NL8403541A

NL8403541A - Werkwijze voor elektromagnetisch onderzoek door peilen buiten de kust en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

Info

Publication number: NL8403541A
Application number: NL8403541A
Authority: NL
Original assignee: Exxon Production Research Co
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1985-06-17
Also published as: AU3571784A; NO844614L; FR2555322B1; GB8429294D0; FR2555322A1; ES537787A0; ES8606671A1; US4617518A; GB2155182A; JPS60135783A

Description

VO 6626 *3 Vv-'-r v-· ;V j

Werkwijze voor elektromagnetisch, onderzoek door peilen buiten, de kust en inrichting voor het. toepassen van deze werkwijze..

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het elektromagnetisch, onderzoek van een onder het aardoppervlak gelegen formatie, die zich onder een waterlichaam bevindt. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze en inrich-5 ting voor het positioneren van een elektrische wisselstroombron in een waterlichaam en het meten van karakteristieken van resulterende., elektrische en magnetische velden in. het waterlichaam in punten, die opeen afstand van de stroombron zijn gelegen.

Elektromagnetische onderzoékstelsels worden op een steeds grotere 10 schaal gebruikt voor een onderzoek naar olie en gas.- op het land- Op dit moment, worden praktische methoden voor het onderzoek naar olie en gas in een buiten de- kust gelegen omgeving beperkt tot de meting van de natuurlijke magnetische en gravitatievelden aan het aardoppervlak, de reflectie van seisnische energie aan onder het oppervlak gelegen struc- 15. turen of het weglekken van chemische, stoffen vanuit minerale afzettingen onder. de. zeebodem naar het zeewater of de atmosfeer.

Ofschoon, passieve methoden, zoals magneto-telluurmethoden met natuurlijke bron kunnen voorzien in nuttige informatie ten aanzien van de onderste korst en bovenste .mantel, zijn elektromagnetische onderzoek-20 methoden, waarbij gébruik wordt gemaakt van een actieve bron, beter ge schikt voor het onderzoek van onder het aardoppervlak gelegen formaties binnen 5 tot 10 kilometer onder- de bodem van de zee. Omdat tot nu toe geen praktische methoden voor een actief elektromagnetisch onderzoek van aardformaties onder, de bodem van de zee bekend zijn, blijven de 25 elektrische structuren .van continentale randen en buiten de kust gelegen bassins in sterke mate onbekend ondanks het wetenschappelijk" en economisch, belang van deze gebieden.

Magneto-telluurmethoden. voor het. onderzoek van de elektrische structuur, van dergelijke betrekkelijk ondiepe geologische formaties 30 onder het zee-oppervlak zijn in de praktijk begrensd tengevolge van het ontbreken, van een signaal, bij de hoge frequenties (boven 0,1 Sz), welke nodig zijn voor het onderzoek van rotsformaties, die zich op geringe diepten onder de zeebodemlsvinden.. Invallende elektromagne-\ tische golven met dergelijke hoge frequenties worden door de zee \ 8403541 t ? -2- gedempt. In'ondiep water, waar deze demping wordt, gereduceerd, kan elektromagnetische ruis deze methoden onpraktisch maken.

"Specifieke weerstand"-methoden, waarbij gebruik wordt gemaakt van een actieve bron, welke een elektrische gelijk stroom of een 5 zeer laagfrequente wisselstroom levert (met een frequentie,, welke zo laag is dat inductie invloeden geen rol spelen) zijn voor gesteld om de schijnbare specifieke weerstand van geologische formaties onder het ' zee-oppervlak te bepalen- Zo beschrijft bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 4.298.840 een werkwijze en inrichting voor het be-10 palen van een schijnbare specifieke weerstandsprofiel van de zeebodem onder, gebruik van een over de bodem, gesleepte kabel. De over de bodem- gesleepte kabel volgens dit Amerikaanse octrooischrift omvat een. paar stroomtoevoerelektroden om aan de bodem van. het water een laagfrequente elektrische- wisselstroom toe te voeren.. De over de bodem ge-15 sleepte kabel omvat voorts, een aantal ontvangelektroden.. De potentiaal . verschillen tussen paren van de. ontvangelektroden worden gemeten. In het Amerikaanse: octrooischrift wordt geen eléc tromagnetische onderzoekmethode beschreven, waarbij gebruik., wordt- gemaakt, .van een bron. met variabele frequentie, wordt niet gesproken over de. optimale absolute, afstand-20 tussen de bron. en het centerpunt van elk ontvangelektrodepaarr en wordt evenmin gesproken over de wijze waarop de optimale bronbedrijfs— frequentie kan worden gekozen.. Evenmin beschrijft het Amerikaanse octrooischrift een werkwijze voor het bepalen van de- diepte van een onder de zeebodem begraven, resistieve.. laag. Voorts leert of sugge-25 reert het Amerikaanse octrooischrift niet het slepen van de bron-en ont-vangerelektroden boven de zeebodem.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.052.836 beschrijft een werkwijze ‘ en. inrichting, voor elektrisch onderzoek op zee waarbij gebruik wordt bron gemaakt, van een actieve wisselstroom met twee elektroden en een elektrische 30 ontvangketen met. twee. elektroden. Ir dit octrooischrift is het nodig, dat tenminste één stroombronelektrode en. beide ontvangketenelektroden binnen een paar*voet van de zeebodem door het water-worden gesleept.

In'het Amerikaanse octrooischrift is aangegeven, dat. er inherent een elektromagnetische koppeling direct tuisen de bron- en ontvang-35 ketens aanwezig zal zijn, welke koppeling afhankelijk is van de karakteristieken van de aardformatie onder* da*'zeebodem. Om de invloed \ 8403541 -3- « ï van Aew directe koppeling op het: door de ontvangketen gemeten signaal te elimineren, wordt volgens dit Amerikaanse octrooischrift tussen de bron- en ontvangketens een instelbare overdrachtsimpedantie opgencmen. In het Amerikaanse octrooischrift. wordt niet gesproken over de wij ze 5 waarop de afstand tussen de bron— en ontvangketens moet warden ingesteld om de directe elektromagnetische koppeling daartussen te reduceren- In het Amerikaanse octrooischrift wordt niet gesproken" over een bron-ontvangerafstand, welke de· voorkeur verdient en evenmin over een optimale bronbedrijfsfrequentie. In het Amerikaanse octrooischrift 10 wordt geen werkwijze beschreven voor het bepalen van de diepte van een resistieve. laag, dia onder de zeebodem is begraven.

Het Amerikaanse octrooischrift 2-.531.08S beschrijft een andere werkwijze voor het meten van de specifieke- weerstand van een geologische formatie onder een waterlichaaa,. waarbij een kabel voorzien van een 15 paar-stroomeiektroden. en. een aantal potentiaaleiektróden, langs de bodem van het water wordt gesleept.. Oe bronelektroden emitteren een sinusvormigt signaal met zeer lage frequentie (minder dan 1/3 Hz) of' een gelijkstroomsignaal, dat periodiek, wordt omgekeerd-Cbij een frequentie kleiner dan 2/3-2 Hz) — Het potentiaalverschil tussen paren 20 van de potentiaalslektroden wordt-gemeten.. In.dit octrooischrift is: geen werkwijze beschreven, waarbij- gebruik wordt gemaakt, van een bron met variabele, frequentie, of een werkwijze voor het bepalen van de diepte van-een resistieve laag,, welke, onder de bodem van het water is begraven.

