjøisk løsmasse (42) og hvor den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (11a, 11b) er elektrisk ledende forbundet med den underliggende strukturen (42,43), og den andre av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (11a, 11b) er anordnet i et parti av antennehuset (2) fjernt fra den første av nevnte første og andre mottaker elektrodeenheten (11a, 11b). Det beskrives også en framgangsmåte for installering av en vertikal mottakerantenne (1) i en undersjøisk løsmasse (42).

Description

UNDERSJØISK, VERTIKAL ELEKTROMAGNETSIGNALMOTTAKER FOR VERTIKAL FELTKOMPONENT SAMT FRAMGANGSMÅTE FOR ANBRINGELSE AV SIG-NALMOTTAKEREN I EN LØSMASSE

Det beskrives en anordning ved vertikal mottakerantenne for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål som potensielt inneholder hydrokarboner, hvor mottakerantennen er anordnet i et antennehus tildannet av et ikke-magnetisk materiale, idet antennehuset er innrettet til å anbringes vertikalt i en undersjøisk løsmasse og strekker seg fra en sjøbunn og nedover i løsmassen. Det beskrives også en framgangsmåte for installering av en vertikal mottakerantenne i en under-sjøisk løsmasse.

Ved kartlegging av undersjøiske strukturer, for eksempel i forbindelse med utvinning av olje og gass, er det kjent å an-vende elektromagnetisk kartlegging ved måling av resistivitet med vertikal feltkomponent, slik det for eksempel er beskre-vet i WO 2007/053025 Al. Ved slik kartlegging er det av av-gjørende betydning at en signalmottakers orientering er kjent, og for å opprettholde en høg kvalitet på innsamlede kartleggingsdata anvendes det store ressurser på å anbringe mottakerdipolen korrekt og å tilveiebringe data for mottaker-dipolens relative posisjon. Det er særlig ønskelig å oppnå nøyaktig, vertikal anbringelse av mottakeren.

WO2005/006022 Al beskriver anordninger og framgangsmåter for kartlegging av undersjøiske strukturer ved hjelp av elektro-magnetiskbaserte (CSEM) resistivitetsmålinger, hvor en EM-mottakerantenne er plassert i havbunnen og strekker seg nedover i en undergrunnsstruktur. Mottakeren er plassert i havbunnen for å forbedre og sikre posisjon, orientering, data-kvalitet og undersøke1sesdybde. Et flertall av sensorer er plassert i et borehull.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste en av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående be-skrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen vedrører et ikke-magnetisk antennehus som er innrettet til å romme en eller flere vertikal dipolantenner for mottak av elektromagnetiske signaler som reflekteres fra undergrunnen under elektromagnetisk kartlegging av potensiel-le, undersjøiske hydrokarbonforekomster. Antennehuset er innrettet til å kunne føres ned i en undersjøisk løsmasse og dermed tildanne et undersjøisk rom hvor dipolantennen er anbrakt i en stabil stilling både i horisontal og vertikal ret-ning. Antennehuset er innrettet til å kunne føres ned i løsmassene ved slagpåvirkning, dreining eller på annet vis. Et øvre parti av antennehuset rager opp over løsmassene og rommer midler for kommunikasjon med et fjerntliggende signal-behandlingsanlegg, direkte ved kontinuerlig eller periodisk forbindelse eller ved at signal som er midlertidig lagret i et første lagringsmedium anordnet i antennehuset, overføres til et flyttbart, andre lagringsmedium og forflyttes ved hjelp av et transportmiddel, eksempelvis en fjernstyrt undervannsfarkost (ROV), til overflaten for tilkopling til signal-behandlingsanlegget. Antennehuset er forsynt med midler for å forbinde dipolantennen elektrisk ledende med de omkringlig-gende løsmassene.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en anordning ved en vertikal mottakerantenne omfattende en første og en andre mottakerelektrodeenhet innbyrdes forbundet med en mottakerantennekabel og tilknyttet midler for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål som potensielt inneholder hydrokarboner, kjennetegnet ved at mottakerantennen er anordnet i et antennehus omfattende et langstrakt legeme tildannet av et ikke-magnetisk materiale, idet antennehuset strekker seg fra en sjøbunn og nedover i en under-grunns struktur , og hvor den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten er elektrisk ledende forbundet med undergrunnsstrukturen, og den andre av den første og den andre mottakerelektrodeenheten er anordnet i et parti av antennehuset fjernt fra nevnte første av den første og den andre mottakerelektrodeenheten.

