184067. lajstromszámú szabadalom • Szénhidrogén kutatási eljárás és berendezés szénhidrogén tárolók közvetett észlelésére
184 067 A találmány tárgya szénhidrogén kutatási eljárás és berendezés szénhidrogén tárolók közvetett észlelésére. A találmány technikai előzményének tekinthető az US 4,041.372 számú szabadalmi leírásból megismerhető berendezés. A találmány szerinti eljárás a szénhidrogén készletek jelenlétét indirekt úton észleli annak segítségével, hogy feltérképezi azokat a felület közelébe eső villamos rendellenességeket, amelyeket nyilvánvalóan szénhidrogén szivárgás okozott. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál egy alkalmas elrendezést használunk arra, hogy áramot küldjünk a talajba és vegyük a fellépő komplex feszültségeket. A feszültségnek megmérjük a nagyságát és a fázisát a kibocsátott áram nagyságához és fázisához viszonyítva. A vett feszültség nagyságából kiszámítjuk a talaj látszólagos ellenállását (látszólagos fajlagos ellenállását), és a vett jel fázisából egy olyan mért fázist határozunk meg, amely függ egyrészt a talaj rendellenes polarizációjától, másrészt pedig az elrendezés elektromágneses csatolásától. A jelet ezután tovább feldolgozzuk, hogy kiküszöböljük az elektromágneses csatolás hatását. Az eredményül kapott csatolatlan fázisszög pontosan jelzi a talajban a rendellenes polarizálható anyag jelenlétét. A feldolgozott jelet ezután olymódon feltérképezzük, hogy szemléltesse a látszólagos ellenálás és/vagy a csatolatlan fázisszög értékeit. Ha a látszólagos ellenállás és/vagy a csatolatlan fázisszög térképre vitelénél jól meghatározott rendellenesség található, akkor ez gyakran egy mélyebben fekvő szénhidrogén készlet villamos megnyilvánulása, amely feltehetően annak következtében áll elő,hogy a mélyebb készletekből szivárgó szénhidrogén befolyásolja a talaj felszínhez közeli rétegeinek a villamos tulajdonságait. A találmány ezen kívül eljárásra vonatkozik a felszínhez közeli rendellenes formáció fókuszálására annak segítségével, hogy változtatjuk az elrendezés távolságát, és ezzel behatolási mélységét. A rendellenességeket további kiértékelésnek vetjük alá olymódon, hogy a rendellenes formációban viszonylag olcsó és kis mélységű lyukakat fúrunk és vizsgáljuk az abból származó kőzetmintákat, hogy ennek révén eldöntsük, vajon a rendellenességet szénhidrogén szivárgás vagy egyéb fizikai jelenség okozta. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás végrehajtásához szükséges terepelrendezést szemlélteti vázlatosan; az 1/a. ábra az 1. ábrán vázlatosan feltüntetett villamos huzalok keresztmetszeti képe az 1/a- 1/a vonal mentén vett metszetben; a 2. ábra a villamos vizsgálatok találmány szerinti elvégzését szemléltető diagram; a 3. ábra az adatfeldolgozási rendszer folyamatábrája; a 4. ábra az elektródrendszerhez tartozó elektromágneses tér különböző komponenseinek vektorábrája; az 5. ábra olyan diagram, amely az elektromágneses csatolás értékének a fázisszögét mutatja a különböző hoszszúságú elrendezés esetében egy homogén féltér felett és 3 tartalmazza ezenkívül a mért fázisszögek reprezentatív görbéjét, amely az elméleti elektromágneses csatolás fázisszög görbéjére szuperponálódik; a 6. ábra a különböző távolságú Schlumberger elrendezés behatolási mélységét szemlélteti; a 7. ábra talajhoz közeli rendellenesség kiértékeléséhez tartozó lépések összefoglalása; a 8. ábra a látszólagos ellenállás, a mért fázisszög és a csatolatlan fázisszög diagramja egy nebraskai szeizmikus rendellenesség fölött lévő tényleges kutatási terület egy profilvonala mentén; a 9. ábra egy 190,5 m-es elrendezés csatolatlan fázisszögének rendellenes diagramját mutatja, amelyet délkelet Oklahomában egy gázmező tényleges megfigyelésekor kaptunk;a 10. ábra egy 190,5 m-es elrendezés látszólagos ellenállás rendellenességének a diagramja, amelyet ugyanazon a délkelet oklahomai gázmező fölött mértünk; a 11. ábra 762 m-es elrendezés esetében a csatolatlan fázisszög rendellenességét mutatja a 9. és 10. ábrákon vázolt gázmező fölötti vizsgálatnál; a 12. ábra a 9. és 10. ábrákon vázolt gázmező fölött végzett méréseknél 762 m-es elrendezés esetében a látszólagos ellenállás rendellenességének a diagramja; a 13. ábra a mért és számított látszólagos ellenállás és a mért és számított csatolatlan fázisszög diagramját mutatja a 9. és 10. ábrák szerinti területre vonatkozóan; a 14. ábra a 13. ábrán szemléltetett adatokat felhasználó talajmélységi modell diagramja, amelyen feltüntettük az említett helyről nyert fúrásokból kapott ellenállás és fázismérések eredményeit; és a 15. ábra a 9. és 10. ábrák kapcsán meghatározott gázmező határain túl (de azokhoz közel) végzett talaj mélységi modell diagram a fúrt lyukakból származó ellenállás és fázismérések eredményeivel. A rajzokon, különösen pedig az 1., 1/a és 2. ábrákon az elektromos mérések elvégzéséhez előnyös terep-mérőrendszer elrendezést tüntettünk fel. Az itt vázolt elrendezést közismerten Schlumberger elrendezésnek nevezik. Az 1. ábra szerint a Schlumberger elrendezés 11 és 12 húzalokon keresztül csatlakoztatott első elektródpárokat tartalmaz 10/a és 10/b elektródákkal, ahol a 11 és 12 huzalok 13 sodratot alkotva 14 áramforrással vannak összekötve. A 14 áramforráshoz áramkarakterisztika mérő 27 műszer tartozik, amely az áram fázisát és nagyságát méri, amikor a kutatást a frekvenciatartományban végezzük, vagy a hullámformát és amplitúdót az időtartományban végzett méréseknél. A mérendő áramot a 14 áramforrás a 11 és 12 huzalokon keresztül a 10/a és 10/b elektródok felé küldi. 15/a és 15/b elektródokból alkotott második elektródpárok 18 sodraiban folytatódó 16 és 17 huzalokon keresztül 19 analizátorhoz csatlakoznak, amely 20 nyíllal jelölt teherautóban helyezkedik el és feszültségkarakterisztika mérő 23 műszerrel rendelkezik, amivel a feszültség fázisát és nagyságát érzékelhetjük. A 10/a és 10/b elektródok általában több 10’a és 10’b egyedi elektródból állnak, amelyek a 12 huzallal párhuzamosan kapcsolódva a földhöz csatlakoznak oly módon, hogy a 21 talaj felületéhez képest felvett érintkezési ellenállásuk 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