25 De Amerikaanse octrooischriften.3.182.2502.872.638 en 2.839.721 beschrijven ook methoden voor-het meten van. de specifieke weerstand van onder het aardoppervlak gelegen formaties onder1 gebruik van actieve gelijkstroom- of zeer laagfrequente bronnen, maar beschrijven geen werkwijze, waarbij gebruik wordt gemaakt van een bron met variabele 30 frequentie.

Naast deze specifieke weerstandsmethcden zijn elektromagnetische onderzoekmethoden voorgesteld, waarbij gebruik wordt gemaakt van een actieve bron met variabele frequentie. Zo verschaft het artikel Electromagnetic Investigation of the Seafloor”, Geophysics, Vol.35, No.3 35 (juni 1970), pagina 476-489, "an J.H.Coggon et andere een achtergrond- O 8403 54 1' ί ί -4- discussie omtrent, de theorie/ welke ten grondslag ligt aan dergelijke methoden-met een actieve bron. met variabele. frequentie, en wordt gesuggereerd, dat. de onder, de bodem gelegen, structuur op een doeltreffende wijze kan worden onderzocht door. een stelsel, waarbij gebruik wordt gemaakt 5 van een vertikale· magnetische dipoolbron, welke op of juist boven de zeebodem- is- opgesteld., en. in. een bepaald frequentiegebied wordt bedreven, dat afhankelijk is van de geleiding' van. de onder de bodem gelegen structuur en de afstand, tussen bron en. ontvanger. Het artikel van Coggon en andere bespreekt, slechts, een onderzoekstelsel,waarbij gebruik wordt gemaakt 10 van. een vertikale.magnetische dipoolbron en suggereert geen werkwijze, warabij gebruik wordt gemaakt' van' een af gestemd ontvangstelsel of een werkwijze- voor het bepalen van de· diepte van een begraven resistieve laag.

Het- Amerikaanse .octrooischrift 4.Q47.098 beschrijft een werkwijze voor· onderzoek onder gebruik van een actieve elektromagnetische bron, 15 waarbij- gebruik wordt, gemaakt' van. een elektrische of een magnetische dipoolbron. en ontvangers, welke- aan het oppervlak van: eenwaterlichaam achter een sdsoiscir.vaartuig.worden.'gesleept. Bij dit. Amerikaanse octrooischrift. wordt., gebruik" gemaakt.van een. paar elektroden als ontvanger voor het meten van. de- .component, van." het elektrische veld: dwars op de· 20 sleeprichting.. In het Amerikaanse octrooischrift.. wordt ook het meten van-de.radialeen vertikale componenten vanhet magnetische veld aan het oppervlak: van. het water-gesuggereerd doch; wordt geen bepaalde inrichting voor het op deze wijze, meten van. de-· radiale en vertikale. magnetische velden beschreven» In:het .octrooischrift-is vermeld dat da.afstand tussen 25 3e bron en...de ontvanger groot -moet" zijn· ten opzichte van de gewenste onderzoekdiepte,. en. bij· voorkeur ten minste het dubbele van het gewenste onder-zoekdiepte dient te. bedragen. In het. Amerikaanse octrooischrift. wordt geen voorkeursbedrijfsfrequentie. voor de dipoolbron opgegeven en: wordt ook niet gesuggereerd: de bron of de ontvanger, bij de zeebodem op te stellen 30 of laat staan in· een. positie. onder het oppervlak' van het. wat er lichaam.

Het Amerikaanse octrooischrift suggereert ook geen methode, waarbij gebruik wordt.gemaakt van een afgestemd stelsel van elektrische· dipbolontvan-gersof een. werkwijze voor het bepalen van de diepte onder de zeebodem van een begraven: weerstandslaag.

35 Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een elektrische i C) 8403541 -5-

ί V

dipoolstroombron door een onderzoekvaartuig in een water lichaam in hoofdzaak evenwijdig aan het oppervlak van het waterlichaam gesleept en wel op een afstand van de bodem, welke kleiner is dan bij benadering een kwart van de afstand tussen het oppervlak en de bodem. In de bron 5 vloeit een elektrische wisselstroom, welke stroom ten minste één sinusvormige frequentiecomponent omvat. Voorts wordt tenminste één elektrische dipooldetector, voorzien van een paar detectorelektroden, door het onderzoekvaartuig in hoofdzaak colineair met de stroombron gesleept en wel op een afstand van de stroombron ,welke in hoofdzaak gelijk is •10 aan een integraal aantal golflengten van de elektromagnetische straling, die in het water wordt voortgeplant en bij een frequentie, welke gelijk is aan. die van de sinusoidale component. Een karakteristiek van de stroom, die door der brom wordt geëmitteerd, en een karakteristiek van het potentiaalverschil tussen het paar detectorelektroden worden gemeten. Uit deze 15 metingen wordt een karakteristiek van de complexe mutuele impedantie van de . stroombron en de dipooldetector bepaald. Bij voorkeur omvat de door de bron geëmitteerde stroom een aantal sinusvormige componenten r elk met een bepaalde frequentie. Bij•voorkeur wordt een aantal 'dipooldetectoren co=lineair met de- bron gesleept. Metingen van de stroomkarakteristiek 20 en de potentiaalverschilkarakteristiek geschieden bij- voorkeur bij een aantal frequenties- voor elk bron-detectorpaar.

Naast het elektrische dipooldetectorstelsel wordt door het onderzoekvaartuig een gradientdetectorstelsel gesleept en wei in een positie, waarin dit stelsel in laterale richting is gescheiden van of is gelegen 25 onder het midden van de stroombron. Het gradientdetectorstelsel bevat een paar dipoolantennes, die elk eindigen in een paar elektroden welke elektromagnetisch met het water zijn gekoppeld en van elkaar zijn gescheiden over een afstand, welke kleiner is dan de afstand tussen de bronelaktroden. Een dipoolantenne is in hoofdzaak evenwijdig aan de 30 stroombron georiënteerd en de andere is in hoofdzaak loodrecht op de stroombron georiënteerd. Bovendien wordt door het onderzoekvaartuig bij de flanken van de stroombron een stelsel van magnetische veldaftast-inrichtingen met drie assen, die in regelbare instrumenthouders zijn gemonteerd, gesleept.

35 Potentiaalverschilmetingen bij de elektrodeparen van het gradient- Q stelsel en het dipoolstelsel, en magnetische veldmetingen bij de mag- \ 8403541 -6- < f netische veUaftastinrichtingen. vinden, plaats wanneer het vaartuig zich beweegt of stationair is,, en de metingen worden geïnterpreteerd om de detectie- van koolwaterstoffen of andere- minerale, afzettingen, of gebieden, die door- hun aanwezigheid zijn gewijzigd, binnen onder de bodem gelegen 5 geologische formaties, die door het waterliehaam worden, bedekt, mogelijk te maken*. Prequentie-domeinmetingen van magnetische en elektrische veldgegevens- worden geanalyseerd vjor het. opbouwen; van. het complex impe-dant ie spectrum: van. de onder de- bodem gelegen, formatie onder elke onderzoekpost... Tijd-domeinmetingen, welke bovendien kunnen worden uit-10 gevoerd, omvatten, een. integratie, van gedeelten van magnetische en elektrische- veldgegegevenswelke zijn geregistreerd na.een over-gangsuitgangspuls; uit de-, stroombron teneinde, het-, conventionele laadvermogen..in. de ondergrondse-' formatie..te meten*

De uitvinding., zal., onderstaand nader worden- toegelicht onder IS verwijzingsnaar -de tekening. Daarbij toont: fig*. 1 een vertikale doorsnede van. een waterliehaam .en aardlagen onder het.water,-..waarbij, opmeen, vereenvoudigde wijze de voor— keursuitvoeringsvom van' een buiten de kust. gelegen elektromagnëtisch; onder zo ekstelsel-.. volgens. de uitvinding- is. aangegeven?.