Antennehuset kan i det vesentlige være rørformet.

Antennehuset kan omfatte midler innrettet til å kunne gjennomtrenge et løsmasseparti.

Antennehuset kan omfatte et apparatrom innrettet til å rage opp over sjøbunnen.

Antennehuset kan omfatte en mottakerstyringsenhet.

Antennehuset kan omfatte midler for signalkommunikasjon med et fjerntliggende signalprosesseringsanlegg.

Antennehuset kan omfatte midler for lagring av signaler.

Den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten kan være anordnet nær et endeparti av antennehuset.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for installering av en vertikal mottakerantenne for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål som potensielt inneholder hydrokarboner, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter trinnene: å tilveiebringe et antennehus omfattende et langstrakt legeme tildannet av et ikke-magnetisk materiale;

å anordne mottakerantennen i antennehuset, idet den ene av en første og en andre mottakerelektrodeenhet anordnes fjernt fra den andre av nevnte første og den andre mottakerelektrodeenheten;

å anbringe antennehuset i en undergrunnsstruktur, idet antennehuset strekker seg vertikalt nedover fra en sjøbunn;

å forbinde elektrisk ledende den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenhet med undergrunnsstrukturen; og

å tilveiebringe signalkommunikasjon mellom mottakerantennen og et fjerntliggende signalprosesseringsanlegg.

Mottakerantennen kan anordnes i antennehuset før antennehuset anbringes i undergrunnsstrukturen.

Signalkommunikasjonen mellom mottakerantennen og det fjerntliggende signalprosesseringsanlegget kan tilveiebringes ved kontinuerlig eller periodisk signaloverføring, alternativt ved lokal mellomlagring av signaldata i et første lagringsmedium anordnet i antennehuset, overføring av signaldataene til et flyttbart, andre lagringsmedium, forflytting av det andre lagringsmediet fra antennehuset og til overflaten ved hjelp av et transportmiddel, og tilkopling av det andre lagringsmediet til signalprosesseringsanlegget.

Den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten kan anordnes nær et endeparti av antennehusets legeme.

Antennehuset kan anbringes i undergrunnsstrukturen ved å skyve det langstrakte legemet ned i en undersjøisk løsmasse ved hjelp av et installasjonsapparat anordnet på eller over sjø-

bunnen.

Installasjonsapparatet kan være innrettet til å anbringe det langstrakte legemet i løsmassen ved vibrasjon, slag eller rotasjon, eller ved en kombinasjon av disse.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegning-er, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk sideriss av en anordning ifølge oppfinnelsen samt et fartøy tilknyttet en vertikal elektromagnetisk sender; og Fig. 2 viser i mindre målestokk og skjematisk tre faser ved anbringelse av anordningen ifølge oppfinnelsen i undersjøiske løsmasser, idet et installasjonsapparat bare er vist for den innledende installa-sjonsfasen.

På figurene angir henvisningstallet 1 en vertikal mottakerantenne av i og for seg kjent teknikk og omfattende en første og en andre mottakerelektrodeenhet lia, 11b forbundet med hverandre ved hjelp av en mottakerantennekabel 12. Hver mottakerelektrodeenhet lia, 11b kan omfatte én eller flere elektroder i en dertil egnet konfigurasjon.

