(57)【要約】本開示は、炭化水素貯留層におけるトレーサを検出するための方法及びシステムを説明する。一の方法は、貯留層の第１の場所でトレーサを注入するステップであって、前記トレーサは前記貯留層内の地下流体と混合する、前記注入するステップと；前記貯留層の第２の場所で流体サンプルを収集するステップと；磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子を前記流体サンプルと混合するステップと；前記混合された流体サンプルに磁場を付与するステップと；前記流体サンプル中のトレーサの存在を検出するために、前記流体サンプルを分析するステップと；を含む。
2020522712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留層の第１の場所でトレーサを注入するステップであって、前記トレーサは前記貯留層内の地下流体と混合する、前記注入するステップと；
前記貯留層の第２の場所で流体サンプルを収集するステップと；
磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子を前記流体サンプルと混合するステップと；
前記混合された流体サンプルに磁場を付与するステップと；
前記流体サンプル中のトレーサの存在を検出するために、前記流体サンプルを分析するステップと；を備える、
方法。
【請求項２】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、非磁性粒子シェルに取り込まれた磁性コア粒子を含み、
前記非磁性粒子シェルは、金属粒子で加飾されている、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磁性コア粒子は、Ｆｅ３Ｏ４、γ‐Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、及びＣｏＦｅ２Ｏ４粒子のうちの少なくとも１種を備える、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属粒子は、Ａｇ及びＡｕ粒子のうちの少なくとも１種を備える、
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記非磁性粒子シェルは、ＳｉＯ２を備える、
請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ及びＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏを用いて合成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ及びＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏを用いて合成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ‐７２０とシクロヘキサンとを含有するマイクロエマルジョンを用いて合成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、トリエトキシシランとオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）とを用いて合成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＮａＢＨ４にＡｇＮＯ３を加えて合成される、
請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、マイクロ流体システム内で前記流体サンプルと混合される、
請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記マイクロ流体システムは、フローセルを備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁場は、前記フローセルのチャネルの付近に磁石を配置することによって付与される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記トレーサは、フッ素安息香酸（ＦＢＡ）アナライトである、
請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子には有機ラマンマーカが埋め込まれている、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子であって：
金属粒子で加飾された非磁性粒子シェルであって、前記金属粒子はＡｇとＡｕ粒子とのうちの少なくとも１種を備える、前記非磁性粒子シェルと；
前記非磁性粒子シェル内に取り込まれた磁性コア粒子であって、Ｆｅ３Ｏ４、γ‐Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、及びＣｏＦｅ２Ｏ４粒子のうちの少なくとも１種を備える、前記磁性コア粒子と；を備える、
磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子。
【請求項１７】
前記非磁性粒子シェルは、ＳｉＯ２を備える、
請求項１６に記載の磁性ＳＥＲＳ粒子。
【請求項１８】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ‐７２０とシクロヘキサンとを含有するマイクロエマルジョンを用いて合成される、
請求項１６に記載の磁性ＳＥＲＳ粒子。
