BR102014019251A2 - método para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço, e sistema para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço - Google Patents
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Abstract
método para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço, e sistema para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço. um método de exemplo para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço pode incluir adquirir dados sônicos em uma pluralidade de profundidades usando uma matriz acústica localizada no poço e transformando os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas. o método também pode incluir estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas a partir dos dados sônicos transformados, interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos e exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência. a projeção das dispersões de lentidão-frequência pode incluir uma pluralidade de bandas de cor correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas.
Description
MÉTODO PARA EXIBIR DADOS DE PERFILAGEM SÔNICA ASSOCIADOS COM UMA FORMAÇÃO CIRCUNDANDO UM POÇO, E SISTEMA PARA EXIBIR DADOS DE PERFILAGEM SÔNICA ASSOCIADOS COM UMA FORMAÇÃO CIRCUNDANDO UM POÇO
FUNDAMENTOS [0001] O processamento de ondas frontais monopolo para valores de lentidão compressional e de cisalhamento é um serviço bem estabelecido para perfilagem sônica de Perfilagem Durante a Perfuração (na sigla em inglês para logging while drilling, "LWD") e perfilagem sônica de cabo de aço. A velocidade de propagação de ondas frontais é essencialmente constante através de uma banda de frequência ampla. Por outro lado, a velocidade de propagação de modos de poço, tal como leaky-p, modos flexural de poço e quadripolo de poço, muda em função da frequência. Estes modos são, portanto, conhecidos como modos dispersivos. É bem conhecido que curvas de dispersão contêm informações sobre propriedade físicas de formações circundando o poço. [0002] Análise de Lentidão-Frequência (na sigla em inglês para slowness-frequency analysis, "SFA") é amplamente usada como um controle de qualidade (na sigla em inglês para quality control, "QC") visual para pós-processamento dos dados de perfilagem sônica LWD registrados ou processamento na locação de poço para dados de perfilagem sônica de cabo de aço. De acordo com técnicas SFA convencionais, as dispersões são primeiro extraídas/calculadas das formas de onda medidas usando um algoritmo de lápis de matriz modificada, por exemplo, o qual é descrito em detalhes em Ekstrom, M.P., Dispersion Estimation From Borehole Acoustic Arrays Using a Modified Matrix Pencil Algorithm: 29th Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers (1995). Então, as dispersões são projetadas no eixo de lentidão. Estas técnicas são bem conhecidas na arte. Por exemplo, técnicas SFA convencionais são descritas na Patente Norte-Americana US 7.643.374, intitulada "SLOWNESS-FREQUENCY PROJECTION DISPLAY AND ANIMATION." Deve ser entendido que técnicas SFA convencionais são computacionalmente caras, requerendo um grande número de operações para extrair as dispersões.
SUMÁRIO [0003] Métodos, sistemas e dispositivos para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência são descritos neste documento. Os métodos, sistemas e dispositivos descritos neste documento requerem muito menos potência de computação e muito menos largura de banda para transmissão de dados em comparação com as técnicas convencionais descritas acima. De acordo com os métodos, sistemas e dispositivos descritos neste documento, valores de lentidão são computados de dados sônicos medidos em um número limitado de frequências discretas em vez de computar dispersões de lentidão através da faixa de frequência inteira. Após isso, dispersões de lentidão-frequência são geradas interpolando os valores de lentidão computados para obter uma projeção das dispersões de lentidão-frequência. A projeção das dispersões e lentidão-frequência pode, então, ser exibida para fornecer um indicador de QC. De acordo com estas técnicas, é possível fornecer QC confiável, em tempo real mesmo em situações em que a potência de computação e/ou largura de banda são limitadas. [0004] Um método de exemplo para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço pode incluir adquirir dados sônicos em uma pluralidade de profundidades usando uma matriz acústica localizada no poço e transformando os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas. O método também pode incluir estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas a partir dos dados sônicos transformados, interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos e exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência. A projeção das dispersões de lentidão-frequência pode incluir uma pluralidade de bandas de cor correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas. [0005] Opcionalmente, o número limitado de frequências discretas é de não mais do que duas frequências discretas. Alternativamente, o número limitado de frequências discretas é opcionalmente maior do que duas frequências discretas. [0006] Alternativamente ou adicionalmente, uma distribuição de energia em função de frequência e número de onda é calculada transformando os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda. Opcionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma Transformada de Fourier Rápida bidimensional (na sigla em inglês para two-dimensional Fast Fourier Transform, "2D-FFT"). Alternativamente ou adicionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma transformada de Radon de domínio de frequência. [0007] Além disso, os valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são opcionalmente estimados dos dados sônicos transformados com base em uma relação entre lentidão, número de onda e frequência. Por exemplo, a relação pode ser definida por s — - onde s é lentidão, k é número de onda e f é / frequência. [0008] Opcionalmente, o método pode ainda incluir transmitir os valores de lentidão estimados de um primeiro dispositivo de computação para um segundo dispositivo de computação antes de realizar pelo menos uma de interpolação dos valores de lentidão estimados e exibição da projeção das dispersões lentidão-frequência. Por exemplo, o primeiro dispositivo de computação