20" fig*. 2. een-, vertikaal.bovenaanzicht van.een. buiten.de.kust gelegen elektromagnetischi . onderzoekstelsel. ter illustratie' van de voorkeurs— uitvoeringsvorm..volgens, de-, uitvinding*

De voorkeursuitvoeringsvorm: volgens de uitvinding blijkt uit de fig. 1, en. 2*. Fig:-. L is een. doorsnede,, beschouwd in een vlak. loodrecht 25 op het oppervlak. 21 van een waterliehaam 20, waarbij op een vereenvoudigde wijze. een. gedeelte, van de voorkeursuitvoeringsvorm, volgens de uitvinding1 is.-weergegeven- Een. onderzoékvaartuig.. L sleept een neutraal drijvende,, buigzame elektrische., kabel 30 in het waterliehaam: 20. De kabel 20 wordt vanuit de- klos 31 in het·- waterliehaam- 20 gevierd*. Aan het vrije 30 uiteinde.-van dë kabël. 30 is een "vis?' 40 bevestigd,, waarvan de positie en diepte, kunnen, worden, geregeld in- responsie op aan boord van het >> vaartuig 1 opgewekte besturingssignalen-· Ofschoon in.fig. 1 een vis is. weergegeven,, kan. meer dan één vis . aan de kabel 30 zijn bevestigd. De vis 40 kan worden gekozen uit die, welke gewoonlijk worden gebruikt 35 voor het regelen, van de positie, van een seismische wimpel ten op-O zichte van een seismisch vaartuig, zoals die, vervaardigd door Edo \ Corporation. Men kan ook gebruik maken van andere organen om de diepte 8403541 i * -7- en laterale positie van een van de hier besproken gesleepte kabels te regelen/ bij voorbeeld-een paravaan.

De higy gebruikte uitdrukking "water11' beoogt zeewater, zoetwaterr, moeraswaterΛ modder, en een andere vloeistof welke voldoende 5 water bevat, om een werking volgens- de uitvindig mogelijk te maken, te omvatten.

De kabel. 30 bevat ten minste 6 geleiders (niet afgebeeld) elk ontgeven, door isolatiemateriaal. De bronelektrode 33, welke elektrisch, i.. met het water lichaam 20 is gekoppeld wordt gevormd door 10 het isolatiemateriaal, van een eerste geleider van. de kabel 30 af te stropen- -Een geleidend onderdeel, met een groot oppervlak kan met de af gestroopte geleider-worden, gekoppeld, en. op de kabel 3Q worden gemonteerd, voor het vormen: van de. bronelektrode 33 Γ De:, bronelektrode 34 wordt op een soortgelijke wijze, gevormd door het- isolatiemateriaal 15 van een. tweede geleider, van. de-kabel. 30 af te stropen.. De. elektroden 33' en 34 zijn van elkaar, gescheiden: over een. afstand- "a"' en zullen hier tezamen- soms- worden, betiteld: als. een elektrische dipoolstroombron 2. De. eerste, en tweede: geleiders* van de. kabel. 30 zijn aangesloten op een. "niet afgebeelde" elektrische: generator aan boord van het vaartuig 20 1/ welke·, de- elektrische dipoolstroombron * 2 bekrachtigt. De generator kan tussen, de elektroden. 3 3:en 34- een variabele, uitgangsstroom. leveren (welke een sinusvormige stroom, of een. stroom,., welke ten* minste twee sinusvormige, componenten met gescheiden frequenties- bezit,, omvat) .

De elektrische^ generator kan worden gekozen uit die,. wélke op* zichzelf 25 bekend, zijn. en welke in. staat- is om tussen, de bronelektroden 33 en 34 grote, piekstromen (van. ongeveer*. 1Q3 A tot ongeveer 10^ A). bij lage spanningen. (van ongeveer. 20 V tot 200 V) op een geregelde wijze te leveren... Teneinde de vereiste- afmetingen van de· kabel 30 tot een minimum: terug te brengen, evenals de hoeveelheid energieverlies tijdens 30 de overdracht, kan het wisselstroomvezmogen bij hoge - spanning van 60 Hz ook worden, overgedragen van. uit. een .generator,- die zich aan bcord van het- vaartuig 1 bevindt, naar een transformator bij de elektroden 33. en 34, welke op zijn beurt, een zender, met variabele frequentie voedt, die met de elektroden 33 en 34 is gekoppeld.. Een signaal, dat 35 indicatief is voor* de. uitgangstroom: tussen de. bronelektroden 33 en 34 /‘"'V wordt, opgewekt en door (niet afgebeelde) instrumenten, aan boord van het vaartuig 1 geregistreerd.

\ 8403541 ί t -8-

De detector elektroden. 36,37,38 en 39 kunnen op een wijze, overeenkomende, met die waarop da bronelektroden 33 en 34 worden gevormd, worden, gevormd, door isolatiemateriaal van. een bepaald geleider van de. kabel 30 af· te stropen... Ofschoon in fig. 1 vier detectorelektroden 5 zijn· weergegeven,, kunnen, volgens de uitvinding meer. of. minder, dan vier detectorelektroden. worden.' gebruikt. De potentiaalverschillen tussen de elektroden 36 en 37, en tussen de detectorelektroden 38 en 39 worden gemeten. en>. versterkt, en daarna door een (niet afgebeelde) elektrische uitrusting aan boord van het vaartuig. 1 verder, verwerkt.en geregistreerd.

10 De. gemeten·; informatie wordt, geïnterpreteerd op'een wijze welke later zal worden- besproken,, om een karakterisatia van de aardformatie 23 onder de bodem. 24 vanu het. waterlichaam 20 mogelijk. te maken·, en gebieden in de. . onder- de- bodem, gelegen formatie: 23 te localiseren, welke "anomale" eigenschappen, bezitten,, die indicatief, zijn voor minerale afzettingen.

15 Bij: een bepaalde-toepassing :.wordt de gemeten-informatie geïnterpreteerd voor het. bepalen van* de aanwezigheid: en- diepte van. een begraven weerstandslaag·-zoals, de weerstandslaag 25 die-een specifieke weerstand heeft, . welker verschilt van.de: gemiddelde..specifieke:.weerstand van dat gedeelte van. de .formatie·. 23 r. dat. boven:de weerstandslaag-25 is.

20 gelegen.

Elk paar detectorelektroden waartussen, een potentiaalverschil (of spannings.-)karakteristiek, wordt gemeten, zal- gezamenlijk worden 'betiteld.als een "elektrische, dipooldetector"'.. De elektrische dipool-detectoren.zullen gezamenlijk, worden betiteld, als het "elektrische dipool-25 detectorstelsel"'.