【請求項１９】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、トリエトキシシランとオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）とを用いて合成される、
請求項１６に記載の磁性ＳＥＲＳ粒子。
【請求項２０】
前記磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＮａＢＨ４にＡｇＮＯ３を加えて合成される、
請求項１６に記載の磁性ＳＥＲＳ粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本願は、２０１７年６月６日に出願された米国特許出願第１５／６１５，５０１号の優先権を主張し、その内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、炭化水素貯留層内のトレーサの検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
炭化水素貯留層において、地下流体の流動パターンを分析し、炭化水素貯留層の地質モデルを展開することができる。このモデルを使って、例えば、坑井間の連結性（コネクティビティ）、流体の割り振り（ｆｌｕｉｄ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）、フラクチャの位置、掃攻容積、及び残留油飽和を含め、貯留層資源管理に有用な１つ又は複数のパラメータを生成することができる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、炭化水素貯留層におけるトレーサを検出するための方法及びシステムを説明する。一の方法は、貯留層の第１の場所でトレーサを注入するステップであって、前記トレーサは前記貯留層内の地下流体と混合する、前記注入するステップと；前記貯留層の第２の場所で流体サンプルを収集するステップと；磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子を前記流体サンプルと混合するステップと；前記混合された流体サンプルに磁場を付与するステップと；前記流体サンプル中のトレーサの存在を検出するために、前記流体サンプルを分析するステップと；を含む。他の実施は、対応するシステムと装置を含む。この態様の他の実施は、方法の動作を実行するように構成された対応するシステム及び装置を含む。
【０００５】
本開示の主題の１つ又は複数の実施の詳細を、添付の図面及び後に続く説明において述べる。主題の他の特徴、態様、及び、利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本特許又は本願書類は、カラーで作成した少なくとも１枚のカラー図面を含む。カラー図面を添付した本特許出願公開公報のコピーは、特許商標庁に請求して、必要な料金を支払えば、手に入れることができる。
【０００７】
【図１】図１は、実施による、トレーサ検出システムの例を示す概略図である。
【０００８】
【図２】図２は、実施による、磁場が印加される前のトレーサ検出プラットフォーム及び磁場が印加された後のトレーサ検出プラットフォームを示す。
【０００９】
【図３】図３は、実施による、ＳＥＲＳ活性磁性ナノ粒子を生成する例示的な工程を示す概略図である。
【００１０】
【図４】図４は、実施による、ＳＥＲＳ活性磁性ナノ粒子の例示的な透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。
【００１１】
【図５Ａ】図５Ａは、実施による、磁気的に強化されたＳＥＲＳ検出の検出性能を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施による、磁気的に強化されたＳＥＲＳ検出の検出性能を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施による、磁気的に強化されたＳＥＲＳ検出の検出性能を示す。
【００１２】
【図６】図６は、実施による、有機ラマンマーカが埋め込まれた磁気ＳＥＲＳナノ粒子を使用した検出性能を示す。
【００１３】
【図７】図７は、実施による、例示的なトレーサ検出工程を示す流れ図である。
【００１４】
さまざまな図面の同様の参照番号及び名称は、同様の要素を示しています。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、概して、炭化水素貯留層内のトレーサを検出する方法及びシステムについて述べる。実施によっては、トレーサ調査により、地下流体の流動を分析するためのデータを収集することができる。トレーサ調査では、１種又複数種のトレーサを、貯留層の注入場所で注入できる。トレーサは、注入場所の下の地中で流体に混合する。例えば、トレーサは流体中を拡散可能である、又は、移流によって流体に混合可能である。ある期間の後、分析用産出場所で流体サンプルを収集できる。注入場所と産出場所との間でのトレーサの伝播パターンを用いて貯留層中のこの２つの場所間における流動バリア並びにフラクチャの存在及び位置を特定できる。場合によっては、１つの貯留層に複数の注入場所と複数の産出場所を選ぶことができる。複数の注入場所の各々でトレーサを注入し、複数の産出場所の各々で流体サンプルを収集して、貯留層全体の流体パターンを分析できる。
【００１６】