pode opcionalmente estar localizado no poço e o segundo dispositivo de computação pode opcionalmente estar localizado em uma superfície da formação. [0009] Alternativamente ou adicionalmente, o método pode opcionalmente incluir exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência sobrepostas em um perfil de lentidão compressional ou de cisalhamento. [00010] Além disso, uma largura de cada uma das bandas de cor pode indicar uma dispersividade de lentidão de um modo acústico. Alternativamente ou adicionalmente, a variação de cor das bandas de cor pode indicar variabilidade das dispersões de lentidão-frequência dependendo da frequência. [00011] Opcionalmente, os dados sônicos adquiridos podem incluir pelo menos um de modos dispersivos leaky-p, flexural de poço e multipolo de poço. [00012] Um sistema de exemplo para exibir dados de perfilagem sônica associados com uma formação circundando um poço pode incluir uma matriz acústica para adquirir dados sônicos em uma pluralidade de profundidades, pelo menos um dispositivo de computação e um dispositivo de exibição em comunicação com o dispositivo de computação. A matriz acústica pode estar localizada no poço. Adicionalmente, o dispositivo de computação pode ser configurado para receber os dados sônicos adquiridos, transformar os dados sônicos adquiridos de um dominio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas, estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas a partir dos dados sônicos transformados e interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos. Além disso, o dispositivo de exibição pode exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência. A projeção das dispersões de lentidão-frequência pode incluir uma pluralidade de bandas de cor correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas. [00013] Opcionalmente, o número limitado de frequências discretas é de não mais do que duas frequências discretas. Alternativamente, o número limitado de frequências discretas é opcionalmente maior do que ou igual a duas frequências discretas. [00014] Alternativamente ou adicionalmente, uma distribuição de energia em função de frequência e número de onda é calculada transformando os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda. Opcionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma Transformada de Fourier Rápida bidimensional ("2D-FFT").
Alternativamente ou adicionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma transformada de Radon de domínio de frequência. [00015] Os valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são opcionalmente estimados dos dados sônicos transformados com base em uma relação entre lentidão, número de onda e frequência. Por exemplo, a relação pode ser fc definida por s = j onde s é lentidão, k é número de onda e f é frequência. [00016] Além disso, uma largura de cada uma das bandas de cor pode indicar uma díspersividade de lentidão de um modo acústico. Alternativamente ou adicionalmente, a variação de cor das bandas de cor pode indicar variabilidade das dispersões de lentidão-frequência dependendo da frequência. [00017] Opcionalmente, o dispositivo de exibição exibe a projeção das dispersões de lentidão-frequência sobrepostas em um perfil de lentidão compressional ou de cisalhamento. [00018] Em algumas implementações, o dispositivo de computação está localizado no poço. Adicionalmente, o dispositivo de exibição está localizado em uma superfície da formação. [00019] Em outras implementações, o sistema ainda inclui um primeiro dispositivo de computação localizado no poço e um segundo dispositivo de computação localizado em uma superfície da formação. O primeiro dispositivo de computação pode ser configurado para receber os dados sônicos adquiridos, transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de f requência-número de onda em um número limitado de frequências discretas, estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas a partir dos dados sônicos transformados e transmitir os valores de lentidão estimados para o segundo dispositivo de computação. O segundo dispositivo de computação pode ser configurado para interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos. Adicionalmente, o dispositivo de exibição está localizado na superfície da formação. [00020] Em ainda outras implementações, o dispositivo de computação e o dispositivo de exibição estão localizados em uma superfície da formação. [00021] Opcionalmente, o sistema pode ainda incluir uma fonte acústica para gerar os dados acústicos. A fonte acústica pode ser pelo menos uma de fontes acústicas monopolo, uma fonte acústica dipolo e uma fonte acústica multipolo. [00022] Deve ser entendido que a matéria objeto acima descrita pode ser implementada como um aparelho controlado por computador, um processo de computador, um sistema de computação ou um artigo de fabricação, tal como um meio de armazenamento legível por computador. [00023] Outros sistemas, métodos, recursos e/ou vantagens serão ou podem tornar-se evidentes para um versado na técnica mediante análise dos seguintes desenhos e da descrição detalhada. Pretende-se que todos esses sistemas adicionais, métodos, recursos e/ou vantagens sejam incluídos dentro desta descrição e sejam protegidos pelas reivindicações anexas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00024] Os componentes nos desenhos não estão necessariamente em escala em relação um ao outro. Numerais de referência semelhantes designam peças correspondentes ao longo das várias vistas. [00025] FIGURA 1 é um diagrama esquemático ilustrando um poço em uma formação. [00026] FIGURA 2A é um gráfico ilustrando formas de onda leaky-p de exemplo, medidas por uma matriz acústica. [00027] FIGURA 2B é um gráfico ilustrando dispersões de lentidão-frequência de exemplo extraídas das formas de onda da FIG. 2A usando um algoritmo de lápis de matriz modificada. [00028] FIGURA 3 é um fluxograma ilustrando operações de exemplo para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência. [00029] FIGURA 4A é um gráfico ilustrando uma distribuição de energia de exemplo através do plano de frequência-lentidão. [00030] FIGURA 4B é um gráfico ilustrando uma distribuição de energia em função de lentidão em uma frequência selecionada; e [00031] FIGURA 5 é um gráfico ilustrando um perfil de projeção de lentidão-frequência de exemplo.
