BR112015031007B1

BR112015031007B1 - Método para caracterizar uma zona inundada de água em uma formação de terra

Info

Publication number: BR112015031007B1
Application number: BR112015031007-9A
Authority: BR
Inventors: Gleb Vladimirovich Dyatlov; Yuliy Aleksandrovich Dashevsky; Alexandr Nikolaevich Vasilevskiy
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2021-08-31
Also published as: US10072500B2; WO2014209152A1; SA114350416B1; EP3014059A1; US20150260039A1; BR112015031007A2

Abstract

monitoramento de gravidade de uma zona inundada por água em varredura areal trata-se de métodos, sistemas e dispositivos para caracterizar uma zona inundada por água em uma formação de solo que resulta da injeção de água à formação através de um furo de poço de injetor que intersecta a formação. o método inclui estimar o alongamento horizontal da zona inundada por água através do uso de uma alteração do campo de gravidade no furo de poço de injetor. estimar o alongamento horizontal pode incluir prever uma alteração de campo de gravidade para cada uma dentre uma pluralidade de zonas modelo inundadas por água para o furo, em que cada zona modelo inundada por água é um cilindro elíptico que tem altura e semieixos finitos; e ajustar a alteração de campo de gravidade para uma das alterações de campo de gravidade previstas que correspondem a uma da pluralidade de zonas modelo inundadas por água de cilindro elíptico. a alteração de campo de gravidade pode compreender uma diferença entre um primeiro campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor antes da injeção e um segundo campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor após a injeção.

Description

1 .Campo da revelação

[001] Em um aspecto, esta revelação refere-se de modo geral amétodos e aparelhos para caracterizar um parâmetro de interesse de uma formação de solo através do uso de medições gravitacionais. Em outro aspecto, esta revelação refere-se de modo geral a métodos e aparelhos para o monitoramento e controle do processo de inundação de água através do uso de medições de lapso de tempo do campo gravitacional no injetor.

2 .Antecedentes da técnica

[002] Em muitos campos de atuação, pode ser útil caracterizar umparâmetro em relação a uma formação de solo, tais como parâmetros em relação a um ou mais fluidos da formação de solo. Por exemplo, na exploração, desenvolvimento e monitoramento relacionados à produção de hidrocarboneto, é importante fazer medições precisas de formações geológicas. As formações geológicas abaixo da superfície da terra podem conter reservatórios de petróleo e gás ou massas subterrâneas de água. As formações geológicas podem incluir as camadas de formação e várias estruturas. Em uma busca por petróleo e gás, é importante saber sobre a localização e a composição das camadas de formação e das várias estruturas. Em particular, é importante saber sobre as formações geológicas com um alto grau de precisão, de modo que os recursos não sejam desperdiçados. Em algumas aplicações pode ser útil monitorar os fluidos injetados na formação para aumentar a produção de hidrocarbonetos. A presente revelação abrange a necessidade de caracterizar as medições de gravidade para estimar o comportamento de fluidos injetados.

Sumário

[003] Em um aspecto, esta revelação se refere de modo geral amétodos, sistemas e dispositivos para caracterizar uma zona inundada por água em uma formação de solo que resulta da injeção de água à formação através de um furo de poço de injetor que cruza a formação. Os aspectos do método incluem estimar o alongamento horizontal da zona inundada por água através do uso de uma alteração de campo de gravidade no furo de poço de injetor. Estimar o alongamento horizontal pode incluir prever uma alteração de campo de gravidade para cada uma dentre uma pluralidade de zonas modelo inundadas por água para o furo, em que cada zona modelo inundada por água é um cilindro elíptico que tem altura e semieixos finitos; e ajustar a alteração de campo de gravidade para uma das alterações de campo de gravidade previstas que corresponde a uma da pluralidade de zonas modelo inundadas por água de cilindro elíptico.

