BRPI0608870A2

BRPI0608870A2 - inspeção eletromagnética para corpos resistentes ou condutores

Info

Publication number: BRPI0608870A2
Application number: BRPI0608870-8A
Authority: BR
Inventors: David Andreis
Original assignee: Ohm Ltd
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2010-02-02
Also published as: CN101128747B; US7362102B2; CA2598468C; CA2598468A1; US20060186889A1; AU2006217768A1; EP1851570A1; WO2006090105A1; GB2423370A; US20080150538A1; BRPI0608870B1; MX2007010248A; US7592814B2; GB2423370B; NO20074858L; RU2430387C2; RU2007135175A; NO339992B1; GB0503627D0; AU2006217768B2

Abstract

INSPEçAO ELETROMAGNéTICA PARA CORPOS RESISTENTES OU CONDUTORES. Um método para a análise de dados de inspeção eletromagnética de uma área do fundo do mar (6) que é imaginada ou conhecida por conter um corpo resistivo ou condutor, por exemplo, um reservatório de hidrocarboneto subterrâneo (12) é descrito. O método inclui prover dados de campo eletromagnético horizontais obtidos por pelo menos um receptor (125) de pelo menos um transmissor bipolar elétrico horizontal (22) . Gradientes horizontais nos dados de campo eletromagnético são determinados para um primeiro componente dos dados do campo eletromagnético ao longo de uma primeira direção e para um segundo componente dos dados de campo eletromagnético ao longo de uma segunda direção. O primeiro e o segundo componentes podem ser o campo elétrico ao longo da primeira e da segunda direções, ou o campo magnético perpendicular à primeira direção e à segunda direção. Os gradientes são então combinados para prover dados de resposta combinados. Pelo fato de que os dados de resposta combinados são relativamente insensíveis ao componente do modo elétrico transversal (TE) do sinal transmitido, o método permite que reservatórios de hidrocarboneto sejam detectados em águas rasas onde o componente do modo TE interagindo com o ar, de outra maneira, seria dominante.

Description

"INSPEÇÃO ELETROMAGNÉTICA PARA CORPOS RESISTENTESOU CONDUTORES"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A invenção se refere à inspeção eletromagnética nofundo do mar para corpos resistivos e/ou condutores, por e-xemplo, para reservas de óleo e outros hidrocarbonetos oucorpos salinos subterrâneos.

A Figura .1 mostra esquematicamente um navio de su-perfície 14 empreendendo a -inspeção eletromagnética de fontecontrolada (CSEM) de uma configuração de estratos subterrâ-neos usando técnicas padrões [1] . A configuração dos estra-tos subterrâneos nesse exemplo inclui uma camada de terrasuperior 8, uma camada de terra inferior 9 e um reservatóriode hidrocarboneto 12. 0 navio de superfície 14 flutua na su-perfície 2 de um corpo de água, nesse caso água do mar 4 deh metros de profundidade. Um. veiculo submersivel 19 trans-portando uma fonte na forma de um transmissor HED bipolarelétrico horizontal 22 é preso no navio de superfície 14 porum cabo umbilical. 16. Isso prove uma conexão elétrica e me-cânica entre o veiculo submersivel 19 e o navio de superfí-cie 14. 0 transmissor HED é suprido com uma corrente de a-cionamento de modo que ele irradia um sinal eletromagnético

(EM) de HED para a água do mar 4. 0 transmissor HED é posi-cionado a uma altura z' (tipicamente cerca de 50 metros) a-cima do fundo do mar 6. Os sinais EM compreendem componentesdo modo elétrico transversal (TE) e magnético transversal(TM) .

Um ou mais receptores remotos 25 ficam localizadosno fundo do mar 6. Cada um dos receptores 25 inclui um paco-te de instrumento 26, um detector 24, um dispositivo de flu-tuação 28 e um peso de lastro (não mostrado) . 0 detector 24compreende um par ortogonal de detectores bipolares elétri-cos horizontais e um par ortogonal de detectores de campomagnético horizontais posicionados a uma altura z acima dofundo do mar 6. Tipicamente, os detectores se situarão nofundo do mar de modo que z seja, na realidade, zero. Os de-tectores bipolares elétricos horizontais são sensíveis aoscomponentes horizontais dos campos elétricos induzidos pelotransmissor HE D na proximidade do receptor 25, e produzemsinais detectores de campo elétrico a partir deles. Os de-tectores de campo magnético horizontais são sensíveis aoscomponentes horizontais dos campos magnéticos, por exemplo,a densidade do fluxo magnético, induzido pelo transmissorHED na proximidade do receptor 25, e produzem sinais detec-tores de campo magnético a partir deles. 0 pacote de instru-mento 26 registra os sinais detectores para análise posteri-or. Exemplos de receptores adequados são descritos por Cons-table [8] e US 5 770 945 [9].

O transmissor HED 22 irradia sinais EM que se propagam para fora tanto para a coluna de água sobrej acente 4quanto para baixo para o fundo do mar 6 e os extratos subja-centes 8, 9, 12. Em freqüências práticas para esse método edada a resistividade tipica dos meios respectivos 4, 8, 9,12, a propagação ocorre pela difusão dos campos eletromagné-ticos . A taxa de queda na amplitude e a mudança de fase dosinal são controladas pela dispersão geométrica e pelos e-feitos de profundidade da camada externa. Pelo fato de queem geral os estratos subjacentes 8, 9, 12 são mais resisti-vos do que a água do mar 4, as profundidades da camada ex-terna nos estratos subjacentes 8,9,12 são mais longas. Comoum resultado, campos eletromagnéticos medidos por um recep-tor localizado em uma separação horizontal adequada são do-minados por esses componentes do sinal EM transmitido que sepropagaram para baixo através do fundo do mar 6, ao longonos estratos subjacentes 8, 9, 12 e de volta para cima até odetector 24 ao invés de diretamente através da água do mar 4.

Uma estrutura' de subsuperficie que inclui um re-servatório de hidrocarboneto, tal como o mostrado na figura1, faz surgir um aumento mensurável nas amplitudes do compo-nente do campo elétrico horizontal medido no receptor em re-lação a uma estrutura de subsuperficie tendo somente segmen-tos aqüíferos. Isso é porque os reservatórios de hidrocarbo-neto têm resistividades relativamente altas (tipicamente 100Qm) comparadas com outros estratos subterrâneos (tipicamen-te 1 Qm) e assim os sinais EM são menos atenuados. É esseaumento nas amplitudes do campo elétrico horizontal que temsido usado como uma base para a detecção dos reservatóriosde hidrocarboneto [1].

É importante quando inspecionando reservatórios dehidrocarboneto considerar cuidadosamente a orientação dosfluxos de corrente induzidos por um sinal EM transmitido. Aresposta da água do mar e estratos subterrâneos (que tipica-mente compreenderão camadas horizontais planares) aos sinaisEM é geralmente muito diferente para os componentes do modoTE do sinal transmitido, que excitam fluxos de corrente pre-dominantemente horizontais e componentes do modo TM, que ex-citam componentes significativos do fluxo de corrente verti-cal.

Para os componentes do modo TE, o acoplamento en-tre as camadas que compreendem os estratos subterrâneos éamplamente indutivo. Isso significa que a presença de cama-das resistivas finas (que são indicativas dos reservatóriosde hidrocarboneto) não afeta significativamente os campos EMdetectados na superfície j á que o padrão de fluxo de corren-te em grande escala não é afetado pela camada fina. Por ou-tro lado, para os componentes do modo TM, o acoplamento en-tre as camadas inclui um componente galvânico significativo(isto é, devido à transferência direta da carga entre as ca-madas) . Para o modo TM mesmo uma camada resistiva fina afetafortemente os campos EM detectados no receptor desde que opadrão de fluxo de corrente em grande escala é interrompidopela camada resistiva. É sabido, portanto, que um componentesignificativo do modo TM é necessário para executar satisfa-toriamente uma inspeção EM no campo da exploração de petróleo.

Entretanto, somente a confiança na resistividadedos componentes do modo TM para a presença de uma camada re-sistiva fina pode levar a ambigüidades. Os efeitos nos cam-pos EM detectados que surgem da presença de uma camada re-sistiva fina podem ser indistinguiveis dos efeitos que sur-gem de outras configurações realistas dos estratos subterrâ-neos de grande escala. De modo a resolver essas ambigüida-des, é conhecido determinar a resposta dos estratos subter-râneos a ambos os componentes do modo TM (isto é, indutiva-mente acoplados) e os componentes do modo TE (isto é, galva-nicamente acoplados). 0 modo TE é mais sensivel às estrutu-ras subterrâneas de grande escala, enquanto que o modo TM émais sensivel às camadas resistivas finas.

0 transmissor HED 22 mostrado na figura 1 gera si-multaneamente ambos os componentes do modo TE e TM com acontribuição relativa de cada modo para o sinal no receptordependendo da orientação da fonte-receptor do HED. Nas loca-lizações do receptor que estão acima da linha da água paraum eixo geométrico do transmissor HED, o modo TE domina aresposta. Nas localizações do receptor que estão em linhacom o eixo geométrico do transmissor HED, o modo TM é maisforte (embora o modo TE ainda esteja presente) [1,2,3,4], Aresposta nas localizações do receptor em ambas as configura-ções em linha e acima da linha da água é comandada por umacombinação dos componentes do modo TE e TM, e esses tendem afuncionar em oposição.

Em localizações do receptor em linha para estratossubterrâneos em camadas unidimensionais, os campos elétricosinduzidos no receptor serão radiais (isto é, paralelos a umalinha que une a fonte no receptor) enquanto nas localizaçõesdo receptor acima da linha da água, eles serão azimutais(isto é, perpendiculares a uma linha unindo a fonte no re-ceptor). Para localizações no meio, a direção dos campos e-létricos induzidos dependerá do acoplamento relativo entre otransmissor e o detector para os modos TE e TM, que depende-rá da estrutura da resistividade dos estratos subterrâneos,por exemplo, se ele contém uma camada de hidrocarboneto. Poressa razão, com técnicas de inspeção conhecidas, é importan-te medir a orientação do detector de modo que a direção doscampos elétricos induzidos é conhecida. Entretanto, pode serdificil fazer isso precisamente, o que pode levar a uma fon-te significativa de erro quando interpretando os dados.

Para determinar as respostas diferentes dos estra-tos subterrâneos para os modos TE e TM, é conhecido contarcom a divisão geométrica dos modos, isto é, coletar dados deamplitude do campo elétrico para alinhamentos diferentes defonte-receptor. Essa abordagem prove conjuntos complementa-res de dados de amplitude de campo elétrico horizontal quesão diferentemente sensíveis aos componentes do modo TE e TMdos sinais EM transmitidos. Durante a análise, esses conjun-tos de dados complementares são combinados para revelar di-ferenças entre o acoplamento do modo TE e do modo TM entre otransmissor e o detector. Essas diferenças são indicativasda presença ou não de um reservatório de hidrocarboneto sub-terrâneo.

Um problema com as técnicas de inspeção e análiseacima descritas é que elas não provêem geralmente os resul-tados para inspeções feitas em águas rasas. Isso é devido àpresença de um componente da ^onda de ar' nos campos EM in-duzidos pelo transmissor HED no receptor. Esse componente daonda de ar é devido aos sinais EM do transmissor HED que in-teragem com o ar. Desde que o ar não é condutor e, portanto,causa pouca atenuação, o componente de onda de ar pode domi-nar os campos no receptor. 0 componente de onda de ar é, demaneira tipica, principalmente devido aos componentes do mo-do TE. Isso é porque os componentes do modo TE são acopla-dos, de maneira efetivamente indutiva, através da interfaceda água do mar com o á'r. Os componentes do modo TM, por ou-tro lado, não se acoplam bem através do seu limite e conse-qüentemente não contribuem significativamente para o compo-nente da onda de ar. Pelo fato de que ele não interagiu comos estratos subterrâneos, o componente da onda de ar contémpouca informação sobre a resistividade subterrânea. Dessamaneira, se a onda de ar contribui com um componente signi-ficativo para os campos EM induzidos pelo transmissor HED noreceptor, a sensibilidade da técnica às estruturas de resis-tividade subterrânea, tal como reservatórios de hidrocarbo-neto, é grandemente reduzida. A tra j.etória de um componentede onda de ar exemplar é esquematicamente mostrada na figura1 por uma linha pontilhada marcada AW. A magnitude do compo-nente da onda de ar é reduzida como uma função da separaçãoentre a fonte e o receptor somente pela propagação geométri-ca. Entretanto, o componente da onda de ar é fortemente ate-nuado por sua passagem através da água do mar condutora. Is-so significa que em águas.relativamente profundas (h larga)o componente da onda de ar não é muito significativo no re-ceptor e como tal não apresenta um problema principal. En-tretanto, em águas rasas (h pequena), o componente da ondade ar não atravessa tanta água do mar e assim faz uma con-tribuição maior para os campos EM induzidos pelo transmissorHED no receptor. Essa contribuição torna-se maior ainda emseparações horizontais crescentes de fonte-receptor. Isso éporque (diferente de devido à propagação geométrica) a in-tensidade do componente da onda de ar é relativamente cons-tante sobre uma ampla faixa de separações horizontais desdeque qualquer distância extra percorrida pelo componente daonda de ar fica quase exclusivamente no ar não atenuador.Outros componentes dos campos EM induzidos pelo HED no re-ceptor, tal como esses que passam através dos estratos sub-terrâneos e são de interesse, percorrem através de meios deresistividade menor e se tornam cada vez mais atenuados àmedida que eles percorrem mais. Por essas razões, o compo-nente da onda de ar tende a dominar os campos EM induzidospelo transmissor HED no receptor para inspeções feitas emáguas rasas, especialmente em grandes separações horizontaisde fonte-receptor.

A existência da onda de ar como um componente do-minante dos sinais detectores limita a aplicabilidade dastécnicas de inspeção e análise acima descritas. Em águas ra-sas, as separações de fonte-receptor sobre as quais as téc-nicas podem ser aplicadas são muito reduzidas. Isso não so-mente leva a uma necessidade de utilizar mais localizaçõesde receptor para adequadamente cobrir uma dada área, mastambém limita a profundidade abaixo do fundo do mar para aqual a técnica é sensivel. Isso pode significar que um re-servatório de hidrocarboneto enterrado em águas rasas podenão ser detectável, mesmo embora o mesmo reservatório fossedetectado em águas mais profundas.

A Figura 2A é um gráfico mostrando esquematicamen-te os resultados da modelagem unidimensional de duas inspe-ções de EM exemplares do tipo mostrado na figura 1. Um exem-plo corresponde com uma inspeção executada em águas profun-das (linha pontilhada) e a outra a uma inspeção executada emáguas rasas (linha sólida). Para cada inspeção modelo, a am-plitude de um componente do campo elétrico horizontal indu-zido no receptor em resposta ao transmissor EM HED é calcu-lada por unidade do momento bipolar do transmissor e é mar-cada como uma função da separação horizontal r entre otransmissor HED e o receptor. Para ambas as inspeções mode-los, a configuração dos estratos subterrâneos é um meio es-paço homogêneo semi-infinito de resistividade de 1 fim. Noexemplo de águas profundas, a configuração dos estratos sub-terrâneos fica localizada abaixo de uma extensão infinita daágua do mar. No exemplo de água rasa, ela fica localizadaabaixo de uma profundidade de 500 metros da água do mar. Emambos os casos a água do mar tem resistividade de 0,3 fim. Otransmissor e o receptor são separados ao longo de uma linhaque corre através do eixo geométrico do transmissor HED (o-rientação em linha). É o componente do campo elétrico detec-tado resolvido ao longo dessa direção que é marcado na figu-ra 2A. O transmissor HED é acionado por um sinal de aciona-mento de corrente alternada (AC) em uma freqüência de 0,25 Hz.

O efeito do componente da onda de ar na amplitudedos campos EM induzidos pelo transmissor HED no receptor éevidente. Na inspeção do modelo de águas profundas, onde nãoexiste componente de onda de ar (porque a profundidade daágua é infinita), a amplitude do campo elétrico calculadocai regularmente com separação horizontal crescente. No mo-delo de águas rasas, entretanto, onde existe um forte compo-nente da onda de ar, a taxa da redução de amplitude diminuinitidamente em uma separação horizontal de fonte-receptor decerca de. 5000 m.