実施によっては、表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を検出手法として用いて、産出場所でトレーサが収集されたかどうかを特定できる。ラマン分光法を用いて、入射単色光と、サンプルの分子の誘発された振動との相互作用に起因する非弾性散乱を測定できる。これら応答の結果は、物質の性質の特定、及び、特定分子種の存在の画定に用いられる。ラマン信号は弱い信号を提供することがあるので、濃度の低いトレーサの検出は難しい場合がある。表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）を用いることで、ラマン信号を約１０８から１０１５倍に増強することができる。ＳＥＲＳ法は、分子が、金、プラチナ、銀、銅などのような粗面化された金属表面又は金属ナノ構造の上又は付近に配置された場合に、ラマン応答を増強する。
【００１７】
場合によっては、磁性機能をＳＥＲＳ活性ナノ粒子に持たせることで、検出性能を更に増強することができる。トレーサと特別に設計したＳＥＲＳ活性粒子とを地下流体と混合してＳＥＲＳ活性粒子を磁気的に集合させることで、トレーサは狭い範囲に集中させられてＳＥＲＳホットスポットと相互作用し、よってラマン信号が増強されて検出性能が強化されることになる。
【００１８】
図１は、一の実施による例示のトレーサ検出システム１００を示す概略図である。この例示のトレーサ検出システム１００は、注入場所に設置した第１の坑井掘削システム１０２を含む。第１の坑井掘削システム１０２は、地下流体１２０との混合が可能な１種又は複数種のトレーサ１２２を注入するように実施できる。例示のトレーサ検出システム１００は、産出場所に設置した第２の坑井掘削システム１１０を更に含む。第２の坑井掘削システム１１０は、産出場所で地下流体１２０を抽出するように実施できる。例示のトレーサ検出システム１００は、産出場所に設置したトレーサ検出プラットフォーム１１２を更に含む。
【００１９】
坑井掘削システム、例えば第１の坑井掘削システム１０２と第２の坑井掘削システム１１０は、貯留層の地下への流体の注入、貯留層の地下からの流体の抽出、又はこれらの組み合わせ、を行うように実施できる。例えば、第１の坑井掘削システム１０２は、注入場所にある坑井を用いて流体を地下へ注入することができる。第２の坑井掘削システム１１０は、産出場所にある坑井を用いて地下流体を抽出することができる。
【００２０】
トレーサ検出プラットフォーム１１２は、産出場所で抽出された流体のトレーサ検出を実行するデバイスである。図示の実施例において、トレーサ検出プラットフォーム１１２は、磁気的に増強されたＳＥＲＳ検出を実行するように構成できる。
【００２１】
図２は、一の実施による、磁場付与前のトレーサ検出プラットフォーム２１０と、磁場付与後のトレーサ検出プラットフォーム２２０を示す。プラットフォーム２１０では、トレーサ２１４を含有する地下流体が産出場所で抽出され、流路２１５を通って流動する。磁性ＳＥＲＳナノ粒子２１２は流体と混合する。磁場を付与しないと、磁性ＳＥＲＳナノ粒子２１２は流体中にランダムに分布する。その結果、磁性ＳＥＲＳナノ粒子２１２によってもたらされる金属「ホットスポット」も流体中にランダムに分布することになる。
【００２２】
プラットフォーム２２０では、トレーサ２２４を含有する地下流体が産出場所で抽出され、流路２２５を通って流動する。各検出時点で、磁性ＳＥＲＳナノ粒子２２２が流路２２５に注入され、流体と混合する。磁場２２６が付与される。実施によっては、ネオジム永久磁石を用いて磁場２２６を生成することができ、磁場２２６を、サンプル室に向けて取り付けられた針の先端に集中させることができる。磁場２２６が活性化されると、磁性ＳＥＲＳナノ粒子２２２が流路２２５内の検出領域内に集中する。これにより、トレーサ２２４は、磁性ＳＥＲＳナノ粒子２２２によって検出領域内にもたらされた金属「ホットスポット」と相互作用する。光源２２８が検出領域上に光信号を生成して、ＳＥＲＳ信号を励起する。光源２２８はレーザビームを生成するレーザデバイスであってよい。実施によっては、光信号は、例えば波長４８８ｎｍ、５１４ｎｍ、５３２ｎｍ、又は６３３ｎｍの可視光線であっても、波長７８５ｎｍ又は１０６４ｎｍの近赤外線（ＮＩＲ）であってもよい。ＳＥＲＳ信号を検出することで、トレーサ２２４の存在を特定できる。検出ウィンドウの端部では流路２２５がフラッシング（洗い流され）され、トレーサ２２４とナノ粒子２２２とを含む流体は廃液回収流へ放出される。測定時点ごとにこの工程を繰り返すことにより、測定ごとに新たなＳＥＲＳ活性粒子のセットを提供することが可能になる。測定ごとに注入されるＳＥＲＳ活性粒子の量は少量で済むため、測定に要する材料の消費が少ない。
【００２３】
流路２２５は、産出流体を収集し、これを分離するために用いられる導管（コンジット）である。場合によっては、流路２２５はマイクロ流体システムであってもよい。マイクロ流体システムは単純なサンプル収集と、磁力により誘発されたナノ粒子移動とを提供する。マイクロ流体システムは、石英などの光透過性ウィンドウを設けたフローセルであってもチップであってもよい。アナライトを含む流体に超常磁性ナノ粒子を注入又は混入するときは、フローセルのチャネル付近に磁石を配置してナノ粒子を収集することができる。図２に示すように、明確な量の超常磁性粒子を、磁石の先端付近にある流路２２５のチャネル側壁（ドージング）の局所領域に注入し、局所領域内でアナライトと混合し、局所領域内で捕捉できる。さらに、流路２２５上の捕捉超常磁性粒子を、サンプルの流量を増やす又は磁場の強度を減らすことにより制御されたやり方で、アナライトを含有する流体の流れに放出することができる。磁場の強度は、粒子流入セルと磁石との間の距離を長くすることで低減できる。このアプローチは、焦点域における局所的な超常磁性ナノ粒子からのＳＥＲＳ信号の優れた取得を提供する。