Het verdient de· voorkeur,· dat de· elektrische· dipoolstroombron 2 en. de elektrische dipooldetectoren in hoofdzaaK colineair, in hoofdzaak, evenwijdig aan het. oppervlak 21, en in. bij benadering. het onderste kwart, gedeelte van de- waterkolom tussen het oppervlak 21 en de- bodem 24 30 wordt, gesleept.. Wanneer de diepte onder het oppervlak 21 waarbij de dipoolstroombron. 2 en de dipooldetectoren worden gesleept, af neemt tot minder dein 3/4 van de afstand, tussen, de. bodem. 24 en het. oppervlak 21, neemt· de :.intensiteit van het signaal aan. de dipooldetectoren, dat indicatief-is voor de elektrische specifieke weerstand van. de onder 35 de bodem, gelegen formatie 23 (het. "anomalie" signaal) snel af tengevolge

Q

\ 8403541 * 3 -9- . van een· maskering door het water tussen de bodem. 24 en de dipooldetectoren. Het is verder gewenst, de inrichting- in het onderste kwart van de waterkolom tussen het oppervlak 21 en de bodem 24 te slepen omdat in. dat- gebied de gevoeligheid van. het anomaliesignaai tot de hoogte boven de bodem 24 5 waarop de inrichting wordt gesleept, zo zwak is, dat de vis 40 slechts de werkelijke sleepdiepte tot binnen ongeveer 5% van de gewenste sleep— diepte, behoeft te. regelen» ladien de elektroden 33 en 34 over 'een eerste afstand zijn. geschei--den en naastgelegen paren elektroden 36,37,33 en 39 eveneens over. in hoofd-10 zaak de eerste afstand, zijn gescheiden, dan dienen voor een. directe detectie van de begraven weerstandslaag 25,welke zien bevindt op een tweede afstand, D, onder, de bodem. 24, het midden van de stroombron. 2 en het midden van een. van de. elektrische dipooldetectoren van elkaar' gescheiden, te zijn over tenminste 2D, em-bij voorkeur bij" tenminste 3D. Verder dient voor . 15 detectie van de begraven.laag. 25, de uitgangsstroom bij de. stroombron 2, bij voorkeur een sinusvormige component met een. frequentie, gelijk, aan . . da "huiddiepte frequentie" behorende bij· de begraven weerstandslaag 25, 2.

te hebben.. Een dergelijke huiddiepte frequentie, gelijk aan p/j} p 0. , . waarbij, p en Ju respectievelijk, de gemiddelde specifieke weerstand en de 2D magnetische permeabiliteit van. het. gebied, van de aardformatie 23. boven.de begraven laag 25 zijn, in die- frequentie, waarbij de elektromagnetische huiddiepte in het onderzochte gebied van de aardformatie 23 gelijk is aan de diepte, Dr van de begraven weerstandslaag 25 .. De effectieve diepte waarover het onderzoek door de aardformatie 23 kan dringen,- wordt bepaald 25 door de elektromagnetische huiddiepte, d, gegevendoor d - (ff pó f) ' , * waarbij f de hronfreguentie is en j3- en 6 respectieve lijk de gemiddelde magnetische, permeabiliteit en da. gemiddelde geleiding, van . het onderzochte gedeelte van. de aardformatie 23 zijn- Normaliter zal p in- hoofdzaak gelijk zijn aan PQr de magnetische permeabiliteit in. de vrije ruimte» 30 Satis gebleken, dat de invloed van de elektromagnetische koppeling direct- tussen de bron 2 en. elke dipool. detector (welke koppeling afhankelijk is van de karakteristieken van de aardformatie 23) op -de potentiaalverschi 1 metingen, bij. een dergelijke dipooldetector. op een gewenste wijze kan worden, gereduceerd, door elke dipooldetector 35 ten opzichte van de bron te scheiden over een geheel aantal, n, golflengten, X , van het elektromagnetische signaal uit de bron 2.

O

*\ 8403541

V

3 * -IQ- 1 /2

De golflengten X wordt gegeven door de uitdrukking Aw * 2 Qii/3w/jnc f) ' waarbij X. de. laagfrequente: elektrische specifieke weerstand van het * w waterlichaam: 20 is, jjQ de. magnetische-permeabiliteit, in vrije ruimte is.,, en. f de* bronfrequentie. is. Indien de bron 2 en elke dipool-5 detector, op· deze afstand van elkaar zijn‘gelegen., zijn alle· verande-· ringen, in..de. faze van. het..signaal,, gemeten.bij elke detector (ten opzichte van. de. faze- van de uitgangsstroombron 2) een gevolg, van elektro-magnetische:.signalen, die zich langs·, of onder de bodem 24 voortplanten.

Derhalve:, kan. het stelsel, van dipooldetectoren voor een maximale 10, gevoeligheid:.voor een geologische, structuur worden afgestemd door de bronfrequentie. en. de- afstand* tussen, de. bron en de dipooldetectoren. in te stellen.

Indiea. het gewenst:, is het onderzoekstelsel; bij zonder, gevoelig te maken voor een. weerstandslaag welke-, op een diepte D onder de bodem 15 24 is- begraven,, en. indien de- gemiddelde- geleiding, ό van de aard— formatie. 23' bekend_is tot. een. diepte, juist boven.de- diepte D, dan dient.de’ afstand, tussen de. bron 2 en elke dipooldetector zodanig te. worden-gekozen, dat deze- in. hoofdzaak; gelijk is aan. een geheel 1/2 veelvoud: van 2 jf D en dient de bronstroom zodanig· te. worden 20" ’ gekozen., dat deze. een. sinusvormige..component met de frequentie, die in hoofdzaak: gelijk is aan de beide, diepte D behorende bij· de huiddiepte frequentie, omvat»

Het. is. gewenst uit de potentiaalverschilmetingen.,. dia. bij elke dipooldetectoren uitgevoerd, een. signaal, op te wekken, dat indicatief 25 is voor. de complexe, mutuele- impedantie- van. de bron 2 en deze detector -Uit. een analyse-van. variaties , of. "anomalieën/* in de faze en amplitude van. een: dergelijke- complex, mutuele, impedantiesignaal. kan de aanwezigheid van.een begraven.weerstandslaag.zoals.de laag 25, worden vastgesteld.

Het. is gebleken, dat de diepte van.een.dergelijke begraven laag kan 30 worden, geschat, door een. aantal.detectordipolen in. de elektrische dipooldetactorstelsel.toe. te passen en. gebruik te maken van een dipool-bron. met variabele frequentie, waarbij de potentiaalverschilmetingen bij elke detector voor elk van. een aantal gescheiden bronfrsquenties worden uitgevoerd. Meer in het bijzonder is het gebleken, dat de 35 frequentie waarbij de fase·- of amplitude anomalieën, welke indicatief ^ ....

