MX2010007110A - Metodo para estimacion y remocion de la respuesta de la onda de aire en prospeccion electromagnetica marina. - Google Patents

Abstract

Un método para determinar la distribución de la resistividad de las formaciones debajo de un fondo de un cuerpo de agua de señales transitorias electromagnéticas adquiridas impartiendo un campo transitorio electromagnético dentro del agua y detectar una respuesta electromagnética en ésta en una pluralidad de posiciones separadas de un lugar de la impartición incluye simular una respuesta de la onda de aire en cada una de la pluralidad de posiciones separadas; la respuesta de la onda de aire simulada es sustraída de la respuesta detectada para producir una respuesta de impulso de subsuperficie en cada una de la pluralidad de posiciones; las respuestas de impulso de subsuperficie son usadas para determinar la distribución de la resistividad.

Description

TODO PARA ESTIMACION Y REMOCION DE LA RESPUESTA NDA DE AIRE EN PROSPECCION ELECTROMAGNETICA MA REFERENCIA CRUZADA No aplicable.

CLA RACION CON RESPECTO A INVESTIGACION O DESAR PATROCINADO A NIVEL FEDERAL No aplicable.

CAMPO DE LA INVENCION La invención se relaciona eneralmente con el ca sitadas en un cuerpo de agua durante la sedimentación. C ltado, los fluidos fueron inicialmente completamente agua. En aciones de subsuperficie el agua en los espacios del poro lazada hasta algún grado después de la sedimentación por hidro como petróleo y gas. Así, en algunas formaciones de subs entes, los fluidos en sus espacios de poro pueden ser agu leo, o mezclas de los anteriores.

La detección de las formaciones que tienen menos del oro saturado completamente con agua, esto es, cuando petról en estar presentes en los espacios de poro, es de interés ec ificativo. Ciertas técnicas para la detección de tales formaciones minar la existencia de resistividades eléctricas en la subsuper altamente anómalas. El principio de tal detección está basado en ue el flujo de la corriente eléctrica a través de una formación sa está relacionado con el volumen fraccional de los es acios aciones de roca de subsuperficie son conocidas en la técn plo, las técnicas de prospección electromagnética de fuente c itoria tales como las descritas en la Publicación de la Solicitud de nacional No. WO 03/023452, el contenido de la cual es incorpor enté para referencia. Tales técnicas en general incluyen im po electromagnético dentro de la subsuperficie y medir los trico y/o magnético inducidos en la subsuperficie en respuesta tromagnético impartido. Para tales técnicas de medición, el tromagnético puede ser impartido usando un transmisor de trico, por ejemplo, un dispositivo configurado para pasar una trica a través de un electro de dipolo. Alternativamente un trans po magnético puede ser usado, por ejemplo, un dispositivo co pasar una corriente eléctrica a través de un aro de alambr lidad de tales aros. Los receptores usados para detectar los troma néticos de res uesta ueden ser or e em lo electrodos ente del transmisor induce lo que es referido como campos "tra romagnéticos, y las respuestas medidas por los receptore ionadas con la respuesta transitoria de las formaciones uperficie de la tierra. El paso de cambio en la corriente del tr e ser obtenido mediante conmutación de la corriente de en utación de la corriente de apagado, invertir la polaridad, o combi anterior. Una forma particularmente ventajosa de la configuraci utación de corriente del transmisor usada para impartir un romagnético de fuente controlada es la llamada "secuencia do-aleatoria" (PRBS).

Un sistema de prospección electromagnética marina ye una fuente de corriente controlable dispuesta en un b pección o buque auxiliar. El buque remolca un cable transmisor a del fondo del agua para transmitir un campo electromagnético d ormaciones debajo del fondo del a ua asando corriente transito ración transmisor-receptor ("desfasamiento") sea ajustad mente. Como se describió en la publicación WO 03/023452 referid eñales en los receptores son medidas, así como la señal trans nsmisor. Mediante deconvolución de la señal del receptor medi l del transmisor medida, es obtenida la respuesta de impul uperficie para la configuración del transmisor-receptor particular.