【００２４】
図１に戻ると、トレーサ１２２は、地下流体流動分析のために炭化水素の産地で用いられるどのようなアナライトであってもよい。一の実施例では、トレーサ１２２は、４−フルオロ安息香酸（ＦＢＡ）アナライトであってよい。トレーサ１２２の別の実施例は、フルオレセインアナライト及びフロオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）アナライトのような有機色素を含有する。アナライトは、液体タイプの薬剤、油田における気相アナライト、又は、これらの組み合わせを含んでよい。
【００２５】
図３は、一の実施による、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子を生成する例示の工程３００を示す概略図である。ステップ３１０で、磁性コア粒子（例えばＦｅ３Ｏ４）を非磁性粒子シェル（例えばＳｉＯ２）に取り込んで、取り込み粒子３１２を生成する。ステップ３２０で、取り込み粒子３１２を金属粒子（例えばＡｇ又はＡｕ）で加飾して、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子３２２上にＳＥＲＳホットスポットを生成する。場合によっては、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子３２２を他の修飾材料（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）で加飾して、アナライト材料がホットスポットと相互作用することを促し、ＳＥＲＳを増強することができる。場合によっては、他の磁性材料、例えばγ−Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、又はＣｏＦｅ２Ｏ４をコアシード粒子として用いることができる。加えて、ラマン活性でない他の材料、例えばＴｉＯ２又はＺｒＯ２をシェルとして用いることができる。
【００２６】
さらに、Ａｇ粒子の濃度及び粒子間の間隔を、ＳＥＲＳ信号の増強を最適化するホットスポットが生成されるように調整できる。磁気成分（Ｆｅ３Ｏ４）及びホットスポット生成体（Ａｇ）を調整して、最適な収集効率及びＳＥＲＳ信号増強を生み出すことも可能である。流動システムにおける効率及び検出性能を向上させるために、粒子捕捉の最中における流量の調整（例えば、流量の低減）と磁場の調整（例えば、磁場の増加）を、アナライトを含有する制御された磁性ＳＥＲＳナノ粒子集合体からのＳＥＲＳ信号を監視することによって最適化できる。
【００２７】
以下は、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子の一の例示であるバッチを生成するために用いることができる例示の手順である。まず、水１００ｍｌにＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ（２．７ｇ）とＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（１．３９ｇ）とを加えて勢いよく撹拌することで、超常磁性のコロイド状Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子を合成する。場合によっては、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏの代わりにＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏを用いてもよい。次に、８０℃のウォーターバスで２０分間加熱したところで１０ｍｌのＮＨ３・Ｈ２Ｏ（２９．５％）を加える。黒色の超常磁性ナノ粒子の形成後に、強力磁石を用いて粒子をまとめて引き出し、脱イオン水中に数回再分散させて洗浄する。続いて、ヘキサノール２２．０ｍｌとシクロヘキサン１７０ｍｌ中に２７．５ｇのＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ−７２０を含有するマイクロエマルジョンに、超常磁性ナノ粒子を加え、超常磁性ナノ粒子をＳｉＯ２（Ｆｅ３Ｏ４＠ＳｉＯ２）でコーティングする。勢いよく撹拌した後に、１ｍｌの（３‐アミノプロピル）トリエトキシシランと０．２５ｍｌのオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を加え、２時間撹拌する。次に、１２時間撹拌しながら０．２ｍｌの（３‐メルカプトプロピル）トリメトキシシランを添加し、最終的にはＳｉＯ２コーティングを得る。次に、Ｆｅ３Ｏ４＠ＳｉＯ２粒子にＡｇナノ粒子を付着させる。０．０１Ｍ  ＮａＢＨ４（１００ｍｌ）に０．００２Ｍ  ＡｇＮＯ３（１００ｍｌ）を加えて３時間撹拌することにより銀ナノ粒子を合成する。調製したＦｅ３Ｏ４＠ＳｉＯ２に、Ａｇナノ粒子を体積比１７５：１（Ａｇナノ粒子溶液：Ｆｅ３Ｏ４＠ＳｉＯ２ナノ粒子）で加え、１２時間にわたり加振する（１５０ｒｐｍ）。図４は、一の実施によるＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子の例示の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子を含有する溶液の近くに磁石を配置すると、これらのＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子は小領域に集中する。
【００２８】