DESCRIÇÃO DETALHADA [00032] A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm o mesmo significado como comumente compreendido por alguém versado na técnica. Métodos e materiais similares ou equivalente àqueles descritos neste documento podem ser usados na prática ou nos testes da presente divulgação. Conforme usadas neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas no singular "um(a)" e "o (a)" incluem referentes no plural, a menos que o contexto claramente determine de outro modo. O termo "compreendendo" e variações do mesmo como usadas neste documento são usados neste documento de modo sinônimo ao termo "incluindo" e variações do mesmo e são termos abertos não limitantes. Os termos "opcional" ou "opcionalmente" usados neste documento significam que o aspecto, evento ou circunstância descrito posteriormente pode ou não pode ocorrer, e que a descrição inclui casos em que o referido aspecto, evento ou circunstância ocorre e casos onde isso não ocorre. Embora implementações serão descritas para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência em aplicações de perfilagem sônica LWD, se tornará evidente para aqueles versados na técnica que as implementações não são limitadas às mesmas, mas são aplicáveis para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência em outras aplicações, tal como processamento sônico de modo registrado e aplicações de perfilagem sônica de cabo de aço. [00033] Como discutido acima, métodos, sistemas e dispositivos para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência são descritos neste documento. Valores de lentidão são computados de dados sônicos medidos em um número limitado de frequências discretas (por exemplo, em duas ou mais frequências discretas) em vez de computar dispersões de lentidão através da faixa de frequência inteira. Para computar valores de lentidão em um número limitado de frequências discretas, os dados sônicos medidos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda. Os dados sônicos no domínio de frequência-número de onda são, então, convertidos para o domínio de frequência-lentidão. Após isso, dispersões de lentidão-frequência são geradas interpolando os valores de lentidão computados para obter uma projeção das dispersões de lentidão-frequência. A projeção das dispersões e lentidão-frequência pode, então, ser exibida para fornecer um indicador de QC. Estes métodos, sistemas e dispositivos requerem muito menos potência de computação e muito menos largura de banda para transmissão de dados em comparação com as técnicas convencionais. Por conseguinte, é possível fornecer QC confiável, em tempo real mesmo em situações em que a potência de computação e/ou largura de banda são limitadas. [00034] Com referência agora à FIG. 1 um diagrama esquemático de um poço (ou furo de poço) 102 em uma formação 110 é mostrado. A formação 110 pode conter um fluido desejável, tal como óleo ou gás. Como mostrado na FIG. 1, o poço 102 é um furo de poço vertical (por exemplo, paralelo ao eixo X3) perfurado na formação 110. Embora um furo de poço vertical seja mostrado na FIG. 1 como um exemplo, deve ser entendido que o poço 102 pode opcionalmente ser um furo de poço desviado ou horizontal. 0 poço 102 pode ser usado para extrair o fluido desejável. Opcionalmente, o poço 102 pode ser um furo de poço cheio de fluido, por exemplo, cheio com um fluido de perfuração 101. O poço 102 pode ter uma ferramenta acústica disposta no mesmo. Uma ferramenta acústica (ou ferramenta de perfilagem, ferramenta sônica, etc.) pode incluir pelo menos uma fonte acústica 106 e uma matriz de receptores acústicos 108 (por exemplo, uma matriz acústica). A fonte acústica 106 e a matriz de receptores acústicos 108 podem ser parte de uma ferramenta de perfilagem acústica de qualquer tipo incluindo, mas não limitado a, uma ferramenta de perfilagem de cabo de aço, uma ferramenta LWD ou uma ferramenta de medição durante a perfuração (na sigla em inglês para mesurement while drilling, "MWD"). Ferramentas de perfilagem são bem conhecidas na arte e, portanto, não são discutidas em mais detalhes abaixo. [00035] A fonte acústica 106 pode ser configurada para excitar modos acústicos monopolo ou dipolo ou outros modo acústicos multipolo. Deve ser entendido que a fonte acústica 106 é configurada para transmitir energia (por exemplo, ondas acústicas) para a formação 110. A energia pode ser caracterizada pela sua frequência e comprimento de onda. Opcionalmente, a fonte acústica 106 pode transmitir energia de banda larga a frequências entre 0,5 e 20kHz, por exemplo. A energia transmitida pode excitar ondas compressionais, de cisalhamento, Stoneley, flexurais e/ou multipolo na formação 110. Adicionalmente, a matriz de receptores acústicos 108 