A Figura 2B é uma marcação mostrando a razão, p,das duas curvas mostradas na figura 2A. Os grandes desviosda unidade observados na figura 2B evidenciam a diferençaentre essas curvas. Desde que a única diferença entre as du-as inspeções modelos é a presença ou não de um componente daonda de ar, a razão marcada na figura 2A efetivamente mostraa intensidade relativa do componente da onda de ar no sinaldetectado comparado com esse que passa através dos estratossubterrâneos para a inspeção do modelo de águas rasas.

É evidente a partir das figuras 2A e 2B que em to-das, exceto as separações horizontais muito mais curtas (me-nores do que 1000 m) , o campo elétrico detectado é signifi-cativamente maior para o modelo de águas rasas. Por exemplo,em uma separação horizontal de 2500 m, a amplitude do sinaldetectado na inspeção do modelo de águas profundas é cercade 10~12 V/Am2. Na inspeção do modelo de águas rasas ela émaior em cerca de IO"11'5 V/Am2. Isso é devido à contribuiçãoadicional do componente da onda de ar. Esse nivel de aumentomostra que o componente da onda de ar tem uma amplitude mai-or do que o dobro dessa do componente que passou através dosestratos subterrâneos, e dessa maneira acima de dois terçosdo sinal detector transporta quase nenhuma informação sobreos estratos subterrâneos. Em separações horizontais maiores,.o componente da onda de ar domina até mesmo mais. Em parti-cular, ele se torna especialmente pronunciado além de cercade 5000 m. Nesse ponto, existe uma ruptura na taxa na qual aamplitude do campo elétrico detectado cai com separação ho-rizontal crescente. Em uma separação horizontal de cerca de7000 m, o componente da onda de ar no exemplo de águas rasastem uma amplitude de cerca de vinte vezes maior do que essado sinal que passa através dos estratos subterrâneos. Issoclaramente impõe altas exigências para a razão de sinal pararuido dos dados coletados sobre esses tipos de separaçõeshorizontais, como é geralmente o caso quando um pequeno si-nal viaja em um grande fundo. É evidente que a onda de arlimita significativamente a utilidade dessas técnicas deinspeção e análise em águas rasas.

As Figuras 3A e 3B mostram esquematicamente representações de escala de tons da sensibilidade modelada S dainspeção CSEM convencional para estrutura de resistividadeabaixo do fundo do mar para duas profundidades de água dife-rentes. Para a figura 3A, a profundidade h da água é infini-ta e para a figura 3B ela é 50 m. As inspeções modelos sãofeitas em uma freqüência de transmissão de 0,25 Hz e assume-se que a terra seja um semi-espaço uniforme de resistividadep = 1 Qm. A sensibilidade é marcada como uma função da pro-fundidade d abaixo do fundo do mar e a separação r entrefonte e receptor. Em águas profundas (figura 3A) a profundi-dade d abaixo do fundo do mar para o qual os dados de inspe-ção CSEM são sensiveis aumenta com a separação de fonte-receptor (como uma regra básica prática os dados são sensi-veis à estrutura em declive para uma profundidade de cercade metade da separação da fonte-receptor). 0 efeito da ondade ar em águas rasas (figura 3B) é diminuir a profundidadepara a qual os dados são sensíveis. Como uma conseqüência, adetecção alvo profunda se torna impossível.

Uma solução proposta para o problema da onda de ardominando inspeções de águas rasas tem sido contar com asmedidas dos componentes do campo elétrico vertical [10] . Is-so é porque os componentes do campo elétrico vertical sãomenos afetados pela onda de ar. Entretanto, na prática, po-dem existir dificuldades com essa abordagem em inspeçõespráticas. Isso é porque as medições do campo elétrico verti-cal são significativamente mais propensas ao ruido induzidopelo movimento do que as medições mais convencionais doscomponentes horizontais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, éprovido um método de análise de resultados de uma inspeçãoeletromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida porconter um corpo resistivo ou condutor subterrâneo, compreen-dendo: prover dados de campo elétrico ou magnético horizon-tais obtidos por pelo menos um receptor de pelo menos umtransmissor bipolar elétrico horizontal; .determinar um gra-diente horizontal em um primeiro componente dos dados decampo elétrico ou magnético ao longo de uma primeira dire-ção; determinar um gradiente horizontal em um segundo compo-nente dos dados de campo elétrico ou magnético ao longo deuma segunda direção e combinar os gradientes horizontais aolongo das primeira e segunda direções para gerar dados deresposta combinados.

Nesse caso, referências a horizontal indicam queum componente significativo, de preferência um componenteprincipal, dos sinais respectivos deve ficar alinhado com oseixos geométricos horizontais. Não é necessário que os si-nais fiquem perfeitamente alinhados com os eixos geométricoshorizontais, embora o alinhamento próximo seja preferido pa-ra prover um sinal forte e reduzir a complexidade da análi-se, por exemplo, alinhamento dentro de + /- 30° é desejável.

O corpo resistivo ou condutor poderia ser um corpoque é mais resistivo do que os estratos circundantes, talcomo um reservatório de hidrocarboneto (por exemplo, óleo,gás, hidrato de metano) ou corpo salino, ou um corpo que émais condutor do que os estratos circundantes, tal como se-dimentos silicosos.

O primeiro componente dos dados de campo elétricoou magnético pode ser a intensidade do campo elétrico para-lelo à primeira direção com o segundo componente sendo a in-tensidade do campo elétrico paralelo à segunda direção. Osgradientes podem ser combinados pela formação da sua soma.

Alternativamente, o primeiro componente pode ser aintensidade do campo magnético perpendicular à primeira di-reção e o segundo componente a intensidade do campo magnéti-co perpendicular à segunda direção. Os gradientes podem sercombinados pela formação da sua diferença.

Pela geração dos dados da resposta combinados naanálise, é possível analisar os resultados da inspeção tira-dos em águas mais rasas do que era previamente possivel. Is-so é porque os dados de resposta combinados são menos sensí-veis aos componentes do modo elétrico transversal (TE) quepropagaram através do ar e que tendem a dominar os resulta-dos da inspeção analisados com os métodos prévios.

Os dados de resposta combinados desse tipo sãofuncionalmente similares às derivadas verticais nos compo-nentes verticais dos dados de campo eletromagnético. Dessamaneira, os dados de resposta combinados provêem benefíciossimilares a esses atingíveis com os dados dos detectores decampo elétrico vertical, tal como os benefícios descritos emGB 2402745 A [10]. Entretanto, com a presente invenção, es-sas vantagens são atingidas sem contar com as medições docampo eletromagnético vertical. Isso é benéfico porque, comomencionado acima, as medições do campo vertical podem sermais suscetíveis a ruido, particularmente o ruido induzidopelo movimento causado pelas correntes de água submarinas.

Além do mais, os dados de resposta combinados sãoindependentes da orientação das primeira e segunda direçõescom relação ao dipolo do transmissor. Isso significa que nãoé necessário conhecer a orientação dos receptores usados pa-ra coletar os dados dos quais os dados de resposta combina-dos são derivados.

A primeira e a segunda direções podem ser ortogonais entre si. Isso prove dados de resposta combinados quesão particularmente insensíveis ao modo TE.

Os gradientes horizontais podem ser determinados apartir de medições do campo elétrico ou magnético feitas emlocalizações horizontalmente separadas. Alternativamente, deacordo com o princípio da reciprocidade, os gradientes hori-zontais podem ser igualmente determinados a partir de trans-missões do campo eletromagnético feitas em localizações ho-rizontalmente separadas.

0 método pode também compreender prover dados defundo específicos para a área sendo inspecionada e compararos dados de resposta combinados com os dados de fundo paraobter dados de diferença sensíveis à presença de um corporesistivo ou condutor subterrâneo.

Isso pode ser benéfico desde que a comparação dosdados de resposta combinados com dados de fundo pode ajudara determinar se os aspectos dos dados de resposta combinadossão indicativos de um corpo resistivo ou condutor ou surgemcomo um resultado de alguma outra configuração de estruturade fundo local. Dados de fundo podem ser obtidos pela mode-lagem da inspeção EM executada para obter os dados de res-posta combinados com uma configuração modelo dos estratossubterrâneos de fundo. A configuração modelo dos estratos defundo deve preferivelmente ser uma igualdade próxima da es-trutura de fundo real na área sendo inspecionada.

Os dados de fundo podem ser obtidos de várias ma-neiras, por exemplo, a partir de uma inspeção eletromagnéti-ca de fonte controlada, de uma inspeção eletromagnética mag-neto-telúrica, de uma outra inspeção similar tirada em ummomento diferente ou de um modelo de formação de rocha. Seum modelo de formação de rocha é usado, ele deve preferivel-mente incluir resistividade e pode ser derivado de uma com-binação de dados geológicos e dados de resistividade. Os da-dos geológicos podem ser de inspeção sismológica e os dadosde resistividade de registro de poço. Outras fontes de in-formação, tal como dados de nêutron ou outras estimativas deporosidade de registros de poço, também poderiam ser usadas.

Em alguns exemplos, os dados de fundo podem serobtidos de dados de campo eletromagnético similares a essesusados para gerar os dados de resposta combinados. Isso podeser realizado provendo dados de campo elétrico ou magnéticohorizontais adicionais e combinando os dados em uma maneiradiferente. Por exemplo, determinando um gradiente horizontalem um primeiro componente dos dados de campo elétrico oumagnético adicionais ao longo de uma terceira direção; de-terminando um gradiente horizontal em um segundo componentedos dados de campo elétrico ou magnético adicionais ao longode uma quarta direção e combinando os gradientes horizontaisao longo da terceira e quarta direções para gerar os dadosde fundo.

Nesse caso, o primeiro componente dos dados decampo elétrico ou magnético adicionais pode ser a intensida-de do campo elétrico perpendicular à terceira direção e osegundo componente a intensidade do campo elétrico perpendi-cular à quarta direção. Os gradientes horizontais ao longoda terceira e quarta direções podem então ser combinadosformando a sua diferença.

Alternativamente, o primeiro componente dos dadosde campo elétrico ou magnético adicionais pode ser a inten-sidade do campo magnético paralelo à terceira direção e osegundo componente a intensidade do campo magnético paraleloà quarta direção. Os gradientes horizontais ao longo da ter-ceira e quarta direções podem então ser combinados formandoa sua soma.

A terceira e a quarta direções podem ser ortogo-nais entre si e elas podem também ser as mesmas como as res-pectivas das primeira e segunda direções.

Os dados da diferença podem representar a diferen-ça entre os dados de resposta combinados e os dados de fundocomo uma função da posição dentro da área inspecionada, e aanálise pode incluir identificar uma localização de um limi-te de um corpo subterrâneo resistivo ou condutor.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, éprovido um produto de programa de computador transportandoinstruções legíveis por máquina para executar um método deanálise de resultados de uma inspeção eletromagnética de a-cordo com o primeiro aspecto da invenção.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção, éprovido um aparelho de computador carregado com instruçõeslegiveis por máquina para executar o método de análise deresultados de uma fonte eletromagnética de acordo com o pri-meiro aspecto da invenção.

De acordo com um quarto aspecto da invenção, éprovido um método de planej amento de uma inspeção eletromag-nética de uma área que é imaginada ou conhecida por conterum corpo subterrâneo resistivo ou condutor, compreendendo:criar um modelo da área a ser inspecionada incluindo umaformação de rocha contendo um corpo postulado resistivo oucondutor, e um corpo de água acima da formação de rocha, es-tabelecer valores para profundidade da água, profundidade docorpo postulado resistivo ou condutor e estrutura de resis-tividade da formação de rocha e executar uma simulação deuma inspeção eletromagnética no modelo da área de inspeçãocalculando os dados de campo elétrico ou magnético horizon-tais obtidos por pelo menos um receptor simulado detectandosinais de pelo menos um transmissor bipolar elétrico hori-zontal simulado; determinar um gradiente horizontal em umprimeiro componente dos dados de campo elétrico ou magnéticoao longo de uma primeira direção; determinar um gradientehorizontal em um segundo componente dos dados de campo elé-trico ou magnético ao longo de uma segunda direção e combi-nar os gradientes horizontais ao longo da primeira e segundadireções para gerar dados de resposta combinados.

0 método pode também compreender ajustar o modelopara remover o corpo postulado resistivo ou condutor e repe-tir a simulação para obter dados de fundo para comparaçãocom os dados de resposta combinados.

Simulações repetidas para um número de separaçõeshorizontais de fonte-receptor e freqüências de sinal podemser executadas de modo a permitir ótimas condições de inspe-ção em termos de distância de fonte para receptor e freqüên-cia do sinal EM para sondar o corpo resistivo ou condutor aser selecionado quando executando uma inspeção eletromagné-tica . Os efeitos e a utilidade das configurações diferentesde formação de receptor e trajetórias de reboque do trans-missor podem também ser modelados.

Novamente, o corpo resistivo ou condutor poderiaser um corpo que é mais resistivo do que os estratos circun-dantes, tal como um reservatório de hidrocarboneto.

De acordo com um quinto aspecto da invenção, éprovido um produto de programa de computador transportandoinstruções legiveis por máquina para executar o método deplanejamento de uma inspeção eletromagnética de acordo com oquarto aspecto da invenção.

De acordo com um sexto aspecto da invenção, é pro-vido um aparelho de computador carregado com instruções le-giveis por máquina para executar o método de planejamento deuma inspeção eletromagnética de acordo com o quarto aspectoda invenção.

De acordo com um sétimo aspecto da invenção é pro-vido um receptor eletromagnético para uso em uma inspeçãoeletromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida porconter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor, onde oreceptor compreende dois pares de detectores bipolares elé-tricos ou magnéticos, um primeiro par dos quais é separadoao longo de uma primeira direção e um segundo par dos quaisé separado ao longo de uma segunda direção, a primeira e asegunda direções sendo horizontais quando o receptor está emuso normal.

O primeiro par de detectores bipolares pode serdetectores bipolares elétricos alinhados com seus eixos geo-métricos substancialmente paralelos à primeira direção e osegundo par de detectores bipolares pode ser detectores bi-polares elétricos alinhados com seus eixos geométricos subs-tancialmente paralelos à segunda direção.O primeiro par de detectores bipolares pode com-preender pelo menos três eletrodos separados ao longo daprimeira direção e o segundo par de detectores bipolares po-de compreender pelo menos três eletrodos separados ao longoda segunda direção.

Além do mais, um único eletrodo comum pode proverum dos eletrodos do primeiro par de detectores bipolares eum dos eletrodos do segundo par de detectores bipolares.

Alternativamente, o primeiro par de detectores bi-polares pode ser detectores bipolares magnéticos horizontaisalinhados com seus eixos geométricos substancialmente per-pendiculares à primeira direção e o segundo par de detecto-res bipolares pode ser detectores bipolares magnéticos hori-zontais alinhados com seus eixos geométricos substancialmen-te perpendiculares à segunda direção.

Nesse caso, o primeiro par de detectores bipolarespode compreender um par de bobinas com cada bobina dispostaem um plano que é vertical quando o receptor está em usonormal e paralelo à primeira direção e o segundo par de de-tectores bipolares pode compreender um par de bobinas comcada uma sendo disposta em um plano que é vertical quando oreceptor está em uso normal e paralelo à segunda direção.

A primeira e a segunda direções podem ser ortogo-nais entre si.

O receptor pode também compreender dois pares adi-cionais de detectores bipolares elétricos ou magnéticos, umprimeiro par dos quais é separado ao longo de uma terceiradireção e um segundo par dos quais é separado ao longo deuma quarta direção, a terceira e a quarta direções sendo ho-rizontais quando o receptor está em uso normal.

0 primeiro par de detectores bipolares adicionaispode ser detectores bipolares elétricos horizontais alinha-dos com seus eixos geométricos substancialmente perpendicu-lares à terceira direção e o segundo par de detectores bipo-lares adicionais pode ser detectores bipolares elétricos ho-rizontais alinhados com seus eixos geométricos substancial-mente perpendiculares à quarta direção.

Alternativamente, o primeiro par de detectores bi-polares adicionais pode ser detectores bipolares magnéticosalinhados com seus eixos geométricos substancialmente para-lelos à terceira direção e o segundo par de detectores bipo-lares adicionais pode ser detectores bipolares magnéticosalinhados com seus eixos geométricos substancialmente para-lelos à quarta direção.

A terceira e a quarta direções podem ser ortogo-nais entre si. Além do mais, a terceira e a quarta direçõespodem ser as mesmas como as respectivas das primeira e se-gunda direções.

Receptores do sétimo aspecto da invenção podem serusados para prover dados para análise de acordo com o pri-meiro aspecto da invenção.