図５Ａ乃至図５Ｃは、一の実施による磁気的に増強されたＳＥＲＳ検出の検出性能を示す。これらの測定値は５３２ｎｍ励起のラマン分光計を用いて測定され、検出限界（ＬＯＤ）はアナライト分子の特性ピークを監視することで特定できる。別のアナライト材料には他の波長を用いることができる。図５Ａは、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子を混合した蛍光アナライト溶液の検出性能を示す。図５Ａに示すように、フルオレセインの検出限界（ＬＯＤ）は１０μＭであると特定できる。図５Ｂは、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子を混合したフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）アナライト溶液の検出性能を示す。図５Ｂに示すように、ＦＩＴＣの検出限界（ＬＯＤ）は１０ｎＭであると特定できる。図５Ｃは、ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子を混合した４‐フルオロ安息香酸（ＦＢＡ）アナライト溶液の検出性能を示す。ＦＢＡは一般に油田でのトレーサに用いられる材料である。図５Ｃに示すように、ＦＢＡの検出限界（ＬＯＤ）は約１００μＭであると特定できる。
【００２９】
ＦＢＡのＬＯＤは、特定のトレーサの検出用に特別に選択した粒子コーティングを用いて更に向上する。例えば、ＳＥＲＳナノ粒子を、電荷移動相互作用を用いてアクリルアミドで、又は、静電相互作用を用いて高分子電解質で、選択的にコーティングすることができる。このコーティング化学は、コーティング材料をＳＥＲＳナノ粒子と混合してからアナライト分子にさらすことによって達成できる。その後、ＳＥＲＳ測定のために磁場を起動できる。
【００３０】
場合によっては、有機ラマンマーカを磁性ＳＥＲＳナノ構造体に埋め込むことができる。このアプローチにより、磁性ＳＥＲＳナノ粒子を高感度光学トレーサにすることができる。図６は、一の実施による有機ラマンマーカを埋め込んだ磁性ＳＥＲＳナノ粒子を用いた検出性能を示す。図６に示すように、埋め込んだ有機ラマンマーカを用いることで、ＬＯＤは１００ｐｐｂレベルに達することができる。加えて、特定のラマンスペクトルを持つ異なる有機色素（例えば、ＦＩＴＣ、ＲＢＩＴＣ、チオニン）を磁性ＳＥＲＳナノ構造体に埋め込むことで、多様なバーコード化された油田トレーサ（ｂａｒｃｏｄｅｄ  ｏｉｌ  ｆｉｅｌｄ  ｔｒａｃｅｒｓ）を生成できる。
【００３１】
図７は、一の実施による例示のトレーサ検出工程７００を示すフロー図である。工程７００は、図示の順序でも異なる順序でも実施可能な、これより多いステップ、これより少ないステップ、又はこれと異なるステップを用いて実施できる。ステップ７０２では、貯留層の第１の場所でトレーサを注入する。トレーサは貯留層中の地下流体に混合する。ステップ７０４で、貯留層の第２の場所で流体サンプルを収集する。ステップ７０６で、磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子を流体サンプルと混合する。ステップ７０８で、混合した流体サンプルに磁場を付与する。ステップ７１０で、流体サンプルを分析してトレーサの存在を検出する。
【００３２】
本主題のここで述べる実施は、１つ又は複数の特徴を、単独で又は組み合わせて含むことができる。
【００３３】
例えば、第１の実施において、方法は：貯留層の第１の場所でトレーサを注入するステップであって、トレーサは貯留層内の地下流体と混合する、前記注入するステップと；貯留層の第２の場所で流体サンプルを収集するステップと；磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子を流体サンプルと混合するステップと；混合された流体サンプルに磁場を付与するステップと；流体サンプル中のトレーサの存在を検出するために流体サンプルを分析するステップとを備える。
【００３４】
前に述べた実施及び他に述べた実施はそれぞれ、任意に、以下の特徴を１つ又は複数含むことができる。
【００３５】
第１の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子は、非磁性粒子シェルに取り込まれた磁性コア粒子を含み、非磁性粒子シェルは金属粒子で加飾されている。
【００３６】
第２の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性コア粒子はＦｅ３Ｏ４、γ‐Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、及びＣｏＦｅ２Ｏ４粒子のうちの少なくとも１種を備える。
【００３７】
第３の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、金属粒子はＡｇ及びＡｕ粒子のうちの少なくとも１種を備える。
【００３８】
第４の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、非磁性粒子シェルはＳｉＯ２を備える。
【００３９】
第５の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子はＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ及びＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏを用いて合成される。
【００４０】