é configurada para detectar as ondas compressionais, de cisalhamento, Stoneley, flexurais ou multipolo se deslocando no fluido de perfuração 101, por exemplo. Deve ser entendido que a energia transmitida pela fonte acústica 106 pode ser refletida e/ou refratada da interface fluido-formação. A matriz de receptores acústicos 108 pode, opcionalmente, incluir uma pluralidade de receptores acústicos. Ao dispor os receptores acústicos em uma matriz com espaçamento diferente da fonte acústica 106, é possível aperfeiçoar a qualidade de sinal e extrair vários sinais do poço através de uma banda de frequência larga. Além disso, deve ser entendido que o poço 102, assim como a fonte acústica 106 e a matriz de receptores acústicos 108, são apresentados apenas como exemplos e não se destinam a ser limitantes. [00036] A ferramenta acústica (por exemplo, a fonte acústica 106 e a matriz de receptores acústicos 108) pode ser operavelmente conectada a um ou mais dispositivos de computação. Como descrito em detalhes abaixo, o dispositivo de computação 120A pode estar localizado no poço, por exemplo, o dispositivo de computação 120A pode ser integrado com a ferramenta acústica. Alternativamente ou adicionalmente, o dispositivo de computação 120B pode opcionalmente estar localizado acima, na e/ou abaixo da superfície da formação 110. Opcionalmente, quando houver mais de um dispositivo de computação (por exemplo, quando ambos os dispositivos de computação 120A e 120B são fornecidos), os dispositivos de computação podem ser operavelmente conectados e cada dispositivo de computação pode ser configurado para realizar algumas ou todas as operações descritas abaixo para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência. Os dispositivos de computação podem opcionalmente ser configurados para controlar a fonte acústica 106 e/ou a matriz de receptores acústicos 108, assim como receber, processar e armazenar dados sônicos (por exemplo, os dados acústicos detectados, coletados, registrados etc. pelos receptores acústicos 108). Em sua configuração mais básica, cada dispositivo de computação tipicamente inclui pelo menos uma unidade de processamento e sistema de memória. Dependendo da configuração exata e do tipo de dispositivo de computação, o sistema de memória pode ser volátil (tal como memória de acesso aleatório (na sigla em inglês para Random Access Memory, FIAM)), não volátil (tal como memória somente de leitura (na sigla em inglês para read-only memory, ROM), memória flash, etc.), ou alguma combinação das duas. A unidade de processamento pode ser um processador programável padrão que realiza operações aritméticas e lógicas necessárias para operação dos dispositivos de computação. [00037] Por exemplo, a unidade de processamento pode ser configurada para executar código de programa codificado em meios tangíveis legíveis por computador. Meios legíveis por computador se referem a quaisquer meios que são capazes de fornecer dados que fazem os dispositivos de computação (isto é, uma máquina} operar de um modo particular. Vários meios legiveis por computador podem ser utilizados para fornecer instruções para a unidade de processamento para execução. Exemplos de meios de gravação legiveis por computador tangíveis incluem, mas não estão limitados a, um circuito integrado (por exemplo, Cl de matriz de porta programável no campo ou específico de aplicação), um disco rígido, um disco óptico, um disco magnético-óptico, um disco flexível, uma fita magnética, um meio de armazenamento holográfico, um dispositivo de estado sólido, RAM, ROM, memória somente de leitura de programa apagável eletricamente (EEPROM), memória flash ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, discos versáteis digitais (DVD) ou outro armazenamento óptico, cassetes magnéticos, fita magnética, dispositivos de armazenamento em disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético. [00038] Além disso, cada dispositivo de computação pode ter recursos/funcionalidades adicionais. Por exemplo, os dispositivos de computação podem incluir armazenamento adicional, tal como armazenamento removível e armazenamento não removível incluindo, mas não se limitando a, discos ou fitas magnéticas ou ópticas. Os dispositivos de computação também podem conter conexão(ões) de rede que permitem ao dispositivo comunicar com outros dispositivos. Os dispositivos de computação também podem ter díspositivo(s) de entrada, tal como um teclado, mouse, tela de toque, etc. Dispositivo(s) de saída, tal como um mostrador, alto-falantes, impressora, etc., também pode(m) ser incluído(s). Os dispositivos adicionais podem ser conectados ao barramento a fim de facilitar a comunicação de dados entre os componentes dos dispositivos de computação.