[004] A alteração de campo de gravidade pode compreender umadiferença entre um primeiro campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor antes da injeção e um segundo campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor após a injeção. O método pode incluir ter um conjunto de medições de gravidade em uma pluralidade de profundidades no furo de poço de injetor para estimar pelo menos um dentre i) o primeiro campo de gravidade estimado; e ii) o segundo campo de gravidade estimado. a inundação de água pode ser uma varredura areal. O método pode incluir estimar a incerteza do alongamento horizontal estimado. O método pode incluir criar um modelo da formação através do uso do alongamento horizontal estimado da zona inundada por água. O método pode incluir conduzir operações de recuperação secundárias na dependência do modelo.

[005] Outras modalidades podem incluir um produto de meiolegível por computador não transitório para caracterizar uma zona inundada por água em uma formação de solo que resulta da injeção de água à formação através de um furo de poço de injetor que intersecta a formação, em que o meio tem instruções no mesmo que, quando executadas, fazem com que pelo menos um processador execute um método descrito no presente documento. O método pode incluir estimar o alongamento horizontal da zona inundada por água através do uso de uma alteração de campo de gravidade no furo de poço de injetor. O produto do meio pode incluir pelo menos um dentre: (i) uma ROM, (ii) uma EPROM, (iii) uma EEPROM, (iv) uma memória flash ou (v) um disco óptico.

[006] Outras modalidades do método podem incluir caracterizaruma zona inundada por água em uma formação de solo cruzada por um furo de poço de injetor. O método pode incluir estimar o alongamento de uma zona inundada por água através de monitoramento de alterações de densidade na formação a partir do furo de poço de injetor, em que a zona inundada por água é modelada como um cilindro elíptico com altura e semieixos finitos. O método pode incluir adicionalmente conduzir operações de recuperação secundárias na dependência do alongamento horizontal estimado da zona inundada por água. O método pode incluir adicionalmente criar um modelo da formação através do uso do alongamento horizontal estimado da zona inundada por água. O método pode incluir adicionalmente conduzir operações de recuperação secundárias na dependência do modelo.

[007] Exemplos de algumas características da revelação foramresumidos, de forma ampla, a fim de que a descrição detalhada do mesmo que segue possa ser mais bem compreendida e a fim de que as contribuições que representam à técnica possam ser apreciadas. Há, claro, características adicionais da revelação que serão descritas doravante e que formarão a matéria das reivindicações anexas à mesma.

Breve descrição das Figuras

[008] Para uma compreensão detalhada da presente revelação,deve-se fazer referência à descrição detalhada das modalidades a seguir, tomadas em conjunto com os desenhos anexos, nos quais elementos similares são dados números similares, em que:

[009] A Figura 1 mostra um sistema de medição de gravidade emconformidade com as modalidades da presente revelação em relação a um corte transversal de uma formação de solo na qual um furo é perfurado;

[010] A Figura 2 mostra uma ilustração de uma zona encharcadamodelo que circunda um furo de injetor em uma formação de solo;

[011] As Figuras 3A e 3B mostram representações gráficas queilustram campos de gravidade do cilindro modelo para vários valores de c;

[012] As Figuras 4A e 4B mostram representações gráficas queilustram a diferença entre o campo de gravidade para cilindros circulares e cilindros elípticos com vários valores de c em relação à profundidade;

[013] As Figuras 5A e 5B mostram uma representação gráfica dodesvio médio quadrático que ilustra o domínio de incerteza para r = r0 e c = c0;

[014] A Figura 6 mostra um fluxograma de uma modalidade de ummétodo para caracterizar dimensões de uma zona inundada por água em uma formação de terra cruzada por um furo de injetor de acordo com a presente revelação;

[015] A Figura 7 mostra um fluxograma de uma modalidade de ummétodo para caracterizar uma zona inundada por água em uma formação de terra cruzada por um furo de injetor de acordo com a presente revelação; e

[016] A Figura 8 mostra um ambiente de hardware exemplificativoem conformidade com as modalidades da presente revelação.