De acordo com um oitavo aspecto da invenção é pro-vido um método de inspeção eletromagnética aplicado em umaárea de inspeção que é imaginada ou conhecida por conter umcorpo subterrâneo resistivo ou condutor, compreendendo: pro-ver pelo menos um transmissor e pelo menos um receptor deacordo com o sétimo aspecto da invenção para transmissão edetecção respectivas dos sinais eletromagnéticos e obter da-dos de campo eletromagnético pela detecção e/ou transmissãoem uma pluralidade de localizações diferentes através da área de inspeção.

Um tal método de inspeção prove dados que permitemque - gradientes nos dados de campo elétrico sejam determina-dos tal que os dados podem ser analisados de acordo com osmétodos do primeiro aspecto da invenção.

De acordo com um nono aspecto da invenção é provi-da uma fonte eletromagnética para uso em uma inspeção ele-tromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida porconter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor, onde afonte compreende dois pares de transmissores bipolares elé-tricôs ou magnéticos, um primeiro par dos quais é separadoao longo de uma primeira direção e um segundo par dos quaisé separado ao longo de uma segunda direção, a primeira e asegunda direções sendo horizontais quando a fonte está emuso normal.

O primeiro par de transmissores bipolares pode seralinhado com seus eixos geométricos substancialmente parale-los à primeira direção e o segundo par de transmissores bi-polares pode ser alinhado com seus eixos geométricos subs-tancialmente perpendiculares à segunda direção.

A primeira e a segunda direções são ortogonais entre si.

As fontes de acordo com o nono aspecto da invençãopodem ser usadas para prover dados para análise de acordocom o primeiro aspecto da invenção.

De acordo com um décimo aspecto da invenção é pro-vido um método de inspeção eletromagnética aplicado em umaárea de inspeção que é imaginada ou conhecida por conter umcorpo subterrâneo resistivo ou condutor, compreendendo: pro-ver pelo menos uma fonte de acordo com o nono aspecto da in-venção e pelo menos um receptor para transmissão e detecçãorespectivas dos sinais eletromagnéticos e obter dados decampo eletromagnético pela transmissão e/ou detecção em umapluralidade de localizações diferentes sobre a área de ins-peção .

Um tal método de inspeção prove dados que permitemque os gradientes nos dados de campo elétrico sejam determi-nados tal que os dados podem ser analisados de acordo com osmétodos do primeiro aspecto da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para um melhor entendimento da invenção e paramostrar como a mesma pode ser colocada em ação, é feito re-ferência agora por meio de exemplo aos desenhos acompanhan-tes nos quais:

A Figura 1 mostra em corte vertical esquematico umnavio de superfície empreendendo uma inspeção EM em águasprofundas de acordo com técnicas padrões,

A Figura 2A é um gráfico marcando sinais detecto-res calculados a partir de duas inspeções modelos analisadasde acordo com o método previamente proposto, uma executadaem águas profundas (linha pontilhada) e uma executada em á-guas rasas (linha sólida) ,A Figura 2B é um gráfico marcando a razão das duascurvas mostradas na figura 2A,

As Figuras 3A e 3B mostram esquematicamente a sen-sibilidade de uma inspeção CSEM modelada à resistividadesubterrânea para duas profundidades de água diferentes,

A Figura 4 é uma vista plana mostrando um sistemade coordenadas polares cilíndrico,

As Figuras 5A-5F mostram equações (equações 1 a 6)correspondendo com soluções para as equações de Maxwell paraum transmissor HE D em uma camada de água do mar f inita so-brepondo uma estrutura de resistividade subterrânea unidi-mensional para os componentes radial (r) , azimutal (<|>) evertical (z) dos campos elétrico (E) e magnético (B),

A Figura 5G mostra uma equação (equação 7) def inindo uma combinação linear de gradientes nos dados de campoelétrico horizontais medidos ao longo de direções ortogonaisque é usada em um método de análise dos dados de inspeção deacordo com uma modalidade da invenção,

A Figura. 5H mostra uma equação (equação 8) defi-nindo uma combinação linear de gradientes em dados de campomagnético horizontais medidos ao longo das direções ortogo-nais que é usada em um método de análise dos dados de inspe-ção de acordo com uma modalidade da invenção,

A Figura 6 mostra esquematicamente em corte vertical um navio de superfície empreendendo uma inspeção EM deacordo com uma modalidade da invenção,

As Figuras 7A e 7B mostram a amplitude modelada ea fase do componente radial dos dados de campo elétrico co-letados durante uma inspeção EM convencional da configuraçãomodelo dos estratos subterrâneos mostrados na figura 6 parauma faixa de profundidades de água,

As Figuras 7C e 7D mostram a amplitude modelada ea fase do componente vertical dos dados de campo elétricocoletados durante uma inspeção EM previamente proposta daconfiguração modelo dos estratos subterrâneos mostrados nafigura 6 para uma faixa de profundidades de água,

As Figuras 7E e 7F mostram a amplitude modelada ea fase de uma combinação de gradientes horizontais em dadosde campo elétrico coletados durante uma inspeção EM da con-figuração modelo dos estratos subterrâneos mostrados na fi-gura 6 que prove dados de decomposição do modo TM elétricode acordo com uma modalidade da invenção para uma faixa deprofundidades de água,

A Figura 8 mostra em corte vertical esquematicouma configuração modelo de estratos subterrâneos de reserva-tório de hidrocarboneto,

As Figuras 9A e 9B mostram a amplitude modelada ea fase do componente radial dos dados de campo elétrico co-letados durante uma inspeção EM convencional da configuraçãomodelo dos estratos subterrâneos mostrados na figura 8 parauma faixa de resistividade de reservatório de hidrocarboneto,As Figuras 9C e 9D mostram a amplitude modelada ea fase do componente vertical dos dados de campo elétricocoletados durante uma inspeção EM previamente proposta daconfiguração modelo dos estratos subterrâneos mostrados nafigura 8 para uma faixa de resistividades de reservatório dehidrocarboneto,

As Figuras 9E e 9F mostram a amplitude modelada ea fase de uma combinação dos gradientes horizontais em dadosde campo elétrico coletados durante uma inspeção EM da con-figuração modelo dos estratos subterrâneos mostrados na fi-gura 8 que prove os dados de decomposição do modo TM elétri-co de acordo com uma modalidade da invenção para uma faixade resistividades do reservatório de hidrocarboneto,

A Figura 10A é um gráfico mostrando esquematica-mente a razão das curvas marcadas nas figuras 9A (componentedo campo elétrico radial), 9C (componente do campo elétricovertical) e 9E (decomposição do modo TM elétrico) para umreservatório de hidrocarboneto de resistividade p = 100 Qmpara as curvas correspondentes para as quais não existe re-servatório de hidrocarboneto detectável,

A Figura 10B é um gráfico mostrando esquematica-mente a diferença em fase entre as curvas marcadas nas figu-ras 9B (componente do campo elétrico radial), 9D (componentedo campo elétrico vertical) e 9F (decomposição do modo TMelétrico) para um reservatório de hidrocarboneto de resisti-vidade p = 100 Qm e as curvas correspondentes respectivaspara as quais não existe reservatório de hidrocarboneto de-tectável,

A Figura 11A mostra em corte vertical esquemáticouma configuração modelo de estratos subterrâneos do reserva-tório de hidrocarboneto,

A Figura 11B mostra em corte vertical esquemáticouma configuração modelo de estratos subterrâneos de resisti-vidade crescente na qual a resistividade aumenta progressi-vamente com a profundidade,

A Figura 12A é um gráfico mostrando esquematica-mente as razões dos dados de decomposição do modo TM elétri-co calculados para as configurações modelos dos estratossubterrâneos mostrados nas figuras 11A e 11B com esses cal-culados para a configuração modelo dos estratos subterrâneosde fundo mostrados na figura 6 para profundidade de água infinita.

A Figura 12B é um gráfico mostrando esquematica-mente as razões dos dados de decomposição do modo TE elétri-co calculados para as configurações modelos dos estratossubterrâneos mostrados nas figuras 11A e 11B com esses cal-culados para a configuração modelo dos estratos subterrâneosde fundo mostrados na figura 6 para profundidade de água infinita,

A Figura 13A mostra uma equação (equação 9) definindo uma combinação linear dos gradientes nos dados de cam-po elétrico horizontais medidos ao longo das direções orto-gonais que é usada em um método de análise dos dados de ins-peção de acordo com uma modalidade da invenção,

A Figura 13B mostra uma equação (equação 10) definindo uma combinação linear dos gradientes nos dados de cam-po magnético horizontais medidos ao longo das direções orto-gonais que é usada em um método de análise dos dados de ins-peção de acordo com uma modalidade da invenção,

As Figuras 14A-14C mostram configurações de detec-tor exemplares que podem ser usados para obter dados de de-composição do modo TM,

As Figuras 14D e 14E mostram configurações de de-tector exemplares que podem ser usadas para obter dados dedecomposição do modo TE,

As Figuras 15A e 15B mostram representações esquemáticas da escala de tons da magnitude dos dados de decompo-sição do modo TM elétrico modelado obtidos para a configura-ção dos estratos subterrâneos mostrados na figura 11A paraum detector prático e um detector idealizado respectivamente,

As Figuras 15C e 15D mostram representações esque-máticas- da escala de tons da fase dos dados de decomposiçãodo modo TM elétrico modelado obtidos para a configuração dosestratos subterrâneos mostrados na figura 11A para um detec-tor prático e um detector idealizado respectivamente,

As Figuras 16A e 16B mostram erros de porcentagementre os dados de decomposição do modo TM obtidos em locali-zações em linha com um transmissor para uma série de confi-gurações de detector práticas diferentes em relação a um de-tector idealizado,

As Figuras 17A e 17B mostram representações da escala de tons esquemáticas da magnitude dos dados de decompo-sição do modo TM elétrico modelado obtidos para a configura-ção dos estratos subterrâneos mostrados na figura 11A parauma formação de detectores aleatoriamente orientados e umaformação de detectores alinhados respectivamente,

As Figuras 18A e 18B mostram representações da es-cala de tons esquemáticas da fase dos dados de decomposiçãodo modo TM elétrico modelado obtidos para a configuração dosestratos subterrâneos mostrados na figura 11A para uma for-mação de detectores aleatoriamente orientados e uma formaçãode detectores alinhados respectivamente,

As Figuras 19A e 19B mostram erros de porcentagementre os dados de decomposição do modo TM obtidos em locali-zações em linha com um transmissor para uma formação de de-tectores aleatoriamente orientados em relação a uma formaçãode detectores uniformemente alinhados,

As Figuras 20A e 20B mostram erros de porcentagementre os dados de decomposição do modo TM obtidos em locali-zações em linha com um transmissor para um detector com bra-ços distorcidos no modo da translação em relação a um detec-tor idealizado,

As Figuras 2IA e 21B mostram erros de porcentagementre os dados de decomposição do modo TM obtidos em locali-zações em linha com um transmissor para um detector com bra-ços distorcidos no modo da translação em relação a um detec-tor idealizado,

A Figura 22A mostra esquematicamente em corte ver-tical uma configuração de estratos subterrâneos modelo 3D,

A Figura 22B mostra esquematicamente em corte ho-rizontal a configuração de estratos subterrâneos modelo mos-trada na figura 22A,

As Figuras 23A e 23B mostram representações esque-máticas da escala de tons da magnitude e fase dos dados dedecomposição do modo TM elétrico modelado obtidos para aconfiguração dos estratos subterrâneos mostrados na figura22A e para um modelo similar tendo um reservatório de hidro-carboneto de extensão horizontal infinita,

As Figuras 2 4A e 24B mostram esquematicamente amagnitude e a fase dos dados de decomposição do modo TM mo-delado obtidos em localizações em linha com um transmissorpara a configuração dos estratos subterrâneos mostrados nafigura 22A e para um modelo similar tendo um reservatório dehidrocarboneto de extensão horizontal infinita,

As Figuras 25A e 25B e as figuras 26A e 26B sãosimilares às figuras 23A e 23B e às figuras 24A e 24B res-pectivamente, mas mostram os dados normalizados para umaconfiguração de estratos subterrâneos de fundo uniformes,

As Figuras 27A e 28A mostram representações esque-máticas da escala de tons dos dados mostrados na figura 23A,porém graduados por um fator adicional correspondendo com adistância entre o transmissor e o receptor ao quadrado e aocubo respectivamente,

As Figuras 2 7B e 2 8B mostram esquematicamente amagnitude dos dados de decomposição do modo TM modeladosmostrados na figura 24A, porém graduados por um fator adi-cional correspondendo com a distância entre o transmissor eo receptor ao quadrado e ao cubo respectivamente,

As Figuras 29A e 29B mostram uma configuração defonte exemplar que pode ser usada para obter dados de decom-posição do modo TM e

A Figura 30 mostra uma outra configuração de fonteexemplar que pode ser usada para obter dados de decomposiçãodo modo TM.DESCRIÇÃO DETALHADA

A Figura 4 é uma vista plana esquemática mostrandoum sistema de coordenadas para descrever a colocação relati-va de um transmissor HED 22 e um receptor 25 do tipo mostra-do na figura 1. A posição do receptor 25 com relação aotransmissor HED 22 é mais adequadamente descrita em coorde-nadas polares cilíndricas, com o centro do transmissor HED22 provendo a origem do sistema de coordenadas. A posição doreceptor 25 é definida por um ângulo azimutal <|) e uma dis-tância de separação (ou faixa) r. O ângulo <|> é medido nosentido horário a partir de uma linha que passa através, ecorre paralela a, o eixo geométrico do transmissor HED, comoindicado na figura 4 pela linha marcada <|> = 0o. Um receptorcolocado ao longo dessa linha, isto é, tal que ele tem umângulo azimutal <|> de 0 °, é citado como estando em uma posi-ção em linha ou de extremidade. Um receptor com um ânguloazimutal <|) de 90°, tal que ele se situa na linha marcada § =90° na figura 4, é citado como estando em uma posição acimada linha da água. 0 campo elétrico em um receptor pode serconsiderado como sendo decomposto em um componente radial Ere um componente azimutal ortogonal E$, como indicado na fi-gura. A densidade do fluxo magnético no receptor pode sersimilarmente considerada como sendo decomposta em um compo-nente radial Br e um componente azimutal ortogonal B^. A co-ordenada axial z se estende verticalmente para longe do fun-do do mar.

As equações fundamentais que governam a induçãoeletromagnética na terra são as equações de Maxwell. Em fre-qüências tipicamente usadas nas inspeções CSEM, correntes dedeslocamento podem ser negligenciadas para fornecer:(COPIAR), onde (COPIAR) é a intensidade do campo elétrico,(COPIAR) é a densidade do fluxo magnético, a é a condutivi-dade do meio, \íq é a permeabilidade magnética (assumida deter seu valor de espaço livre) , e0 é a permissividade elé-trica do espaço livre, (COPIAR) é a densidade da corrente dafonte e um único componente Fourier proporcional a e1C0t éconsiderado. As equações de Maxwell podem se resolvidas nu-mericamente em duas ou três dimensões para um transmissorHED de ponto, entretanto, uma forma fechada existe somentepara estruturas unidimensionais. Chave & Cox [7] deduzem umasolução para o caso de um transmissor HED em uma profundida-de infinita da água do mar para uma configuração de estratossubterrâneos unidimensionais (isto é, nos quais a resistivi-dade varia somente na direção z vertical).

Os inventores executaram uma extensão da análiseapresentada em Chave & Cox [7] para modelar um transmissorHED em uma profundidade h finita da água do mar. A resoluçãodas equações de Maxwell para um transmissor HED em uma cama-da de água do mar finita sobrepondo uma estrutura de resis-ti vidade subterrânea unidimensional prove equações para oscomponentes radial (r), azimutal (§) e vertical (z) do campoelétrico (E) e densidade de fluxo magnético (B) como mostra-do nas figuras 5A a 5F. Embora essa modelagem tenha sido e-xecutada para uma configuração de estratos unidimensionais,modelagem similar pode ser executada em duas ou três dimen-sões .Onde o operador opcional "±" ou " +" aparece nessaequação (ou quaisquer outras equações apresentadas aqui), osimbolo superior é usado quando z' > z e o simbolo inferiorquando z' < z. Nessas equações, z' e z são as alturas dotransmissor HED e detector acima do fundo do mar respectiva-mente, h é a profundidade da água do mar, ji0 é a permeabili-dade do espaço livre, P é o momento bipolar do transmissor,de Bessei de ordem zero e primeira ordem respectivamente, poé a resistividade da água do mar, k é um parâmetro análogoao número de ondas em uma integral de Fourier,

<formula>formula see original document page 34</formula>

são coeficientes definindo a interação do modo TM e TE com o fundo do mar que dependem da es-trutura de resistividade da configuração dos estratos sub-terrâneos e RATE é um coeficiente definindo a interação domodo TE com o ar.