第６の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子はＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ及びＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏを用いて合成される。
【００４１】
第７の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ‐７２０とシクロヘキサンとを含有するマイクロエマルジョンを用いて合成される。
【００４２】
第８の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子はトリエトキシシランとオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）とを用いて合成される。
【００４３】
第９の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子はＮａＢＨ４にＡｇＮＯ３を加えて合成される。
【００４４】
第１０の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子はマイクロ流体システム内で流体サンプルと混合される。
【００４５】
第１１の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、マイクロ流体システムはフローセルを備える。
【００４６】
第１２の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、フローセルのチャネル付近に磁石を配置することによって磁場が付与される。
【００４７】
第１３の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、トレーサはフルオロ安息香酸（ＦＢＡ）アナライトである。
【００４８】
第１４の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子には有機ラマンマーカが埋め込まれている。
【００４９】
第２の実施において、磁性表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）粒子は：金属粒子で加飾された非磁性粒子シェルであって、金属粒子はＡｇ及びＡｕ粒子のうちの少なくとも１種を備える、前記非磁性粒子シェルと；非磁性粒子シェルに取り込まれた磁性コア粒子であって、Ｆｅ３Ｏ４、γ‐Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、及びＣｏＦｅ２Ｏ４粒子のうちの少なくとも１種を備える、前記磁性コア粒子と；を備える。
【００５０】
前に述べた実施及び他に述べた実施はそれぞれ、任意に、以下の特徴を１つ又は複数含むことができる。
【００５１】
第１の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、非磁性粒子シェルはＳｉＯ２を備える。
【００５２】
第２の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ‐７２０とシクロヘキサンとを含有するマイクロエマルジョンを用いて合成される。
【００５３】
第３の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子は、トリエトキシシランとオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）とを用いて合成される。
【００５４】
第４の特徴は、以下の特徴のいずれとも組み合わせることができ、ここで、磁性ＳＥＲＳ粒子は、ＮａＢＨ４にＡｇＮＯ３を加えて合成される。
【００５５】
本記載は、あらゆる当業者が開示の主題を作成でき、使用できるようにするために提示され、１つ又は複数の特定の実施に照らして提供される。開示の実施に対する様々な改変は当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義する一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱しない限り他の実施及び用途に適用できる。そのため、本開示は記載の実施及び／又は図示の実施に限定されるものでなく、本明細書で開示する原理及び特徴と一致する最も広い範囲と合致するものである。
【００５６】
したがって、例示の実施についての先の記載は本開示を定義も制約もしない。それ以外の変更、置換、代替も、本開示の主旨及び範囲から逸脱しない限り可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１００    トレーサ検出システム
１０２    第１の坑井掘削システム
１１０    第２の坑井掘削システム
１１２    トレーサ検出プラットフォーム
１２０    地下流体
１２２    トレーサ
２１０    磁場付与前のトレーサ検出プラットフォーム
２１２    磁性ＳＥＲＳナノ粒子
２１４    トレーサ
２１５    流路
２２０    磁場付与後のトレーサ検出プラットフォーム
２２２    磁性ＳＥＲＳナノ粒子
２２４    トレーサ
２２５    流路
２２６    磁場
２２８    光源
３００    工程
３１０    ステップ
３１２    取り込み粒子
３２０    ステップ
３２２    ＳＥＲＳ活性磁気ナノ粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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