Todos esses dispositivos são bem conhecidos na técnica e não precisam ser discutidos longamente neste documento. [00039] Além de executar P&S monopolo convencional, pode ser desejável processar modos ou ondas dispersivas (por exemplo, modos leaky-p, flexural de poço e/ou multipolo de poço) no fundo de poço (por exemplo, na ferramenta acústica localizada no poço) em tempo real para facilitar a tomada de decisão tempestiva para estabilidade de poço e colocação de poço. Deve ser entendido, no entanto, que o processamento desses modos dispersivos pode ser mais complexo do que a execução de P&S monopolo convencional e pode resultar em mais ambiguidade e/ou erros. Portanto, é desejável fornecer indicadores de QC confiáveis, em tempo real, visuais quando usando informação obtida por processamento dos modos dispersivos. Como discutido acima, técnicas convencionais para fornecer indicadores de QC, tal como SFA, são computacionalmente caras. Com referência agora à FIG. 2A um gráfico ilustrando formas de onda leaky-p de exemplo, medidas por uma matriz acústica é mostrado. As formas de onda leaky-p podem ser medidas usando a matriz acústica mostrada na FIG. 1, por exemplo. Dispersões de lentidão- frequência podem ser extraídas usando um algoritmo de lápis de matriz modificada, por exemplo. Um gráfico ilustrando dispersões de lentidão-frequência de exemplo extraídas das formas de onda da FIG. 2A usando um algoritmo de lápis de matriz modificada é mostrado na FIG. 2B. Uma assíntota de baixa frequência do modo de primeira ordem 202 indica a lentidão compressional da formação. Adicionalmente, o modo de segunda ordem 204 pode ser visto em aproximadamente 6,5 kHz e acima. Uma assíntota de baixa frequência do modo de segunda ordem também indica a lentidão compressional da formação. [00040] Em aplicações de perfilagem sônica LWD, capacidade de computação mais baixa e largura de banda limitada podem tornar dificil fornecer indicadores de QC, particularmente, em tempo real. Por exemplo, a potência de computação de um dispositivo de computação localizado no poço (por exemplo, incorporado na ferramenta acústica) é tipicamente muito menor que a potência de computação de um dispositivo de computação empregado na superfície da formação. Isto torna praticamente difícil fornecer indicadores de QC convencionais, por exemplo, usando técnicas SFA convencionais, usando um dispositivo de computação localizado no poço. Adicionalmente, a largura de banda entre a ferramenta acústica localizada no poço e a superfície da formação é limitada. Isto torna praticamente difícil enviar dados sônicos (por exemplo, dados de forma de onda) da ferramenta acústica para a superfície da formação devido a telemetria de banda larga limitada, o que prejudica a capacidade de fornecer indicadores de QC usando técnicas convencionais com um dispositivo de computação localizado na superfície da formação em. tempo real. [00041] Deve ser apreciado que as operações lógicas descritas neste documento com respeito às várias figuras podem ser implementadas (1) como uma sequência de atos implementados em computador ou módulos de programa (isto é, software) rodando em um dispositivo de computação, (2) como circuitos lógicos de máquina interligados ou módulos de circuito (isto é, hardware) dentro do dispositivo de computação e/ou (3) uma combinação de software e hardware do dispositivo de computação. Assim, as operações lógicas discutidas neste documento não estão limitadas a qualquer combinação específica de hardware e software. A implementação é uma questão de escolha dependente do desempenho e de outros requisitos do dispositivo de computação. Por conseguinte, as operações lógicas descritas neste documento são referenciadas variadamente como operações, dispositivos estruturais, atos ou módulos. Estas operações, dispositivos estruturais, atos e módulos podem ser implementadas em software, em firmware, em lógica digital de finalidade especial e qualquer combinação dos mesmos. Também deve ser apreciado que mais ou menos operações podem ser realizadas do que as mostradas nas figuras e descritas neste documento. Estas operações também podem ser realizadas em uma ordem diferente daquela descrita neste documento. [00042] Com referência agora à FIG. 3 um fluxograma ilustrando operações de exemplo 300 para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência é mostrado. Deve ser entendido que as operações de exemplo 300 podem ser implementadas usando a fonte acústica 106, a matriz de receptores acústicos 108 e o dispositivo de computação 120A e/ou o dispositivo de computação 120B mostrado na FIG. 1, por exemplo. Em 302, dados sônicos são adquiridos em uma pluralidade de profundidades usando uma matriz acústica localizada em um poço (por exemplo, receptores acústicos 108 da FIG. 1) . Deve ser entendido que ondas acústicas podem ser geradas usando uma fonte acústica (por exemplo, fonte acústica 106 da FIG. 1) . A fonte acústica pode ser uma ou mais fontes acústicas monopolo, dipolo e/ou multipolo. Adicionalmente, os dados sônicos adquiridos podem incluir modos dispersivos, tal como modos leaky-p, flexural de poço e multipolo de poço. Em 304, os dados sônicos adquiridos são transformados de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas. Por exemplo, o número limitado de frequências discretas pode ser de não mais do que duas frequências discretas. Alternativamente, o número limitado de frequências discretas opcionalmente pode ser maior do que duas, três ou quatro frequências discretas. Alternativamente