Mottakerantennen 1 er anordnet i et antennehus 2 tildannet av ikke-magnetisk materiale. Antennehuset 2 er tildannet av et rørlegeme 21 som ved et endeparti er forsynt med en endekonus 211 og i et andre endeparti er forsynt med et apparatrom 22. Den første mottakerelektrodeenheten lia er anordnet fjernt fra den andre mottakerelektrodeenheten 11b, idet den første mottakerelektrodeenheten lia er anordnet nær endekonusen 211 og den andre mottakerelektrodeenheten 11b nær apparatrommet 22. Mottakerantennen 1 er forbundet med en jordingsforbindel-se 13 som er innrettet til på elektrisk ledende vis å kunne forbinde mottakerantennen 1 med en undergrunnsstruktur 4 som omgir antennehuset 2 når det er i en operativ posisjon.

Et potensielt undersøkelsesområde i form av nevnte undergrunnsstruktur 4 omfatter en bergstruktur 43 med et overliggende sjikt løsmasse 42. En sjøbunn 41 danner grenseflaten mellom undergrunnsstrukturen og en overliggende vannmasse 3.

Et overflatefartøy, her illustrert som et skip 6, er anbrakt flytende på en vannflate over nevnte undergrunnsstruktur 4 som vil være gjenstand for en elektromagnetisk undersøkelse.

Antennehusets 2 endekonus 211 er innrettet til å kunne trenge inn i løsmassen 42. Et installasjonsapparat 5 er innrettet til å kunne drive antennehuset 2 ned i løsmassen 42 slik at bare det øvre partiet av antennehuset 2, dvs. i det vesentlige bare apparatrommet 22, rager opp over sjøbunnen 41. Installasjonsapparatet 5 er forbundet med overflatefartøyet 6 ved hjelp av en navlestreng 51 og styres fra overflatefartøy-et 6, som også anvendes til forflytting og posisjonering av installasjonsverktøyet 5 med dertil egnede midler (ikke vist). Installasjonsverktøyet 5 er forsynt med midler innrettet til å drive antennehuset 2 ned i løsmassen 42 ved vibrasjon, slag eller rotasjon eller andre egnede metoder.

Antennehuset 2 omfatter en mottakerstyringsenhet 23 som står i signalkommuniserende forbindelse med den vertikale mottakerantennen 1 og en kommunikasjonsenhet 24. I en alternativ utførelse rommer antennehuset 2 et dertil egnet signallag-ringsmedium (ikke vist).

Overflatefartøyet 6 er forsynt med en signalkilde 7 for gene-rering av elektronmagnetiske signaler av egnet art. Signalene sendes ut i undergrunnsstrukturen 4 ved at en senderantenne 72 er anordnet i vannmassen 3 og tilknyttet en strømgenerator

71 anordnet på overflatefartøyet 6.

Overflatefartøyet 6 og antennehuset 2 er forsynt med signal-kommunikasjonsmidler 8 som er tilknyttet et signalprosesseringsanlegg 9 anordnet på overflatefartøyet 6, henholdsvis kommunikasjonsenheten 24 anordnet i antennehuset 2.

Når et område skal kartlegges ved elektromagnetisk undersø-kelse av undergrunnen 4, plasseres flere mottakerantenner 1 i et forutbestemt mønster over bergstrukturen 43 ved at flere antennehus 2 forsynt med hver sin mottakerantenne 1 posisjo-neres på sjøbunnen 41 og drives ned i løsmassen 42 ved hjelp av installasjonsapparatet 5.

Når mottakerantennene 1 er anbrakt i hver sitt antennehus 2, forbedres kvaliteten på signalfangsten, idet hver mottakeran-tennes 1 vertikalitet og posisjon er mindre påvirket av hav-strømmer etc.

Når en undersøkelse er gjennomført, vil mottakerantennen 1 kunne hentes ut av antennehuset 2 idet antennehuset 2 etter-lates i løsmassen 42, eventuelt for gjentatt benyttelse på et seinere tidspunkt. Alternativt kan antennehuset 2 trekkes opp av løsmassen 42 med et dertil egnet redskap (ikke vist).

Ved å lagre signaldataene midlertidig i datalagringsmediet (ikke vist) i antennehuset 2, kan signaldataene hentes opp ved forflytting av datalagringsmediet, eventuelt i et annet datalagringsmedium etter overføring fra det første, ved an-vendelse av en fjernstyrt undervannsfarkost (ROV). Dette kan være anvendelig når direkte signaloverføring mellom kommunikasjonsenheten 24 og overflatefartøyet 6 ikke er mulig.

