СИСТЕМА И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ СЫРОЙ НЕФТИ И ГАЗА ПОД ЗЕМЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРАЛЬНЫХ АНАЛИЗОВ РАССЕЯНИЯ СВЕТА

1. Способ обнаружения сырой нефти или газа в буровом образце, включающий:
введение бурового образца в анализируемый раствор, содержащий наночастицы;
освещение лазерным лучом анализируемого раствора, содержащего буровой образец и наночастицы;
сбор света, рассеянного буровым образцом и наночастицами в анализируемом растворе;
получение рамановского спектра для света, рассеянного буровым образцом и наночастицами в анализируемом растворе;
идентификацию в рамановском спектре спектральной характеристики, связанной с веществом, приблизительно предварительно определенного комбинационного сдвига; и
определение содержания нефти или газа в буровом образце на основании спектральной характеристики вещества в рамановском спектре.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буровой образец извлекают из первого пробуренного отверстия в грунте, и при этом этапы освещения анализируемого раствора и сбора света, рассеянного буровым образцом, проводят вблизи этого первого пробуренного отверстия.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает:
в ответ на обнаружение при бурении сырой нефти или газа – регулировку глубин или местоположений одного или нескольких пробуренных отверстий в реальном времени.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буровой образец собирают в первом пробуренном под землей отверстии, при этом этапы освещения анализируемого раствора и сбора света проводятся детектором в пробуренном под землей отверстии.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество включает ароматические молекулы.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество включает по меньшей мере одну полициклическую ароматическую молекулу, тиофен, дибензотиофен, метилдибензотиофен, фенантрен, метилфенантрен, карбазол, какой-либо гомолог вышеупомянутых молекул, н-гексан, циклогексан, бензол, толуол или ксилол, гептан, октан или нонан.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество включает азотсодержащие углеводородные соединения.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что азотсодержащие углеводородные соединения включают карбазол или молекулы соединений-гомологов карбазола.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вещество включает серосодержащие углеводородные соединения.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что серосодержащие углеводородные соединения включают дибензотиофен или молекулы соединений-гомологов дибензотиофена.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спектральная характеристика включает по меньшей мере один спектральный пик приблизительно предварительно определенного комбинационного сдвига, при этом способ дополнительно включает:
определение концентрации вещества в буровом образце с использованием этой спектральной характеристики.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает:
после этапа введения – предоставление молекулам из бурового образца возможности адсорбироваться на наночастицах в анализируемом растворе.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анализируемый раствор содержит многозарядные ионы.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает:
введение ионного материала в анализируемый раствор, при этом анализируемый раствор имеет концентрацию ионов в диапазоне от приблизительно 10 мкМ до уровня насыщения.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наночастицы содержат магнитный или ферромагнитный материал.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает:
приложение электрического поля, магнитного поля или электромагнитного поля к анализируемому раствору в ходе этапа сбора.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наночастицы содержат материал, выбранный из группы, состоящей из металла, металлического сплава, кремния, полимерного материала, углеродных нанотрубок и их комбинации.
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наночастицы имеют средний геометрический размер в диапазоне от приблизительно 1 нм до приблизительно 10 мкм.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что наночастицы имеют средний геометрический размер в диапазоне от приблизительно 5 нм до приблизительно 500 нм.
20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наночастицы имеют распределение по размерам, характеризуемое средним геометрическим размером и шириной, при этом отношение ширины к среднему геометрическому размеру находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 3.
21. Способ прогнозирования присутствия сырой нефти или газа под землей, включающий:
определение сетки выборочных точек на поверхности тонкопластинчатого образца породы, полученного из-под земли;
освещение лазерным лучом каждой из выборочных точек на поверхности тонкопластинчатого образца породы;
сбор света, рассеянного поверхностью тонкопластинчатого образца породы в каждой из выборочных точек;
получение рамановского спектра от поверхности тонкопластинчатого образца породы в каждой из выборочных точек;
определение содержания минеральных веществ в каждой из выборочных точек на поверхности тонкопластинчатого образца породы на основании рамановского спектра;
получение карты содержания минеральных веществ на поверхности тонкопластинчатого образца породы; и
прогнозирование вероятности присутствия сырой нефти или газа под землей с использованием этой карты содержания минеральных веществ.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что дополнительно включает:
установление рамановских спектральных характеристик в ряду минералов, при этом этап определения содержания минеральных веществ включает идентификацию в рамановском спектре рамановской спектральной характеристики, связанной с одним минералом из ряда минералов.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что дополнительно включает:
для по меньшей мере одного минерала из ряда минералов – установление количественной зависимости спектральной интенсивности в одной из рамановских спектральных характеристик как функции концентрации одного из ряда минералов, при этом этап определения содержания минеральных веществ включает вычисление концентрации этого одного минерала из ряда минералов на основании этой функции и спектральных интенсивностей в спектральной характеристике.
24. Способ по п. 21, отличающийся тем, что тонкопластинчатый образец породы извлекают из первого пробуренного в грунте отверстия, и при этом этапы освещения и сбора света проводят вблизи первого пробуренного отверстия.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что дополнительно включает:
в ответ на карту содержания минеральных веществ на поверхности тонкопластинчатого образца породы – регулировку глубин или местоположений бурения для одного или нескольких пробуренных отверстий в реальном времени.
26. Способ по п. 21, отличающийся тем, что содержание минеральных веществ включает содержание одного или нескольких из следующих минералов: кварца, кальцита, плагиоклаза, доломита, пироксена, хлорита, калиевого полевого шпата, натриевого полевого шпата, амфибола, мусковита, ломонтита и анальцима, биотита, анкерита, шпатового железняка, ангидрита, гипса, тенардита, тяжелого шпата, пирита, глауберита, ломонтита, анальцима, иллита, монтмориллонита, каолинита, корунда, анкерита, каменной соли, слюды, роговой обманки или гранита.
27. Способ прогнозирования присутствия сырой нефти или газа под землей, включающий:
получение бурового образца и тонкопластинчатого образца породы, полученных из одного и того же геологического положения;
введение бурового образца в анализируемый раствор, содержащий наночастицы;
освещение первым лазерным лучом анализируемого раствора, содержащего буровой образец и наночастицы;
сбор света, рассеянного буровым образцом и наночастицами в анализируемом растворе;
получение первого рамановского спектра для света, рассеянного буровым образцом и наночастицами в анализируемом растворе;
идентификацию в первом рамановском спектре спектральной характеристики, связанной с веществом, приблизительно предварительно определенного комбинационного сдвига;
определение содержания нефти или газа в буровом образце на основании спектральной характеристики вещества в первом рамановском спектре;
освещение поверхности тонкопластинчатого образца породы вторым лазерным лучом;
сбор света, рассеянного поверхностью тонкопластинчатого образца породы в каждой из выборочных точек;
получение второго рамановского спектра с использованием света, рассеянного от поверхности тонкопластинчатого образца породы в каждой из выборочных точек;
определение содержания минеральных веществ в каждой из выборочных точек на поверхности тонкопластинчатого образца породы на основании второго рамановского спектра;
прогнозирование вероятности присутствия сырой нефти или газа под землей с использованием содержания минеральных веществ и содержания сырой нефти или газа в буровом образце.