8403541 -11- · zija voor. de begraven laag 25 zich op een piekwaarde bevinden (of mavimaai zijn) gal afnemen: wanneer de afstand tussen de bron en de detector toeneemt,, totdat deze afstand toeneemt tot een kzi ~ tiscbe afstand-welke gelijk is aan drie malen de diepte van de. begraven 5 laag 25 onder· de bodem .24·· Voorbij- deze kritische afstand., blij ft de waarde, van de- bronfrequentie *. welke- leidt tot de pieksignaalanbmalieën in hoofdzaak- constant.. Door de waarde, van. deze in hoofdzaak constante frequentier f , te bepalen,, kan de diepte van de begraven weerstandslaag 25 worden, geschat uit D « Ojis-óf J , waarbij L en ó respectievelijk w 10 de gemiddelde, magnetische permeabiliteit en geleiding van de formatie 23' boven, de; begraven.laag 25 zijn..Zoals boven, is opgemerkt, is normaliter in hoofdzaak. gelijk aan A./ de magnetische permeabiliteit in de vrije ruimte.

Het verdient de voorkeur,, dat. naast de in- fig.. 1. af geheelde 15 elektrische dipooldetectoren de verdere: elektrische, veld-en magnetische. aftastinrichtingen; (terwille van. de eenvoud in fig. 1 niet weergegeven)1, door het onderzoekvaartuig 1. worden gesleept- De opbouw: en functie: van deze verdere, aftastinrichtingen zal hierna onder verwijzing naar fig. Z worden besproken-20 Fig- Z toont een vertikaal bovenaanzicht van een buiten de kust gelegen elektromagnetisch ondexzoekstelsei, dat. een- voorkeurs— uitvoeringsvorm van.de inrichting volgens de uitvinding illustreert-De inrichting omvat een elektrische dipoolstroombron 2 en een elektromagnetisch- ontvangststelsel, dat gesleept wordt achter een onderzoek— 25 vaartuig 1, dat in een waterlichaam 20 drijft. De- elektrische dipool-stroombron 2 wordt door het onderzoekvaartuig 1. gesleept door een buigzame, een neutraal drijvende elektrische kabel 30- Elektroden 33 en 34, welke- uit.onbeklede..metaal kunnen bestaan- en kunnen worden, gevormd op een wijze, zoals boven onder verwijzing naar fig. 1 is besproken, dienen 30 een groot oppervlak te hebben om de piekstroomdichtheid zo gering mogelijk te houden. De elektroden 23 en 34 zijn elecktrisch. gekoppeld met een (niet af geheelde) elektrische generator, aan boord van het vaartuig* 1. De generator kan bij de elektroden 33 en 34, een variabele stroom-opwekken, zoals boven onder verwijzing naar fig. 1 is be— 35 sproken- Het ontvangstelseL omvat een elektrisch dipooldetectorstelsel C~>, met detectorelektroden 36,37,38, 39. Volgens de uitvinding kunnen in ' het dipooldetectorstelsel. meer* of minder dan vier detectorelektroden ^ worden gebruikt. San het vrije uiteinde van de elektrische kabel 30 \ 8403541 -12- is een regelbare vis 40 bevestigd απ de bron. 2 en het dipooldetector- stelseL tijdens een stationair of bewegend onderzoek op een gewenste diepte positioneren. Men. kan. ook gebruik, maken van andere organen om de diepte, of laterale positie van een van de hier besproken gesleepte 5 kabels te regelen, bijvoorbeeld een paravaan. Het dipooldetectorstelsel wordt in hoofdzaak. co lineair met de elektrische dipoolstroombron 2', in. hoofdzaak evenwijdig, aan het oppervlak 21 van het watsrlichaam 20 'Sleept. Teneinde een "direct" onderzoek uit te voeren (waarbij het doelwit van. het onderzoek over een bepaalde afstand onder de bodem 24 ia is begraven, en de elektrische eigenschappen van het gedeelte van de aardformatie 23- boven het doelwit door het doelwit, in hoofdzaak niet worden, gewijzigd)- van de aardformatie. 23 tot.‘een voldoende diepte voor/ koolwatersto fexploratie n kan een.'afstand tot maximaal 3 statute miles tussen.de. bron. 2. en· de dipooldetector en gewenst zijn. Bij een 15’ dergelijke afstand, dient.de bron 2 een dipoolmoment (bepaald als hetprodukt van- de piekstroom'en de afstand tussea.de bronelektroden) & van de- orde. tot 10 . ampere-meter te- hebben opdat de. signaal-ruisver-houding bij: de dipooldetectorea. acceptabel.is. Bij het uitvoeren van : een indirect "schoozsteen-detectiew-onderzoek is evenwel een veel * ». .

20 kleiner brondipoolmoment. (van. de orde van 10^ ampere-meter) en een veel kleinere, bron-datectoraf stand: vo Idoeade.

Voor. het uitvoeren· van de directe onderzoekmethode, dienen de dipooldetector en. bij· voorkeur: een voldoende gevoeligheid te hebben •*7 om; variaties: in het elektrische veld vaa.de orde. van 2 x 10 volts/meter 25 te detecteren- voor verwerking in zeewater,, waarbij, de bron-detectorafstand

• - ' S

,ong-. drie. statute-miles bedraagt,, het brondipoolmoment ongeveer 10 ampere-meter is.,, en de streephoogte. van het detectorstelsel boven de • zeebodem... ongeveer 100 m. is en; de- waterdiepte ongeveer, meer. dan ongeveer 400’ m. bedraagt. Geschikte datectorelektroden kunnen worden gevormd op de 30 wijze zoals, boven, onder verwijzing naar fig, 1 is besproken. Ook zilver- zilverchloride.-detectorelektroden, die door zoutbruggen zijn verbonden, kunnen, geschikt zijn.

Ben begraven weerstandohjeet, zoals de begraven laag 25, kan elektrisch, een zone van de onder de bodem, gelegen formatie 23 (bekend 35 als een "schoorsteen") welke zich boven het object tot zeer dichtbij v ^ de bodem-24 uitstrekt, wijzigen. In-het geval, dat het begraven object \25 samenwerkt, met een dergelijke schoorsteen, die zich tot een 8403541 -13- zeer geringe diepte onder de bodem.'24 uitstrekt, kan de schoorsteen een. te. detecteren doelwit zijn voor het ondersteIsel, bestaande uit een bron. 2. en het elektrische dipooldetectorstelsel. Zoals boven is. vermeld,- zal de vereiste afstand tussen de bron 2 en- de dipool-5 detectoren van- het elektrische dipooldetectorstelsel. aanmerkelijk kleiner zijn dan in het geval, dat met. het begraven object 25 niet een dergelijke, schoorsteen samenwerkt.

Een. draadantenne- 41,. waarvan de functie later zal. worden besproken^ is eveneens; bevestigd aan, doch' elektrisch, geïsoleerd van 10 de kabel 30. Regelbare vissen 42 en 43,. zijn respectievelijk aan de uiteinden: van de. antenne-41 bevestigd oim.de oriëntatie van de antenne

H

te regelen.