Claims

1. Anordning ved vertikal mottakerantenne (1) omfattende en første og en andre mottakerelektrodeenhet (lia, 11b) innbyrdes forbundet med en mottakerantennekabel (12) og tilknyttet midler (7, 8, 9, 23) for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål (4) som potensielt inneholder hydrokarboner, karakterisert ved at mottakerantennen (1) er anordnet i et antennehus (2) omfattende et langstrakt legeme (21) tildannet av et ikke-magnetisk materiale, idet antennehuset (2) strekker seg fra en sjøbunn (41) og nedover i en undergrunnsstruktur (42, 43), og hvor den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b) er elektrisk ledende forbundet med undergrunnsstrukturen (42, 43), og den andre av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (11b) er anordnet i et parti av antennehuset (2) fjernt fra nevnte første av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) i det vesentlige er rørformet.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) omfatter midler (211) innrettet til å kunne gjennomtrenge et undersjø-isk løsmasseparti (42).

4. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) omfatter et apparatrom (22) innrettet til å rage opp over sjøbunnen (41) .

5. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) omfatter en mot-tåkerstyringsenhet (23).

6. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) omfatter midler (24, 8) for signalkommunikasjon med et fjerntliggende signalprosesseringsanlegg (9).

7. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at antennehuset (2) omfatter midler for lagring av signaler.

8. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b) er anordnet nær et endeparti av antennehuset (2).

9. Framgangsmåte for installering av en vertikal mottakerantenne (1) for elektromagnetisk undersøkelse av elektrisk resistive mål (4) som potensielt inneholder hydrokarboner, karakterisert ved at framgangsmåten omfatter trinnene: å tilveiebringe et antennehus (2) omfattende et langstrakt legeme (21) tildannet av et ikke-magnetisk materiale; å anordne mottakerantennen (1) i antennehuset (2), idet den ene av en første og en andre mottakerelektrodeenhet (lia, 11b) anordnes fjernt fra den andre av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b); å anbringe antennehuset (2) i en undergrunnsstruktur (42, 43), idet antennehuset strekker seg vertikalt nedover fra en sjøbunn (41); å forbinde elektrisk ledende den ene av den førs-te og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b) med undergrunnsstrukturen (42, 43); og å tilveiebringe signalkommunikasjon mellom mottakerantennen (1) og et fjerntliggende signalprosesseringsanlegg (9).

10. Framgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at mottakerantennen (1) anordnes i antennehuset (2) før antennehuset (2) anbringes i undergrunnsstrukturen (42, 43).

11. Framgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at signalkommunikasjonen mellom mottakerantennen (1) og det fjerntliggende signalprosesseringsanlegget (9) tilveiebringes ved kontinuerlig eller periodisk signaloverføring.

12. Framgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at signalkommunikasjonen mellom mottakerantennen (1) og det fjerntliggende signalprosesseringsanlegget (9) tilveiebringes ved lokal mellomlagring av signaldata i et første lagringsmedium anordnet i antennehuset (2), overføring av signaldataene til et flyttbart, andre lagringsmedium, forflytting av det andre lagringsmediet fra antennehuset (2) og til overflaten ved hjelp av et transportmiddel, og tilkopling av det andre lagringsmediet til signalprosesseringsanlegget (9) .

13. Framgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at den ene av den første og den andre mottakerelektrodeenheten (lia, 11b) anordnes nær et endeparti av antennehusets (2) legeme (21).

14. Framgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at antennehuset (2) anbringes i undergrunnsstrukturen (42, 43) ved å skyve det langstrakte legemet (21) ned i en undersjøisk løsmasse (42) ved hjelp av et installasjonsapparat (5) anordnet på eller over sjøbunnen (41).

15. Framgangsmåte i henhold til krav 14, karakterisert ved at installasjonsapparatet (5) er innrettet til å anbringe det langstrakte legemet (21) i løsmassen (42) ved vibrasjon, slag eller rotasjon, eller ved en kombinasjon av disse.