Na apresentação das equações 1, 2, 4 e 5 (que sãoas equações que descrevem os componentes horizontais doscampos) nas figuras 5A, 5B, 5D e 5E, as equações são mostra-das divididas sobre quatro linhas de textos com cada linhade texto tendo um componente esquerdo e um direito. O compo-nente esquerdo em cada linha é marcado "TM" e resulta docomponente do modo TM do sinal transmitido e o componentedireito é marcado "TE" e resulta do componente do modo TE dosinal transmitido.

Como previamente mencionado, o componente da ondade ar é principalmente devido à interação do modo TE com oar, isto é, determinado pelo coeficiente RA . Como pode serobservado das equações 1 e 2, ER e incluem ambos os com-ponentes TM e TE e assim são afetados pela onda de ar. Esseé o motivo porque os métodos conhecidos de análise dos re-sultados das inspeções CSEM com base na intensificação daamplitude do campo elétrico não funcionam bem em águas rasas.

A equação 7, mostrada na figura 5G, define umacombinação linear de um gradiente nos dados de campo elétrico ao longo de uma primeira direção horizontal x (isto é,õEx/ôx) e um gradiente nos dados de campo elétrico ao longode uma segunda direção horizontal ortogonal y (isto é,õEy/dy) que é usada em um método de análise dos resultadosde acordo com uma modalidade da invenção.

A equação 8, mostrada na figura 5H, define umacombinação linear de um gradiente horizontal ao longo da di-reção x dos dados de campo magnético medidos ao longo de y(isto é, dBY/õx) e um gradiente horizontal ao longo da dire-ção y dos dados de campo magnético medidos ao longo de x(isto é, õBx/ôy) usada em um método de análise de resultadosde acordo com uma outra modalidade da invenção.

Combinações de dados de campo elétrico ou magnéti-co tal como mostrados nas figuras 5G e 5H são citadas comodados de resposta combinados. É observado que embora as di-reções x e y sejam ortogonais entre si, sua orientação abso-luta ao redor de um eixo geométrico z vertical é completa-mente arbitrária. Isto quer dizer, os dados de resposta com-binados definidos pelas equações mostradas nas figuras 5G e5H não dependem das direções reais ao longo das quais os da-dos de campo são medidos, contanto que as direções sejam or-togonais.

Embora os componentes do campo horizontal do campoelétrico e da densidade de fluxo magnético sejam ambos de-pendentes de TM e TE (ver equações 1, 2, 4 e 5), as combina-ções mostradas nas equações 7 e 8 dependem somente do modoTM. Por essa razão, os dados de resposta combinados defini-dos pelas equações 7 e 8 são citados como dados de decompo-sição do modo TM. Em particular, a decomposição do modo TMmostrada na equação 7 é citada como dados de decomposição domodo TM elétrico e a decomposição do modo TM mostrada na e-quação 8 é citada como dados de decomposição do modo TM mag-nético .

Pelo fato de que os dados de decomposição do modoTM não incluem qualquer dependência do modo TE, os dados dedecomposição do modo TM são muito menos sensíveis ao compo-nente da onda de ar que impede que métodos de análise con-vencionais funcionem bem em águas rasas. Para a equação 7, acarência da dependência do modo TE é uma conseqüência da ca-rência da dependência de Ez no modo TE (ver equação 3) e aconservação do fluxo do campo elétrico na ausência das car-

<formula>formula see original document page 36</formula>

gas elétricas. Isto quer dizer,

<formula>formula see original document page 36</formula>

e porque-- e independente de TE (porque

Ez é independente de TE) ,--1--e também independente deTE. A equação 8 é independente de TE porque -+—— oc Ez,da projeção da equação de Maxwell para a ondulação do campomagnético sobre o eixo geométrico z na ausência das corren-tes de deslocamento.

A Figura 6 mostra esquematicamente um navio de superfície 14 empreendendo a inspeção eletromagnética de fontecontrolada (CSEM) de uma configuração de estratos subterrâ-neos usando um método de inspeção de acordo com uma modali-dade da invenção. 0 navio de superfície 14 flutua na super-fície 2 de uma massa de água, nesse caso água do mar 4 de hmetros de profundidade. Um veiculo submersivel 19 transpor-tando uma fonte na forma de um transmissor HED 22 é preso nonavio de superfície 14 por um cabo umbilical 16 provendo umaconexão elétrica e mecânica entre o veiculo submersivel 19 eo navio de superfície 14. 0 transmissor HED é suprido comuma corrente de acionamento de modo que ele difunde um sinalEM HED para a água do mar 4. 0 transmissor HED é posicionadoa uma altura z' (tipicamente cerca de 50 metros) acima dofundo do mar 6. O navio de superfície 14, submarino 19, um-bilical 16 e transmissor HED 22 podem ser convencionais.

Um ou mais receptores remotos 125 estão localiza-dos no fundo do mar 6. Cada um dos receptores 25 inclui umpacote de instrumento 126, um detector 124, um dispositivode flutuação 128 e um peso de lastro (não mostrado) . Cadadetector é capaz de medir gradientes do campo elétrico emduas direções horizontais ortogonais para permitir que osdados de decomposição do modo TM elétrico como definido pelaequação 7 sejam obtidos. Nesse exemplo, os detectores sãotambém capazes de medir os gradientes do campo magnético emduas direções horizontais ortogonais para permitir que osdados de decomposição do modo TM magnético como definido pe-la equação 8 sejam obtidos. Exemplos de detectores adequadossão descritos mais abaixo. Os detectores são posicionados emou um pouco acima do fundo do mar. 0 pacote de instrumentos126 grava os sinais do detector para análise posterior.

Na Figura 6, a inspeção acontece sobre uma confi-guração modelo de estratos subterrâneos de fundo. Nessa con-figuração, a água do mar tem uma resistividade de 0,3 Qm eabaixo do fundo do mar 6 é uma estrutura sedimentar de meioespaço uniforme com uma resistividade de 1 Qm. A baixa re-sistividade da estrutura sedimentar é primariamente devido àsaturação aquosa dos espaços porosos. Essa estrutura sedi-mentar se estende uniformemente para baixo para uma extensãoinfinita.

A Figura 7A é um gráfico mostrando esquematicamen-te o logaritmo da amplitude do componente do campo elétricoradial modelado, Logio(E), observado em um receptor em umaorientação em linha (isto é, § = 0) em resposta ao sinal di-fundido do transmissor HED como uma função da separação, r,entre o transmissor e o receptor. Esse é o componente decampo previamente usado como a base para a análise dos dadosda inspeção CSEM e é mostrado aqui com finalidades de compa-ração. As curvas são mostradas para um número de profundida-des de água diferentes (H = 1500 m, 1000 m, 500 m, 200 m e100 m) como indicado na figura..O transmissor HED é acionadopor um sinal de acionamento AC em uma freqüência de 0,25 Hze os campos elétricos são calculados por unidade de momentobipolar elétrico do transmissor. A figura 7A demonstra comoo componente radial do campo elétrico dado pela equação 1 setorna cada vez mais dominado pelo componente da onda de ardo sinal transmitido em águas mais rasas. Por exemplo, emuma separação de cerca de 9000 m, o campo elétrico radialcalculado é aproximadamente 300 vezes maior em uma profundi-dade de água de 100 m do que em uma profundidade de água de1500 m. Isso é devido a maior contribuição relativa do com-ponente da onda de ar. Mesmo em separações de somente cercade 2000 m, a contribuição maior da onda de ar observada comuma profundidade de água de 100 m leva aos campos elétricosradiais que são cerca de dez vezes maiores do que esses ob-servados em águas mais profundas.

A Figura 7B é um gráfico mostrando esquematicamen-te a fase, %, em relação ao sinal de acionamento AC dotransmissor HED, dos componentes do campo elétrico radialmodelado marcado na figura 7A. É evidente a partir da figura7B que com uma profundidade de água finita existe pouco a-vanço na fase com separação crescente depois que o componen-te da onda de ar começa a dominar, por exemplo, além de cer-ca de r = 2000 m para h = 100 m. Isso é porque um componentedominante do sinal está percorrendo rapidamente através doar não condutor.

As Figuras 7C e 7D são similares a e serão enten-didas a partir das figuras 7A e 7B, respectivamente. Entre-tanto, enquanto as figuras 7A e 7B mostram dados de campoelétrico radial, as figuras 7C e 7D mostram dados para oscomponentes verticais do campo elétrico como uma função daseparação r. Essas curvas mostram que existe pouca dependên-cia da profundidade h da água para o componente do campo e-létrico vertical. É por essa razão que os dados do campo e-létricô vertical foram previamente propostos para inspeçãoem águas rasas [10].

A Figura 7E é um gráfico mostrando esquematicamen-te o logaritmo da decomposição do modo TM elétrico modeladodado pela equação 7 observado no receptor 125 em resposta aosinal de difusão do transmissor HED multiplicado pela sepa-ração da fonte-receptor, como uma função dessa separação pa-ra uma orientação em linha. Para outros azimutes (j), as cur-vas seriam funcionalmente similares, porém graduadas por umfator cos ((()) . A multiplicação por r prove uma parametrizaçãodo campo elétrico equivalente da decomposição do modo TM.Como com as figuras 7A e 7C, as curvas são calculadas paraum número de profundidades h de água diferentes. O transmis-sor HED é novamente acionado por um sinal de acionamento ACem uma freqüência de 0,25 Hz e a decomposição do modo TMcalculada por unidade do momento bipolar elétrico do trans-missor. É evidente a partir da figura 7E que, ao contrárioda figura 7A, existe pouca diferença entre as curvas para asprofundidades de água diferentes. Isso reflete o fato que,como com o componente vertical do campo elétrico mostrado nafigura 7C, a decomposição do modo TM não inclui uma depen-dência do modo TE que é o modo que contribui mais para ocomponente da onda de ar.

A Figura 7F é um gráfico mostrando esquematicamen-te a fase, %, em relação ao sinal de acionamento AC dotransmissor HED, da decomposição do modo TM modelado marcadona figura 7E. É evidente a partir da figura 7F que a faseavança regularmente com separação crescente para todas asprofundidades de água. Isso novamente demonstra a insensibi-lidade da decomposição do modo TM dada pela equação 7 para ocomponente de onda de ar em água rasa.

Embora não mostrado, curvas similares a essas mos-tradas nas figuras 7E e 7F, porém calculadas para a decompo-sição do modo TM magnético dado pela equação 8 demonstram ainsensibilidade da decomposição do modo TM magnético para ocomponente da onda de ar também.

A insensibilidade das decomposições do modo TM pa-ra o componente da onda de ar em águas rasas tem sido obser-vada para a configuração modelo dos estratos subterrâneos defundo mostrados na figura 6. Entretanto, esse modelo nãocontém um reservatório de hidrocarboneto. Portanto, é impor-tante mostrar que as decomposições do modo TM são sensíveisà presença de um reservatório de hidrocarboneto se eles sãopara ser de uso prático.

A Figura 8 mostra em corte vertical esquemáticouma configuração modelo dos estratos subterrâneos do reser-vatório de hidrocarboneto. Um corte do fundo do mar 6 situa-se abaixo de uma profundidade de 100 m da água do mar 4 quetem uma resistividade de 0,3 Qm. A configuração dos estra-tos abaixo do fundo do mar 6 compreende uma camada de terrasuperior de 1000 m de espessura 8, representando sedimentos,disposta acima de um reservatório de hidrocarboneto 12. Acamada de terra superior 8 tem uma resistividade de 1 Qm,novamente, primariamente devido à saturação aquosa dos espa-ços porosos. 0 reservatório de hidrocarboneto 12 é de 100 mde espessura e tem uma resistividade de p fim. Essa resisti-vidade tipicamente será maior do que essa das camadas cir-cundantes devido à presença de hidrocarboneto não condutordentro dos espaços porosos. Abaixo do reservatório de hidro-carboneto 12 está uma camada de terra inferior sedimentar 9,que, como para a camada de terra superior, tem uma resisti-vidade de 1 fim. A camada de terra inferior se estende parabaixo por uma extensão efetivamente infinita. Dessa maneira,exceto pela presença ou ausência do reservatório de hidro-carboneto 1'2, a configuração dos estratos subterrâneos doreservatório de hidrocarboneto da figura 8 é idêntica à con-figuração dos estratos subterrâneos de fundo da figura 6 pa-ra o caso de h = 100 m. Um transmissor HED 22 e um receptor125 são novamente mostrados.

A Figura 9A é um gráfico mostrando esquematicamente o logaritmo da amplitude do componente do campo elétricoradial modelado, Logio(E), observado em um receptor em res-posta ao sinal de difusão do transmissor HED como uma funçãoda separação, r, entre o transmissor e o receptor com o re-servatório subterrâneo do reservatório de hidrocarbonetomostrado na figura 8. Esse componente de campo convencional-mente usado é novamente mostrado por finalidades de compara-ção . As curvas são calculadas para um número de resistivida-des diferentes p para o reservatório de hidrocarboneto (p =1 fim (isto é, efetivamente nenhum reservatório detectável),10 fim, 20 fim, 50 fim e lOOfim) como indicado na figura. Otransmissor HED é novamente acionado por um sinal de aciona-mento AC em uma freqüência de 0,25 Hz e os campos elétricossão calculados por unidade do momento bipolar elétrico dotransmissor. As curvas mostradas na figura 9A são todas mui-to similares entre si, mesmo embora exista uma ampla faixade resistividades de reservatório. Isso é porque com umaprofundidade de água de somente 100 m, o componente do campoelétrico radial é dominado pelo componente da onda de ar domodo TE e não pode ser usado para identificar apropriadamen-te a presença ou não de um reservatório de hidrocarboneto.

A Figura 9B é um gráfico mostrando esquematicamen-te a fase, %, em relação ao sinal de acionamento AC dotransmissor HED, dos componentes do campo elétrico radialmodelado marcados na figura 9A. É evidente a partir da figu-ra 9B que existe pouco avanço na fase com separação crescen-te para todas as resistividades do reservatório. Isso é no-vamente porque um componente dominante do sinal transmitidoestá percorrendo através do ar não condutor.

As Figuras 9C e 9D são similares a e serão enten-didas a partir das figuras 9A e 9B, respectivamente. Entre-tanto, enquanto as figuras 9A e 9B mostram dados de campoelétrico radial, as figuras 9C e 9D mostram dados para com-ponentes verticais do campo elétrico. Essas curvas mostramque ao contrário dos dados do campo elétrico radial, os da-dos do campo elétrico vertical são sensíveis à resistividadedo reservatório de hidrocarboneto. É novamente por essa ra-zão que os dados do campo elétrico vertical foram previamen-te propostos para a inspeção em águas rasas [10] .A Figura 9E é um gráfico mostrando esquematicamen-te o logaritmo da decomposição do modo TM elétrico modeladoobservado no receptor 125 em resposta ao sinal de difusão dotransmissor HED 22 multiplicado pela separação da fonte-receptor como uma função dessa separação para a configuraçãodos estratos subterrâneos do reservatório de hidrocarbonetoda figura 8. Como antes, a multiplicação por r prove uma pa-rametrização do campo elétrico equivalente da decomposiçãodo modo TM. Como com a figura 9A, as curvas são calculadaspara um número de resistividades diferentes de reservatóriode hidrocarboneto. 0 transmissor HED é novamente acionadopor um sinal de acionamento AC em uma freqüência de 0,25 Hze a decomposição do modo TM calculada por unidade do momentobipolar elétrico do transmissor. É evidente a partir da fi-gura 9E que, ao contrário das curvas de campo elétrico radi-al dominadas pela onda de ar da figura 9A, existe uma fortedependência na resposta calculada da decomposição do modo TMna resistividade do reservatório de hidrocarboneto, mesmoembora a profundidade da água do mar seja somente 100 m. A-lém disso, ao contrário dos dados mostrados na figura 9C,essa sensibilidade ao reservatório de hidrocarboneto é obti-da sem o uso de detectores bipolares verticais que são pro-pensos a ruido. Na realidade, os dados de decomposição domodo TM são funcionalmente similares aos dados do campo elé-trico vertical, mas são obtidos a partir das medições hori-zontais do campo elétrico.