Hel elektromagnetische' onhvangststelsel omval voorts een buigzame, neutraal, drijvende, signaelkabei 16> welke een- eerste gradient-15 stelsel, dipoolantenne 17 sleept, die. ia.hoofdzaak-evenwijdig aan de elektrische, dipoclstroombron.2· is georiënteerd, enr een. tweede gradient-stelsel dipoolantenne 18 sleept,, welke in hoofdzaak loodrecht, óp de elektrische dipoolstroombrom2 is. georiënteerd.. De gradientstelseldipool-antennes 17 en. 18 zullen-hierna tezamen worden betiteld, als het 20 *grad±eatstelselnv.Aan. helvrije uiteinde van de kabel 16.. is. een regelbare vis 18- bevestigd om. het gradientstelsel in. de gewenste, positie- ten opzichte van.de stroombron 2 te positioneren- Het. elektromagnetische ont-vangststelsel. omvat ook een.buigzame,, neutraal drijvende, signaal- en voedingskabel. 14 en een buigzame, neutraal drijvende, signaal- en 25 voedingskabel 15, welke respectievelijk een eerste magnetische-veldaf- tastinrichtingshouder' 12 en een tweede magnetische-veldaftastinrichtings— houden 13 slepen.

De-gradientstelseldipoolantenne 17 omvat.detectorelektroden 44 en 45, die op dezelfde wijze kunnen, worden verkregen als de elektroden 36, 30 37,38 en 39. De detectorelektroden 44 en 45 zijn van elkaar , gescheiden over een afstand, welke, kleiner.' is dan de. afstand tussen, naast elkaar gelegen, paren elektroden. 36,37,38 en 39- De gradientstelseldipoolantenne 18, welke de detectorelektroden 46 en 47 omvat, is gelijk aan de antenne 17, doch. is loodrecht ten opzichte.daarvan georiënteerd- De. antenne 17 35 kan loodrecht op de antenne 18 worden gehouden door {niet-weergegeven) o -l 8403 541 ~f * -14- spandzaöen.. De· antennes L7 en 18 kunnen aak. zijn omsla ten door een (niet. afgebeelde) geschikte instrumenthouder., welke kan worden-gekozen uit. die, welke gewoonlijk bij toepassingen op zee worden gebruikt.

De. antennes: 17 en 18 dienen, te- worden, gesleept in een positie bij het 5 midden van. de bron. Z, doch onder of- laterale richting verschoven ten opzichte, daarvan, en zodanig, zijn georienteerd,. dat de antennes in hoofdzaak. evenwijdig' aan.het vlak 21 zijn. De. potentiaalverschillen tussen de elektroden van de antenne-17 en tussen de antenne 13 worden gemeten en geregistreerd, door- middel van (niet. afgebeelde) . elektrische instrumen-10 ten. aan: boord: van. het vaartuig L. De gemeten informatie, welke een grote resolutie ten. opzichte van de informatie, welke, bij de elektroden 36,37, 38? en 3$ wordt geregistreerd,: wordt gebruikt voor het karakteriseren van de. elektrische eigenschappen van het. gebied van de formatie 23, dat zich. in. hoofdzaak;, direct onder: de bron. Z en. op een kleine, afstand van 15 de.bodem. 24 bevindt.

De. magnetische, veldaftastinrichtinghouders-12 en. 13. zijn aan elkaar . gelijk- Elke houder bevat. een. magnetische, veldaftastinrichting met 'drie: assen., gekozen uit.die welke gewoonlijk-, worden toegepast voor het verkrijgen. van: magnetische veldmetingen met ware vector, en eeen. inrichting ..." 20. . voor het meten, van de., oriëntatie, van de. veldaftastinrichting. Za is. bijvoorbeeld, om als .een· magnetische: veldaftastinrichting. te worden gebruikt een.. fluxpoortvectorinstrument pakket met drie assen van het type vervaardigd, door TRW, Ine- geschikt.. Een-versnellingspakket met drie assem van. het. type, vervaardigd door Sperry Corporation 25 is geschikt om' te worden gebruikt als een orientatie-meetinrichting.

De- houders 12. en 13 kunnen worden gekozen uit die,- welke gewoonlijk worden, toegepast voor ·. het regelen van de vertikale en horizontale positie van; een. seismische wimpel .ten opzichte van. een. seismisch vaartuig;; zoals., die, vervaardigd door Edo Corporation. De houders 30 dienen, bij voorkeur: symmetrisch ten. opzichte van de bron 2 te worden gesleept, elk in positie, welke in- laterale richting op een afstand daarvan..is gelegen,, en op een diepte in het waterlichaam 20, die in hoofdzaak, gelijk, is aan de diepte, waarop het elektrische‘dipool-detectorstelsel, wordt gesleept. Men. kan volgens de uitvinding de 35 magnetische veldaftastinrichtinghouders 12. en 13 ook op een gewenste s ^ diepte in. het waterlichaam 20 slepen. De gemeten magnetische veldinfor- \ 8403541 -15- mafcie wordt., via da kabels. 14 en. 15 naar elektrische instrumenten aan boord. van. het vaartuig· L o ver gedragen en geregistreerd» In de houders 12 en 13 kunnen, ook elektrische, veldaftastinrichtingen aanwezig zijn welke zijn gekoppeld met elektrische instrumenten-aan boord van het vaar-5 tuig 1- Volgens de. uitvinding kunnen·, meer dan één paar magnetische, veld-' aftastinrichtingshouders. worden gebruikt, die symmetrisch, ten. opzichte van; de bron 2 zijn opgesteld.

Objecten- met eindige- afmetingen, welke, in de onder de bodem, gelegen, .formatie. 23 zijn begraven,, en. welke- een specifieke weerstand 10 hebbenwelk, contrasteert, met die van. de gemiddelde specifieke, weerstand van* de-ondear de bodeatgelegen, formatier zullen.in responsie op de door·- de - dipoolbron. 2 geëmitteerde elektrische stroom. componenten van elektromagnetische velden, ia- het: water! iet aaut- 20 opwekken, in een richting Ioodrechtop de as van de elektrische, dipoolbron 2. De. intensiteit van IS deze. loodrechte elektromagnetische veldcomponenten, zal. het. grootste zijn boven-, de. randen van het begraven, object (of de bijbehorende schoorsteen daarboven)-... Derhalve zullen anomalieën welke, worden, gedetecteerd in de informatie, die wordt-gemeten door. de- gradientstelseldipoolantenne- 18 en de magnetische-veldaftastinrichtingen in. de houders. 12 en 13 , ' 20 de. plaats, van deze·-randen, bepalen- . .. ·,.

. Osl een bepaling van-, de. randen, van eindLge- begraven, doelwitten 'te vereenvoudigen, is aan·; de .elektrische kabel 30 een. geïsoleerde . draadantenne-, 41 bevestigde De oriëntatie, van- de draadantenne 41 kan worden geregeld, door een te richten- vis 43 en een. te- richten: vis. 42,. die respec-25 tieveiijfc aan de uiteinden van. de-draadantenne. 41. zijn. bevestigd» m- responsie, op de besturingssignalen, die aan boord van .het vaartuig 1 worden opgewekt, kunnen, de vissen 42 en 43 zodanig worden gericht, dat de oriëntatie van. de. antenne 41 wordt geregeld» Door meer in het bijzonder de antenne 41 in hoofdzaak. evenwijdig aan het oppervlak 21 30 te. oriënteren, kunnen de veranderingen in. de horizontale component van het elektrische veld bij de antenne 41 worden gemeten en. geanalyseerd om. da randen, van een begraven weerstandsdoelwit. in. de onder de bodem gelegen informatie 23 te bepalen. Indien gewenst kan een. aantal antennes, overeenkomende, met de- antenne 41,- op verschillende afstanden van de 35 bron 2 aan de kabel 30 worden bevestigd. Bij . een andere..uitvoeringsvorm ,< ~\ kan- de antenne. 41 in hoofdzaak loodrecht op de kabel 30 op zijn plaats 'tï worden gehouden door spandraden.