ou adicionalmente, o número limitado de frequências discretas opcionalmente pode ser menor do que ou igual a cinco frequências discretas. Deve ser entendido que o número limitado de frequências discretas fornecido acima é apenas exemplo e que o número limitado de frequências discretas opcionalmente pode ser maior do que cinco frequências discretas. [00043] Ao transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda, uma distribuição de energia em função de frequência e número de onda é calculada. Opcionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma Transformada de Fourier Rápida bidimensional ("2D-FFT"). Alternativamente ou adicionalmente, os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma transformada de Radon de domínio de frequência. Deve ser entendido que a 2D-FFT e a transformada de Radon são fornecidas apenas como exemplos e que outras transformadas conhecidas podem ser usadas. Em 306, valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são estimados dos dados sônicos transformados. Os valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são opcionalmente estimados dos dados sônicos transformados (por exemplo, dados sônicos no domínio de frequência-número de onda) com base em uma relação entre lentidão, número de onda e frequência. Por exemplo, a relação pode ser definida pela Equação (1) abaixo.
(D onde s é lentidão, k é número de onda e f é frequência. Em outras palavras, os números de ondas podem ser convertidos em valores de lentidão porque os números de ondas são relacionados a valores de lentidão por frequência. Um gráfico ilustrando uma distribuição de energia de exemplo através de um plano de frequência-lentidão é mostrado na FIG. 4A. O gráfico ilustra a distribuição de energia com variação de cor através de uma banda de frequência entre 0 e 10 kHz. Como mostrado na FIG. 4A, a distribuição de energia é calculada através da faixa de lentidão inteira e da faixa de frequência inteira. FIG. 4A é fornecida somente como um exemplo. Esta divulgação contempla que a distribuição de energia através do plano de frequência-lentidão pode ser calculada em um número limitado de frequências discretas de acordo com as etapas 302-306 descritas acima em oposição a através da faixa de frequência inteira. Um gráfico ilustrando uma distribuição de energia em função de lentidão em uma frequência selecionada (por exemplo, 5 kHz) é mostrado na FIG. 4B. Na FIG. 4B, a distribuição de energia de pico a 5 kHz corresponde a uma lentidão de aproximadamente 180 ps/ft. Deve ser entendido que é possível identificar a distribuição de energia de pico em uma ou mais frequências discretas (por exemplo, 2,5, 3,5, 4,5, 5,5 e 6,5 kHz). A lentidão correspondente na distribuição de energia de pico para cada uma das uma ou mais frequências discretas é plotada como marcadores 402, 404, 406, 408 e 410 na FIG. 4A. Uma linha conectando estes marcadores na FIG. 4A indica as características dispersivas do modo as quais são similares à dispersão extraida usando um algoritmo de lápis de matriz modificada mostrado na FIG. 2B. [00044] Opcionalmente, os valores de lentidão estimados no número limitado de frequências discretas podem ser transmitidos, por exemplo, entre um dispositivo de computação localizado no poço (por exemplo, dispositivo de computação 120A da FIG. 1) e um dispositivo de computação localizado na superfície da formação (por exemplo, dispositivo de computação 120B da FIG. 1), antes de processamento adicional. Ao transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de terapo-espaço para um domínio de frequência-número de onda e estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas, é possível reduzir os custos de computação em comparação com extração de dispersões de acordo com técnicas convencionais, tal como o algoritmo de lápis de matriz modificada. Isto facilita a capacidade de um dispositivo de computação com potência de computação limitada (por exemplo, um dispositivo de computação incorporado em uma ferramenta acústica localizada em um poço) de realizar estas etapas de processamento. Mais ainda, além de ter potência de computação limitada, um dispositivo de computação incorporado em uma ferramenta acústica é requerido para realizar estas etapas de processamento dentro de um período de tempo limitado, por exemplo, o período de tempo entre disparos de uma fonte acústica. Portanto, a redução do custo de computação também facilita a capacidade do dispositivo de computação realizar estas etapas de processamento dentro do período de tempo limitado. Adicionalmente, como discutido acima, o enlace de comunicação entre a ferramenta acústica e a superfície da formação é tipicamente limitado em largura de banda. Ao reduzir a quantidade de dados transmitidos (por exemplo, valores de lentidão no número limitado de frequências discretas) em comparação com a transmissão de dados de forma de onda, é possível facilitar o fornecimento de indicadores de QC em tempo real. Embora aplicações de perfilagem sônica LWD sejam descritas acima, onde os valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são transmitidos antes de processamento adicional, esta divulgação contempla realizar todas as etapas para gerar perfis de projeção lentidão-frequência com um ou mais dispositivos de computação sem transmissão de dados intermediária. Por exemplo, é possível realizar todas as etapas para gerar perfis de projeção de lentidão-frequência com um ou mais dispositivos de computação na superfície da formação durante aplicações de perfilagem