Para uma resistividade de reservatório de hidro-carboneto de p = 100 Qm, o sinal de decomposição do modo TMé cerca de 300 vezes maior em uma separação de r = 11000 mdo que para o caso de p = 1 Qm (isto é, efetivamente nenhumreservatório de hidrocarboneto detectável). Isso demonstraclaramente a sensibilidade da decomposição do modo TM elé-trico à presença ou não de um reservatório de hidrocarboneto.

A Figura 9F é um gráfico mostrando esquematicamen-te a fase, %f em relação ao sinal de acionamento AC dotransmissor HED, da decomposição do modo TM modelado marcadona figura 9E. É evidente a partir da figura 9B que a faseavança em taxas diferentes para resistividades diferentes dereservatório de hidrocarboneto. Isso novamente demonstra asensibilidade da decomposição do modo TM elétrico dada pelaequação 7 à presença de um reservatório de hidrocarboneto.

Embora novamente não mostrado, curvas similares aessas mostradas nas figuras 9E e 9F, porém calculadas para adecomposição do modo TM dado pela equação 8 também demons-tram a sensibilidade da decomposição do modo TM magnético aoreservatório de hidrocarboneto.

A Figura 10A é um gráfico mostrando esquematicamente a razão P das curvas marcadas nas figuras 9A (compo-nente do campo elétrico radial), 9C (componente do campo e-létrico vertical) e 9E (decomposição do modo TM elétrico)para um reservatório de hidrocarboneto de resistividade p =100 Çlm para as curvas correspondentes para as quais não e-xiste reservatório de hidrocarboneto detectável (isto é, p =1 Qm) . As curvas são marcadas Er, Ez e TME, para o campo e-létrico radial, campo elétrico vertical e a decomposição domodo TM elétrico, respectivamente. A figura 10A demonstra asensibilidade das decomposições do modo TM elétrico à pre-sença do reservatório de hidrocarboneto como uma função daseparação r e sua similaridade com os dados do campo elétri-co vertical. Isso é evidente a partir dos grandes desvios daunidade para a curva. Como mencionado acima, em uma separa-ção de r = 11000 m, a decomposição do modo TM elétrico écerca de 300 vezes maior com um reservatório de hidrocarbo-neto de p = 100 fim do que quando não existe reservatório dehidrocarboneto detectável (isto é, p = 1 fim). A insensibili-dade do componente do campo elétrico radial à presença doreservatório de hidrocarboneto (devido ao componente da ondade ar dominando o sinal) é também evidente.

A Figura 10B é um gráfico mostrando esquematica-mente a diferença na fase Ax entre as curvas marcadas nasfiguras 9B (componente do campo elétrico radial), 9D (compo-nente do campo elétrico vertical) e 9F (decomposição do modoTM elétrico) para um reservatório de hidrocarboneto de re-sistividade p = 100 fim e as curvas correspondentes respecti-vas para os quais não existe reservatório de hidrocarbonetodetectável (isto é, p = 1 fim). As curvas são marcadas Er, Eze TME, respectivamente. A figura 10B novamente demonstra asensibilidade da decomposição do modo TM à presença do re-servatório de hidrocarboneto como uma função da separação r.Isso é evidente a partir do aumento progressivo no valor ab-soluto de Ax- A insensibilidade relativa do componente docampo elétrico radial à presença do reservatório de hidro-carboneto é novamente observada.

Curvas do tipo mostrado nas figuras 9 e 10 que sãoderivadas de uma inspeção CSEM real do tipo mostrado nos da-dos na figura 6 podem ser também analisadas usando técnicaspadrões, por exemplo, inversão geofísica, para produzir ma-pas de resistividade subterrânea da área sendo inspecionada.Essas técnicas de análise podem ser amplamente similares àstécnicas previamente usadas em inspeções de águas profundaspara dados de campo elétrico radial do tipo mostrado na fi-gura 9A para técnicas de análise de dados de inspeção CSEMconvencionais para inspeções, por exemplo.

Pelo fato de que na prática, as configurações dosestratos subterrâneos geralmente não são tão simples comoessas usadas nas inspeções de modelo descritas acima, podeser dificil identificar diretamente a partir das curvas dotipo mostrado nas figuras 9E e 9F obtidas de inspeções reaisse as curvas contêm aspectos indicativos de um reservatóriode hidrocarboneto enterrado ou meramente aspectos relaciona-dos com estruturas de fundo de escala maior locais. Em par-ticular, o tipo de dados de decomposição do modo TM observa-dos com um reservatório de hidrocarboneto resistivo fino em-butido em um fundo de resistividade uniforme pode ser simi-lar a esses observados em uma configuração de estratos sub-terrâneos compreendendo camadas de resistividade crescentecom a profundidade. Esse tipo de estrutura com resistividadecrescente é um aspecto de algumas bacias sedimentares subma-rinas , por exemplo, e pode surgir devido à expulsão progres-siva dos fluidos do poro condutor com profundidades crescen-tes por uma pressão de terra superior ascendente. Dessa ma-neira, o conhecimento da estrutura de fundo de grande escalados estratos subterrâneos na área da qual os dados de inspe-ção estão sendo analisados é freqüentemente útil de modo adeterminar confiantemente se os aspectos nos dados de decom-posição do modo TM são causados por uma camada de hidrocar-boneto enterrada ou se eles são causados por estruturas defundo de grande escala.

As Figuras 11A e 11B mostram duas configuraçõesmodelos de estratos subterrâneos usadas para mostrar a difi-culdade na distinção entre um reservatório de hidrocarbonetoresistivo fino (figura 11A) e uma resistividade regularmentecrescente com profundidade crescente (figura 11B) . A figura11A mostra uma configuração modelo subterrânea do reservató-rio de hidrocarboneto que é similar a essa da figura 8 parao caso onde a resistividade do reservatório de hidrocarbone-to p = 100 fim. Entretanto, a configuração modelo dos estra-tos subterrâneos da figura 11A inclui uma profundidade infi-nita de água do mar, em oposição aos 100 m de profundidadeda água do mar da figura 8. No modelo de configuração dosestratos subterrâneos com resistividade crescente da figura11B, uma seção do fundo do mar 6 se situa abaixo de uma pro-fundidade infinita da água do mar 4. Os estratos abaixo dofundo do mar 6 compreendem uma série de camadas sedimentaresde resistividade crescente. Uma primeira camada 10 tem umaresistividade uniforme de 1 fim e uma espessura de 4 00 m.Uma segunda camada 13 tem uma resistividade uniforme de 5fim e uma espessura de 1000 m. Abaixo da segunda camada 13está uma terceira camada 15 que tem uma resistividade de 10fim e se estende para baixo por uma extensão infinita. Umtransmissor HED 22 e um receptor 125 são também mostrados.

A Figura 12A é um gráfico mostrando curvas modela-das para os dados de decomposição do modo TM elétrico quesão similares a e serão entendidos a partir das curvas dedecomposição do modo TM mostradas na figura 10A, mas que sãocalculadas para a configuração dos estratos subterrâneos doreservatório de hidrocarboneto mostrado na figura 11A (mar-cado TMHC) e para a configuração dos estratos subterrâneosde resistividade crescente mostrados na figura 11B (marcadosTMnão hcj ^ £ evidente que os dados de decomposição do modo TMcalculados para o modelo do reservatório de hidrocarbonetosão similares aos dados de decomposição do modo TM calcula-dos para o modelo de resistividade crescente. Isso demonstraa ambigüidade que pode surgir com dados de decomposição domodo TM quando tentando distinguir entre uma configuração deestratos subterrâneos tendo um reservatório de hidrocarbone-to e algumas outras configurações de estratos subterrâneosde grande escala.

Por causa dessa ambigüidade possível, a análisedos dados de inspeção obj etivado no estabelecimento de seuma configuração dos estratos subterrâneos contém um reser-vatório de hidrocarboneto resistivo fino normalmente envol-verá gerar dados de decomposição do modo TM tal como essesdefinidos pelas equações 7 (elétrico) ou 8 (magnético). Es-ses dados de resposta são sensíveis à presença de reservató-rios de hidrocarboneto subterrâneos, mesmo em águas rasas.Entretanto, além disso, para determinar confiantemente seaspectos dos dados de decomposição do modo TM são indicati-vos de um reservatório de hidrocarboneto ou da estrutura defundo local, é útil determinar como os dados de decomposiçãodo modo TM para uma dada configuração dos estratos subterrâ-neos aparecerão se não existisse reservatório de hidrocarboneto.

Essa etapa de análise, geralmente citada como nor-malização, é geralmente feita com a ajuda dos dados de fun-do . Os dados de fundo são específicos para a área sendo ins-pecionada e podem ser obtidos em uma variedade de maneiras.Uma maneira é modelar a inspeção EM executada para obter osdados de decomposição do modo TM com uma configuração modelode estratos subterrâneos de fundo. 0 modelo de fundo deveser tão próximo de uma igualdade quanto possível para a es-trutura de fundo real na área sendo inspecionada. Uma compa-ração dos dados de decomposição do modo TM com os dados defundo prove dados de diferença sensíveis à provável presen-ça, extensão e localização de um reservatório de hidrocarbo-neto subterrâneo embutido dentro da configuração dos estra-tos subterrâneos de fundo. Por exemplo, se os dados de de-composição do modo TM rigorosamente igualam os dados de fun-do, é improvável existir uma camada de hidrocarboneto enter-rada . Se, por outro lado, existem diferenças, isto é, anoma-lias, nos dados de decomposição do modo TM comparados com osdados de fundo, por exemplo, uma maior amplitude de sinal doreceptor, isso poderia ser quantitativamente avaliado emtermos de ser indicativo de um reservatório de hidrocarbone-to enterrado. A variação nas anomalias em separações hori-zontais diferentes prove informação sobre a profundidade eextensão de um reservatório de hidrocarboneto. Por exemplo,se as diferenças entre os dados de decomposição do modo TM eos dados de fundo são somente evidentes em grandes separa-ções horizontais de fonte-receptor, isso é provável de indi-car que o reservatório de hidrocarboneto está relativamenteenterrado profundamente. Similarmente, uma descontinuidadenos dados de decomposição do modo TM como uma função da se-paração horizontal é provável de indicar um limite ou bordade um reservatório de hidrocarboneto na localização da des-continuidade.

Modelos de fundo adequados para usar na geraçãodos dados de fundo podem ser obtidos de várias maneiras.

Uma maneira de obter a informação exigida paraconstruir um modelo de fundo adequado é com técnicas conven-cionais de inspeção eletromagnética MT. Como mencionado aci-ma, essas técnicas são capazes de prover informação sobreestruturas de resistividade de fundo de grande escala, mesmoembora elas sejam geralmente incapazes de detectar os reser-vatórios de hidrocarboneto diretamente.

Uma outra maneira de obter a informação exigidapara construir um modelo de fundo adequado é a partir dosdados de inspeção CSEM. Como mencionado acima, é o componen-te do modo TE de um sinal transmitido que pode prover infor-mação se a estrutura de fundo é uma inspeção CSEM. Os dadosde resposta do modo TE podem ser obtidos a partir de combinações lineares similares de gradientes nos dados de campoelétrico ou magnético para esses dados para o modo TM nasequações 7 e 8.A equação 9, mostrada na figura 13A, define umacombinação linear de um gradiente nos dados de campo elétri-co medidos ao longo de y com relação a x (isto é, ôEy/ôx) eum gradiente nos dados de campo elétrico medidos ao longo dex com relação a y (isto é, dEx/dy) . A equação 9 define dadosde resposta combinados que incluem somente uma dependênciado modo TE e nenhuma dependência do modo TM.

A equação 10, mostrada na figura 13B, define umacombinação linear de um gradiente nos dados de campo magné-tico medidos ao longo de x com relação a y (isto é, dBx/ôy)e um gradiente nos dados de campo magnético medidos ao longode y com relação a x (isto é, dBy/õx) . A equação 10 tambémdefine dados de resposta combinados que incluem somente umadependência do modo TE e nenhuma dependência do modo TM.

Os dados de resposta combinados dados pela equação9 são citados como dados de decomposição do modo TE elétricoe os dados de resposta combinados mostrados na equação 10são citados como dados de decomposição do modo TE magnético.

A Figura 12B é um gráfico que é similar a e seráentendido a partir da figura 12A. Entretanto, enquanto a fi-gura 12A marca os dados para as decomposições do modo TM e-létricô calculados para os estratos subterrâneos do modelomostrado nas figuras 11A e 11B, a figura 12B marca os dadospara as decomposições do modo TE elétrico calculados para asmesmas configurações modelos de estratos subterrâneos. Acurva calculada para a configuração dos estratos subterrâ-neos do reservatório de hidrocarboneto mostrados na figura11A é marcada TEHC e a curva para a configuração dos estra-tos subterrâneos de resistividade crescente mostrados na fi-gura 11B é marcada TEnao HC. É evidente que os dados de decom-posição do modo TE calculados para o modelo do reservatóriode hidrocarboneto são muito diferentes aos dados de decompo-sição do modo TE calculados para o modelo de resistividadecrescente.

Assim a obtenção dos dados de decomposição do modoTE do tipo definido nas equações 9 e 10 pode ajudar a dis-tinguir entre configurações diferentes de estratos subterrâ-neos , tal como esses mostrados nas figuras 11A e 11B queprovêem respostas similares para a decomposição do modo TM.Onde isso é feito, depois que os dados de decomposição domodo TM (como definido pela equação 7 ou 8) e os dados dedecomposição do modo TE (como definido pela equação 9 ou 10)são providos, eles podem ser analisados em uma maneira aná-loga às técnicas de análise aplicadas em dados CSEM conven-cionais em linha (dominados pela resposta TM) e acima da li-nha da água (dominados pela resposta TE) .

Entretanto, é observado que em águas rasas, o usodas decomposições do modo TE para ajudar na distinção de es-truturas diferentes de fundo de grande escala é propenso àsmesmas dificuldades associadas com o componente de onda dear como descrito acima, O impacto do componente da onda dear pode ser reduzido até certo ponto utilizando sinais EMrelativamente de baixa freqüência. Sinais de baixa freqüên-cia sofrem menos atenuação quando eles passam através dosestratos subterrâneos e assim o componente da onda de ar nãoé tão dominante nos campos EM induzidos em um receptor porum transmissor HED acionado por uma corrente AC de baixafreqüência. Por causa disso, sinais de baixa freqüência sãocapazes de prover informação sobre estruturas de resistivi-dade de fundo de grande escala necessárias para gerar um mo-delo de fundo. (Sinais de baixa freqüência não são tão úteisna identificação das camadas resistivas finas diretamentedevido à resolução espacial reduzida associada com seus lon-gos comprimentos de onda).

Em outros casos, uma área a ser inspecionada j áestará muito bem caracterizada pela inspeção prévia. Por e-xemplo, em um campo petrolífero ou região petrolífera produ-tora, existe provavelmente uma abundância de dados sísmicose de registro de poço existentes. Nesses casos, os modelosde fundo podem ser calculados a partir de um modelo de for-mação de rocha. O modelo de formação de rocha pode ser cria-do a partir dos dados sísmicos e assim resistividades atri-buídas para os vários componentes na estrutura de rocha u-sando as resistividades obtidas dos dados de registro do po-ço. (Se dados de registro de poço diretamente aplicáveis nãoestão disponíveis, pode ser possível estimar valores de re-sistividade por comparação com os dados de resistividade depoços próximos em estruturas geológicas similares.) Essatécnica para obter a informação exigida para construir ummodelo de fundo adequado será especialmente adequada a apli-cações em campos petrolíferos existentes, tal como monitora-mento do esvaziamento das reservas a longo prazo.

Quando monitorando o esvaziamento, pode ser sufi-ciente comparar diretamente os dados de decomposição do modoTM tirados em momentos diferentes, por exemplo, separadospor várias semanas ou meses, sem o uso de um modelo de for-mação de rocha. Em outras palavras, os dados de fundo usadossão dados de uma inspeção similar prévia. Diferenças nos da-dos de decomposição do modo TM tirados em momentos diferen-tes são indicativas de mudanças no reservatório de hidrocar-boneto que ocorreram entre os tempos nos quais os dados fo-ram tirados. Por causa disso, esse tipo de comparação proveuma ferramenta de monitoramento útil. Os dados de decomposição do modo TM tirados no momento anterior assim efetivamen-te agem como dados de fundo para comparação com os dados dedecomposição do modo TM tirados no momento posterior.