\ 8403541 \

Claims

1. Werkwijze voor het onderzoeken en kenmerken van een gebied van een aardformatie. onder- een waterlichaam met een oppervlak en een bodem, , waarbij het. gebied zich tot een eerste diepte onder de bodem uitstrekt, met het kenmerk, dat een elektrische dipoolstroombron, voorzien S van een paar bronelektroden, die over een eerste afstand van elkaar zijn gescheiden, in hoofdzaak evenwijdig aan. het oppervlak van het waterlichaam en van de. bodem over een tweede afstand gescheiden wordt gepositioneerd,-waarbij de-tweede afstand kleiner is dan bij benadering een kwart van.de. afstand tussen, het oppervlak en- de. bodem * in de 10 . bron een-elektrische wisselstroom vloeit,· welke stroom een eerste sinus-vormige, component, met- een. bepaalde frequentie omvat; een stroomkarakta— ristiek van-de stroom wordt gemeten, tegelijkertijd-· tenminste één. elektrische dipooldetector, voorzien van een paar detectorelektroden., welke van elkaar zijn gescheiden over-een. derde, afstand, die in 15’ hoofdzaak. gelijk, is- aan de. eerste, afstand, in hoofdzaak colineair met de- stroombaan-en van dev stroombron, over een vierderafstand gescheiden, wordt, gepositioneerd?, een* karakteristiek: van het potentiaalverschil tussen het .paar detectorelektroden-wordt gemeten, en een karakteristiek van de. complexe. mutuele .impedantie:-van de- stroombron en de ten minste 20 ene dipooldetector. uit. de stroomkarakteristiek.er.de potentiaalverschil-fcarakteristiek wordt bepaald.- Z. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vierde afstand bij benadering gelijk is aan- een- geheel veelvoud van de eerste afstand. 25 3 „ Werkwijze, volgens conclusie 1, met het kenmerk,, dat de vierde afstand, bij-benadering, gelijk- is aan een geheel, veelvoud van de golflengte -van. de., elektromagnetische,· straling met de genoemde gekozen frequentie in.. het_ waterlichaam. 4,. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat. de gekozen 30 frequentie, de frequentie is, waarbij de.' elektromagnetische huiddiepte in. de aardformatie.. bij benadering gelijk is aan de eerste diepte.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste afstand bij benadering gelijk is aan de golflengte van de elektromagne- Ck tische straling'met. de genoemde gekozen frequentie in het waterlichaam. f 35 6. Werkwijze, volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vierde \ 8403541 rs· -17- *E afstand meer dan driemaal de eerste diepte bedraagt.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elektrische wisselstroom, in de bron tevens- een tweede sinusvormige component met een tweede frequentie,. welke van de genoemde gekozen frequentie verschilt, 5 omvat. :·

3. Werkwijze voor het onderzoeken en karakteriseren van. een gebied van» een aardformatie onder: een waterlichaam. met een oppervlak en een bodem-, met»het kenmerk,, dat een elektrische dipoolstroombron,voorzien van een. paar- bronelektroden,, die over een eerste. afstand van elkaar 10 zijn gescheiden, in hoofdzaak evenwijdig aan het oppervlak van het waterlichaam,. en. over een. tweede afstand van de bodem gescheiden, wordt gepositioneerd,-.waarbij de. tweede-afstand kleiner is dan bij-benadering een. kwart van. de- afstand, tussen, het oppervlak- en- de bodem, in de bron een. elektrische wisselstroombron:.vloeit, welke stroom, tenminste twee 15 sinusvormige, componenten,· elk met een.bepaalde gekozen frequentie omvat, een stroomkarakteristiefc van'de. stroom, wordt gemeten, tegelijkertijd tenminste één elektrische, dipooldetectory voorzien van een paar de-tectorelektroden,, die over een derde, afstand van, elkaar zijn. gescheiden, welke in hoofdzaak. gelijk is; aan- de- eerste, afstandin. hoofdzaak co-20 t fnayfr- met de stroombron, en; doorr- een' vierde afstand van de. stroombron gescheiden wordt, gepositioneerd,.. een. karakteristiek van het potentiaalverschil tussen het paar deteetorelektroden wordt gemeten en een karakteristiek. van. de complexe.. mutuele* impedantie .van de stroombron en de tenminste ene elektrische dipooldetector- uit de stroomkarakteristiek 25 en de potentiaalverschi.1 karakteristiek wordt bepaald, welke mutuele impedantiekarakteristiek. indicatief is voor de gemiddelde specifieke weerstand, van het gebied.

9. Werkwijze voor het onderzoeken en. kenmerken van een gebied van. een aardformatie. onder een waterlichaam. met een oppervlak. 30 en een bodem, met het kenmerk,'dat een elektrische dipoolstroombron, voorzien, van een paar bronelektroden, die over een eerste afstand van elkaar zijn gescheiden in hoofdzaak evenwijdig aan het oppervlak van het waterlichaam- en. over een tweede afstand van de bodem gescheiden ' wordt gepositioneerd, waarbij de tweede, afstand kleiner is dan bij 33 benadering een. kwart van de afstand tussen het oppervlak en de bodem, een elektrische wisselstroom in de bron. vloeit, welke stroom tenminste \ \ 8403541 -18- twee· sinusvormige componenten, elk met een bepaalde gekozen frequentie omvat,, een stroomkarakteristiek,-behorende bij elk van de tenminste twee. sinusvormige componenten van de stroom, wordt gemeten, tegelijkertijd tenminste- ééa elektrische dipooldetector, voorzien, van een paar 5 detectorelektroden, welke- over een derde afstand van elkaar zijn gescheiden,. die~ in- hoofdzaak gelijk is aan de eerste afstand,, in hoofdzaak colineair met. de. stroombron en over een vierde afstand van de stroombron gescheiden wordt, gepositioneerd, voor elk van de tenminste twee sinusvormige. componenten, van.de stroom een karakteristiek van het potentiaal-10 verschil tussen het tenminste ene paar detectorelektroden wordt.gemeten, en. voor elk. van- de- tenminste twee- sinusvormige componenten van. de stroom een karakteristieke van de* complexe mutuele impedantie van de. stroombron en de tenminste ene- elektrische dipooldetector wordt bepaald, ld. Werkwijze voor. het onderzoeken en. kenmerken van een gebied van 15 een- aardformatie onder een waterlichaam.' met een- oppervlak en bodem, waarbij hetr gebied, zich- tot. een eerste diepte onder de bodem uitstrekt, met het kfnmerk,- dat de elektrische, dipoolstroombron, voorzien van een-paar. bronelektroden,'. die·.over- een eerste afstand' van elkaar zijn ga— scheiden,., iir hoofdzaak; evenwijdig- aan. het oppervlak, van- het water- . 20' lichaam* en. over een tweede afstand van: de bodem gescheiden, wordt gepositioneerd, waarbij deze tweede afstand- kleiner is· dan. bij- 'benadering. een kwart, van de afstand tussen, het. oppervlak en. de bodem, tegelijkertijd t esminste- twee- elektrische- dipooldetector en-in het. waterlichaam worden' gepositioneerd, waarbij, elk van.' deze detectoren, is voorzien van 25 een paar detectorelektroden* welke, van elkaar zijn gescheiden over een derde afstand, die..in hoofdzaak gelijk is. aan de eerste afstand, en wel ia hoofdzaak colineair? met. en op een afstand van een. stroombron, in de bron een elektrische wisselstroom vloeit, welke stroom tenminste twee sinus vormige:, componenten, elk' met een bepaalde gekozen frequentie omvat, 30 een stroomkarakteristiek behorende bij elk van.de tenminste twee sinusvormige componenten, van de stroom wordt, gemeten, voor elk van de tenminste, twee sinusvormige componenten' van de stroom een karakteristiek van het potentiaalverschil tussen het. paar.' detectorelektroden van elk van, de- tenminste twee detectoren wordt gemeten, en voor· elk van -35 de tenminste, twee detectoren en voor elk van de tenminste twee sinus-vormige componenten, van de stroom, een karakteristiek van de complexe S! 8403541 \ * *· - ί -19- mutuele impedantie van de stroombron en de detector wordt bepaald uit de stroomkarakteristiek* en de potentiaaiye-schilkarakteristiek.,behorende bij de genoemde sinusvormige component en de genoemde detector.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de 5 sinusvormige component met de laagste frequentie van. de tenminste twee sinusvormige componenten van de stroom en de mutuele impedantie karakteristieken behorende bij deze sinusvormige component met de laagste frequentie zodanig worden gekozen, dat de mutuele impedantie karakteristieken behorende bij· de sinusvormige component met de 10 laagste frequentie, de gemiddelde specifieke weerstand van een gedeelte van het gebied bepalen, dat* binnen een tweede diepte van de bodem is gelegen,- welke tweede diepte kleiner is dan de eerste diepte.