Como una materia práctica, la señal electromagnética g el transmisor puede seguir tres trayectorias de transmisión g a el receptor(es), estas trayectorias siendo a través de las for jo del fondo del agua, a través de la misma capa de agua y a tr sobre la capa de agua. En agua profunda, por ejemplo 2 km o e el transmisor y los receptores están dispuestos cerca del f como es generalmente en las técnicas de prospección cono de la señal propagándose a través del aire tiene un nificante sobre las señales detectadas or el rece tor es or ue Existe la necesidad de técnicas para determinar la r tromagnética de las formaciones de subsuperficie debajo del f dada la presencia de la onda de aire.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un método de conformidad con un aspecto de la inven rminar la distribución de la resistividad de formaciones debajo de n cuerpo de agua de señales electromagnéticas transitorias a rtiendo un campo electromagnético transitorio dentro del agua y respuesta electromagnética a esto en una pluralidad de p radas de un lugar de la impartición incluye la simulación uesta de onda de aire en cada una de la pluralidad de p radas. La respuesta de onda de aire simulada es sustraíd uesta detectada ara roducir una res uesta de im ulso de subs era parte de una onda de aire correspondiendo al lugar de imp posición separada es calculada. Una distribución de resistivida de agua del modelo inicial es ajustada y la respuesta calcula era parte es repetida hasta que las diferencias entre una prim ida y la primera parte calculada son minimizadas. Una segunda da de aire es calculada para cada una de las ubicaciones separa binada con la primera parte para generar una onda de aire com de aire es restada de la respuesta medida en cada ubicaci minar una respuesta de impulso. Una distribución de resisti rada de las respuestas de impulso.

Otros aspectos y ventajas de la invención serán evi r de la siguiente descripción y las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La FIG. 5 muestra un diagrama de flujo de un eje eso de conformidad con la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Como se explicó en la sección de Antecedentes de la I la presente, en prospección transitoria electromagnética, un itorio electromagnético, resultando de uno o más pasos de camb ente impartida hacia un transmisor, es impartido dentro uperficie y una respuesta al campo transitorio electromagnético i edida, generalmente en una pluralidad de posiciones separad ción en la cual el campo electromagnético es impartido. La e ser de voltaje inducido, campo magnético o combinacione os. Una "respuesta de impulso total" de toda la estructura de o del transmisor rece tores uede ser obtenida r no actual de mediciones hechas en el Mar del Norte con profun de aproximadamente 100 metros y separación de transmisor-re ximadamente 2 kilómetros. Un pico de amplitud inicial mostra riendo justo después del evento de conmutación de corri tificable como la "onda de aire" y ésta es la respuesta que pret da por la presente invención. Un segundo pico, ligeramente m trado en 4, y ocurriendo en aproximadamente 0.25 segundos des to de conmutación de corriente es la respuesta de subsuperficie po transitorio electromagnético impartido. La respuesta de imp ida actualmente es la superposición de la onda de aire y la resp uperficie.

La FIG. 2 muestra otro ejemplo de una respuesta de medido del Mar del Norte, con profundidad de agua de aproxima metros y una separación fuente-receptor de aproximada etros. El ico inicial, mostrado en 6 en a roximadamente 0.1 s . Para técnicas de prospección electromagnética marina conoci ica en la cual los transmisores y los receptores están gene uestos cerca del fondo del cuerpo de agua, es esperado que la tenga un efecto material sobre las mediciones del recept undidad del agua es insuficiente. La FIG. 3 muestra una r tica transitoria electromagnética calculada para un ambiente m poco profunda, consistiendo de una capa de agua y formacione capa de agua. La respuesta es mostrada en la gráfica de la FIG rivada de tiempo del voltaje medido después de un paso de cam iente de 1 Amperio - medidor el transmisor de momento de dipo lación mostrada en la FIG. 3, la capa de agua simulada es de 10 profundidad y tiene una conductividad eléctrica de 3.3 asamiento de transmisor a receptor simulado es de 2 kilómetr aciones simuladas en la subsuperficie son representadas tividad de 1 ohm-m conductividad de 1 S/m de la mitad del es uesta aparente de las formaciones debajo de la capa de agua ( 4). La onda de aire 16 así contamina la porción de romagnética transmitida que ha viajado a través de las formacion etección, cuya porción contiene información acerca de la re trica de subsuperficie que es de interés.

La FIG. 4 muestra un ejemplo del sistema de pro tromagnética marina como éste puede ser usado de conformida nción. El sistema puede incluir uno o más buques de prospección buques es mostrado en 22, moviéndose a lo largo de la superfi uerpo de agua 30 tal como un lago o el océano. El buque 2 ear un cable transmisor electromagnético 24 en el cuerpo de ag o buque 22 o un buque diferente (no mostrado) pueden rem e receptor electromagnético 26 en el agua 30. El buque 22 pue po (no mostrado separadamente) de los tipos conocidos en la accionar el cable transmisor 24 detectar rabar señales des nativamente o adicionalmente, varios dispositivos de detección d nético tales como aros o bobinas de alambre o magnetómet ir la respuesta del campo magnético al campo transitorio electrón rtido.

Debido a que el agua, particularmente el agua marin uctor de electricidad, el contacto del agua con los electrodos 24 , 26C proporciona acoplamiento eléctrico desde ahí hacia las for debajo del fondo del agua 31. La señal del transmisor pu menté por un paso de cambio en la corriente aplicada a travé trodos del transmisor 24A, pero también puede ser cualqui utada-transitoria, incluyendo, por ejemplo, una secuencia do-aleatoria. Los receptores (pares de electrodos 26A, 26B, 26C) ir la diferencia de potencial, o, por ejemplo, la velocidad de ca po magnético estimulado por la señal del transmisor. Las re adas desde los rece tores ares de electrodo 26A 26B 26C bsuperficie.

La respuesta de impulso de la capa de agua y la subs cualquier receptor pueden ser calculada a partir de un ensional de la capa de agua y las formaciones de subsuperfici fondo de agua. El modelo puede incluir la geometría del tra ptor, la topografía del fondo de agua, la resistividad de la capa la cual puede ser uniforme o variar con la profundidad) y un m tividad (debajo del fondo de agua) de subsuperficie. El último e ser conocido aproximadamente a partir de cualesquier otr ísicos o petrofísicos de subsuperficie disponibles, por ejemplo, OZOS cercanos.

Una observación importante con respecto a las FIGS. la mayor parte de la respuesta de onda de aire que ocurre gene S de la respuesta de impulso de subsuperficie de la Tierra es su es, la respuesta de la onda de aire depende principalment del método es modelar la primera parte de la onda de aire, un cual ocurre desde 0 hasta aproximadamente 0.1 segundos en l rimera parte de la onda de aire es más sensible a los parámetr de agua, por ejemplo, profundidad del transmisor y re ndidad de la capa de agua y resistividad, la mayor parte de lo conocidos o pueden ser determinados. El parámetro principal p del método, sin embargo, es la determinación de la resistivid de agua. La resistividad puede ser uniforme a través de la capa resistividad puede variar con respecto a la profundidad, por o una secuencia en capas o como un valor de resistividad de su radiente basado en la profundidad. Los parámetros de resistiv élo de capa de agua son ajustados de tal manera que la diferen rimera parte de la onda de aire en la respuesta medida a partir ptor y la onda de aire modelada como corresponde para cada re mizada. Debido a ue la rimera arte de la onda de aire en art la temperatura del agua de mar y la salinidad. El resultado del versión es considerado ser sustancialmente correcto si la prim onda de aire calculada coincide sustancialmente con la primera da de aire medida para una pluralidad de receptores.

Habiendo obtenido así la primera parte de la onda nces es necesario determinar la parte restante de la onda de air plo, si la capa de agua es de profundidad sustancialmente unif de aire puede ser calculada para una separación r de tra ptor, mucho mayor que la distancia de transmisor-receptor, much la distancia actual más larga del transmisor hacia el receptor ma del ejemplo mostrado en la FIG. 4. Tal onda de aire calculad asumido que0 sustancialmente no tiene respuesta de imp uperficie. Una alternativa es ajustar una curva a la "cola" de la f de la onda de aire. Se ha determinado que la parte de tiempo r onda de aire uede ser a ustado con una curva de la forma: elados. El proceso consiste de lo siguiente, explicado con refere 5.

Los datos marinos de prospección transitoria electror recolectados, en 40, y procesados para obtener respuestas de cada par receptor-transmisor. El último procesamiento puede in plo, la deconvolución de la señal del receptor con una señal de ransmisor si una secuencia del transmisor codificada tal como sada. Un modelo de resistividad inicial del sistema agua-subsup do en 42. Tal modelo incluirá la capa de agua y los param uperficie, incluyendo la resistividad como se explicó arri uestas de impulso sintéticas basadas en el modelo inicial son g 3 para cada par de transmisor-receptor, o, basadas en la pos smisor, para cada receptor; esto debería incluir preferiblem ciones de los transmisores y receptores individuales para cada a. En 44, la rimera arte de la res uesta de im ulso sint o "cola" de la onda de aire es estimada para cada par tra ptor ajustando una curva apropiada a la parte de decaimiento de ire modelada, por ejemplo la ecuación (1). La onda de aire comp señal de receptor entonces es obtenida, en 48, combinando la obtenida en 44 como se explicó arriba con la cola obtenida en te de curva explicado arriba. En 50, la forma de aire completa p ptor entonces es sustraída de la respuesta de impulso medido t receptor. El residuo, el cual es la respuesta de impulso de subs ida en cada receptor, puede ser usado, en 52 en cualquier f eso de inversión para generar un modelo o imagen de dis cial de conductividad eléctrica en la subsuperficie debajo del f .

Los métodos de conformidad con la invención orcionar la capacidad de proporcionar resultados de pro troma nética recisos aún en a ua relativamente oco rof

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Un método para determinar la distribución de resisti formaciones debajo de un fondo de un cuerpo de agua, el rendiendo: simulación de una respuesta de onda de aire en cad pluralidad de posiciones separadas en el cuerpo de agua desde mpartición de un campo transitorio electromagnético dentro d raer la respuesta de la onda de aire simulada a partir de una r ctada para producir una respuesta de impulso de subsuperficie de la pluralidad de posiciones, en donde la respuesta dete ucida a partir de las señales transitorias electromagnéticas a rtiendo un campo transitorio electromagnético dentro del agua e tectando una respuesta electromagnética en ésta en la plura uesta calculada de la primera parte hasta que las diferencias e era parte medida y la primera parte calculada son minimizadas p de las posiciones separadas; y calcular una segunda parte de la para cada una de las posiciones separadas y combinar la segu el resultado del ajuste y cálculo repetido de la primera parte par onda de aire completa para cada una de las posiciones separada 3. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque el cálculo de la segunda parte co te de curva. 4. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque la curva ajustada está en la forma de a cual G(t) representa la amplitud de señal con respecto al tiemp on constantes determinadas empíricamente igualando la curva uesta de una primera parte de una onda de aire correspondient impartición y cada posición separada; ajustar una distribu stividad de una parte de agua del modelo inicial y repetir el cálc uesta de la primera parte hasta que las diferencias entre una e medida y la primera parte calculada son minimizadas para cad posiciones separadas, en donde la primera parte medida es artiendo un campo transitorio electromagnético dentro del agua e tectar la respuesta electromagnética en la pluralidad de las p aradas; calcular una segunda parte de la onda de aire para cad posiciones separadas y combinar la segunda parte con el resu te y cálculo repetido de la primera parte para generar una ond pleta para cada una de las posiciones separadas; sustraer la ond pleta de la respuesta medida en cada ubicación separada para d respuesta de impulso de subsuperficie; y generar una distrib stividad de las formaciones de las respuestas de impulso de subs a cual G(t) representa la amplitud de la señal con respecto al tiem son constantes determinadas empíricamente igualando la curva la respuesta medida en cada posición separada. 8. - Un método para determinar la distribución de la re las formaciones debajo de un fondo de un cuerpo d prendiendo: impartir un campo transitorio electromagnético d a; detectar una respuesta electromagnética al campo impartid alidad de posiciones separadas desde un lugar de la impartición respuesta de oda de aire en cada una de la pluralidad de p aradas; sustraer la respuesta de la onda de aire simulada de la r ctada para producir una respuesta de impulso de subsuperficie de la pluralidad de posiciones; y usar las respuestas de im superficie para determinar la distribución de la resistividad. 9. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque la simulación de la respuesta de la ond el resultado del ajuste y cálculo repetido de la primera parte para onda de aire completa para cada una de las posiciones separada 10. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque el cálculo de la segunda parte co te de curva. 1 1 . - El método de conformidad con la reivindica cterizado además porque la curva ajustada es en la forma de cual G(t) representa la amplitud de la señal con respecto al tiem son constantes determinadas empíricamente igualando la curva la respuesta medida en cada posición separada. 12.- El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque la impartición comprende pasar una trica a través de un electrodo de bipolo.