sônica LWD ou com um ou mais dispositivos de computação durante aplicações de perfilagem sônica de cabo de aço. Nestes casos, o custo de computação e o tamanho de transmissão de dados são reduzidos em comparação com técnicas convencionais. [00045] Com referência novamente à FIG. 3, os valores de lentidão estimados no número limitado de frequências discretas são interpoladas para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos em 308. Em outras palavras, a projeção das dispersões de lentidão-frequência pode ser reproduzida interpolando entre os valores de lentidão estimados. Como discutido acima, a etapa 308 pode opcionalmente ser realizada por um dispositivo de computação localizado na superfície da formação (por exemplo, o dispositivo de computação 120B da FIG. 1) após receber os valores de lentidão estimados. Então, em 310, a projeção das dispersões de lentidão-frequência (por exemplo, um perfil de projeção de lentidão-frequência) é exibida, por exemplo, em um dispositivo de exibição.
[00046] Um gráfico ilustrando um perfil de projeção de lentidão-frequência de exemplo é mostrado na FIG. 5. A projeção das dispersões de lentidão-frequência pode incluir uma pluralidade de bandas de cor 502, 504, 506, 508 e 510 correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas. Na FIG. 5, cores diferentes são atribuídas a frequências discretas diferentes de acordo com a Tabela 1 abaixo.
Tabela 1 Deve ser entendido que o número limitado de frequências discretas e as cores atribuídas são fornecidos como exemplos apenas e que mais ou menos frequências discretas e diferentes cores atribuídas podem ser usadas. Uma largura de cada uma das bandas de cor pode indicar uma dispersividade de lentidão de um modo acústico. Alternativamente ou adicionalmente, a variação de cor das bandas de cor pode indicar variabilidade das dispersões de lentidão-frequência dependendo da frequência. Como mostrado na FIG. 5, as ondas medidas são menos dispersivas acima de 1124 m (por exemplo, profundidade de menos de 1124 m) porque a largura da projeção de lentidão-frequência é relativamente estreita nestas profundidades. Além disso, as ondas medidas se tornam mais dispersivas na zona mais profunda (por exemplo, profundidades maiores que 1124 m). [00047] Opcionalmente, perfis de lentidão compressional ou de cisalhamento podem ser estimados dos dados sônicos adquiridos de acordo com qualquer técnica conhecida. A projeção das dispersões de lentidão-frequência opcionalmente pode ser exibida ou sobreposta nos perfis de lentidão compressionais ou de cisalhamento. Quando as técnicas descritas neste documento são aplicadas a um modo leaky-p, a projeção das dispersões de lentidão-frequência fornece um indicador de QC de lentidão compressional. Quando as técnicas descritas neste documento são aplicadas a um modo multipolo, a projeção das dispersões de lentidão-frequência fornece um indicador de QC de lentidão de cisalhamento. Na FIG. 5, o perfil de lentidão compressional estimada é mostrado pela linha 520. Deve ser entendido que o ngrfil de oroiecão de lentidão—freauência fornece um indicador M -J— -X- —X. -JL. v/ n/ J» '—' j w V-/ Vy Ot W J- w X X U —A. ví ví w X. X— ív X* C* X i ív -X- Cí X. v X— A X \-* w Sv ví* L L -X- A A ví X. w ví ví \y -X. de QC para o perfil de lentidão compressional estimada. Por exemplo, quando o perfil de lentidão compressional estimada coincide com o limite de frequência zero da projeção, a lentidão compressional estimada é precisa. No entanto, quando o perfil de lentidão compressional estimada atravessa a projeção, a lentidão compressional estimada é imprecisa. Como mostrado na FIG. 5, a lentidão compressional estimada 520 está localizada ligeiramente para a esquerda das bandas de cor 502-510. Isto significa que a lentidão compressional estimada é precisa. Assim, a lentidão compressional obtida dos dados sônicos devidamente pega a assintota de baixa frequência do modo dispersivo. [00048] Embora a matéria objeto tenha sido descrita em linguagem especifica para características estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser entendido que a matéria objeto definida nas reivindicações anexas não está necessariamente limitada à características ou atos específicos descritos acima. Em vez disso, as características específicas e atos descritos acima são divulgados como exemplo de formas de implementar as reivindicações. - REIVINDICAÇÕES -
Claims (20)
1. MÉTODO PARA EXIBIR DADOS DE PERFILAGEM SÔNICA ASSOCIADOS COM UMA FORMAÇÃO CIRCUNDANDO UM POÇO, caracterizado pelo fato de que compreende: adquirir dados sônicos em uma pluralidade de profundidades usando uma matriz acústica localizada no poço; transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um dominio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas; estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas dos dados sônicos transformados; interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos; e exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência, em que a projeção das dispersões de lentidão-frequência compreende uma pluralidade de bandas de cor correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a transformação dos dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda calcula uma distribuição de energia em função de frequência e número de onda.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequência-número de onda usando uma Transformada de Fourier Rápida bidimensional ("2D-FFT") ou usando uma transformada de Radon de domínio de frequência.