12. Werkwijze varens conclusie 11, met het kenmerk, dat. een aantal elektrische, dipooldetectaren'.in het wateriichaam, wordt gepositioneerd 15 en de complexe mutuele impedantiekarakteristieken indicatief zijn voor de aanwezigheid, van. een weerstandslaag met een specifieke weerstand.. welke verschilt van de gemiddelde- specifieke weerstand en gelegen in het gebied, op. een derden diepte onder de' bodem, welke derde diepte groter is dan.de tweede, diepte,, waarbij (a)· · de sinusvormige component wordt be— -20 paald,. waarvoor* de*waarde. vaa*de complexe mutuele impedantie·, karak—. teristieken, behorende, bij een. eerste van het aantal detectoren, een extra— mum.· is,, (h). de stap (a) voor een voldoend aantel verschillende detectoren, gekozen, uit. het aantal detectoren, wordt herhaald om de minimale afstand van de bron. te. bepalen, voorbij welke afstand dezelfde sinus-25 - vormige, component, met elke extreme waarde van de mutuele impedantie- karakteristiekeu . samenwerkt, behorende-bij elke detector , die van de bron. is gescheiden over een afstand, welke, groter is dan. de minimale afstand, .en Cc) de. derde diepte uit deze minimale afstand en gemiddelde ·*» specifieke weerstand wordt bepaald.

15. Stelsel voor het-onderzoeken en kenmerken van een aardformatie . onder een wateriichaam. met een oppervlak en bodem, gekenmerkt door een drijvend vaartuig, een elektrische dipoolstroombron met een paar bronelektroden,. die over- een eerste afstand van elkaar zijn gescheiden, welke door het drijvende vaartuig in het wateriichaam in hoofdzaak 35 evenwijdig aan het oppervlak, van het water lichaam.worden gesleept, 8403541 \ _ -20- organen voor het- opwekken van en elektrische wisselstroom in de elektrische dipoolstroombron, waarbij tenminste één elektrische dipool detector is voorzien van een paar detectorelektroden, welke van elkaar zijn gescheiden over een tweede afstand, die in hoofdzaak gelijk is 5 aan, de eerste afstand, welke elektroden door het drijvende vaartuig in het waterlichaam in hoofdzaak co lineair met de stroombron en van.de stroombron gescheiden over een derde afstand worden gesleept, welke- derde afstand bij benadering gelijk is aan een geheel veelvoud van. de eerste afstand, organen, die elektrisch met de elektrische IQ stroomgeneratororganea .zijn gekoppeld voor het meten van de stroomkarakteristiek: van de stroom,- organen, welke elektrisch zijn gekoppeld met. de tenminste ene-ielektrische dipooldetector, om een karakteristiek van- het potentiaalverschil tussen.het paar· detectorelektroden te meten,, en organen, welke elektrisch met de. stroomkarakteristiek 15 meetorganea. en de potentiaalverschilkarakteristiek meetorganea zijn gekoppeld voor het bepalen, van een. karakteristiek- van de complexe mutuele impedantie van de stroombron, en de tenminste, ene. detector uit. de stroomkarakteristiek:. en: de.- potentiaal'verschilkarakteristiek. • Stelsel volgens, conclusie 13, gekenmerkt door organen voor 20- het. regelen, van. de diepte onder, het oppervlak waarop de stroombron -.-- en -de detector worden- gesleept,· een en ander-zodanig·,, dat de stroom bron, en. de detector kunnen, worden, gesleept op 'een gekozen diepte, welke groter is- dan bij benadering driekwart van de afstand tussen het oppervlak' en.de bodem van-het waterlichaam► 25 15.. Stelsel-volgens, conclusie 13 , gekenmerkt door tenminste een antenne met- een as-, welke door het drijvende- vaartuig in het waterlichaam· zodanig· wordt gesleept, dat de as in hoofdzaak loodrecht op de- elektrische, dipoolstroombron staat.

15. Stelsel volgens conclusie 13, gekenmerkt door- een gradient 30 detectorstelsel,· dat door. het drijvende vaartuig wordt gesleept in een positie, welke- is. gescheiden’van het midden van het paar bron-elektroden, voorzien van een eerste paar" elektroden, die in hoofdzaak evenwijdig, aan de. stroombron zijn georienteerd en over een vierde afstand van elkaar zijn gescheiden, welke kleiner is dan de eerste af-35 stand, en voorzien van een. tweede paar elektroden, welke in hoofdzaak loodrecht op de stroombron zijn georienteerd en van elkaar zijn;ge-^ scheiden over een vijfde afstand, welke kleiner is dan de eerste afstand, \ 8403541 -21- * een eerste en tweede regelbare houder, die elk door het drijvende vaartuig worden gesleept in een positie, welke in. laterale richting van de stroombron is gescheiden, eerste magnetische-veldaftastinrich-tingsorganen met drie assen, welke in de eerste regelbare instrument-5 houder· zijn gemonteerd voor het verkrijgen van magnetische veldmetingen met de ware vector, en tweede magnetische-veldaftastinrichtingsorganen met drie assen, welke in de tweede regelbare instrumenthouder zijn gemonteerd voor het verkrijgen van magnetische-veldmetingen met de ware vector.

17. Stelsel volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de magnetische-veldaftastorganen met drie assen een eerste oriëntatie— maatstelsel omvatten en de tweede magnetische-veldaftastorganen met drie assen een tweede orientatiemeetstelsel omvatten». \ __