A Figura 14A mostra esquematicamente em vista pla-na um detector exemplar 40 que pode ser usado em um receptor125 durante uma inspeção CSEM do tipo mostrada na figura 6.O detector 40 permite que dados de decomposição do modo TMelétrico sejam obtidos. O detector 40 compreende dois braçosortogonais. Um braço x 42 define a direção x enquanto umbraço y 4 4 define a direção y. O braço x 42 suporta quatroeletrodos marcados Vxl, Vx2, Vx3 e Vx4. 0 braço y 44 suportaquatro eletrodos adicionais marcados Vyl, Vy2, Vy3 e Vy4. Oseletrodos são conectados em conjunto de circuito convencio-nal (não mostrado) para medir e registrar o potencial elé-trico de cada eletrodo. Os eletrodos formam pares respecti-vos, Vxl e Vx2 formam um primeiro par, Vx3 e Vx4 formam umsegundo par, Vyl e Vy2 um terceiro e Vy3 e Vy4 um quarto.Cada par é separado pela mesma distância 8 e os pontos mé-dios dos pares no mesmo braço de suporte são separados poruma distância A.

As medições de potencial elétrico Vxl e Vx2 (cor-respondendo com os potenciais elétricos medidos nos eletro-dos correspondentemente marcados na figura 14A) permitem que

o componente x da intensidade do campo elétrico seja medido

<formula>formula see original document page 56</formula>

no ponto médio entre Vxl e Vx2, (isto é, Exl =-). Umamedição similar do componente x do campo elétrico pode ser

<formula>formula see original document page 56</formula>

feita entre os eletrodos Vx3 e Vx4, (isto é, Exl =-).

<formula>formula see original document page 56</formula>

Assim o gradiente ôEx/õx, dado por - pode ser determinado. Um cálculo similar pode ser feito para eletrodos nobraço y para produzir uma medição da decomposição do modo TMelétrico definida pela equação 7 como segue:

<formula>formula see original document page 56</formula>

Isso é mostrado somente como uma identidade apro-ximada desde que ele assume que os gradientes sejam linea-res. No caso em que os gradientes não são lineares sobre aescala de comprimento do detector, existirá uma leve impre-cisão devido aos gradientes nos potenciais e os gradientesnos campos elétricos não sendo amostrados na mesma localiza-ção (isto é, nos pontos médios dos pares respectivos dos e-létrodos e no ponto médio do detector, respectivamente).

A Figura 14B mostra esquematicamente em vista pla-na um outro detector exemplar 50 que permite que dados dedecomposição do modo TM elétrico sejam obtidos. O detector50 novamente compreende um braço x 52 e um braço y ortogonal54. O braço x 52 suporta dois eletrodos marcados Vxl e Vx2.O braço y 54 suporta dois eletrodos adicionais marcados Vyle Vy2. Um eletrodo central (isto é, comum a ambos os bra-ços ), marcado Vc, fica localizado no centro do detector. Ca-da um dos eletrodos Vxl, Vx2, Vyl e Vy2 é separado do ele-trodo central Vc pela mesma distância A. 0 detector mostradona figura 14B pode ser considerado como sendo uma modifica-ção do detector mostrado na figura 14A na qual os eletrodosVx2, Vx3, Vy2 e Vy3 do detector 40 mostrado na figura 14Asão coincidentes (isto é, ô = A) e assim provêem a mesma me-dição de potencial elétrico Vc. Dessa forma, usando o detec-tor 50 mostrado na figura 14B, a decomposição do modo.TM e-létrico definida pela equação 7 pode ser calculada como se-gue :

<formula>formula see original document page 57</formula>

A Figura 14C mostra esquematicamente em vista emperspectiva um detector exemplar 60 que pode ser usado em umreceptor 125 durante uma inspeção CSEM do tipo mostrada nafigura 6. O detector 60 permite que os dados de decomposiçãodo modo TM magnético sejam obtidos. O detector 60 compreendedois braços ortogonais. Um braço x 62 define a direção x en-quanto um braço y 64 define a direção y. O braço x 62 supor-ta duas bobinas convencionais para obter dados de campo mag-nético, marcadas Cxi e Cx2. As bobinas são dispostas no pla-no xz. O braço y 64 suporta duas bobinas adicionais marcadasCyl e Cy2 dispostas no plano yz. As bobinas são conectadasem conjunto de circuito convencional (não mostrado) para me-dir e registrar a densidade do fluxo magnético através decada bobina. Assim, Cxi mede um primeiro campo magnético Bylao longo da direção y, Cx2 mede um segundo campo magnéticoBt2 ao longo da direção y, Cyl mede um primeiro campo magné-tico Bxl ao longo da direção x e Cy2 mede um segundo campomagnético Bx2 ao longo da direção x. 0 centro das bobinas emcada braço é separado pela mesma distância A. Assim, usandoo detector 60 mostrado na figura 14C, a decomposição do modoTM magnético definida pela equação 8 pode ser calculada comosegue:

<formula>formula see original document page 58</formula>

A Figura 14D mostra esquematicamente em vista pla-na um detector exemplar 70 que pode ser usado para permitirque os dados de decomposição do modo TE elétrico sejam obti-dos . O detector 70 compreende dois braços ortogonais. Umbraço x 72 define a direção x enquanto um braço y 7 4 definea direção y. O braço x 72 suporta quatro eletrodos marcadosVxl, Vx2, Vx3 e Vx4. O braço y 74 suporta quatro eletrodosadicionais marcados Vyl, Vy2, Vy3 e Vy4. Como com o detector4 0 mostrado na figura 14 A, os eletrodos são conectados emconjunto de circuito convencional (não mostrado) para medire registrar o potencial elétrico de cada eletrodo. Os elé-trodos são dispostos em pares posicionados um em qualquerlado de cada extremidade dos braços. Cada par é separado pe-la mesma distância 8 e o ponto médio dos pares no mesmo bra-ço de suporte é separado pela mesma distância A. O detector70 permite que gradientes adequados no campo elétrico sejammedidos de modo que a decomposição do modo TE elétrico defi-nida pela equação 9 pode ser calculada como segue:

<formula>formula see original document page 58</formula>A Figura 14E mostra esquematicamente em vista emperspectiva um detector exemplar 80 que permite que os dadosde decomposição do modo TE magnético sejam obtidos. 0 detec-tor 80 compreende braços ortogonais 62 e 64. Cada braço su-porta duas bobinas para obter os dados de campo magnético,marcadas Cxi, Cx2, Cyl e Cy2. O detector 80 é similar a essemostrado na figura 14C, mas com cada bobina sendo girada 90graus ao redor de um eixo geométrico vertical. Assim Cxi me-de um primeiro campo magnético Bxl ao longo da direção x,Cx2 mede um segundo campo magnético Bx2 ao longo da direçãox, Cyl mede um primeiro campo magnético Byl ao longo da di-reção y e Cy2 mede um segundo campo magnético By2 ao longoda direção y. Novamente, o centro das bobinas em cada braçoé separado pela mesma distância A. Assim, usando o detector80, a decomposição do modo TE magnético definida pela equa-ção 10 pode ser calculada como segue:

<formula>formula see original document page 59</formula>

Será verificado que muitas outras disposições dedetectores também permitirão que gradientes horizontais a-propriados nos dados de campo elétrico e/ou magnético sejammedidos de modo que as decomposições do modo TM e/ou TE elé-trico e/ou magnético descritas acima podem ser obtidas. Tam-bém será verificado que em algumas inspeções, os receptorespodem incluir detectores adequados para medir combinaçõesdiferentes de dados de resposta combinados. Por exemplo, umainspeção básica pode usar somente um detector do tipo mos-trado na figura 14A ou 14B para medir somente dados de de-composição do modo TM elétrico por simplicidade. Uma outrainspeção poderia usar similarmente somente um detector dotipo mostrado na figura 14C para obter dados de decomposiçãodo modo TM magnético. Entretanto, para proporcionar estatís-tica de amostragem melhorada, os receptores utilizados emuma outra inspeção poderiam ter detectores para obter ambosos dados de decomposição do modo TM elétrico e magnético.Além do mais, em inspeções onde os dados TE devem ser usadospara prover dados da estrutura de fundo, um receptor tendodetectores para obter todas as quatro decomposições defini-das nas equações 7, 8, 9 e 10 poderia ser usado.

Por meio de exemplo, uma análise do comportamentode um detector do tipo mostrado na figura 14A para obter da-dos de decomposição do modo TM elétrico será agora conside-rada.

A Figura 15A é uma representação da escala de tonsesquematica da magnitude dos dados de decomposição do modoTM elétrico modelado obtida por unidade de dipolo fonte comouma função da posição em uma área de 10 km quadrados de fun-do de mar sobre a configuração modelo dos estratos subterrâ-neos mostrada na figura 11A. Os dados são novamente gradua-dos pela separação do transmissor-receptor para prover umcampo elétrico equivalente. Os dados são modelados para umaformação de receptores dispostos com um espaçamento de 200 mem uma grade cartesiana regular definida por eixos geométri-cos A e B. O transmissor HED é um dipolo de ponto localizadoem A = B = 0 com o seu eixo geométrico bipolar paralelo aoeixo geométrico A e é acionado por um sinal de acionamentoAC em uma freqüência de 0,25 Hz. A orientação do detector decada receptor é assumida como sendo tal que a direção x éparalela ao eixo geométrico A para todos os receptores. Oseletrodos detectores são dispostos tal que A = 1 m (ver fi-gura 14A) . Em uma inspeção prática, o valor de 8 será esco-lhido para ser grande o suficiente que a precisão da mediçãopermite que uma magnitude esperada de gradiente seja medidaentre os pares de eletrodo. Para os dados mostrados na figu-ra 15A, 5 é tirado para ser muito pequeno.

A Figura 15B corresponde com a figura 15 A, masmostra a resposta modelada teórica idealizada usando detec-tores de ponto (isto é, A = 5 = 0).

As Figuras 15C e 15D são similares às figuras 15Ae 15B, mas mostram a fase dos dados de decomposição do modoTM elétrico modelado ao invés da magnitude.

É evidente a partir das figuras 15A-D que a exten-são finita dos detectores não afeta significativamente osdados modelados comparados com os dados dos detectores deponto idealizados.

A curva marcada A = 1 m na figura 16A mostra o er-ro porcentual 8 nos dados modelados mostrados na figura 15Acomparado com esse na figura 15B como uma função da faixa(isto é, separação da fonte-receptor) para receptores em li-nha com o eixo geométrico bipolar (isto é, como uma funçãode A, para B = 0) . As curvas marcadas A = 5m, A = lOm, A =25m e A = 50 m mostram curvas similares para valores maioresde A (como marcado). Em cada caso, exceto para a descontinu-idade na proximidade da fonte, o erro porcentual é menor doque 1%. Isso é também o caso para todos os azimutes excetopara o perto do extremo <|) = 90 graus, para o qual a decompo-sição do modo TM elétrico para uma terra unidimensional (1D)é de magnitude zero. A figura 16B é similar à figura 16A,mas mostra dados de fase ao invés de dados de magnitude. No-vamente, os erros porcentuais são substancialmente menoresdo que 1%. Essas figuras demonstram que a abordagem da decomposição do modo TM para a inspeção CSEM é possível usandodetectores realistas de tamanho finito.

As Figuras 17A, 17B, 18A e 18B são similares a eserão entendidas a partir das figuras 15A, 15B, 15C e 15D,respectivamente. Entretanto, enquanto as figuras 15A-15Dmostram a decomposição do modo TM modelado para uma formaçãode receptores tendo A = 1 m e cada um disposto com seu eixogeométrico x paralelo ao eixo geométrico A (isto é, tambémparalelo ao eixo geométrico bipolar), nas figuras 17 e 18,os dados modelados são mostrados para A = 10 m e com cadareceptor aleatoriamente orientado.

As Figuras 19A e 19B mostram os erros porcentuais8 nos dados modelados mostrados nas figuras 17A e 18A compa-rados com esses na figura 17B e 18B, respectivamente, comouma função da faixa para receptores em linha com o eixo geo-métrico bipolar. Novamente excetuando a descontinuidade naproximidade da fonte, o erro porcentual é essencialmente 0%para todos os receptores. Esse é novamente também o caso pa-ra todos os azimutes (exceto <|) = 90 graus) . Isso demonstra,que como mencionado acima, a orientação do eixo geométrico xe y de cada receptor em relação ao azimute do receptor nãoafeta os cálculos da decomposição do modo TM. Esse é umgrande beneficio da abordagem da decomposição do modo TM jáque não é necessário registrar ou considerar a orientação deum detector disposto.

As Figuras 20A e 20B são similares às figuras 19Ae 19B, mas mostram os erros porcentuais associados com de-tectores do tipo mostrado na figura 14A com A = 10 m, porémcom uma distorção translacional de 3 m em ambos x e y (istoé, tal que os braços x e y não se cruzam no seu centro) com-parado com os dados de resposta idealizados. É evidente queembora os erros porcentuais sejam relativamente grandes parafaixas curtas (isto é, onde os gradientes de campo são maispronunciados) , além de 1 km todos os erros são menores doque 5%. Isso mostra que os dados de decomposição do modo TMsão relativamente robustos para especificar as posições doeletrodo dentro do detector.

As Figuras 2IA e 21B são similares às figuras 20Ae 20B, mas mostram os erros porcentuais associados com de-tectores do tipo mostrado na figura 14A com A = 10 m, mascom uma variação aleatória no ângulo entre os braços x e yde cada um dos detectores (isto é, seus braços não são per-feitamente ortogonais) comparados com os dados de respostaidealizados. Os desvios da ortogonalidade para os detectorescompreendendo a formação de receptor são normalmente distri-buídos com um desvio padrão de 1 grau. Os erros são um poucomaiores do que os observados com os braços distorcidos natranslação (mostrados nas figuras 20A e 20B), mas são geral-mente menores do que 10%. Isso mostra que a decomposição domodo TM é também relativamente insensível aos efeitos quesurgem das vibrações nos braços detectores, por exemplo.

A análise acima demonstra a aplicabilidade das decomposições do modo TM com base em gradientes horizontais no campo eletromagnético para estruturas de terra 1D, isto é, estratos de extensão horizontal infinita. Na realidade, a terra é 3D e isso pode significar que as contribuições do modo TM e TE. aos sinais detectados são misturadas em uma maneira mais complicada do que para uma simples terra 1D. A terra 3 D tipicamente compreende estratos subterrâneos que podem ser modelados como estruturas 3D embutidas em um fundo 1D. Se uma estrutura 3D embutida em uma estrutura 1D é relativamente pequena, a decomposição do modo TM diferirá dessa da estrutura 1D sozinha na posição da estrutura embutida. Assim, um artefato que identifica a localização da estrutura 3D ocorre nos dados. Se a estrutura 3D é maior, a decomposição do modo TM mostrará um artefato no limite da estrutura embutida. Isso significa que a abordagem de decomposição do modo TM pode ser uma ferramenta poderosa para detectar as bordas dos reservatórios de hidrocarboneto.

A Figura 22A mostra em corte vertical esquemático uma configuração modelo de estratos subterrâneos 3D. Um transmissor HED 22 e um receptor 125 são também mostrados. A configuração modelo dos estratos subterrâneos 3D inclui uma seção de fundo do mar 6 abaixo de uma profundidade de 120 m de água do mar 4 tendo resistividade de 0,3 Qm. Os estratos abaixo do fundo do mar 6 compreendem um reservatório de hidrocarboneto de extensão finita 90 dentro de uma estrutura de fundo de outra forma uniforme 92 de extensão horizontalinfinita e vertical semi-infinita. A estrutura de fundo uniforme tem uma resistividade de 1 fim. 0 reservatório de hi-drocarboneto de extensão finita tem uma espessura vertical de 50 m e uma extensão quadrada de 6000m x 6000 m em um plano horizontal, sua face superior está 1575 m abaixo do fundo do mar e o reservatório tem uma resistividade de 100 fim.

A Figura 22B mostra um corte horizontal esquematico através do centro do reservatório de hidrocarboneto de extensão finita 90 dentro da configuração modelo dos estratos subterrâneos 3D mostrados na figura 22A. A posição projetada do transmissor 22 é marcada por uma cruz 94.