4 . Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os valores de lentidão no número limitado de frequências discretas são opcionalmente estimados dos dados sônicos transformados com base em uma relação entre lentidão, número de onda e frequência.
5 . Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda transmitir os valores de lentidão estimados de um primeiro dispositivo de computação para um segundo dispositivo de computação antes de pelo menos uma de interpolação dos valores de lentidão estimados e exibição da projeção das dispersões de lentidão-frequência.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda exibir a projeção das dispersões de lentidão-frequência sobrepostas em um perfil de lentidão compressional ou de cisalhamento.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a largura de cada uma das bandas de cor indica uma dispersividade de lentidão de um modo acústico.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a variação de cor das bandas de cor indica variabilidade das dispersões de lentidão-frequência dependendo da frequência.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os dados sônicos adquiridos compreendem pelo menos um de modos dispersivos leaky-p, flexural de poço e multipolo de poço.
10. SISTEMA PARA EXIBIR DADOS DE PERFILAGEM SÔNICA ASSOCIADOS COM UMA FORMAÇÃO CIRCUNDANDO UM POÇO, caracterizado pelo fato de que compreende: uma matriz acústica para adquirir dados sônicos em uma pluralidade de profundidades, a matriz acústica estando localizada no poço; pelo menos um dispositivo de computação configurado para: receber os dados sônicos adquiridos, transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas, estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas dos dados sônicos transformados, e interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de .uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos; e um dispositivo de exibição em comunicação com o pelo menos um dispositivo de computação, em que o dispositivo de exibição exibe a projeção das dispersões de lentidão-frequência, a projeção das dispersões de lentidão-frequência compreendendo uma pluralidade de bandas de cor correspondendo a cada uma do número limitado de frequências discretas.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o número limitado de frequências discretas é maior do que ou igual a duas frequências discretas.
12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizado pelo fato de que a transformação dos dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda calcula uma distribuição de energia em função de frequência e número de onda.
13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que os dados sônicos são transformados do domínio de tempo-espaço para o domínio de frequêncía-núraero de onda usando uma Transformada de Fourier Rápida bidimensional ("2D-FFT")ou uma transformada de Radon de domínio de frequência.
14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que a largura de cada uma das bandas de cor indica uma dispersividade de lentidão de um modo acústico e uma variação de cor das bandas de cor indica variabilidade das dispersões de lentidão-frequência dependendo de frequência.
15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de exibição exibe a projeção das dispersões de lentidão-frequência sobrepostas em um perfil de lentidão compressional ou de cisalhamento.
16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de computação está localizado no poço.
17 . Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caraterizado pelo fato de que o sistema ainda compreende um primeiro dispositivo de computação localizado no poço e um segundo dispositivo de computação localizado em uma superfície da formação, em que o primeiro dispositivo de computação é configurado para: receber os dados sônicos adquiridos, transformar os dados sônicos adquiridos de um domínio de tempo-espaço para um domínio de frequência-número de onda em um número limitado de frequências discretas, estimar valores de lentidão no número limitado de frequências discretas dos dados sônicos transformados, e transmitir os valores de lentidão estimados para o segundo dispositivo de computação, e em que o segundo dispositivo de computação é configurado para interpolar os valores de lentidão estimados para obter uma projeção de uma ou mais dispersões de lentidão-frequência dos dados sônicos adquiridos.
18. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 17, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de exibição está localizado em uma superfície da formação.
19. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, .caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de computação e o dispositivo de exibição estão localizados em uma superfície da formação.
20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte acústica para gerar dados acústicos, em que a fonte acústica é pelo menos uma de fontes acústicas monopolo, uma fonte acústica dipolo e outra fonte acústica multipolo.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A 4A ANUIDADE. |
|
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2473 DE 29-05-2018 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |