NO339645B1 - Fremgangsmåter og system for elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører elektromagnetisk undersøkelse av sjøbunnen med hensyn til forekomsten av resistive og/eller ledende masse, eksempelvis olje- og andre hydrokarbonreserver eller undergrunnssaltmasser.

Figur 1 viser skjematisk et overflatefartøy 14 som gjennomfører en kontrollert elektromagnetisk undersøkelse (CSEM) av undergrunnslag eller strata ved hjelp av standardmetoder [1]. De undergrunnslag i dette eksempelet innbefatter et overliggende lag 8, et underliggende lag 9 og et hydrokarbonreservoar 12. Overflatefartøy et 14 befinner seg på overflaten 2 til en vannmasse, i dette tilfellet sjøvann 4 med en dybde på h meter. En neddykkbar farkost 19 bærer en kilde i form av en horisontal elektrisk dipol (HED) -transmitter 22 som er tilknyttet overflatefartøy et 14 ved hjelp av en navlestrengkabel eller umbilikal 16. Denne gir en elektrisk og mekanisk forbindelse mellom den neddykkbare farkosten 19 og overflatefartøy et 14. HED-transmitteren tilføres en drivstrøm slik at den sender et HED-elektromagnetisk (EM) signal inn i sjøvannet 4. HED-transmitteren er plassert i en høyde z' (typisk rundt 50 meter) over sjøbunnen 6. EM-signalene innbefatter transverse elektriske (TE) og transverse magnetiske (TM) moduskomponenter.

En eller flere fjernmottakere 25 er anordnet på sjøbunnen 6. Hver av disse mottakerne 25 innbefatter en instrumentpakke 26, en detektor 24, en flottørinnretning 28 og en ballastvekt (ikke vist). Detektoren 24 innbefatter et ortogonalt par av horisontale elektriske dipoldetektorer og et ortogonalt par av horisontale magnetiske feltdetektorer plassert i en høyde z over sjøbunnen 6. De horisontale elektriske dipoldetektorene er følsomme overfor horisontale komponenter av de elektriske felt som induseres av HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 25, og tilveiebringer elektriske feltdetektorsignaler. De horisontale magnetiske feltdetektorene er følsomme overfor horisontale komponenter av magnetfeltene, eksempelvis magnetflukstetthet, indusert med HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 25, og tilveiebringer magnetiske feltdetektorsignaler. Instrumentpakken 26 registrerer detektorsignalene for senere analyse. Eksempler på egnede mottakere er beskrevet av Constable [8] og i US 5 770 945 [9].

HED-transmitteren 22 sender ut EM-signaler som forplanter seg utover, både inn i den overliggende vannsøyle 4 og ned og inn i sjøbunnen 6 og de underliggende lag 8, 9, 12. Ved praktiske frekvenser for denne metoden og gitt den typiske resistivitet for de respektive media 4, 8, 9, 12, skjer forplantningen med diffusjon av elektromagnetiske felt. Svekkingen av amplituden og faseskiftingen til signalet påvirkes både av den geometriske spredningen og av dybdestrømfortrengning. Fordi generelt de underliggende lag 8, 9, 12 er mer resistive enn sjøvannet 4, vil fortrengningsdybden i de underliggende lag 8, 9, 12 være lengre. Som følge herav vil elektromagnetiske felt som måles av en mottaker anordnet med en egnet horisontal avstand domineres av de komponenter av det utsendte EM-signalet som har forplantet seg ned gjennom sjøbunnen 6, i det underliggende lag 8, 9, 12 og tilbake til detektoren 24, i stedet for direkte gjennom sjøvannet 4.

En struktur som inneholder et hydrokarbonreservoar så som den struktur som er vist i figur 1, gir en målbar økning av de horisontale elektriske feltkomponentamplituder som måles ved mottakeren i forhold til en struktur som bare har vannbærende sedimenter. Grunnen til dette er at hydrokarbonreservoarer har relativt høye resistiviteter (typisk 100 Qm) sammenlignet med andre undergrunnslag (typisk 1 Qm), slik at således EM-signalene svekkes mindre. Det er denne forsterkningen av de horisontale elektriske feltamplituder som har vært benyttet som grunnlag for leting etter hydrokarbonreservoarer [1].

Ved undersøkelse eller leting etter hydrokarbonreservoarer er det viktig å betrakte orienteringen av de strømmer som induseres av et transmittert EM-signal. Responsen i sjøvann og i undergrunnslag (som typisk innbefatter plane horisontale lag) på EM-signaler er i hovedsak ganske ulike de for TE-moduskomponentene til det transmitterte signalet som eksiterer i hovedsak horisontale strømmer, og TM-moduskomponenter som eksiterer signifikante komponenter av vertikale strømmer.

For TE-moduskomponenter, er koblingen mellom lagene som innbefatter de undergrunnslag, for en større del induktiv. Dette betyr at tilstedeværelsen av tynne resistive lag (som indikerer hydrokarbonreservoarer) ikke i vesentlig grad påvirker de EM-felt som detekteres ved overflaten, da storskala strømmønstrene ikke påvirkes av et slikt tynt lag. På den annen side, for TM-moduskomponenter, innbefatter koblingen mellom lagene en betydelig galvanisk komponent (som følge av den direkte ladningsoverføringen mellom lagene). For TM-modusen vil selv et tynt resistivt lag i vesentlig grad påvirke de ved mottakeren detekterte EM-felt, fordi storskala strømningsmønstrene brytes av det resistive laget. Det er derfor kjent at en signifikant komponent av TM-modusen er nødvendig for tilfredsstillende gjennomføring av en EM-undersøkelse i forbindelse med oljeleting.

En utelukkende stoling på TM-moduskomponentenes sensitivitet med hensyn til tilstedeværelsen av et tynt resistivt lag, kan føre til usikkerheter. Virkningene på detekterte EM-felt som følge av tilstedeværelsen av et tynt resistivt lag, kan være vanskelig å skille fra de virkninger som skyldes andre realistiske storskalalag i undergrunnen. For å råde bot på slike usikkerheter, er det kjent å bestemme de undergrunnslags respons ikke bare på TM-moduskomponenter (det vil si induktivt koblet), men også på TE-moduskomponenter (det vil si galvanisk koblet) [1].

HED-transmitteren 22 i figur 1 genererer samtidig både TE- og TM-moduskomponenter, idet det relative modusbidrag til signalet ved mottakeren er avhengig av HED-transmitter-mottaker-orienteringen. For mottakerplasseringer på siden av HED-transmitteraksen, vil TE-modusen dominere responsen. På mottakerplasseringer på linje med HED-transmitteraksen, vil TM-modusen være sterkere (selv om TE-modusen fremdeles er tilstede) [1, 2, 3, 4]. Responsen på mottakersteder både i bredden og i akseretningen bestemmes av en kombinasjon av TE- og TM-moduskomponenter, og disse har en tendens til å være i opposisjon.

Tidligere undersøkelser [5, 6] har basert seg på denne geometriske splittingen av TE- og TM-moduskomponentene for bestemmelse av de undergrunnslags ulike responser på de ulike moduser. Dette oppnås ved å samle inn elektriske feltamplitudedata for ulike transmitter-mottaker-innrettinger. Et slikt tiltak gir komplementære horisontale elektriske feltamplitudedatasett som er ulikt følsomme overfor TE- og TM-moduskomponentene i de transmitterte EM-signalene. Under analysen blir disse komplementære datasettene kombinert for å få frem ulikheter mellom TE-modus- og TM-moduskobling mellom transmitter og mottaker. Disse forskjellene indikerer tilstedeværelsen av eller fraværet av et underjordisk hydrokarbonreservoar. På grunn av behovet for gjennomføring av undersøkelsen med flere transmitter-mottaker-innrettinger, krever denne løsningen et relativt stort antall slepeliner og mottakere for oppnåelse av adekvat dekning.

GB 2380550, US 4875015 og US 5825188 viser ytterligere eksempler på kjent teknikk.

Figur 2 viser i grunnriss et eksempel på en undersøkelsesgeometri for innsamling av horisontale elektriske feltkomponentdata som skal analyseres i samsvar med kjente metoder. Seksten mottakere 25 er lagt ut i et firkantgitter på en del av sjøbunnen 6, over et undersjøisk reservoar 56 hvis grenser er indikert med den fullt opptrukne linje 58. Orienteringen av reservoaret er indikert med kompasspunktene (N, E, S og W som står for henholdsvis nord, øst, sør og vest) som er angitt i figurens øvre høyre del. For gjennomføring av en undersøkelse, starter en transmitter fra stedet "A" og slepes langs en bane som indikert med den stiplede linjen 60 gjennom stedet "B" helt den når stedet "C" som markerer slutten av undersøkelsesbanen. Man ser at slepingen først foregår i fire parallelle baner i nord-syd-retning, over mottakerens fire "kolonner". Denne delen av undersøkelsesbanen går fra stedet "A" og til "B". Fra stedet "B" går undersøkelsesbanen så i fire baner i øst-vest-retningen, over fire "rader" av mottakere. Hver mottaker plasseres således i to ortogonale retninger. Undersøkelsen er ferdig når transmitteren har nådd stedet "C".

Under slepingen vil hver av mottakerne 25 presentere flere ulike orienteringsgeometrier i forhold til transmitteren. Når eksempelvis transmitteren befinner seg direkte over mottakerposisjonen Dl og på et nord-sør-avsnitt av slepebanen, så vil mottakerne på posisjonene D5, D6 og D7 ha ulike avstander i en linjerettet posisjon (det vil si innrettet i forhold til HED-transmitterens dipolakse), mottakerne i posisjonene D2, D3 og D4 vil ha ulike horisontale avstander i bredden og mottakerne i posisjonene D8 og D9 befinner seg mellom disse. Når transmitteren senere går over mottakerposisjon Dl i et øst-vest-avsnitt av slepebanen, vil mottakerne i posisjonene D5, D6 og D7 befinne seg i en breddeposisjon mens mottakerne i posisjonene D2, D3 og D4 befinner seg i en linjeposisjon. I løpet av en undersøkelse, og i forbindelse med transmitterens posisjonsinformasjoner, kan nå data fra mottakerne benyttes for tilveiebringelse av detaljer av signaltransmisjonen gjennom undersjøiske lag, for et betydelig avstands- og orienteringsområde mellom transmitter og mottaker, idet hver har varierende TM-modus- og TE-modusbidrag til signalforplantningen.

I tillegg til de nødvendige, relativt kompliserte slepebaner, er et annet problem i forbindelse med kjente undersøkelses- og analysemetoder at de ikke gir gode resultater for undersøkelser i grunne farvann. Dette skyldes tilstedeværelsen av en "luftbølge"-komponent i EM-feltene, indusert av HED-transmitteren ved mottakeren. Denne luftbølgekomponenten skyldes EM-signaler fra HED-transmitteren som samvirker med luften. Fordi luften er ikke-ledende og derfor gir liten svekking, vil luftbølgekomponenten kunne dominere feltene ved mottakeren. Denne luftbølgekomponenten skyldes primært TE-moduskomponentene. Dette fordi TE-moduskomponentene er effektivt induktivt koblet tvers over sjøvann-luft-grensesjiktet. TM-moduskomponentene vil på den annen side ikke koble godt tvers over denne grensen og vil derfor ikke kunne bidra i vesentlig grad til luftbølgekomponenten. Luftbølgekomponenten inneholder lite informasjon vedrørende den undergrunnsresistivitet. Dersom således luftbølgen bidrar med en betydelig komponent til de med HED-transmitteren ved mottakeren induserte EM-felt, så reduseres metodens følsomhet overfor undergrunnsresistivitetsstrukturer så som hydrokarbonreservoarer, ganske vesentlig. Banen til en mulig luftbølgekomponent er i figur 1 vist med den stiplede linjen AW. Størrelse til luftbølgekomponenten reduseres bare ved geometrisk spredning. Dette fordi luft er ikke-ledende. Som for andre komponenter, blir imidlertid luftbølgekomponenten sterkt svekket når den går gjennom sjøvannet. Dette betyr at på relativt dypt vann

(H) vil luftbølgekomponenten ikke være særlig betydelig ved mottakeren og vil som sådan derfor heller ikke representere noe større problem. I grunne farvann (h), går

imidlertid luftbølgekomponenten ikke gjennom en særlig mengde sjøvann og vil derfor gi et større bidrag til de av HED-transmitteren ved mottakeren induserte EM-felt. Dette bidraget blir enda større ved økende horisontale avstander mellom transmitter og mottaker. Dette fordi (blant annet som følge av den geometriske spredning) luftbølgekomponentens styrke er relativt konstant over et stort horisontalt avstandsområde, fordi enhver ekstra avstand som luftbølgekomponenten gjennomløper, så godt som utelukkende vil være i ikke-svekkende luft. Andre komponenter av de med HED ved mottakeren induserte EM-felt så som de som går gjennom de undergrunns- eller undersjøiske lag og er av interesse, vil gå gjennom media med lavere resistivitet og vil bli svekket i økende grad ettersom de forflytter seg. Derfor har luftbølgekomponenten en tendens til å dominere de av HED-transmitteren ved mottakeren induserte EM-felt når det foretas undersøkelser i

grunne farvann, særlig når det foreligger lange avstander horisontalt mellom transmitter og mottaker.