A Figura 23A é uma representação esquemática da escala de tons da magnitude dos dados de decomposição do modo TM elétrico modelados obtidos por unidade de dipolo fonte como uma função da posição em uma área quadrada de 14 km de fundo do mar sobre a configuração modelo de estratos subterrâneos 3D mostrada nas figuras 22A e 22B. Os dados são novamente graduados pela separação do transmissor-receptor para prover um campo elétrico equivalente. Como com a figura 15A, os dados são modelados para uma formação de receptores quadrada regular disposta em um espaçamento de 200 m em uma grade cartesiana definida pelos eixos geométricos A e B. 0 transmissor HED é um dipolo de ponto localizado em A = -5 km, B = 0 km, com seu eixo geométrico bipolar paralelo ao eixo geométrico A. O transmissor é acionado por um sinal de acionamento AC em uma freqüência de 0,25 Hz. A posição do reservatório de hidrocarboneto de extensão finita enterrado é mostrada em esboço por uma linha branca. As bordas do re-servatório quadrado são paralelas ao eixo geométrico A e B e estão localizadas em A = -6 kme 0 kme B = -3 kme 3 km. Assim, o transmissor está 1 km dentro do limite esquerdo do reservatório como mostrado na figura 23A.

A Figura 23B é similar à figura 23A, mas mostra a fase dos dados de decomposição do modo TM elétrico modelados ao invés da magnitude.

A curva marcada TM3D na figura 24A assinala os dados modelados mostrados na figura 23A como uma função da faixa (isto é, separação de fonte-receptor) para receptores em linha com o eixo geométrico bipolar (isto é, como uma função de A, para B = 0). A curva marcada TM1D mostra os dados modelados similares para uma configuração dos estratos subterrâneos que é similar a essa mostrada na figura 22A, mas para os quais o reservatório de hidrocarboneto é de extensão horizontal infinita (isto é, um modelo 1D). A figura 24B é similar à figura 24A, porém assinala os dados de fase ao invés dos dados de magnitude. Em ambas a figura 24A e a figura 24B, as localizações dos limites do reservatório em A = -6 km (limite à esquerda) e A = 0 km (limite à direita) são indicadas por linhas pontilhadas.

Pode ser observado que a despeito da natureza 3D dos estratos subterrâneos modelos, a decomposição do modo TM ainda funciona e os dados de resposta combinados não são significativamente contaminados pela onda de ar. Além disso, pode ser verificado a partir da figura 24A que a borda do reservatório em A = 0 km gera um artefato nos dados diretamente acima dela. Quando comparado com o caso sem borda (is-to é, o modelo 1D) , pode ser observado que o efeito da borda é para aumentar localmente o sinal de decomposição do modo TM. Além da borda, o sinal de decomposição do modo TM 1D é maior por causa do efeito continuado do reservatório de hi-drocarboneto resistivo enterrado. Para o caso 3D em faixas correspondendo com receptores fora do reservatório, o efeito do reservatório é reduzido por causa da sua extensão horizontal limitada entre o transmissor e o receptor e assim a intensificação do sinal é menor. Para distâncias menores do transmissor (isto é, qualquer lado de A = -5 km na figura 24A) as duas curvas são similares. Isso é porque nenhuma é sensivel ao reservatório enterrado (que está em uma profundidade de 157 5 m) para deslocamentos pequenos.

0 artefato é menos evidente nos dados de fase mostrados na figura 24B. Um leve desvio entre as curvas pode ser observado acima da borda em A = 0 km e além dessa, como seria esperado, a fase para o modelo 1D avança mais rápido (isto é, gradiente mais raso). Isso é devido ao reservatório de hidrocarboneto resistivo atravessando uma maior extensão entre o transmissor e os receptores no modelo 1D comparado com o modelo 3D para faixas fora do reservatório.

As Figuras 25A e 25B são similares a e serão entendidas a partir das figuras 23A e 23B. Entretanto, enquanto as figuras 23A e 23B mostram a magnitude absoluta e a fase (em relação ao sinal do transmissor) dos dados de decomposição do modo TM, as figuras 25A e 25B mostram os dados normalizados para um estrato uniforme subterrâneo de fundo (isto é, como mostrado na figura 22A, mas sem o reservatóriode hidrocarboneto 90). Isso é feito em uma maneira similar a essa descrita acima em relação às figuras 10A e 10B. Isso quer dizer, a razão dos dados de decomposição do modo TM mostrados na figura 23A em relação a essa do modelo de fundo correspondente é marcada na figura 25A e as diferenças correspondentes na fase na figura 25B. O artefato na borda do reservatório é muito evidente na figura 25A como uma região brilhante adjacente às bordas do reservatório (novamente indicado por um quadrado branco).

As Figuras 2 6A e 26B são similares a e serão entendidas a partir das figuras 24A e 24B, porém marcam dados normalizados correspondendo com as figuras 25A e 25B ao invés dos dados mostrados nas figuras 23A e 23B. O artefato associado com a borda do reservatório é indicado por uma seta marcada E em ambas as figuras.

Pode ser observado a partir da figura 26A que os sinais de decomposição do modo TM para o modelo mostrado na figura 22A e o modelo 1D correspondente começam a diferir desse de um modelo de fundo uniforme (sem reservatório) em um deslocamento do transmissor de cerca de 3 km (isto é, A= -2km). Isso é evidente a partir do afastamento da unidade de ambas as curvas nessa localização. Isso é porque no deslocamento de 3 km, os dados estão se tornando sensíveis ao reservatório de hidrocarboneto que está enterrado em uma profundidade de cerca de 1,5 km. Comportamento correspondente também é observado para a fase marcada na figura 2 6B. A-lém desse deslocamento e na proximidade da borda, pode ser observado que a borda tende a aumentar os dados dedecompo-sição do modo TM e retardar a fase quando comparado com o caso para a configuração modelo dos estratos subterrâneos 1D.

As Figuras 27A e 27B são similares a e serão entendidas a partir das figuras 23A e 24A, respectivamente. Entretanto, enquanto nas figuras 23A e 24A os dados de decomposição do modo TM são graduados por faixa (isto é, multiplicados pela distância do transmissor para o receptor) para prover um campo elétrico equivalente, nas figuras 27A e 27B os dados de decomposição do modo TM são graduados pela faixa em cubo. Isso compensa a propagação da energia associada com a divergência esférica. 0 artefato associado com a borda é até mesmo mais evidente e os efeitos nos azimutes que se aproximam de 90 graus são também mais claros (figura 27A) .

As Figuras 28A e 28B são similares a e serão entendidas a partir das figuras 27A e 27A, respectivamente, porém nas quais os dados de decomposição do modo TM são graduados por faixa para a potência quatro (isto é, campo elétrico equivalente graduado pela faixa ao cubo). O artefato da borda é mais evidente ainda nessas figuras.

É evidente que não somente a abordagem de decomposição do modo TM pode identificar a presença de um reservatório de hidrocarboneto subterrâneo, ela é também capaz de identificar bordas de um reservatório enterrado tendo uma extensão finita.

Será entendido que embora a descrição acima tenha focalizado mais nos dados de decomposição do modo TM elétrico, os dados de decomposição do modo TM magnético se compor-tam em um modo amplamente similar e poderiam igualmente ser utilizados em uma inspeção CSEM prática.

Além do mais, também será verificado que embora a descrição acima seja baseada em gradientes no campo elétrico horizontal observado em um receptor, por causa do principio da reciprocidade, esquemas com base em gradientes que surgem da fonte podem ser igualmente utilizados. Isso pode ser obtido usando múltiplos transmissores bipolares elétricos horizontais com uma mudança de fase apropriada entre eles. Esses serão citados como disposições reciprocas (embora, naturalmente, seja arbitrário qual disposição é considerada primária e qual é considerada reciproca) .

As Figuras 29A e 2 9B mostram esquematicamente em uma vista plana uma configuração de transmissor exemplar que pode ser usada como uma fonte durante uma inspeção CSEM. Por simplicidade, transmissores associados com as medições do gradiente ao longo dos eixos geométricos x e y são mostrados separadamente nas figuras 29A e 29B, respectivamente, e serão citados como primeiro e segundo pares de transmissor, respectivamente. Por comparação, as configurações correspondentes associadas com o detector mostrado na figura 14A são mostradas na metade superior de cada figura enquanto as configurações de transmissor exemplares são mostradas nas metades inferiores.

A Figura 29A mostra o primeiro (Txl) e o segundo (Tx2) transmissores bipolares elétricos horizontais alinhados em x para difundir os sinais a serem recebidos por um detector bipolar elétrico horizontal (D) . Essa disposiçãoalterna os detectores bipolares formados por pares de eletrodos Vxl e Vx2, e Vx3 e Vx4 mostrados na metade superior da figura (e figura 14A) e o transmissor bipolar único T u-sado com a disposição de detector mostrada na figura 14A. Os centros dos transmissores Txl e Tx2 são separados por A e os eletrodos VI e V2 formando o detector D por ô. Os transmissores Txl e Tx2 são mostrados separados ao longo do eixo geométrico x, entretanto, em outros exemplos, eles podem se sobrepor até certo ponto.

A Figura 29B mostra o primeiro (Tyl) e o segundo (Ty2) transmissores bipolares elétricos horizontais alinhados em y para difundir os sinais a serem recebidos pelo detector bipolar elétrico horizontal (D). Essa disposição alterna os detectores bipolares formados por pares de eletrodos Vyl e Vy2, e Vy3 e Vy4 mostrados na metade superior da figura (e figura 14A) . Novamente os centros dos transmissores Tyl e Ty2 são separados por A.

Um cálculo do gradiente horizontal ao longo de x do componente x do campo elétrico pode ser feito acionando Txl e Tx2 para simultaneamente difundir os sinais que estão 71 fora de fase. A medição do gradiente é o sinal medido pelo detector D dividido pela separação entre os transmissores A. A n diferença de fase entre os sinais do transmissor automaticamente prove uma medição representando a diferença das respostas do transmissor. Como uma alternativa, os transmissores Txl e Tx2 poderiam ser acionados em dois momentos diferentes (ou simultaneamente em freqüências diferentes se a resposta não é fortemente dependente da freqüência) de modoque a resposta para cada transmissor pode ser separada e a diferença entre elas formada. Um cálculo do gradiente horizontal ao longo de y do componente y do campo elétrico é similarmente feito acionando Tyl e Ty2 para simultaneamente difundir os sinais que estão n fora de fase e dividindo o sinal medido por A.

Por causa do principio da reciprocidade, essas medições do gradiente correspondem com essas descritas acima em conjunto com a equação 7 e uma análise similar pode ser aplicada nos dados com resultados similares encontrados.

Uma preocupação com essa disposição reciproca é que o primeiro e o segundo pares de transmissor não podem ser acionados na mesma freqüência e ao mesmo tempo. Isso é porque cada cálculo de gradiente seria então contaminado pelo outro. Como uma conseqüência, os dados devem ser coletados em duas fases em momentos diferentes ou simultaneamente em freqüências diferentes. Isso é verdadeiro que os sinais associados com os pares respectivos de transmissores podem ser separados no detector. Se a variação no acoplamento entre os transmissores e os detectores é uma função forte da freqüência, será preferível coletar os dados dos primeiro e segundo pares de transmissores em tempos diferentes.Isso poderia ser feito primeiro coletando dados eletromagnéticos usando o primeiro par de transmissor e a seguir usando o segundo par de transmissor, por exemplo, ou pela muitiplexação por domínio de tempo. Por analogia com a discussão acima das geometrias distorcidas do receptor, não é critico ter os centros do primeiro e segundo pares de transmissores exata-mente na mesma localização (ou seguindo a mesma trajetória durante um reboque). Os centros podem ser deslocados sem causar impacto significativo na decomposição TM. É mais importante que os transmissores compreendendo o primeiro e o segundo pares de transmissores estej am próximos do paralelo.

Uma segunda preocupação surge se a orientação do detector não está alinhada com relação aos dipolos do transmissor da formação fonte. Para prover ótimos resultados nesse caso, as posições relativas de cada transmissor devem ser adaptadas tal que uma linha conectando entre os centros dos transmissores do primeiro par de transmissor fica paralela ao dipolo do detector. As posições dos transmissores que formam o segundo par de transmissor devem ser similarmente adaptadas. Dessa maneira, se a orientação do detector não é controlável, as posições relativas dos transmissores devem ser de modo a prover os melhores resultados.

A Figura 30 mostra uma outra configuração de transmissor reciproca que trata as preocupações que surgem da disposição reciproca mostrada nas figuras 29A e 29B. A configuração compreende uma fonte formada de oito transmissores bipolares (T1-T8) e um receptor compreendendo um único detector de eletrodo monopolar V (isto é, um sensor de potencial ). Nessa disposição, todos os transmissores são acionados simultaneamente. Os transmissores TI, T4, T5 e T8 são acionados em fase entre si. Os transmissores T2, T3, T6 e T7 são acionados n fora de fase dos transmissores TI, T4, T5 e T8. A decomposição do modo TM é dada poronde V é o sinal medido no detector de potencial e A e ô referem-se às separações do transmissor como mostrado na figura . Nesse exemplo, o transmissor tem um alto grau de simetria, embora na prática não fosse necessário que todas as separações para todos os pares de transmissores fossem idênticas.

Pelo fato de que a decomposição do modo TM pode ser feita com todos os transmissores difundindo ao mesmo tempo, não existe necessidade dos dados serem coletados em momentos diferentes, ou que freqüências diferentes sejam u-sadas. Além disso, porque o detector é um sensor de potencial simples, não existem preocupações relacionadas com a orientação dos detectores com relação aos transmissores. Além disso, porque existe somente um canal de detecção necessário no receptor, existem menos preocupações relacionadas com a calibragem e assim por diante para serem tratadas. Na realidade, a decomposição do modo TM (isto é, a soma dos dois gradientes horizontais mostrados na equação 7) é medida e adicionada fisicamente em virtude da configuração de transmissor- detector, em oposição a ser feita matematicamente.

Uma formação de transmissores em uma configuração reciproca do tipo discutido acima poderia ser implementada em uma inspeção CSEM prática provendo três cabos marinhos de superfície ("streamer") rebocados atrás de um barco ou submarino em maneira similar a essa mostrada na figura 6, por exemplo. Isso pode ser feito com equipamento convencional de cabo marinho de superfície guiado por "paravanas", por exemplo, tal como é feito para inspeções sísmicas. Alternativa-mente, cada um dos transmissores poderia ser rebocado um depois do outro.

Será verificado que embora o acima tenha descrito uma configuração reciproca para a decomposição do modo TM elétrico (ver equação 7), configurações reciprocas similares podem ser igualmente feitas para a decomposição TM magnética (equação 8) e as decomposições do modo TE (equações 9 e 10) usando dipolos magnéticos/elétricos apropriados.

Para inspeção CSEM convencional com base na divisão geométrica das respostas do modo TE e TM, os dados mais confiáveis são coletados com receptores posicionados sobre faixas relativamente estreitas de azimute - por exemplo, dentro de + /- 15 graus em linha para o modo TM e dentro de + /- 15 graus acima da linha da água para o modo TE. Isso é porque nos azimutes intermediários, por exemplo 4 5 graus, ambos os modos TM e TE contribuem significativamente para o sinal detectado e assim somente a resposta misturada pode ser medida. Porque os melhores dados são somente obtidos para azimutes para os quais um modo domina o outro, as inspeções podem ser relativamente ineficientes na sua coleta de dados. Entretanto, os dados de decomposição do modo TM descritos acima podem prover dados confiáveis sobre faixas muito mais amplas de azimute. Isso é porque embora a intensidade do sinal de decomposição do modo TM diminua com azimute crescente (devido a sua dependência do cos ((())) , ainda não existe contribuição do modo TE. Dessa maneira, em azimute de 45 graus, por exemplo, embora a magnitude do sinal de decomposição do modo TM seja menor por um fator de V2 comparadocom esse observado para orientações em linha, contanto que o sinal seja forte o suficiente para ser medido, ele pode ainda prover uma indicação da resposta dos estratos subterrâneos ao modo TM que não está contaminado pelo modo TE. Isso permite que dados utilizáveis sejam coletados sobre uma faixa mais ampla de azimutes do que é possível com a inspeção convencional e assim proporciona inspeções mais eficientes. Contanto que o transmissor proveja um sinal suficientemente forte que a magnitude dos dados de decomposição do modo TM é suficientemente grande comparada com qualquer ruido, dados utilizáveis podem ser obtidos para qualquer azimute.

Será entendido que embora a descrição acima descreva um transmissor HED rebocado, o método também seria a-plicável em uma instalação fixa. Por exemplo, o método poderia ser usado para monitorar mudanças em um reservatório de hidrocarboneto do qual o hidrocarboneto está sendo retirado. Em tais casos, será apropriado utilizar um (ou mais) transmissor (es) HED em posições fixas em relação a uma formação de receptor ao invés de empreender inspeções rebocadas freqüentes . 0(s) transmissor(es) HED poderia(m) ser ancorado(s) no fundo do mar ou suspenso (s) de uma plataforma de equipamento de petróleo, por exemplo. Em outros exemplos, o(s) transmissor(es) poderia(m) ser colocado(s) em um poço horizontal ou furo de sondagem, por exemplo, um furo de sondagem geotécnico. No caso de um campo petrolífero produtor, as estruturas subterrâneos já são provavelmente bem conhecidas das inspeções geofisicas e resultados de perfuração anteriores. Na realidade, a informação geofísica e geológica ante-rior do campo petrolífero pode ser usada para construir um modelo de fundo como descrito acima.

Embora a descrição acima tenha concentrado na a-plicação de modalidades da invenção a reservatórios de hi-drocarboneto, será verificado que as técnicas descritas acima podem também ser usadas para outras inspeções CSEM. Isso é porque a inspeção CSEM é sensível às propriedades. geoelé-tricas da terra (por exemplo, resistividade elétrica dos estratos de subsuperficie), e não aos reservatórios de hidro-carboneto em particular. Como uma conseqüência, as modalidades da invenção são igualmente aplicáveis à inspeção para outros corpos resistivos ou condutores (isto é, tendo uma resistividade diferente dessa dos estratos circundantes de fundo) e não apenas para detecção direta de hidrocarboneto.

Modalidades da invenção podem ser aplicadas em mapeamento estrutural de corpos salinos ou basálticos, por e-xemplo, e também onde estratos mais condutores estão presentes na terra, tal como sedimentos silicosos. Nesses casos, a técnica e a matemática (incluindo as decomposições para superar o problema das águas rasas) são essencialmente as mesmas .

Além da inspeção para óleo e gás, exemplos de ambientes de exploração particulares nos quais as técnicas de inspeção CSEM do tipo descrita acima podem ser úteis incluem o seguinte:

Hidratos de gás marinho. Existe interesse no estudo dos depósitos de hidrato de gás por uma série de razões. Em primeiro lugar, eles são considerados como sendo um peri-go a ser evitado enquanto perfurando o fundo do mar. Isso é porque eles podem fazer com que os estratos subterrâneos fiquem instáveis e levem ao colapso do fundo do mar, e porque a sua liberação na atmosfera pode ser ambientalmente prejudicial já que eles são uma fonte de gases de estufa poderosos. Em segundo lugar, tais hidratos são uma fonte potencial de energia. Hidratos de gás marinho tipicamente ocorrem nas poucas centenas de metros superiores do fundo do mar. As suas resistividades variam com o conteúdo de hidrato, mas são tipicamente da ordem de 2-6 Qm. Quando aplicando as técnicas acima descritas para inspecionar hidratos de gás marinho, freqüências mais altas e deslocamentos menores (que são mais sensíveis à estrutura rasa) poderiam ser preferidos durante a aquisição dos dados de CSEM.

Corpos salinos: no ambiente de exploração de óleo, o mapeamento dos corpos salinos pode ser de interesse. Tais corpos salinos geralmente têm uma grande extensão (vários quilômetros não é incomum)-, são altamente resistivos (poucas centenas de Qm para milhares de Qm) e podem ser de várias centenas de metros a mais do que um quilômetro de espessura. É muito comum que os reservatórios de hidrocarboneto sejam encontrados próximos de ou abaixo deles. Entretanto, o mapeamento dos corpos salinos pode ser tecnicamente desafiador usando métodos sismicos convencionais - embora o topo dos corpos possa ser restrito em geral, o alto grau de dispersão sísmica que eles causam pode tornar mais alusivos os lados e o fundo. Isso leva a ambigüidades na interpretação. Em tais circunstâncias, métodos de CSEM marinhos podem prover infor-mação complementar valiosa na extensão do corpo salino.

Por razões similares, os dados de CSEM podem também ser usados para complementar técnicas de exploração mais convencionais nas áreas onde camadas vulcânicas intrusas estão presentes na seção.

Finalmente, será entendido que a invenção é igualmente aplicável a inspeção de água doce, por'exemplo, grandes lagos ou estuários, de modo que referências ao fundo do mar, água do mar, etc. não devem ser consideradas como restritivas e devem ser interpretadas como cobrindo leitos de lagos, leitos de rios, etc.. Na realidade a aplicabilidade da invenção em águas rasas a torna ideal para inspecionar lagos rasos.

REFERÊNCIAS

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

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[9] US 5.770.945

[10] GB 2402745 A

Claims

1. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida por conter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:prover dados de campo elétrico ou magnético horizontais obtidos por pelo menos um receptor de pelo menos um transmissor bipolar elétrico horizontal;determinar um gradiente horizontal em um primeiro componente dos dados de campo elétrico ou magnético ao longo de uma primeira direção;determinar um gradiente horizontal em um segundo componente dos dados de campo elétrico ou magnético ao longo de uma segunda direção ecombinar os gradientes horizontais ao longo da primeira e segunda direções para gerar dados de resposta combinados.

2. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente dos dados de campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo elétrico paralela à primeira direção e o segundo componente dos dados de campo elétrico ou magnético, é a intensidade do campo elétrico paralela à segunda direção.

3. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais são combinados pela formação da sua soma.

4. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente dos dados de campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo magnético perpendicular à primeira direção e o segundo componente dos dados de campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo magnético perpendicular à segunda direção.

5. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais são combinados pela formação da sua diferença.

6. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e a segunda direções são ortogonais entre si.

7. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais são determinados a partir de medições do campoelétrico ou magnético feitas em localizações horizontalmente separadas.

8. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais são determinados a partir de transmissões do campo elétrico ou magnético feitas em localizações horizontalmente separadas.

9. Método para análise de resultados de uma inspe-ção eletromagnética, de acordo com qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende :prover dados de fundo específicos para a área sendo inspecionada ecomparar os dados de resposta combinados com os dados de fundo para obter dados de diferença sensíveis à presença de um corpo subterrâneo resistivo ou condutor.

10. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de fundo são providos por:prover dados adicionais de campo elétrico ou magnético horizontais obtidos por pelo menos um receptor de pelo menos um transmissor bipolar elétrico horizontal;determinar um gradiente horizontal em um primeiro componente dos dados adicionais de campo elétrico ou magnético ao longo de uma terceira direção;determinar um gradiente horizontal em um segundo componente dos dados adicionais de campo elétrico ou magnético ao longo de uma quarta direção ecombinar os gradientes horizontais ao longo da terceira e quarta direções para gerar dados de fundo de resposta combinados.

11. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente dos dados adicionais de campo elétrico ou magnético é a intensida-de do campo elétrico perpendicular à terceira direção e o segundo componente dos dados adicionais de campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo elétrico perpendicular à quarta direção.

12. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais ao longo da terceira e quarta direções são combinados pela formação da sua diferença.

13. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente dos dados adicionais de campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo magnético paralela à terceira direção e o segundo componente dos dados adicionais do campo elétrico ou magnético é a intensidade do campo magnético paralela à quarta direção.

14. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais ao longo da terceira e quarta direções são combinados pela formação da sua soma.

15. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira e a quarta direções são ortogonais entre si.

16. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 10 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira e a quarta direções são as mesmas como as respectivas das primeira e segunda direções.

17. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais ao longo da terceira e quarta direções são determinados a partir das medições do campo elétrico ou magnético feitas em localizações horizontalmente separadas.

18. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que os gradientes horizontais ao longo da terceira e quarta direções são determinados a partir das transmissões do campo elétrico ou magnético feitas em localizações horizontalmente separadas .

19. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de fundo são obtidos a partir de uma inspeção eletromagnética de fonte controlada .

20. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de fundo são obtidos a partir de uma inspeção eletromagnética magneto-telúrica.

21. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de fundo são tambémdados de resposta combinados obtidos de uma outra inspeção eletromagnética da área executada em um momento diferente.

22. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de fundo são calculados a partir de um modelo de formação de rocha.

23. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o modelo de formação de rocha é derivado de uma combinação de dados geológicos e dados de resistividade.

24. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 23,CARACTERIZADO pelo fato de que os dados geológicos são de inspeção sismológica.

25. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de resistividade são de registro de poço.

26. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de resposta combinados são obtidos como uma função da posição dentro da área.

27. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo resistivo ou condutor é um corpo resistivo.

28. Método para análise de resultados de uma inspeção eletromagnética, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo resistivo é um reservatório de hidrocarboneto.

29. Produto de programa de computador, CARACTERIZADO pelo fato de que transporta instruções legíveis por máquina para executar um método de análise de resultados de uma inspeção eletromagnética de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28.

30. Aparelho de computador, CARACTERIZADO pelo fato de que é carregado com instruções legiveis por máquina para executar o método de análise de resultados de uma inspeção eletromagnética de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28.

31. Método para o planej amento de uma inspeção e-letromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida por conter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:criar um modelo da área a ser inspecionada incluindo uma formação de rocha contendo um corpo resistivo ou condutor postulado, e um corpo de água acima da formação de rocha;estabelecer valores para profundidade de água, profundidade do corpo resistivo ou condutor postulado e estrutura de resistividade da formação de rocha eexecutar uma simulação de uma inspeção eletromagnética no modelo da área de inspeção calculando dados de campo elétrico ou magnético horizontais obtidos por pelo me-nos um receptor simulado detectando sinais de pelo menos um transmissor bipolar elétrico horizontal simulado;determinar um gradiente horizontal em um primeiro componente dos dados de campo elétrico ou magnético ao longo de uma primeira direção;determinar um gradiente horizontal em um segundo componente dos dados de campo elétrico ou magnético ao longo de uma segunda direção ecombinar os gradientes horizontais ao longo da primeira e segunda direções para gerar dados de resposta combinados.

32. Método para o plane j amento de uma inspeção e-letromagnética, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:ajustar o modelo para remover o corpo resistivo ou condutor postulado erepetir a simulação para obter dados de fundo para comparação com os dados de resposta combinados.

33. Método para o plane j amento de uma inspeção e-letromagnética, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, o método CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende:repetir a simulação para um número de separações horizontais de fonte-receptor e freqüências do sinal do transmissor de modo a selecionar condições de inspeção ótimas em termos de separações horizontais de fonte-receptor e freqüências para sondar o corpo resistivo ou condutor.

34. Método para o planejamento de uma inspeção e-letromagnética, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 31 a 33, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo resis-ti vo ou condutor é um corpo resistivo.

35. Método para o plane j amento de uma inspeção e-letromagnética, de acordo com a reivindicação 34,CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo resistivo é um reser-vatório de hidrocarboneto.

36. Produto de programa de computadorCARACTERIZADO pelo fato de que transporta instruções legí-veis por máquina para executar o método de planej amento deuma inspeção eletromagnética de acordo com qualquer uma dasreivindicações 31 a 35.

37. Aparelho de computador, CARACTERIZADO pelo fa-to de que é carregado com instruções legiveis por máquinapara executar o método de planej amento de uma inspeção ele-tromagnética de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 35.

38. Receptor eletromagnético para uso em uma ins-peção eletromagnética de uma área que é imaginada ou conhe-cida por conter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor,CARACTERIZADO pelo fato de que o receptor compreende doispares de detectores ■ bipolares elétricos ou magnéticos, umprimeiro par dos quais é separado ao longo de. uma primeiradireção e um segundo par dos quais é separado ao longo deuma segunda direção, a primeira e a segunda direções sendohorizontais quando o receptor está em uso normal.

39. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro parde detectores bipolares é detectores bipolares elétricos a-unhados com seus eixos geométricos substancialmente parale-los à primeira direção e o segundo par de detectores bipola-res é detectores bipolares elétricos alinhados com seus ei-xos geométricos substancialmente paralelos à segunda dire-ção.

40. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 39, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro parde detectores bipolares compreende pelo menos três eletrodosseparados ao longo da primeira direção e o segundo par dedetectores bipolares compreende pelo menos três eletrodosseparados ao longo da segunda direção.

41. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 40, CARACTERIZADO pelo fato de que um único ele-trodo comum prove um dos- eletrodos do primeiro par de detec-tores bipolares e um dos eletrodos do segundo par de detec-tores bipolares.

42. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro parde detectores bipolares é detectores bipolares magnéticoshorizontais alinhados com seus eixos geométricos substanci-almente perpendiculares à primeira direção e o segundo parde detectores bipolares é detectores bipolares magnéticoshorizontais alinhados com seus eixos geométricos substanci-almente perpendiculares à segunda direção.

43. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro parde detectores bipolares compreende um par de bobinas e cadabobina é disposta em um plano que é vertical quando o recep-tor está em uso normal e paralelo à primeira direção e o se-gundo par de detectores bipolares compreende um par de bobi-nas e cada bobina é disposta em um plano que é verticalquando o receptor está em uso normal e paralelo à segundadireção.

44. Receptor eletromagnético, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 38 a 43, CARACTERIZADO pelo fatode que a primeira e a segunda direções são ortogonais entresi.

45. Receptor eletromagnético, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 38 a 44, CARACTERIZADO pelo fatode que o receptor também compreende dois pares adicionais dedetectores bipolares elétricos ou magnéticos, um primeiropar dos quais é separado ao longo de uma terceira direção eum segundo par dos quais é separado ao longo de uma quartadireção, a terceira e a quarta direções sendo horizontaisquando o receptor está em uso normal.

46. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 45, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro pardos dois pares adicionais de detectores bipolares elétricosou magnéticos é detectores bipolares elétricos horizontaisalinhados com seus eixos geométricos substancialmente per-pendiculares à terceira direção e o segundo par dos dois pa-res adicionais de detectores bipolares elétricos ou magnéti-cos é detectores bipolares elétricos horizontais alinhadoscom seus eixos geométricos substancialmente perpendicularesà quarta direção.

47. Receptor eletromagnético, de acordo com a rei-vindicação 45, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro pardos dois pares adicionais de detectores bipolares elétricosou magnéticos é detectores bipolares magnéticos alinhadoscom seus eixos geométricos substancialmente paralelos à ter-ceira direção e o segundo par dos dois pares adicionais dedetectores bipolares elétricos ou magnéticos é detectoresbipolares magnéticos alinhados com seus eixos geométricossubstancialmente paralelos à quarta direção.

48. Receptor eletromagnético, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 45 a 47, CARACTERIZADO pelo fatode que a terceira e a quarta direções são ortogonais entresi.

49. Receptor eletromagnético, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 45 a 48, CARACTERIZADO pelo fatode que a terceira e a quarta direções são as mesmas como asrespectivas das primeira e segunda direções.

50. Método de inspeção eletromagnética aplicado emuma área de inspeção que é imaginada ou conhecida por conterum corpo subterrâneo resistivo ou condutor, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:prover pelo menos um transmissor e pelo menos umreceptor de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a49 para transmissão e detecção respectivas dos sinais ele-tromagnéticos eobter dados de campo eletromagnético pela detecçãoem uma pluralidade de localizações diferentes sobre a áreade inspeção.

51. Fonte eletromagnética para uso em uma inspeçãoeletromagnética de uma área que é imaginada ou conhecida porconter um corpo subterrâneo resistivo ou condutor,CARACTERIZADA pelo fato de que a fonte compreende dois paresde transmissores bipolares elétricos ou magnéticos, um pri-meiro par dos quais é separado ao longo de uma primeira di-reção e um segundo par dos quais é separado ao longo de umasegunda direção, a primeira e a segunda direções sendo hori-zontais quando a fonte está em uso normal.

52. Fonte eletromagnética, de acordo com a reivin-dicação 51, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro pardos transmissores bipolares é alinhado com seus eixos geomé-tricos substancialmente paralelos à primeira direção e o se-gundo par dos transmissores bipolares é alinhado com seuseixos geométricos substancialmente perpendiculares à segundadireção.

53. Fonte eletromagnética, de acordo com a reivin-dicação 51 ou 52, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeirae a segunda direções são ortogonais entre si.

54. Método de inspeção eletromagnética aplicado emuma área de inspeção que é imaginada ou conhecida por conterum corpo subterrâneo resistivo ou condutor, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:prover pelo menos uma fonte de acordo com qualqueruma das reivindicações 51 a 53 e pelo menos um receptor paratransmissão e detecção respectivas dos sinais eletromagnéticos eobter dados de campo eletromagnético pela detecçãoem uma pluralidade de localizações diferentes sobre a áreade inspeção.