Tilstedeværelsen av en luftbølge som en dominerende komponent i detektorsignalene begrenser anvendbarheten av de foran beskrevne undersøkelses-og analysemetoder. I grunt farvann blir de mulige transmitter-mottaker-avstandene sterkt redusert. Dette betyr ikke bare at det må benyttes flere mottakersteder for adekvat dekning av et gitt område, men begrenser også den dybden under sjøbunnen hvor metoden kan benyttes. Dette kan bety at man ikke kan oppdage et hydrokarbonreservoar i bunnen under grunt vann, selv om man ville detektere det samme reservoaret i dypere vann.

Figur 3A er en graf som skjematisk viser resultatene av en endimensjonal modellering av to mulige EM-undersøkelser av den type som er vist i figur 1. Et eksempel gjelder en undersøkelse som er gjennomført på dypt vann (stiplet linje), mens det andre gjelder en undersøkelse som er gjennomført i grunt vann (fullt opptrukket linje). For hver modellundersøkelse er amplituden til en elektrisk feltkomponent indusert ved mottakeren som respons på HED-transmitteren beregnet pr enhet transmitterdipolmoment og er plottet inn som en funksjon av den horisontale avstanden r mellom HED-transmitteren og mottakeren. For begge modellundersøkelsene er den undergrunnsstratautformingen et semiinfinitt homogent halvrom med en resistivitet 1 Qm. I dypvannseksempelet er de undergrunnslag beliggende under en ubestemt utstrekning av sjøvann. I eksempelet med det grunne farvannet er de undergrunnslag beliggende under en sjøvannsdybde på 500 meter. I begge tilfeller har sjøvannet en resistivitet 0,3 Qm. Transmitteren og mottakeren er atskilt langs en linje som går gjennom aksen til HED-transmitteren (linjeorientering). Det er komponenten av det detekterte elektriske feltet i denne retningen som er plottet inn i figur 3A. HED-transmitteren drives med et vekselstrømdrivsignal med en frekvens på 0,25 Hz.

Innvirkningen av luftbølgekomponenten på amplituden til de av HED-transmitteren ved mottakeren induserte EM-felt, går klart frem. I dypvannsundersøkelsen hvor det ikke forefinnes noen luftbølgekomponent, synker den beregnede elektriske feltamplituden jevnt med økende horisontal avstand. I gruntvannsmodellen hvor det foreligger en kraftig luftbølgekomponent, får amplitudereduksjonen en skarp knekk ved en horisontal transmitter-mottaker-avstand på omtrent 5000 m. Figur 3B er et plott som viser forholdet p mellom de to i figur 3A viste kurver. De store avvikene som man ser i figur 3B, belyser klart forskjellen mellom disse kurvene. Da den eneste forskjellen mellom de to modellundersøkelsene er tilstedeværelsen av eller fraværet av en luftbølgekomponent, viser det i figur 3 A plottede forhold den relative styrken til luftbølgekomponenten i det detekterte signalet sammenlignet med det som går gjennom de undergrunnslag i forbindelse med gruntvannsundersøkelsen.

Av figurene 3 A og 3B går det frem at alle, med unntak av de meget korteste horisontale avstander, gir et detektert elektrisk felt som er signifikant større i gruntvannsmodellen. Ved eksempelvis en horisontal avstand på 2500 m, vil amplituden til det detekterte signalet i dypvannsmodellen være omtrent IO"<12>V/Am<2>. I gruntvannsmodellen er denne verdien høyere, omtrent 10"<11>'<5>V/Am<2.>Dette skyldes innvirkningen av luftbølgekomponenten. Denne nivåøkningen viser at luftbølgekomponenten har en amplitude som er mer enn dobbelt så stor som den til den komponent som har gått gjennom de undergrunnslag, og i samsvar med dette vil mer enn to tredjedeler av detektorsignalene ha så godt som ingen informasjon vedrørende de undergrunnslag. Ved større horisontale avstander vil luftbølgekomponenten ha en enda større dominans. Særlig gjør den seg sterkt gjeldende over 5000 m. På dette punkt foreligger det en knekk hvor den detekterte elektriske feltamplituden synker med økende horisontal avstand. Ved en horisontal avstand på rundt 7000 m vil luftbølgekomponenten i gruntvannseksempelet ha en amplitude som er omkring tjue ganger større enn den for det signalet som går gjennom de undergrunnslagene. Dette viser klart de høye krav som stilles til signal-støy-forholdet for data som innsamles ved slike horisontale avstander, noe som generelt vil være tilfellet når et lite signal beveger seg over en større bakgrunn. Det går klart frem at luftbølgen i vesentlig grad begrenser brukbarheten til disse undersøkelses- og analysemetoder i grunne farvann.

Selv om undersøkelsesmetoden har vist seg i å gi gode resultater i praksis, har man allikevel kunnet identifisere noen begrensninger.

For det første, fordi TE- og TM-moduskomponentene ikke lett kan skilles, vil det generelt foreligge en viss kryssforbindelse mellom dem ved mottakeren. Dette kan føre til tvetydige resultater.

For det andre, for å kunne oppnå undersøkelsesdata fra både linje- og breddegeometrier, må HED-transmitteren reorienteres ved hver enkelt HED-transmitterplassering. Dette krever at overflatefartøyet må gå flere ganger over breddelokaliseringer, hvilket kan medføre kompliserte og lange slepemønstere.

Ifølge et første inventivt aspekt, er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent for å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, innbefattende: Tilveiebringelse av elektriske feltdata og magnetfeltdata oppnådd ved minst én mottaker fra minst én horisontal elektrisk dipol (HED) -transmitter; bestemmelse av en vertikal gradient i de elektriske feltdata; og kombinering av den vertikale gradienten i de elektriske feltdata med de magnetiske feltdata for derved å generere kombinerte responsdata.

Her indikerer referanser til vertikal og horisontal at en signifikant komponent, fortrinnsvis en hovedkomponent, av de respektive signalene skal være innrettet etter de vertikale og horisontale aksene. Det er ikke nødvendig at signalene er perfekt innrettet etter de vertikale og horisontale aksene, selv om tett tilnærming foretrekkes for oppnåelse av et sterkt signal og reduksjon av analysekompleksiteten. Således er eksempel en innretting innefor +/- 30° ønskelig.

Ved å generere kombinerte responsdata i analysen, blir det mulig å analysere undersøkelsesresultater tatt i grunnere farvann enn det som hittil har vært mulig. Dette skyldes at de kombinerte responsdata ikke er følsomme eller sensitive overfor transverse elektriske (TE) moduskomponenter som har forplantet seg gjennom luft og som tenderer til å dominere de undersøkelsesresultater som har vært analysert med de tidligere metoder. I tillegg, fordi egnede kombinerte responsdata kan tilveiebringes for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer, kan det gjennomføres en fullstendig undersøkelse i ett enkelt slep. Til forskjell må det, ved de tidligere foreslåtte EM-undersøkelsesanalysemetoder som baserer seg på bruk av HED-transmittere, tilveiebringes to undersøkelsesdatasett for ulike slep i ulike baner for tilveiebringelse av en områderespons galvanisk og induktivt.

Kombinerte responsdata av denne typen har en funksjon som er lik den til vertikale elektriske feltdata. Derfor vil kombinerte responsdata gi lignende fordeler som de som oppnås med data fra vertikale elektriske feltdetektorer så som de fordeler som finnes beskrevet i søkerens UK-patentsøknad GB-A-2 402 745 (søknadsnummer 0313376.6) [10]. Disse fordeler oppnås med den foreliggende oppfinnelsen uten at man må basere seg på vertikale feltmålinger. Dette er fordelaktig fordi vertikale feltmålinger kan være lettere utsatt for støy, særlig bevegelsesindusert støy som skyldes undersjøiske vannstrømmer.

Den resistive eller ledende massen kan være en masse som er mer resistiv enn de omgivende lag, så som et hydrokarbonreservoar (for eksempel olje, gass, metanhydrat) eller en saltmasse, eller en masse som er mer ledende enn omgivende lag så som kiselholdige segmenter.

De elektriske feltdata kan innbefatte en horisontal komponent av et elektrisk felt i en første retning og de magnetiske feltdata kan innbefatte en horisontal komponent av en magnetflukstetthet, langs en andre, ulik retning. De første og andre retningene kan være ortogonale. I noen eksempler kan videre den første retningen være parallell med en linje som forbinder HED-transmitteren med mottakeren mens den i andre eksempler kan være perpendikulær på en slik linje.

Selv om spesielt utstyr kan benyttes for innsamling av dataene, kan egnede data også innsamles ved hjelp av eksisterende utstyr. Dette betyr at fremgangsmåten kan benyttes for eksisterende data. Analysemetoden muliggjør relativt enkle kombinasjoner, eksempelvis lineære kombinasjoner, av den vertikale gradienten i de elektriske feltdata og de magnetiske feltdata for generering av egnede kombinerte responsdata.

Vertikale gradienter i det elektriske feltet kan bestemmes på mange måter. En måte er å sammenligne elektriske feltdata for forskjellige høyer. Det kan eksempelvis dreie seg om forskjellige høyder for transmitter og/eller detektor. To eller flere forskjellige høyder kan benyttes. En annen måte vil være å sammenligne de elektriske feltdata med data simulert ved bruk av en bakgrunnsmodell. Data simulert med en bakgrunnsmodell kan innbefatte en grensebetingelse så som et antatt eller modellert elektrisk felt ved grensen mellom sjøvann og luft over det området som undersøkes. Nok en måte vil være å bestemme den vertikale elektriske feltgradienten ved eller i nærheten av en første mottaker ved å sammenligne elektriske feltdata fra den første mottakeren når transmitteren befinner seg over en andre mottaker med elektriske feltdata fra den andre mottakeren når transmitteren befinner seg over den første mottakeren og benytte en på forhånd bestemt justering av de elektriske feltdata fra den andre mottakeren.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte en tilveiebringelse av bakgrunnsdata som er spesifikke for det undersøkte området og en sammenligning av de kombinerte responsdata med bakgrunnsdataene for derved å få frem differansedata som er sensitive med hensyn til tilstedeværelsen av en underjordisk resistiv eller ledende masse.

Dette kan være fordelaktig fordi en sammenligning av de kombinerte responsdata med bakgrunnsdata kan bidra til å bestemme hvorvidt trekk i de kombinerte responsdata indikerer en resistiv eller konduktiv masse bergformasjonsmodell. Benyttes en bergformasjonsmodell, så bør denne fortrinnsvis innbefatte resistivitet og kan utvikles fra en kombinasjon av geologiske data og resistivitetsdata. De geologiske data kan komme fra seismologiske undersøkelser og de resistive data kan komme fra brønnlogging. Andre informasjonskilder så som nøytrondata eller andre porøsitetsestimater fra brønnlogger kan også benyttes.

I noen eksempler kan bakgrunnsdata oppnås fra de elektriske og magnetiske feltdata som benyttes for tilveiebringelsen av de kombinerte responsdata. Dette kan oppnås ved å kombinere data på mange ulike måter. Man kan for eksempel bestemme en vertikal gradient i de magnetiske feltdata og kombinere den med elektriske feltdata. Den vertikale komponenten i de magnetiske feltdata kan bestemmes på lignende måter som de som er beskrevet foran i forbindelse med den vertikale gradienten i de elektriske feltdata.

Differansedataene kan representere differansen mellom de kombinerte responsdata og bakgrunnsdataene som en funksjon av posisjon i det undersøkte området, og analysen kan innbefatte identifisering av en lokalisering av en grense for en underjordisk resistiv eller ledende masse.

Ifølge et andre inventivt aspekt er det tilveiebrakt et datamaskinprogramprodukt med maskinlesbare instruksjoner for implementering av en fremgangsmåte for analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse ifølge det første inventive aspektet.

Ifølge et tredje inventivt aspekt er det tilveiebrakt en datamaskinanordning som er lastet med maskinlesbare instruksjoner for implementering av fremgangsmåten for analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse ifølge det første inventive aspektet.

Ifølge et fjerde inventivt aspekt er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for planlegging av en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent for å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse innbefattende: Dannelse av en modell av området som skal undersøkes innbefattende en bergformasjon som inneholder en postulert resistiv eller ledende masse og en vannmasse over bergformasjonen; innstilling av verdier for vanndybde, dybden til den postulerte resistive eller ledende massen og bergformasjonens resistive struktur; og gjennomføring av en simulering av en elektromagnetisk undersøkelse i modellen av undersøkelsesområdet ved å beregne elektriske feltdata og magnetiske feltdata oppnådd med minst én simulert mottaker som detekterer signaler fra en simulert horisontalt elektrisk dipol (HED) -transmitter; bestemmelse av en vertikal gradient i de elektriske feltdata; og kombinering av den vertikale gradienten i de elektriske feltdata med de magnetiske feltdata for generering av kombinerte responsdata.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte en justering av modellen for å fjerne den postulerte resistive eller ledende massen og en gjentakelse av simuleringen for å få frem bakgrunnsdata for sammenligning med de kombinerte responsdata.

Gjentatte simuleringer for et antall horisontale transmitter-mottaker-avstander og signalfrekvenser kan gjennomføres for derved å muliggjøre optimale undersøkelsesbetingelser hva angår transmitter-mottaker-avstand og EM-signalfrekvens for undersøkelse av den resistive eller ledende masse som velges ved gjennomføring av en elektromagnetisk undersøkelse. Virkningene og brukbarheten av ulike mottakersettmønstere og transmitterslepebaner, kan også modelleres.

Den resistive eller ledende masse kan være en masse som er mer resistiv enn de omgivende lag, så som et hydrokarbonreservoar.

Ifølge et femte inventivt aspekt er det tilveiebrakt et datamaskinprogramprodukt med maskinlesbare instruksjoner for implementering av fremgangsmåten for planlegging av en elektromagnetisk undersøkelse ifølge det fjerde inventive aspektet.

Ifølge et sjette inventivt aspekt er det tilveiebrakt en datamaskinanordning lastet med maskinlesbare instruksjoner for implementering av fremgangsmåten for planlegging av en elektromagnetisk undersøkelse ifølge det fjerde inventive aspektet.

Ifølge et syvende inventivt aspekt er det tilveiebrakt en elektromagnetisk undersøkelsesmetode anvendt for et undersøkelsesområde som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket undersøkelsesområde innbefatter undergrunnslag under en sjøbunn, idet fremgangsmåten innbefatter: Tilveiebringelse av minst én transmitter og minst én detektor for transmisjon og detektering av elektromagnetiske signaler; og oppnåelse av data med transmisjon og/eller deteksjon på et antall ulike høyder over sjøbunnen over undersøkelsesområdet slik at dataene muliggjør en sammenligning av elektromagnetiske signaler som er transmittert og/eller mottatt på ulike vertikale steder.

En slik undersøkelsesmetode vil gi data som muliggjør en bestemmelse av gradienter i elektriske feltdata slik at dataene kan analyseres ifølge fremgangsmåten ifølge det første inventive aspektet.

Transmisjonen og/eller detekteringen ved et antall ulike høyder kan innbefatte detektering ved et antall ulike høyder. Detekteringen ved et antall ulike høyder kan skje samtidig, ved bruk av flere detektorer.

På grunn av resiprositeten mellom transmitter og detektor, kan transmisjonen

og/eller deteksjonen ved et antall ulike høyder også innbefatte en transmisjon ved et antall ulike høyder. Transmisjonen ved et antall ulike høyder kan skje samtidig ved hjelp av flere transmittere, eller på ulike tider ved hjelp av en enkelt transmitter. For eksempel kan en mobil transmitter først slepes i en slepebane i én høyde og deretter slepes om igjen langs i det minste en del av slepebanen i en annen høyde.

Som ved andre inventive aspekter kan den resistive eller ledende massen være en masse som er mer resistiv enn de omgivende lag, eksempelvis et hydrokarbonreservoar eller en saltmasse.

Ifølge et åttende inventivt aspekt er det tilveiebrakt en elektromagnetisk mottaker for bruk ved en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket område innbefatter undergrunnslag under en sjøbunn, idet mottakeren ved normal utsetting kan måle elektriske felt i to eller flere ulike høyder over sjøbunnen, slik at det kan bestemmes en vertikal gradient i et elektrisk felt.

En slik mottaker egner seg for gjennomføring av en undersøkelse ifølge det syvende inventive aspektet.

Mottakeren vil videre kunne måle magnetfelt i to eller flere ulike høyder over sjøbunnen slik at en vertikal gradient i et magnetisk felt kan bestemmes. Mottakeren, ved vanlig utsetting, kan innbefatte første og andre par av horisontalt innrettede elektriske dipoldetektorer som strekker seg i ulike horisontale retninger, idet parene er posisjonert i ulike høyder.

Mottakeren, ved vanlig utsetting, kan videre innbefatte første og andre par av magnetfeltdetektorer for detektering av magnetfelt i ulike horisontale retninger, idet parene er posisjonert i ulike høyder.

Ifølge et niende inventivt aspekt er det tilveiebrakt en elektromagnetisk kilde for bruk i en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket område innbefatter undergrunnslag under en sjøbunn, idet kilden innbefatter to transmittere som ved normal bruk vil befinne seg i ulike høyder over sjøbunnen.

Kilden kan være en mobil kilde, eksempelvis et par HED-transmittere som slepes av en enkelt neddykkbar farkost eller et par neddykkbare farkoster som hver sleper en enkelt transmitter.

Kilder ifølge det niende inventive aspektet egner seg for gjennomføring av en undersøkelse ifølge det syvende inventive aspektet.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor: Figur 1 viser skjematisk et overflatefartøy som gjennomfører en EM-undersøkelse på dypt vann i samsvar med standard metoder; Figur 2 er et skjematisk planriss som viser et eksempel på en undersøkelsesgeometri for tilveiebringelse av data som skal analyseres i samsvar med en tidligere foreslått metode og hvor seksten mottakere er lagt ut på en del av sjøbunnen over et underjordisk reservoar; Figur 3A er en graf med innplottede detektorsignaler beregnet fra to modellundersøkelser som er analysert i samsvar med den tidligere foreslåtte metode, idet en undersøkelse er gjennomført på dypt vann (stiplet linje) mens den andre er gjennomført i grunt vann (heltrukken linje); Figur 3B er en graf som viser forholdet mellom de to i figur 3 A viste kurver; Figur 4 er et grunnriss som viser et sylindrisk polarkoordinatsystem; Figurene 5A-5F viser likninger (likningene 1 til 6) i samsvar med løsninger på Maxwells likninger for en HED-transmitter i et uendelig sjøvannslag over en endimensjonal underjordisk resistivitetsstruktur for de radiale (r), azimutale (c|>) og vertikale (z) komponenter til de elektriske (E) og magnetiske (B) felt; Figur 5G viser en likning (likning 7) for en lineær kombinasjon av en vertikal gradient i radiale elektriske feltdata (Er) og azimutale magnetfeltdata ( B^) som benyttes i en fremgangsmåte for analysering av undersøkelsesdata ifølge en første utførelse av oppfinnelsen; Figur 5H viser en likning (likning 8) for en lineær kombinasjon av en vertikal gradient i det azimutale elektriske feltdata (E^) og de radiale magnetfeltdata (Br) som brukt i en fremgangsmåte for analysering av undersøkelsesdata ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 6A viser skjematisk et overflatefartøy som utfører en EM-undersøkelse ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 6B viser skjematisk et overflatefartøy som gjennomfører en EM-undersøkelse ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 7A viser skjematisk en undersøkelse hvor det benyttes lignende utstyr som det som er vist i figur; Figur 7B viser skjematisk den i figur 7A viste undersøkelse på et senere tidspunkt; Figur 8 viser skjematisk en modell med en jevn underjordisk bakgrunnslagutforming; Figurene 9A og 9B viser den modellerte amplitude og fase for den radiale komponenten til elektriske feltdata innsamlet under en EM-undersøkelse av den modell som er vist i figur 8 for flere vanndyp; Figurene 10A og 10B viser den modellerte amplitude og fase for en kombinasjon av elektriske og magnetiske feltdata som innsamlet under en EM-undersøkelse som tilveiebringer linje-TM-modusdekomposisjonsdata ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen for flere vanndyp; Figurene 10C og 10D viser den modellerte amplitude og fase for en kombinasjon av elektriske og magnetiske feltdata innsamlet under en EM-undersøkelse som tilveiebringer bredside-TM-modusdekomposisjonsdata ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen for flere vanndyp; Figur 11 viser skjematisk en hydrokarbonreservoarmodell med undergrunnslag; Figurene 12A og 12B viser den modellerte amplitude og fase for den radiale komponenten til elektriske feltdata innsamlet under en EM-undersøkelse av den modellutforming som er vist i figur 11 for flere hydrokarbonreservoarresistiviteter; Figurene 13A og 13B viser den modellerte amplitude og fase for linje-TM-modusdekomposisjonsdata for en EM-undersøkelse av den modellutforming som er vist i figur 11 for flere hydrokarbonreservoarresistiviteter; Figurene 13C og 13D viser den modellerte amplitude og fase for bredside-TM-modusdekomposisjonsdata for en EM-undersøkelse av den modell av undersjøiske lag som er vist i figur 11 for flere hydrokarbonreservoarresistiviteter; Figur 14A er en graf som skjematisk viser forholdet mellom de i figur 12A plottede kurver (radial elektrisk feltkomponent), 13 A (linje-TM-modusdekomposisjon) og 13C (bredside-TM-modusdekomposisjon) for et hydrokarbonreservoar med en resistivitet p = 100 Qm og de korresponderende kurver som ikke er tilordnet et detekterbart hy dr okarbonr es ervoar; Figur 14B er en graf som skjematisk viser faseforskjellen mellom kurvene plottet i figur 12B (radial elektrisk feltkomponent), 13 B (linje-TM-modusdekomposisjon) og 13D (bredside-TM-modusdekomposisjon) for et hydrokarbonreservoar med en resistivitet p = 100 Qm og de respektive korresponderende kurver som ikke er tilordnet et detekterbart hydrokarbonreservoar; Figur 14C er en graf som viser de samme kurver som i figur 14A, men i større målestokk; Figur 15A viser nok en modell av undergrunnslag med hydrokarbonreservoar; Figur 15B viser en modell av undergrunnslag med økende resistivitet hvor resistiviteten øker progressivt med dybden; Figur 16 er en graf som skjematisk viser forholdet mellom linje-TM-modusdekomposisjon og bredside-TM-modusdekomposisjon som beregnet for begge de modeller som er vist i figurene 15A og 15B, og de som er beregnet for den bakgrunnsmodell som er vist i figur 8 for uendelig vanndybde; Figur 17A viser en likning (likning 9) for en lineær kombinasjon av radielle elektriske feltdata (Er) og en vertikal gradient i azimutale magnetfeltdata ( B$) ; Figur 17B viser en likning (likning 10) for en lineær kombinasjon av azimutale elektriske feltdata (E^) og en vertikal gradient i radielle magnetfeltdata (Br); Figur 18A er en graf som skjematisk viser forholdet mellom en linje-TE-modusdekomposisjon og en bredside-TE-modusdekomposisjon beregnet for begge modeller som vist i figurene 15A og 15B og de som er beregnet for den bakgrunnsmodell som er vist i figur 8 for uendelige vanndyp; Figur 18B er en graf som skjematisk viser de samme kurver som i figur 18A, men i større målestokk; og Figur 19 er et grunnriss som viser et eksempel på en undersøkelsesgeometri for oppnåelse av elektriske og magnetiske feltdata som skal analyseres i samsvar med utførelsesformer av oppfinnelsen og det er lagt ut seksten mottakere på et avsnitt av sjøbunnen over et underjordisk reservoar. Figur 4 viser skjematisk et koordinatsystem for beskrivelse av den relative plasseringen av HED-transmitter 22 og en mottaker 25 av den type som er vist i figur 1. Posisjonen av mottakeren 25 i forhold til HED-transmitteren 22 beskrives best med sylindriske polarkoordinater, idet HED-transmitteren 22 sitt senter benyttes som utgangspunkt i koordinatsystemet. Posisjonen til mottakeren 25 bestemmes med en azimutvinkel ((> og en avstand r. Vinkelen ((> er målt med urviseren fra en linje som går gjennom og parallelt med HED-transmitterens akse, som indikert i figur 4 med den linjen som er merket $ = 0°. En mottaker plassert langs denne linjen, det vil si slik at den har en azimutvinkel I på 0°, betegnes som værende i en linjeposisjon. En mottaker med en azimutvinkel § på 90° slik at den ligger på den linjen som er merket $ = 90° i figur 4, betegnes som værende i en bredsideposisjon. Den elektriske feltstyrken ved mottakeren, målt med det ortogonale par av horisontale elektriske dipoldetektorer, oppløses i en radiell komponent Er og en ortogonal azimutkomponent E^som vist på figuren. Den magnetiske flukstettheten ved mottakeren, målt med det ortogonale par av horisontale magnetfeltdetektorer, blir på lignende måte oppløst i en radiell komponent Br og en ortogonal azimutkomponent B^. Den aksiale koordinat z går vertikalt opp fra sjøbunnen.

De grunnleggende likninger som bestemmer den elektromagnetiske induksjonen i grunnen, er Maxwells likninger. Ved frekvenser som typisk benyttes i CSEM-undersøkelser, kan forskyvningsstrømmer neglisjeres slik at man får: V.5 = 0, VxE + ia) B = 0 og V x 5 - n<pE = //0 J_, hvor E er den elektriske feltstyrken, B er den magnetiske flukstetthet, a er mediets konduktivitet eller ledningsevne, \ io er den magnetiske permeabilitet som antas å ha sin frie romverdi, J er kildestrømtettheten og det antas en enkel Fourierkomponent som er proporsjonal med é<m>Maxwells likninger kan løses numerisk i to eller tre dimensjoner for en punkt-HED-transmitter, men en lukket form foreligger bare for endimensjonale strukturer. Chave & Cox [7] utleder en løsning for det tilfellet at en HED-transmitter befinner seg på et uendelig sjøvannsdyp for en endimensjonal underjordisk lagform (det vil si at resistiviteten bare varierer i den vertikale z-retningen).

Oppfinnerne har gjennomført en utvidelse av den analyse som presenteres hos Chave & Cox [7] for derved å kunne modellere en HED-transmitter i en uendelig sjøvannsdybde h. En løsing av Maxwells likninger for en HED-transmitter i et uendelig sjøvannslag over en endimensjonal underjordisk resistivitetsstruktur gir likninger for den radielle (r), azimutale (c|>) og vertikale (z) komponent for det elektriske felt (E) og den magnetiske flukstetthet (B) som vist i figurene 5A til 5F. Selv om denne modelleringen er gjennomført for en endimensjonal lagutforming, kan lignende modellering gjennomføres i to eller tre dimensjoner.

Når den valgfrie operatør "±" eller " + " forekommer i likningene i figurene 5A til 5F, benyttes det øvre symbolet når z' > z og det nedre symbolet når z' < z. I disse likningene er z' og z høydene til HED-transmitteren henholdsvis detektoren over sjøbunnen, h er sjøvannsdybden, \ i0 er permeabiliteten i fritt rom, P er

transmitterdipolmomentet, ./0 (Ay) = —'—( kr) og

2 (/!)

J, ( kr) = E"n f )—— ( kr) 2M er henholdsvis nulte og første ordens

iv ; '-°22W/!(l + /)!v 7

Besselfunksjoner, p0er sjøvannets resistivitet, k er en parameter analogt med bølgenummeret i et Fourierintegral, /?0 = \k2- , Rl™ og RlTE er koeffisienter

som bestemmer TM- og TE-modusinteraksjonen med sjøbunnen, hvilken interaksjon er avhengig av resistivitetsstrukturen til de undergrunnslag, og RaTE er en koeffisient som bestemmer TE-modusinteraksjonen med luften.

I den presentasjon av likningene 1, 2, 4 og 5 (som er de likninger som beskriver de horisontale komponentene til feltene) som er gitt i figurene 5A, 5B, 5D og 5E, er likningene vist splittet over fire tekstlinjer og hver tekstlinje har en venstre og en høyre komponent. Den venstre komponenten i hver linje er merket "TM" og resultater fra TM-moduskomponenten til det transmitterte signal og den høyre komponenten er merket "TE" og skyldes TE-moduskomponenten til det transmitterte signalet.

Som nevnt skyldes luftbølgekomponenten primært interaksjonen mellom TE-modusen og luften, det vil si som bestemt av R.A<TE->koeffisienten. Som man vil kunne se av likningene 1 og 2, innbefatter Er og E^TM- og TE-komponenter og påvirkes derfor av luftbølgen. Dette er grunnen til at de kjente metoder for analysering av resultater fra CSEM-undersøkelser som baserer seg på elektrisk feltamplitudeforsterkning ikke virker godt i grunt farvann.

Likning 7, vist i figur 5G, definerer en lineær kombinasjon av en vertikal gradient i de radielle elektriske feltdata Er og de azimutale magnetiske feltdata B$som benyttes i en fremgangsmåte for analysering av resultater i samsvar med en første utførelsesform av oppfinnelsen. Kombinasjoner av de elektriske og magnetiske feltdata betegnes her som kombinerte responsdata.

Likning 8, vist i figur 5H, definerer en annen lineær kombinasjon av den vertikale gradienten i de azimutale elektriske feltdata E^, og de radielle magnetiske feltdata Br som benyttes i en fremgangsmåte for analysering av resultater i samsvar med en andre utførelsesform av oppfinnelsen.

En måte for oppnåelse av de vertikale gradienter i de elektriske feltdata, er å sample det elektriske felt i to (eller flere) ulike høyder under undersøkelsen, eksempelvis ved å plassere flere mottakere i ulike høyder eller en enkelt mottaker med flere detektorer i ulike høyder.

Figur 6A viser et overflatefartøy 14 som gjennomfører en styrt kilde elektromagnetisk (CSEM) undersøkelse av undergrunnslag, idet det benyttes en undersøkelsesmetode i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Overflatefartøy et 14 befinner seg i overflaten 2 til en vannmasse, i dette tilfellet sjøvann 4 med en dybde på h meter. En neddykkbar farkost 19 er en kilde i form av en HED-transmitter 22 og er tilknyttet overflatefartøy et 14 med en umbilikal 16 som gir en elektrisk og mekanisk forbindelse mellom den neddykkbare farkosten 19 og overflatefartøy et 14. HED-transmitteren tilføres en drivstrøm slik at den sender et HED EM-signal inn i sjøvannet 4. HED-transmitteren er plassert i en høyde z'

(typisk omkring 50 meter) over sjøbunnen 6. Overflatefartøyet 14, undervannsfarkosten 19, umbilikalen 16 og HED-transmitteren 22 kan være av konvensjonelle typer.

En eller flere fjernmottakere 125 er anordnet på sjøbunnen 6. Hver av disse mottakerne 25 innbefatter en instrumentpakke 126, en nedre detektor 124, en øvre detektor 129, en flottørinnretning 128 og en ballastvekt (ikke vist). De øvre og nedre detektorer 124, 129 innbefatter hver et ortogonalt par av horisontale elektriske dipoldetektorer og et ortogonalt par av horisontale magnetfeltdetektorer. De horisontale elektriske dipoldetektorer er sensitive med hensyn til horisontale komponenter av de elektriske felt som induseres av HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 125, og tilveiebringer elektriske feltdetektorsignaler. De horisontale magnetfeltdetektorer er sensitive overfor horisontale komponenter av magnetfeltene, eksempelvis magnetflukstettheten som indusert av HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 125 og tilveiebringer magnetfeltdetektorsignaler. Instrumentpakken 126 registrerer detektorsignalene for senere analyse. Den nedre detektor er plassert i en høyde zi over sjøbunnen 6 og den øvre detektoren er plassert i en høyde zu. Typisk vil forskjellen mellom zi og zu være omtrent 10 meter, men andre avstander vil også kunne brukes. En sammenligning av signaler målt med den øvre og nedre detektor 129, 124 muliggjør en bestemmelse av en gradient i elektriske feltdata, basert på den vertikale avstanden. I dette eksempelet er de øvre og nedre detektorer 124, 129 i hovedsak identiske. Man vil imidlertid forstå at i andre eksempler kan de være forskjellige, idet eksempelvis en av dem eventuelt kan mangle magnetiske feltdetektorer. I noen tilfeller kan det benyttes detektorer i mer enn to høyder.

På grunn av resiprositeten mellom mottaker og transmitter, kan vertikale gradienter i elektriske feltdata også bestemmes ved hjelp av data innsamlet med en mottaker som har en detektor som bare er plassert i en enkelt høyde, men fra en kilde med transmittere plassert i forskjellige høyder, for eksempel to eller flere ulike høyder.

Figur 6B viser skjematisk et overflatefartøy 14 som gjennomfører en styrt kilde elektromagnetisk (CSEM) undersøkelse av undergrunnslag, idet det benyttes en undersøkelsesmetode i samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen. Overflatefartøy et 14 befinner seg på overflaten 2 til en vannmasse, i dette tilfellet sjøvann 4 med en dybde h meter. En neddykkbar farkost 19 sleper en elektromagnetisk kilde som innbefatter en øvre HED-transmitter 122 og en nedre HED-transmitter 123. Undervannsfarkosten er tilknyttet overflatefartøy et 14 med en umbilikal 16 som gir en elektrisk og mekanisk forbindelse mellom den neddykkbare farkosten 19 og overflatefartøy et 14. HED-transmitterne som utgjør kilden, tilføres drivstrømmer slik at de sender HED-elektromagnetiske signaler inn i sjøvannet 4. Den øvre HED-transmitteren 122 er plassert i en høyde zu' (typisk omtrent 50 meter) over sjøbunnen 6. Den nedre HED-transmitteren 123 er plassert i en høyde zi'

(typisk omtrent 10 meter lavere enn den øvre HED-transmitteren 122). I andre eksempler kan de øvre og nedre transmittere slepes av separate neddykkbare farkoster.

En eller flere fjernmottakere 25 er plassert på sjøbunnen 6. Hver mottaker 25 innbefatter en instrumentpakke 26, en detektor 24, en flottørinnretning 28 og en ballastvekt (ikke vist). Detektoren 24 innbefatter et ortogonalt par av horisontale elektriske dipoldetektorer og et ortogonalt par av horisontale magnetfeltdetektorer plassert i en høyde z over sjøbunnen 6. De horisontale elektriske dipoldetektorene er sensitive overfor horisontale komponenter av de elektriske felt som induseres av HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 25 og tilveiebringer elektriske feltdetektorsignaler. De horisontale magnetfeltdetektorene er sensitive overfor horisontale komponenter av magnetfeltene, eksempel magnetflukstettheten, som indusert av HED-transmitteren i nærheten av mottakeren 25, og tilveiebringer magnetfeltdetektorsignaler. Instrumentpakken 26 registrerer detektorsignalene for senere analyse.

Under en undersøkelse kan de øvre og nedre HED-transmittere drives vekselvis ved samme frekvens, eller samtidig med ulike frekvenser, slik at instrumentpakken kan skille de mottatte signaler fra hverandre. En sammenligning av målte signaler fra de øvre og nedre HED-transmittere 122, 123 muliggjør bestemmelse av en gradient i de elektriske feltdata basert på transmitternes vertikale avstand.

I andre eksempler kan en vertikal gradient i de elektriske feltdata oppnås ved å benytte konvensjonelle mottakere og en konvensjonell HED-transmitter som slepes i en bane i én høyde, for eksempel 50 meter over sjøbunne, hvoretter den slepes om igjen over i det minste deler av banen og i en annen høyde, eksempelvis omtrent 10 meter høyere eller lavere.

Det vil også være mulig å benytte standard undersøkelsesutstyr som tilveiebringer elektriske og magnetiske feltdata ved en enkelt høyde z, ved eller nær sjøbunnen, for en enkelt HED-transmitter i en høyde z' over sjøbunnen. En fordel med en slik løsning er at tidligere innsamlede data ved hjelp av konvensjonelle undersøkelsesmetoder kan analyseres ved hjelp av fremgangsmåter ifølge den foreliggende oppfinnelsen. En måte å bestemme de vertikale gradienter i de elektriske felt på ved hjelp av slike data, er å sammenligne dataene med data som er simulert ved hjelp av en bakgrunnsmodell. Dette kan eksempelvis skje ved å tilveiebringe en grensebetingelse som kan tilordnes dataene. Eksempelvis kan de elektriske felt i sjiktet mellom sjøvann og luft modelleres, og ut fra dette og på basis av sjøvannsdybden, kan det foretas et estimat av den vertikale gradienten i det elektriske feltet. Alternativt kan gradienter i det elektriske feltet utledes ved å sammenligne data fra et par mottakere når HED-transmitteren beveger seg fra en posisjon over én mottaker og til en posisjon over den andre.

Figur 7A viser skjematisk en CSEM-undersøkelse som foretas ved hjelp av utstyr likt det som er vist i figur 1. Det foreligger to mottakere 25, en i en posisjon B og en i en posisjon D. Detektorene for hver mottaker befinner seg i en høyde z over sjøbunnen 6 (det vil si at z er den effektive høyden hvor det elektriske feltet og den magnetiske flukstettheten måles). HED-transmitteren 22 befinner seg i posisjon A. Posisjon A er direkte over posisjon B i en høyde z' over sjøbunnen 6. Det er også avmerket en posisjon C direkte over posisjon D, også denne i en høyde z' over sjøbunnen 6. Mottakerne på stedene B og D er atskilt fra hverandre med en avstand r. I denne utførelsen betrakter man de elektriske felt og magnetiske flukstettheter målt ved mottakeren ved D (det vil si i en høyde z over sjøbunnen) som respons på det utsendte signal fra HED-transmitteren ved A.

Figur 7B tilsvarer figur 7A, men viser et senere tidspunkt. HED-transmitteren har nå beveget seg fra stedet A til stedet C under slepingen. Man betrakter her de elektriske felt og magnetiske flukstettheter målt ved mottakeren ved B (i en høyde z over sjøbunnen) som respons på det utsendte signal fra HED-transmitteren ved C. På grunn av resiprositeten mellom transmitter og mottaker, har man her en utførelse som er ekvivalent med den utførelsen hvor transmitter- og mottakerposisjonene byttes. Det vil si at 7B svarer til en transmitter ved B og en mottaker ved C. Denne utformingen gir derfor data som er ekvivalente med dem man får med en mottaker i en høyde z' over sjøbunnen og med en transmitter i en høyde z over sjøbunnen, i det samme horisontale området r som vist i figur 7A. Ved å benytte en fjernfelttilnærming (det vil si hvor dybdefortreningen dominerer i sjøvannet), kan transmitteren ved B (høyde z) effektivt konverteres til en transmitter ved A (høyde z') ved å skalere de målte feltamplituder og skifte deres fase i egnet grad. Eksempelvis kan det i en første tilnærming benyttes en amplitudeskaleringsfaktor og et faseskift beregnet ved bruk av EM-signaldybdefortrengningen i sjøvannet eller i et medium med en resistivitet som beregnet ut fra målinger av elektriske og magnetiske felt. Etter en slik justering vil data for den utførelse som er vist i figur 7B være ekvivalent med dem man ville ha med en HED-transmitter på stedet A og mottakeren på stedet C. Disse data kan så sammenlignes med data innsamlet for den i figur 7A viste utførelse (det vil si transmitter ved stedet A, mottaker ved stedet D) for derved å tilveiebringe de nødvendige gradienter i feltene over høydeområdet z' til z. I tillegg skal det bemerkes at fordi den vertikale gradienten beregnes ved bruk av data fra to forskjellige mottakere med to forskjellige transmitterposisjoner, vil støyen i de to datasettene være inkoherente. Som følge herav kan støynivået i den vertikale gradienten reduseres.

Selv om de horisontale feltkomponentene til det elektriske feltet og den magnetiske flukstettheten er både TM- og TE-avhengig, er de i likningene 7 og 8 viste kombinasjoner bare avhengig av TM-modus. Derfor blir de kombinerte responsdata som defineres med likningene 7 og 8 betegnet som TM-modusdekomposisjonsdata. Fordi TM-modusdekomposisjonen i likning 7 er maksimal for linjeorienteringer (det vil si cos((|>)-avhengig), betegnes den som linje-TM-modusdekomposisjonsdata. Fordi den i likning 8 viste TM-modusdekomposisjon er maksimal for bredsideorienteringer (det vil si sin(c|>)-avhengig), betegnes den som bredside-TM-modusdekomposisjonsdata. Det er to vesentlige fordeler forbundet med en slik kombinering av de elektriske og magnetiske feltdata. For det første, fordi TM- modusdekomposisjonsdata ikke inneholder noen avhengighet av TE-modus, vil TM-modusdekomposisjonsdataene være meget mindre følsomme overfor den luftbølgekomponent som hindrer skikkelig utnyttelse av de konvensjonelle analysemetoder i grunne farvann. For det andre, fordi likning 8 gir kombinerte responsdata som bare har en TM-moduskomponent for bredsideorienteringer, kan det oppnås responsdata som er sensitive overfor tilstedeværelsen av et underjordisk hydrokarbonreservoar, ikke bare for bredside, men også for linje transmitter - mottaker-orienteringer. Dette øker i sterk grad den mengde av utnyttbare data som kan oppnås under en undersøkelse. Mellom seg kan likningene 7 og 8 tilveiebringe kombinerte responsdata for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer. Figur 8 viser en modellbakgrunn for undergrunnslag. Modellen innbefatter et avsnitt av sjøbunnen 6 under en sjøvannsdybde h. Sjøvannet har en resistivitet på 0,3 Qm. Under sjøbunnen 6 er det en jevn sedimentær halvromstruktur med en resistivitet på 1 Qm. Den lave resistiviteten skyldes primært vandig metning av porerom. Denne bakgrunnsutformingen av de undergrunnslag strekker seg jevnt nedover i det uendelige. Som indikert i figur 8 benyttes det en HED-transmitter 22 og en mottaker 25 av den type som er vist i figur 1. Avstanden mellom HED-transmitteren og mottakeren (det vil si avstandsområdet) er r km. Mottakeren er anordnet linjeinnrettet (det sil vi ((> = 0) med HED-transmitteren. Figur 9A viser en graf som skjematisk viser logaritmen til den modellerte radielle elektriske feltkomponentamplituden, Logio(E), sett ved mottakeren 25 som respons på det fra HED-transmitteren 22 utsendte signal som en funksjon av avstanden r mellom transmitteren og mottakeren. Dette er den feltkomponent som tidligere er brukt som basis for en analyse av CSEM-undersøkelsesdata og den er vist her for sammenligningens skyld. Kurvene er beregnet for et antall forskjellige vanndyp (H = 1500 m, 1000 m, 500 m, 200 m og 100 m) som indikert i figuren. HED-transmitteren drives med et vekselstrømdrivsignal ved en frekvens på 0,25 Hz og de elektriske felt beregnes pr enhet transmitter elektrisk dipolmoment. Figur 9A viser hvordan den radielle komponenten i det elektriske feltet gitt av likning 1 i økende grad domineres av luftbølgekomponenten til det transmittert signalet i grunt farvann. Eksempelvis, ved en avstand på omkring 9000 m, vil det beregnede radielle elektriske feltet være tilnærmet 300 ganger større i en vanndybde på 100 m enn i en vanndybde på 1500 m. Dette skyldes den økte relative innflytelsen til luftbølgekomponenten. Selv ved avstander på bare rundt 2000 m, kan man se at den økte luftbølgeinnflytelsen på et vanndyp på 100 m gir radielle elektriske felt som er omkring ti ganger større enn de man finner i dypere vann. Figur 9B er en graf som skjematisk viser fasen,%, relativt drivsignalet for HED-transmitteren til de modellerte radielle elektriske feltkomponenter som er plottet i figur 9A. I figur 9B ser man at med en uendelig vanndybde vil det bare være en liten faseendring med økende avstand så snart luftbølgekomponenten begynner å dominere, eksempelvis forbi omtrent r = 2000 m for h = 100 m. Dette skyldes at en dominant signalkomponent går gjennom den ikke ledende luften. Figur 10A er en graf som skjematisk viser logaritmen til den modellerte linje-TM-modusdekomposisjon gitt med likning 7, sett ved mottakeren 25 og i respons til det fra HED-transmitteren 22 utsendte signal, multiplisert med transmitter-mottaker-avstanden r, som en funksjon av denne avstanden. Multiplikasjonen med r gir en ekvivalent elektrisk feltparameterisering av TM-modusdekomposisjonen. Som i figur 9A, er kurvene beregnet for et antall forskjellige vanndyp h. HED-transmitteren drives også her med et vekselstrømdrivsignal ved en frekvens på 0,25 Hz og TM-modusdekomposisjonen beregnes pr enhet transmitter elektrisk dipolmoment. Det går klart frem av figur 10A at, til forskjell fra figur 9A, det bare foreligger en liten forskjell mellom kurvene for de forskjellige vanndyp. Dette reflekterer det faktum at TM-modusdekomposisjonen ikke innbefatter en TE-modusavhengighet av en modus som bidrar mest til luftbølgekomponenten. Figur 10B er en graf som skjematisk viser fasen, x, relativt HED-transmitterdrivsignalet, til den modellerte TM-modusdekomposisjon plottet i figur 10A. Av figur 10B går det frem at fasen forplanter seg stadig med økende avstand for samtlige vanndyp. Dette viser igjen ufølsomheten til den med likning 7 gitte TM-modusdekomposisjon overfor luftbølgekomponenten i grunt farvann. Figurene 10C og 10D ligner og vil forstås ved betraktning av henholdsvis figur 10A og 10B. Mens imidlertid figurene 10A og 10B viser oppførselen til den modellerte linje-TM-modusdekomposisjon som gitt med likning 7 for de i figur 8 undergrunnslag, viser figurene 10C og 10D oppførselen til den modellerte bredside-TM-modusdekomposisjon som gitt med likning 8. Dette er for de samme undergrunnslag som vist i figur 8, men mottakeren er nå rettet bredsides (det vil si

- 90) HED-transmitteren.

Denne demonstrasjonen av at hverken linje- eller bredside-TM-modusdekomposisj onene påvirkes i vesentlig grad av luftbølgekomponenten i grunt farvann, bygger på den modellbakgrunn av de undergrunnslag som er vist i figur 8. Modellen inneholder ikke et hydrokarbonreservoar. Det er derfor viktig å vise at TM-modusdekomposisjonene er sensitive eller følsomme overfor tilstedeværelsen av et hydrokarbonreservoar dersom i de hele tatt skal være praktisk utnyttbare.

Figur 11 viser skjematisk en modell av undersjøiske lag med et hydrokarbonreservoar. Et avsnitt av sjøbunnen 6 ligger under en sjøvannsmasse 4 med et dyp på 100 m. Resistiviteten i sjøvannet er 0,3 Qm. Lagene under sjøbunnen 6 innbefatter et 1000 m tykt øvre lag 8, representerende sedimenter, over et hydrokarbonreservoar 12. Dette øvre laget 8 har en resistivitet på 1 Qm, hvilket primært skyldes vandig metning av porerom. Hydrokarbonreservoaret 12 har en tykkelse på 100 m og en resistivitet på p Qm. Denne resistiviteten vil typisk være større enn den i de omgivende lag, som følge av tilstedeværelsen av ikke-ledende hydrokarbon i porerommene. Under hydrokarbonreservoaret 12 er det et sedimentært underliggende lag 9, hvilket på samme måte som det øvre lag, har en resistivitet på 1 Qm. Det underliggende laget strekker seg ned i en ubestemt eller uendelig grad. Med unntak av tilstedeværelsen eller fraværet av hydrokarbonreservoaret 12, er derfor den hydrokarbonreservoarlagutforming som er vist i figur 1 identisk med den bakgrunnsutforming som er vist i figur 8, når h = 100 m. Også her er det vist en HED-transmitter 22 og en mottaker 25.

Figur 12A er en graf som skjematisk viser logaritmen til den modellerte radielle elektriske feltkomponentamplituden, Logio(E), sett ved mottakeren 25 som respons på det fra HED-transmitteren 22 utsendte signal som en funksjon av avstanden r mellom transmitter og mottaker, for det hydrokarbonreservoarlag som er vist i figur 11. Feltkomponenten er også her vist for sammenligningens skyld. Kurvene er beregnet for et antall ulike resistiviteter p for hydrokarbonreservoaret (p = 1 Qm (det vi si i virkeligheten intet detekterbart reservoar), 10 Qm, 20 Qm, 50 Qm og 100 Qm) som indikert i figuren. HED-transmitteren drives også her av et vekselstrømdrivsignal ved en frekvens på 0,25 Hz og de elektriske felt er beregnet pr enhet transmitter elektrisk dipolmoment. De i figur 12A viste kurver ligner hverandre, selv om det foreligger et bredt område med hydrokarbonresistiviteter. Grunnen til dette er at på et vanndyp på bare 100 m domineres den radielle elektriske feltkomponenten av luftbølgekomponenten i TE-modus og den kan ikke brukes for identifisering av tilstedeværelse eller ikke av et hydrokarbonreservoar. Figur 12B er en graf som skjematisk viser fasen,%, relativt HED-transmitterdrivsignalet, for de modellerte radielle elektriske feltkomponenter som er plottet i figur 12A. Av figur 12B går det frem at det bare er liten faseforskyvning ved økende avstand, og dette gjelder for samtlige hydrokarbonreservoarresistiviteter. Dette skyldes igjen at en dominant komponent av det transmitterte signalet går gjennom den ikke-ledende luften. Figur 13 A er en graf som skjematisk viser logaritmen til den modellerte linje-TM-modusdekomposisjon sett ved mottakeren 25 som respons på det fra HED-transmitteren 22 utsendte signal, multiplisert med transmitter-mottaker-avstanden som en funksjon av denne avstanden for den i figur 11 viste

hydrokarbonreservoarutformingen. Som før vil en multiplikasjon med r gi en ekvivalent elektrisk feltparameterisering av TM-modusdekomposisjonen. Som i figur 12A, er figurene beregnet for et antall forskjellige hydrokarbonreservoarresistiviteter. HED-transmitteren drives også her med et vekselstrømdrivsignal ved en frekvens på 0,25 Hz og TM-modusdekomposisjonen er beregnet pr enhet transmitter elektrisk dipolmoment. Av figur 13A går det frem at, til forskjell fra de

luftbølgedominerte radielle elektriske feltkurver i figur 12A, foreligger det her en kraftig avhengighet i den beregnede responsen til linje-TM-modusdekomposisjonen på hydrokarbonreservoarets resistivitet, selv om sjøvannsdybden bare er 100 m. For en hydrokarbonreservoarresistivitet p = 100 Qm, vil linje-TM-modusdekomposisjonssignalet være omtrent 100 ganger større ved en avstand r = 11000 m enn for tilfellet p = 1 Qm (det vil si at det i virkeligheten ikke forefinnes noe detekterbart hydrokarbonreservoar). Dette viser klart linje-TM-modusdekomposisjonens følsomhet med hensyn til tilstedeværelsen eller ikke av et hydrokarbonreservoar. Figur 13B er en graf som skjematisk viser fasen,%, relativt HED-transmitterdrivsignalet, til den modellerte TM-modusdekomposisjon som er plottet i figur 13 A. Av figur 13B går det frem at faseforskyvningen foregår med ulike hastigheter for ulike hydrokarbonreservoarresistiviteter. Dette viser igjen sensitiviteten til den av likning 7 gitte linje-TM-modusdekomposisjon med hensyn til tilstedeværelsen av et hydrokarbonreservoar. Figurene 13C og 13D er lik med og vil forstås ut fra figurene 13A og 13B. Mens imidlertid figurene 13A og 13B viser oppførselen til den med likning 7 modellerte linje-TM-modusdekomposisjon for det undergrunnslag som er vist i figur 11, viser

figurene 13C og 13D oppførselen til den av likning 8 gitte modellerte bredside-TM-modusdekomposisjon multiplisert med transmitter-mottaker-avstanden, for derved å tilveiebringe et ekvivalent elektrisk felt. Dette gjelder den undergrunnslagutforming som er vist i figur 11, men med mottakeren nå innrettet bredsides (det vil si = 90) HED -transmitteren.

Av figurene 13C og 13D kan man se at det også foreligger en sterk avhengighet i den kalkulerte responsen for bredside-TM-modusdekomposisjonen med hensyn til hydrokarbonreservoarets resistivitet. For en hydrokarbonreservoarresistivitet på 100 Qm, vil bredside-TM-modusdekomposisjonssignalet være omtrent 300 ganger større ved en avstand r = 11000 m enn for p = 1 Qm. Dette viser klart bredside-TM-modusdekomposisjonens sensitivitet med hensyn til tilstedeværelsen eller ikke av et hydrokarbonreservoar.

Figur 14A er en graf som skjematisk viser forholdet P mellom kurver plottet i figurene 12A (radial elektrisk feltkomponent), 13A (linje-TM-modusdekomposisjon) og 13C (bredside-TM-modusdekomposisjon) for et hydrokarbonreservoar med en resistivitet p = 100 Qm og de korresponderende kurver for hvilke det ikke forefinnes noe detekterbart hydrokarbonreservoar (det vil si p = 1 Qm). Kurvene for henholdsvis det radielle elektriske feltet, linje-TM-modusdekomposisjonen og bredside-TM-modusdekomposisjonen, er markert med henholdsvis Er, TM<*-0>og TM<*-90>. Figur 14A viser sensitiviteten til så vel linje- som bredside-TM-modusdekomposisjoner med hensyn til tilstedeværelsen av hydrokarbonreservoaret som en funksjon av avstanden r. Dette går frem av de store enhetsavvikene kurvene har. Som nevnt, vil ved en avstand r = 11000 m linje-TM-modusdekomposisjonen være omtrent 100 ganger større, og bredside-TM-modusdekomposisjonen være omtrent 300 ganger større for et p = 100 Qm hydrokarbonreservoar enn når det ikke finnes et detekterbart hydrokarbonreservoar (det vil si p = 1 Qm). Ufølsomheten til den radielle elektriske feltkomponenten med hensyn til tilstedeværelsen av hydrokarbonreservoaret (som følge av at luftbølgekomponenten dominerer signalet) går også klart frem. Figur 14B er en graf som skjematisk viser faseforskjellen Ax mellom de i plottede kurver i figurene 12B, (radiell elektrisk feltkomponent), 13B (line-TM-modusdekomposisjon) og 13D (bredside-TM-modusdekomposisjon) for et hydrokarbonreservoar med en resistivitet p = 100 Qm og viser også de respektive korresponderende kurver for hvilke det ikke forefinnes et detekterbart hydrokarbonreservoar (det vil si p = 1 Qm). Kurvene for det radielle elektriske feltet, linje-TM-modusdekomposisjonen og bredside-TM-modusdekomposisjonen er merket med henholdsvis Er, TM<*-0>og TM<*-90>. Figur 14B viser igjen sensitiviteten for så vel linje- som bredside-TM-modusdekomposisjonene med hensyn til tilstedeværelsen av hydrokarbonreservoaret som en funksjon av avstanden r. Dette går frem av den progressive økningen av absoluttverdiene til Ax. Man ser også her den relative ufølsomheten til den radielle elektriske feltkomponenten med hensyn til tilstedeværelsen av hydrokarbonreservoaret. Figur 14C er en graf som skjematisk viser de samme kurver som i figur 14A, men i en større målestokk. Denne figuren viser klarere linje- og bredside-TM-modusdekomposisj onenes sensitivitet med hensyn til tilstedeværelsen av hydrokarbonreservoaret ved mindre avstander r enn den man kan se i den skala som er benyttet i figur 14A.

Kurver av den type som er vist i figurene 12 til 14 og som er utledet av virkelige CSEM-responsdata kan analyseres videre ved hjelp av standardmetoder, eksempelvis geofysisk inversjon, for tilveiebringelse av arealkart over underjordisk resistivitet i de undersøkte områder. Disse analysemetodene kan i hovedsak være lik de metoder som tidligere har vært benyttet ved dypvannsundersøkelser for elektriske feltdata av den type som er vist i figur 12A, eksempelvis for konvensjonelle CSEM-undersøkelsesdataanalyser.

Fordi de undergrunnslag i praksis i hovedsak ikke vil være så enkle som de som er benyttet i de ovenfor beskrevne modellundersøkelsene, vil det noen ganger kunne være vanskelig å identifisere direkte ut fra kurver av den type som er vist i figurene 13A, 13B, 13C og 13D, tatt fra virkelige undersøkelser, hvorvidt kurvene inneholder trekk som indikerer et hydrokarbonreservoar eller bare trekk som relaterer seg til lokale storskala bakgrunnsstrukturer. Særlig kan den type TM- modusdekomposisjonsdata som man ser for et tynt resistivt hydrokarbonreservoar i en bakgrunn med jevn resistivitet være lik den som man ser i en underjordisk lagutforming som innbefatter lag hvor resistiviteten øker med dybden. Denne type struktur med økende resistivitet er et trekk for noen undersjøiske sedimentære basseng, og kan skyldes en progressiv utstøting av ledende porefluid med økende dybder på grunn av et økende overliggende trykk. Derfor vil kjennskap til storskala bakgrunnsstrukturen i undergrunnslag i det område hvorfra undersøkelsesdataene analyseres ofte kunne bidra til å bestemme pålitelig hvorvidt trekk i TM-modusdekomposisjonsdataene skyldes et hydrokarbonlag eller storskala bakgrunnsstrukturer. Figurene 15A og 15B viser to undergrunnslagmodeller som benyttes for å vise hvor vanskelig det er å skille mellom et tynt resistivt hydrokarbonreservoar (figur 15A) og en stadig økende resistivitet med økende dybde (figur 15B). Figur 15A viser en hydrokarbonreservoarmodell lik den i figur 11 for det tilfellet hvor hydrokarbonreservoarets resistivitet p = 100 Qm. Den i figur 15A viste modell innbefatter imidlertid et uendelig eller ubestemt sjøvannsdyb, i motsetning til det sjøvannsdypet på 100 m som er forutsatt i figur 11.1 modellen i figur 15B, med økende resistivitet i de undergrunnslag, ligger et avsnitt av sjøbunnen 6 under en uendelig dybde sjøvann 4. Lagene under sjøbunnen innbefatter flere sedimentære lag med økende resistivitet. Et første lag 10 har en jevn resistivitet på 1 Qm og en tykkelse på 400 m. Et andre lag 13 har en jevn resistivitet på 5 Qm og en tykkelse på 1000 m. Under det andre laget 13 er det et tredje lag 15 som har en resistivitet på 10 Qm og strekker seg nedover med en uendelig eller ubestemt utstrekning. Det er også vist en HED-transmitter 22 og en mottaker 25. Figur 16 er en graf som viser modellerte kurver for linje- og bredside-TM-modusdekomposisj onsdata som ligner de og vil forstås ut fra de i figur 14A viste TM-modusdekomposisjonskurver, men de er beregnet for den i figur 15A (fullt opptrukne linjer) viste hydrokarbonreservoarlagutforming og for den undergrunnslagutforming som er vist i figur 15B (stiplede linjer) som har økende resistivitet. Det er klart at de linje-TM-modusdekomposisjonsdata som er beregnet for hydrokarbonreservoarmodellen (heltrukken linje merket TM<*>-<0>) er lik de linje-TM-modusdekomposisj onsdata som er beregnet for modellen med økende resistivitet (stiplet linje merket TM<*>-<0>). Likeledes er bredside-TM-modusdekomposisj onsdata som er beregnet for hydrokarbonreservoarmodellen (heltrukken linje merket TM<*-90>) lik de bredside-TM-modusdekomposisjonsdata som er beregnet for modellen med økende resistivitet (stiplet linje merket TM<*-90>). Dette viser den usikkerhet eller tvetydighet som kan oppstå med TM-modusdekomposisjonsdata når man forsøker å skille mellom en underjordisk lagutforming som inneholder et hydrokarbonreservoar og andre storskala lagutforminger.

På grunn av denne mulige tvetydigheten vil analyser av undersøkelsesdata som tar sikte på å etablere hvorvidt en underjordisk lagutforming inneholder et tynt resistivt hydrokarbonreservoar, vanligvis innbefatte en kombinering av elektriske og magnetiske feltdata for derved å generere TM-modusdekomposisjonsdata så som de som er definert i likningene 7 eller 8. Disse responsdata er sensitive med hensyn til tilstedeværelsen av undergrunnshydrokarbonreservoarer, selv i grunne farvann. I tillegg, for på en pålitelig måte å kunne fastslå hvorvidt trekk av TM-modusdekomposisjonsdata er indikative for et hydrokarbonreservoar eller for den lokale bakgrunns strukturen, vil det være nødvendig å bestemme hvorvidt TM-modusdekomposisjonsdataene for en gitt underjordisk lagutforming vil forekomme dersom det ikke finnes et hydrokarbonreservoar.

Dette analysetrinnet, vanligvis betegnet som en normalisering, gjennomføres vanligvis ved hjelp av bakgrunnsdata. Bakgrunnsdata er spesifikke for det område som undersøkes og kan oppnås på mange måter. En måte er å modellere den gjennomførte EM-undersøkelsen for derved å få frem TM-modusdekomposisjonsdata med en modell-bakgrunnslagutforming. Bakgrunnsmodellen bør ligge så tett opptil som mulig den virkelige bakgrunnsstrukturen i det undersøkte området. En sammenligning av TM-modusdekomposisjonsdata med bakgrunnsdata vil gi differansedata som er sensitive med hensyn til den eventuelle forekomsten, utstrekningen og lokaliseringen av et underjordisk hydrokarbonreservoar som ligger i den undergrunnsbakgrunnslagutformingen. Dersom eksempelvis TM-modusdekomposisjonsdataene ligger tett opptil bakgrunnsdataene, så er det lite sannsynlig at det forefinnes et hydrokarbonlag. Dersom på den annen side det foreligger forskjeller, det vil si abnormaliteter, i TM-modusdekomposisjonsdataene sammenlignet med bakgrunnsdataene, for eksempel en økt mottakersignalamplitude, så kan dette kvantitativt anses som indikativt for et hydrokarbonreservoar. Variasjoner i abnormaliteter i forskjellige horisontale avstander gir informasjon vedrørende dybden og utstrekningen av et hydrokarbonreservoar. Dersom eksempelvis forskjellene mellom TM-modusdekomposisjonsdataene og bakgrunnsdataene bare fremkommer ved store horisontale transmitter-mottaker-avstander, så kan dette indikere at hydrokarbonreservoaret ligger relativt dypt. Tilsvarende vil en diskontinuitet i TM-modusdekomposisjonsdataene som en funksjon av horisontal avstand kunne indikere en grense eller en kant for et hydrokarbonreservoar ved diskontinuiteten.

Egnede bakgrunnsmodeller for generering av bakgrunnsdata kan oppnås på mange måter.

En måte å oppnå den nødvendige informasjon for oppbygging av en egnet bakgrunnsmodell, er å benytte konvensjonelle MT-elektromagnetiske undersøkelsesmetoder. Som nevnt kan disse metodene gi informasjon vedrørende storskala bakgrunnsresistivitetsstrukturer, selv om de ikke kan detektere hydrokarbonreservoarer direkte.

En annen måte for oppnåelse av den informasjon som er nødvendig for oppbygging av en egnet bakgrunnsmodell, er å benytte CSEM-undersøkelsesdata. Som nevnt er det TE-moduskomponenten til et transmittert signal som kan gi informasjon vedrørende bakgrunnsstrukturen. TE-modusresponsen kan oppnås fra en kombinasjon av de samme elektriske og magnetfeltdata som kombineres for tilveiebringelse av TM-modusdekomposisjonsdata.

Likning 9, vist i figur 17A, definerer en lineær kombinasjon av de radielle elektriske feltdata Er og den vertikale gradienten i de azimutale magnetfeltdata B^. Likning 9 definerer kombinerte responsdata som bare innbefatter en TE-modusavhengighet og ingen TM-modusavhengighet.

Likning 10, vist i figur 17B, definerer en lignende lineær kombinasjon av de azimutale elektriske feltdata og den vertikale gradienten i de radielle magnetfeltdata Br. Disse kombinerte responsdata innbefatter også bare en TE-modusavhengighet.

De vertikale gradientene i de magnetiske feltdata kan oppnås på samme måte som de vertikale gradienter i de elektriske felt som beskrevet foran.

De kombinerte responsdata som oppnås med likning 9 betegnes som linje-TE-modusdekomposisj onsdata og de kombinerte responsdata som er vist i likning 10 betegnes som bredside-TE-modusdekomposisjonsdata. Figur 18A er en graf som er lik og som vil forstås ut fra figur 16. Mens imidlertid figur 16 viser data for linje- og bredside-TM-modusdekomposisj oner beregnet for de i figurene 15A og 15B viste modellag, viser figur 18A data for linje- og bredside-TE-modusdekomposisj oner som er beregnet for de samme modellag i undergrunnen. Kurver beregnet for den hydrokarbonreservoarlagutforming som er vist i figur 15A, er vist som heltrukne linjer og kurver for undergrunnslag med økende resistivitet, er vist i figur 15B som stiplede linjer. Det er klart at linje-TE-modusdekomposisj onsdata som er beregnet for hydrokarbonreservoarmodellen (heltrukken linje markert TE<*-0>) atskiller seg meget fra linje-TE-modusdekomposisjonsdataene som er beregnet for modellen med økende resistivitet (stiplet linje markert TE<*>-<0>). På samme måte skiller bredside-TE-modusdekomposisj onsdataene som er beregnet for hydrokarbonreservoarmodellen (heltrukken linje markert TE<*>-<90>) seg meget fra bredside-TE-modusdekomposisj onsdataene som er beregnet for modellen med økende resistivitet (stiplet linje markert TE<*-90>). Dette skyldes, som nevnt foran, at TE-modusdekomposisjonen er ufølsom med hensyn til hydrokarbonreservoaret for både linje- og bredsideinnrettinger. Figur 18B er en graf som viser de samme kurver som i figur 18A, men i større målestokk.

Med konvensjonelle undersøkelsesanalysemetoder som baserer seg på amplituden til de detekterte elektriske felt, oppnås TE-modusresponsen ved å innrette transmitter og mottaker med en bredsideorientering. Det vil med vanlige konvensjonelle undersøkelsesanalysemetoder ikke være mulig å kunne bestemme TE-modusresponsen ved linjeorientering.

Mens bruken av TE-modusdekomposisjoner i grunne farvann for bestemmelse av en bakgrunnsmodell møter de samme vanskeligheter som nevnt foran i forbindelse med luftkomponenten, kan luftbølgekomponentens innvirkning reduseres ved å benytte relativt lavfrekvente EM-signaler. Lavfrekvente signaler svekkes mindre når de går gjennom de undergrunnslagene og derfor vil luftbølgekomponenten ikke være så dominerende i de EM-felt som induseres i en mottaker med en HED-transmitter som drives med lavfrekvent vekselstrøm. Derfor vil lavfrekvente signaler kunne gi informasjon vedrørende storskala bakgrunnsstrukturresistivitet som er nødvendig for generering av en bakgrunnsmodell.

I andre tilfeller kan et område som skal undersøkes allerede være godt kjent fra tidligere undersøkelser. Ved eksempelvis produksjon av et oljefelt eller en oljeforekomst, vil det sannsynligvis foreligge en stor mengde seismiske data og brønnloggingsdata. I slike tilfeller kan bakgrunnsmodeller beregnes ut fra en bergformasjonsmodell. Bergformasjonsmodellen kan tilveiebringes ved hjelp av de seismiske data og resistivitetene kan tilordnes de ulike komponenter i bergstrukturen, idet man da benytter de resistiviteter som fremkommer av brønnloggingsdata. (Dersom direkte anvendbare brønnloggingsdata ikke er tilgjengelige, vil det kunne være mulig å estimere resistivitetsverdier ved å sammenligne med resistivitetsdata fra nærliggende brønner i tilsvarende geologiske strukturer). Denne metoden for oppnåelse av den informasjon som er nødvendig for oppbygging av en egnet bakgrunnsmodell, egner seg særlig godt for bruk i forbindelse med eksisterende oljefelt, eksempelvis for overvåking av reservenes uttapping over tid.

Ved overvåking av uttappingen eller tømmingen, vil det kunne være tilstrekkelig direkte å sammenligne TM-modusdekomposisjonsdata tatt på ulike tidspunkt, for eksempel med flere ukers eller måneders mellomrom, uten bruk av en bergformasjonsmodell. Med andre ord, de bakgrunnsdata som benyttes er data fra en tidligere gjennomført og lignende undersøkelse. Forskjeller i TM-modusdekomposisjonsdata som er tatt på forskjellige tidspunkter, vil være indikative med hensyn til endringer i hydrokarbonreservoaret i det tidsrom som er gått mellom dataregistreringene. Som følge herav vil en slik sammenligning kunne gi et brukbart overvåkingsverktøy. TM-modusdekomposisjonsdata som er tatt for tidligere tidspunkt, vil således effektivt kunne virke som bakgrunnsdata for sammenligning med TM-modusdekomposisjonsdata som er tatt på et senere tidspunkt.

I tillegg til TM-modusdekomposisjonens ufølsomhet overfor luftbølgekomponenten, er en annen stor fordel at TM-modusdekomposisjonene kan gjennomføres både med linje (likning 7) og bredside (likning 8) -orienteringer. Fordi TM-modusdekomposisj onene ikke er blandede moduser ved noen orienteringer, kan responsen fra de undergrunnslag på TM-modusen bestemmes for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer. Den eneste innvirkning er en effektiv reduksjon av transmitter dipolamplituden. For transmitter-mottaker-orienteringer som ligger nærmere en linje- enn en bredsideorientering, vil TM-modusdekomposisj oner i samsvar med likning 7 gi det sterkeste signalet. Ved trasmitter-mottaker-orienteringer som ligger nærmere en bredside- enn en linjeorientering, vil TM-modusdekomposisjonen ifølge likning 8 gi det sterkeste signalet.

Tilsvarende betraktninger muliggjør at de undergrunnslags respons på TE-modusdekomposisjonen kan oppnås for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer. Dette er nyttig når TE-modusdekomposisjonsdata benyttes for normalisering, eksempelvis ved analysering av undersøkelsesdata fra en dypvannsundersøkelse.

Fordi både TM- og TE-modusdekomposisj onsdata kan oppnås for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer og ikke bare den spesielle konfigurasjon som er nødvendig ved konvensjonelle analysemetoder, kan undersøkelsesresponsdata som analyseres i samsvar med de foran beskrevne metoder oppnås ved bruk av mye enklere slepebaner enn det som hittil har vært mulig.

Figur 19 viser et skjematisk grunnriss hvor det eksempelvis er lagt ut seksten mottakere 25 som er fordelt over et avsnitt av en sjøbunn 6 over et underjordisk reservoar 56 i forbindelse med en undersøkelse hvor dataene skal analyseres i samsvar med de foran beskrevne TM-modusdekomposisjonsmetoder. Reservoaret 56 har en lineær utstrekning i størrelsesorden flere km og grensene er indikert med en heltrukken linje 58. Reservoaret er lik det i figur 2 viste reservoar. Orienteringen av det undergrunnsreservoaret er her antydet med kompasspunktene (N, E, S og W for nord, øst, sør og vest) som indikert i figurens øvre høyre hjørne. I dette eksempelet er mottakerne 25 jevnt fordelt i et firkantmønster slik at de tilnærmet dekker reservoaret 56. Ved gjennomføring av en undersøkelse starter en HED-transmitter (ikke vist) fra det sted som er merket "A" i figur 19 og transmitteren blir slept, idet den kontinuerlig sender som beskrevet foran, i en bane som angitt med den stiplede linjen 60. Undersøkelsen er ferdig når transmitteren når stedet "B". Elektriske og magnetiske feltdata blir kontinuerlig innsamlet i mottakerne 25 under hele sleping og posisjonen til HED-transmitteren i forhold til mottakernettet blir også logget.

Under slepingen vil hver av mottakerne 25 ha flere ulike transmitter-mottaker-avstander i horisontalplanet og også ulike orienteringer i forhold til HED-transmitteren. Ved å følge den avmerkede slepebanen, blir det således innsamlet elektriske og magnetiske feltdata for mange ulike transmitter-mottaker-avstander (i horisontalplanet) i mange ulike retninger. Disse data kan kombineres for generering av kombinerte responsdata av den type som er definert i likning 7 eller 8. Disse kombinerte responsdata kan inverteres for tilveiebringelse av et godt kart over de undergrunnslag, idet man benytter egnede geofysiske inversjonsmetoder. På denne måten vil en enkelt kontinuerlig sleping av transmitteren kunne gi en detaljert oversikt over det undergrunnsreservoaret 56 sin utstrekning. I tilfeller hvor vertikale gradienter i feltene skal bestemmes med sleping av en konvensjonell HED-transmitter i to forskjellige høyder, følges den i figur 19 viste bane to ganger. Først slepes HED-transmitteren i en første høyde og deretter slepes den i en andre høyde. Selv om det generelt vil være å foretrekke at HED-transmitteren skal slepes i en stort sett konstant høyde under hvert slep, kan eksempelvis konvensjonelle radar-og/eller ekkolokaliseringsmetoder benyttes for registrering av høyden til HED-transmitteren på hvert sted under hvert slep. Dette betyr at vertikale gradienter i feltene kan bestemmes basert på forskjeller i de detekterte signaler og forskjeller i de målte høyder på hvert sted.

Som beskrevet foran, viser figur 2 for sammenligningens skyld en slepebane som kan følges ved gjennomføring av en undersøkelse for oppnåelse av data som skal analyseres med tidligere kjente metoder. Den i figur 2 viste slepebane er omtrent dobbelt så lang som den som er vist i figur 19. Ved gjennomføring av en EM-undersøkelse i samsvar med figur 19, kan dessuten brukbare responsdata innsamles mens HED-transmitteren befinner seg på alle steder i slepebanen. Dette fordi en egnet TM-modusdekomposisjon kan bestemmes for samtlige transmitter-mottaker-orienteringer.

TM-modusdekomposisjonsanalysemetoden muliggjør således innsamling av en større mengde brukbare data i en kortere slepebane enn tilfellet er ved de tidligere foreslåtte ende/bredsideanalysemetoder. Det samme gjelder for de TE-modusdekomposisj oner når disse benyttes for bakgrunnsnormalisering, eksempelvis ved undersøkelser på dypt vann hvor luftbølgeinnvirkningen på TE-modusdekomposisj onen ikke er vesentlig. I disse tilfeller kan TM- og TE-modusdekomposisj onsdata oppnås samtidig og for de samme transmitter-mottaker-avstander og -orienteringer. Dette medfører den ytterligere fordel at man reduserer eventuelle tvetydigheter som måtte oppstå når de undergrunnslag ikke er virkelig endimensjonale.

Selv om eksempelet foran baserer seg på et firkantet mottakernett, skal det her være underforstått at det kan benyttes mange andre mottakerplasseringer. Eksempelvis kan det benyttes andre symmetriske regulære nett eller gittere så som triangulære eller rektangulære. I tillegg kan det benyttes irregulære nett uten et høyt symmetrinivå.

Under undersøkelsen kan transmitter- og mottakerposisjoner bestemmes ved hjelp av vanlige akustiske navigasjonssystemer med lange og/eller korte og/eller ultrakorte basislinjer og det kan foretas en behandling for bestemmelse av den horisontale avstanden mellom transmitter og mottaker.

Av figur 19 vil man se at under utnyttelse av de tidligere foreslåtte analysemetoder kan de undergrunnslag undersøkes grundig ved hjelp av relativt få mottakere og EM-transmitterslep. Dette reduserer den tid som går med, og derved reduseres også kostnadene for en EM-undersøkelse.

Det bør være klart at selv om det foran er beskrevet en slept HED-transmitter, så kan fremgangsmåten også benyttes i en fast installasjon. Eksempelvis kan fremgangsmåten benyttes for overvåking av endringer i et hydrokarbonreservoar hvor det trekkes ut hydrokarbon. I slike tilfeller vil det kunne være mulig å benytte en eller flere HED-transmittere anordnet i faste posisjoner i forhold til et mottakersett i stedet for å foreta slep. HED-transmitteren eller -transmitterne kan eksempelvis være forankret i sjøbunnen eller henge ned fra en oljeriggplattform. I andre eksempler kan HED-transmitteren eller -transmitterne plasseres i en horisontal brønn eller borehull, eksempelvis et geoteknisk borehull. Da det dreier seg om produksjon av et oljefelt, er sannsynligvis de undergrunnsstrukturene velkjente fra tidligere geologiske undersøkelser og boringer. Således kan tidligere geofysisk og geologisk informasjon vedrørende oljefeltet benyttes for oppbygging av en bakgrunnsmodell som beskrevet foran.

Selv om beskrivelsen har konsentrert seg om anvendelsen av utførelsesformer av oppfinnelsen for hydrokarbonreservoarer, vil man forstå at de foran beskrevne metoder også kan benyttes for andre CSEM-undersøkelser. Dette fordi CSEM-undersøkelser er sensitive med hensyn til geoelektriske egenskaper i grunnen (eksempelvis elektrisk resistivitet i undergrunnsstrata) og ikke bare for hydrokarbonreservoarer. Som følge herav, kan utførelsesformer av oppfinnelsen også anvendes for undersøkelse av andre resistive eller ledende masser (det vil si masser som har en resistivitet som skiller seg fra den som foreligger i de omgivende bakgrunnslag) og ikke bare for direkte hydrokarbondetektering.

Utførelsesformer av oppfinnelsen kan eksempelvis benyttes for strukturell kartlegging av salt- eller basaltmasser og også når det foreligger mer ledende lag i grunnen så som kiselholdige sedimenter. I slike tilfeller vil metodene og matematikken (innbefattende dekomposisjoner for overvinning av gruntvannsproblemer) være de samme.

I tillegg til undersøkelser for å finne olje og gass, innbefatter eksempler på særlige miljøer hvor CSEM-metoden av den foran beskrevne type kan benyttes: Marine gasshydrater. Det vil kunne være interessant å kunne studere gasshydratdepoter av mange grunner. For det første anses de å representere en fare som man må unngå under boring i sjøbunnen. Dette fordi de kan bevirke at undergrunnslag blir ustabile og at sjøbunnen bryter sammen og fordi en frigjøring av gasshydrater i atmosfæren vil kunne representere en miljøfare fordi de representerer en kilde for kraftige drivhusgasser. Dessuten representerer de en potensiell energikilde. Marine gasshydrater foreligger typisk i de øverste lag av sjøbunnen (noen få hundre meter). Resistiviteten kan variere med hydratinnholdet, men vil typisk være i størrelsesorden 2-6 Qm. Ved å benytte de foran beskrevne metoder for leting etter marine gasshydrater, kan det under innhentingen av CSEM-data være å foretrekke å benytte høyere frekvenser og mindre forskyvninger (som er mer sensitive med hensyn til grunne strukturer).

Saltlegemer: I oljeutvinningsmiljøer kan kartlegging av saltmasser være av interesse. Slike saltmasser har vanligvis en stor utstrekning (flere kilometer er ikke uvanlig) og de er meget resistive (noen få hundre Qm opptil tusen Qm), og de kan ha en tykkelse på fra flere hundre meter til mer enn en kilometer. Det er ganske vanlig at hydrokarbonreservoarer finnes nær eller ved siden av saltmasser. En kartlegging av saltmasser vil imidlertid være teknisk krevende dersom det benyttes konvensjonelle seismikkmetoder. Selv om man vanligvis vil kunne bestemme massetoppen, vil den sterke seismiske spredningen medføre at sider og bunn blir mer utydelige eller vanskelige å fastslå nøyaktig. Dette medfører usikkerhet i tolkningen. I slike tilfeller kan marine CSEM-metoder gi verdifull komplementær informasjon vedrørende utstrekningen av saltmassen.

Av lignende årsaker kan også CSEM-data benyttes for komplementering av mer konvensjonelle utvinningsmetoder i områder hvor det i avsnittet forekommer inntrengende vulkanske lag.

Avslutningsvis skal det være underforstått at oppfinnelsen også kan benyttes for undersøkelse i ferskvann, eksempelvis i større sjøer eller elveutløp slik at betegnelser som sjøbunn, sjøvann, osv., ikke skal anses som begrensende. De skal derimot forstås som også innbefattende en innsjøbunn, en elvebunn, osv. Oppfinnelsens egnethet for bruk i grunne farvann gjør den faktisk ideell for undersøkelser i grunne innsjøer.

REFERANSER

[1] GB 2 382 875 A

[2] MacGregor, L.M. & Sinha, M.C. Use of marine controlled source electromagnetic sounding for sub-basalt exploration. Geophysical Prospecting, 48, 2000, 1091-1106.

[3] WO 02/14906 Al

[4] MacGregor, L.M., Constable, S.C. & Sinha, M.C. The RAMESSES experiment III: Controlled source electromagnetic sounding of the Reykjanes Ridge at 57° 45' N. Geophysical Journal International, 135, 1998, 773-789.

[5] Eidesmo, T., Ellingsrud, S., MacGregor, L.M., Constable, S., Sinha, M.C, Johansen, S., Kong, F-N & Westerdahl, H., Sea Bed Logging (SBL), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas. First Break, 20, 2002, 144-152.

[6] Ellingsrud, S., Eidesmo, T., Johansen, S., Sinha, M.C, MacGregor, L.M. & Constable, S. Remote sensing of hydrocarbon reservoirs by seabed logging (SBL): Results from a cruise offshore Angola. The Leading Edge, 21, 2002, 972-982.

[7] Chave, A.D. & Cox, C.S., Controlled electromagnetic sources for measuring electrical conductivity beneath the oceans, 1. Forward problem and model study. J. Geophys. Res., 87, 5327-5338, 1982.

[8] Constable, S.C, Orange, A., Hoversten, M., Morrison, H.F., Marine magnetotellurics for petroleum exploration Part 1: A seafloor equipment system, Geophysics, 63, 1998, 816-825.

[9] US 5,770,945

[10] GB 2 402 745 A (0313376.6)

Claims (50)

1. Fremgangsmåte ved analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse av et område som er under en vannmasse og antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, karakterisert vedtilveiebringelse av horisontale elektriske feltdata og horisontale magnetfeltdata oppnådd med minst én mottaker fra minst én horisontal elektrisk dipol (HED) transmitter; bestemmelse av en vertikal gradient i de horisontale elektriske feltdata; og kombinering av den vertikale gradienten i de horisontale elektriske feltdata med de magnetiske feltdata for derved å generere kombinerte responsdata.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat de elektriske feltdata innbefatter en horisontal komponent av det elektriske felt oppløst i en første retning og at de magnetiske feltdata innbefatter en horisontal komponent av magnetiske feltdata oppløst i en andre retning, idet de første og andre retninger er forskjellige.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat de første og andre retninger er innbyrdes ortogonale.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert vedat den første retningen er parallell med en linje som forbinder HED-transmitteren med mottakeren.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert vedat den første retningen er perpendikulær på en linje som forbinder HED-transmitteren med mottakeren.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den vertikale gradienten i de elektriske feltdata bestemmes ved å sammenligne elektriske feltdata som er detektert i forskjellige høyder.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den vertikale gradienten i de elektriske feltdata bestemmes ved sammenligning av elektriske feltdata og data som er simulert ved bruk av en bakgrunnsmodell.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat de ved hjelp av den bakgrunnsmodell simulerte data gir en grensebetingelse for de elektriske feltdata.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den vertikale gradienten i de elektriske feltdata ved en første mottaker bestemmes ved å sammenligne elektriske feltdata fra den første mottakeren når transmitteren er over en andre mottaker med elektriske feltdata fra den andre mottakeren når transmitteren er over den første mottakeren, og gjennomføring av en på forhånd bestemt justering av de elektriske feltdata fra den andre mottakeren.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den vertikale gradienten i de elektriske feltdata bestemmes ved å sammenligne elektriske feltdata detektert fra en transmitter i forskjellige høyder.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10,karakterisert vedat det tilveiebringes bakgrunnsdata som er spesifikke for det område som undersøkes; og de kombinerte responsdata sammenlignes med bakgrunnsdataene for oppnåelse av differansedata som er sensitive med hensyn til tilstedeværelsen av en underjordisk resistiv eller ledende masse.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat bakgrunnsdataene oppnås ved å bestemme en vertikal gradient i de magnetiske feltdata og kombinere den vertikale gradienten i de magnetiske feltdata med de elektriske feltdata.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat den vertikale gradienten i de magnetiske feltdata bestemmes ved å sammenligne magnetfeltdata som er detektert i forskjellige høyder.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat den vertikale gradienten i de magnetiske feltdata bestemmes ved å sammenligne de magnetiske feltdata og data som er simulert ved bruk av en bakgrunnsmodell.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat de ved hjelp av en bakgrunnsmodell simulerte data tilveiebringer en grensebetingelse for de magnetiske feltdata.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat den vertikale gradienten i de magnetiske feltdata ved en første mottaker bestemmes ved å sammenligne magnetiske feltdata fra den første mottakeren når transmitteren er over en andre mottaker med magnetiske feltdata fra den andre mottakeren når transmitteren er over den første mottakeren, og gjennomføring av en på forhånd bestemt justering av de magnetiske feltdata fra den andre mottakeren.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat den vertikale gradienten i de magnetiske feltdata bestemmes ved å sammenligne magnetfeltdata detektert fra en transmitter i forskjellige høyder.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat bakgrunnsdataene oppnås fra en elektromagnetisk undersøkelse med styrt kilde.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat bakgrunnsdataene oppnås fra en magnetotellurisk elektromagnetisk undersøkelse.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat bakgrunnsdataene videre er kombinerte responsdata oppnådd fra en annen elektromagnetisk undersøkelse av området, gjennomført på et annet tidspunkt.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat bakgrunnsdataene beregnes fra en bergformasjonsmodell.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert vedat bergformasjonsmodellen utledes fra en kombinasjon av geologiske data og resistivitetsdata.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert vedat de geologiske data er fra en seismologisk undersøkelse.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 22 eller 23, karakterisert vedat resistivitetsdataene er fra brønnlogging.

25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 24,karakterisert vedat differansedata oppnås som en funksjon av posisjon i området.

26. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 25,karakterisert vedat den resistive eller ledende massen er en resistiv masse.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, karakterisert vedat den resistive massen er et hydrokarbonreservoar.

28. Datamaskinprogramprodukt med maskinlesbare instruksjoner for implementering av en fremgangsmåte for analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 27.

29. Datamaskinanordning lastet med maskinlesbare instruksjoner for implementering av fremgangsmåten for analysering av resultater fra en elektromagnetisk undersøkelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 27.

30. Fremgangsmåte ved planlegging av en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, karakterisert ved: tilveiebringelse av en modell av det område som skal undersøkes innbefattende en bergformasjon som inneholder en postulert resistiv eller ledende masse og en vannmasse over bergformasjonen; setting av verdier for vanndyp, dybden til den postulerte resistive eller ledende massen og en resistivitetsstruktur i bergformasjonen; og gjennomføring av en simulering av en elektromagnetisk undersøkelse i modellen av undersøkelsesområdet ved å beregne elektriske feltdata og magnetfeltdata som oppnådd med minst én simulert mottaker som detekterer signaler fra minst én simulert horisontal elektrisk dipol (HED) transmitter; bestemmelse av en vertikal gradient i de elektriske feltdata; og kombinering av den vertikale gradienten i de elektriske feltdata med de magnetiske feltdata for generering av kombinerte responsdata.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 30, karakterisert vedat den innbefatter en justering av modellen for fjerning av den postulerte resistive eller ledende massen; og gjentakelse av simuleringen for oppnåelse av bakgrunnsdata for sammenligning med de kombinerte responsdata.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 30 eller 31, karakterisert veden gjentakelse av simuleringen for et antall horisontale transmitter-mottaker-avstander og frekvenser av transmittersignalet for derved å velge optimale undersøkelsesbetingelser med hensyn til horisontale transmitter-mottaker-avstander og frekvenser for undersøkelse av den resistive eller ledende massen.

33. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 30 til 32,karakterisert vedat den resistive eller ledende massen er en resistiv masse.

34. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert vedat den resistive massen er et hydrokarbonreservoar.

35. Datamaskinprogramprodukt med maskinlesbare instruksjoner for implementering av den fremgangsmåten for planlegging av elektromagnetiske undersøkelser som er angitt i et hvilket som helst av kravene 30 til 34.

36. Datamaskinanordning lastet med maskinlesbare instruksjoner for implementering av planleggingsfremgangsmåte for en elektromagnetisk undersøkelse som er angitt i et hvilket som helst av kravene 30 til 34.

37. Elektromagnetisk undersøkelsesfremgangsmåte anvendt på et undersøkelsesområde som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket undersøkelsesområde innbefatter undergrunnslag under en sjøbunn, karakterisert ved: tilveiebringelse av minst én transmitter og minst én detektor for transmisjon og deteksjon av elektromagnetiske signaler; og innhenting av data med transmisjon og/eller deteksjon i et antall forskjellige høyder over sjøbunnen over undersøkelsesområdet slik at dataene muliggjør en sammenligning av elektromagnetiske signaler transmittert og/eller mottatt i forskjellige vertikale plasseringer.

38. Fremgangsmåte ifølge krav 37, karakterisert vedat transmisjonen og/eller deteksjonen ved et antall forskjellige høyder innbefatter deteksjon ved et antall forskjellige høyder.

39. Fremgangsmåte ifølge krav 38, karakterisert vedat detekteringen ved et antall forskjellige høyder gjennomføres samtidig med et korresponderende antall detektorer.

40. Fremgangsmåte ifølge krav 37, karakterisert vedat transmisjonen og/eller deteksjonen ved et antall forskjellige høyder innbefatter transmisjon ved et antall forskjellige høyder.

41. Fremgangsmåte ifølge krav 40, karakterisert vedat transmisjonen ved et antall forskjellige høyder gjennomføres samtidig med et korresponderende antall transmittere.

42. Fremgangsmåte ifølge krav 40, karakterisert vedat transmisjonen ved et antall forskjellige høyder gjennomføres på ulike tidspunkter ved hjelp av en enkelt transmitter.

43. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 37 til 42,karakterisert vedat dataene innhentes som en funksjon av posisjon over undersøkelsesområdet.

44. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 37 til 43,karakterisert vedat den resistive eller ledende massen er en resistiv masse.

45. Fremgangsmåte ifølge krav 44, karakterisert vedat den resistive massen er et hydrokarbonreservoar.

46. Elektromagnetisk mottaker (25) for bruk i en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket område innbefatter undergrunnslag (8, 9) under en sjøbunn (6),karakterisert vedat mottakeren ved normal plassering kan måle elektriske felt i to eller flere forskjellige høyder over sjøbunnen (6) slik at deretter en vertikal gradient i det elektriske feltet kan bestemmes.

47. Elektromagnetisk mottaker ifølge krav 46, karakterisert vedat mottakeren (25) kan måle magnetfelt i to eller flere forskjellige høyder slik at deretter en vertikal gradient i magnetfeltet kan bestemmes.

48. Elektromagnetisk mottaker ifølge krav 46 eller 47, karakterisert vedat mottakeren (25) ved normal plassering innbefatter første og andre par av horisontalt innrettede elektriske dipoldetektorer som strekker seg i forskjellige horisontale retninger, idet parene er posisjonert i forskjellige høyder.

49. Elektromagnetisk mottaker ifølge krav 47 eller 48, karakterisert vedat mottakeren (25) ved normal plassering innbefatter første og andre par av magnetfeltdetektorer for detektering av magnetfelt i forskjellige horisontale retninger, idet parene er posisjonert i forskjellige høyder.

50. Elektromagnetisk kilde (22) for bruk i en elektromagnetisk undersøkelse av et område som antas eller er kjent å inneholde en underjordisk resistiv eller ledende masse, hvilket område innbefatter undergrunnslag under en sjøbunn (6),karakterisert vedat kilden(22) innbefatter første og andre transmittere som i normal bruk er anordnet i forskjellige høyder over sjøbunnen.