Descrição detalhada

[017] A presente revelação se refere a dispositivos e métodos paracaracterizar uma zona inundada por água em uma formação de solo através do uso de medições gravitacionais tomadas em um furo que cruza a formação. Essas medições podem ser tomadas periodicamente para detectar alterações na aceleração gravitacional ao longo do tempo em uma localização específica. O furo pode ser um furo de poço de injetor usado para criar a zona inundada por água. O método pode incluir estimar medições da zona inundada por água ou o movimento da zona inundada por água ao longo do tempo. A presente descrição é suscetível a modalidades de formas diferentes. São mostradas nos desenhos e serão aqui descritas com detalhes modalidades específicas da presente revelação com a compreensão de que a presente revelação deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da presente revelação e não é destinada a limitar a presente revelação àquilo ilustrado e descrito no presente documento.

[018] Na recuperação secundária de petróleo, um fluido externo talcomo água, gel ou gás é injetado no reservatório através de um ou mais poços de injetor em uma área da formação em comunicação fluida com um ou mais poços de produção. Os poços de injetor podem ser localizados de acordo com um padrão particular, por exemplo, o padrão de cinco locais. Uma área que tem alta saturação de água aparece nas proximidades do furo de poço de injetor. Essa área é conhecida como uma zona inundada por água. Se a água se propaga de modo uniforme em todas as direções (o que é desejável), o resultado é um cilindro em formato de círculo substancialmente simétrico com um eixo longitudinal substancialmente vertical ("cilindro vertical"). Se a água se filtrar de modo não uniforme (por exemplo, mais rápido em algumas direções do que em outras), então a zona inundada por água será alongada em um eixo do plano horizontal. De modo problemático, o alongamento leva a zonas ultrapassadas, avanço precoce e baixa taxa de recuperação de petróleo.

[019] O volume de água injetado é tipicamente gravado. Atravésdo uso das informações obtidas sobre a formação, o volume da zona inundada por água pode ser confiavelmente calculado a partir do volume de água injetada, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Dessa forma, historicamente, em qualquer ponto de tempo, o volume da zona inundada por água é conhecido. No entanto, o formato da zona inundada por água é mais difícil de determinar. Seria desejável caracterizar as dimensões da zona inundada por água, tal como, por exemplo, para determinar o grau de alongamento. Seria, então, possível controlar o volume de água injetado na dependência do alongamento e eventualmente aumentar a taxa de recuperação de petróleo.

[020] Os aspectos da presente revelação incluem os métodos paraa determinação do fator de alongamento da zona inundada por água através das medições de gravidade por lapso de tempo nos poços de injetor. Uma vez que a água e os hidrocarbonetos têm diferentes densidades, a inundação de água produz alterações de densidade conhecidas na zona inundada por água, resultando-se em alterações do campo de gravidade. As alterações no campo de gravidade (especificamente, o componente vertical do campo de gravidade) são particularmente perceptíveis no poço de injetor (ou no "injetor"). Um ou mais gravímetros podem ser usados para medir a aceleração gravitacional em localizações no furo de injetor (e/ou na superfície) antes e durante a injeção. As medições podem ser usadas para detectar alterações na aceleração gravitacional nas localizações ao longo do tempo. As diferenças nessas medições podem, então, ser usadas para estimar alterações no campo de gravidade. As alterações no campo de gravidade dependerão do volume e do formato da zona inundada por água. Os efeitos do volume e do formato da zona inundada por água podem ser modelados. Uma aplicação específica usa tal modelo em conjunto com as alterações de medição para reconstruir a zona inundada por água ou suas características.

[021] Em geral, as medições de campo de gravidade sãoinsuficientes para a reconstrução total da zona inundada por água sem informações adicionais. No entanto, através do uso da porosidade da formação e do volume da água injetada, os métodos da presente revelação podem estimar o volume da zona inundada por água. Através do uso das saturações de água iniciais e atuais e do contraste de densidade de petróleo-água, os métodos podem estimar as alterações de densidade aparente.

[022] Os aspectos da revelação estimam as dimensões da zonainundada por água através do uso do volume e das alterações de densidade aparente. Algumas modalidades podem modelar a zona inundada por água como um formato simples, tal como, por exemplo, um cilindro elíptico. A espessura do reservatório é determinada através do uso de métodos conhecidos, tal como, por exemplo, através do uso das medições de densidade ou porosidade. Com uma espessura conhecida, um cilindro elíptico pode ser totalmente determinado pelo volume e pela razão de eixos. Nesse modelo, as medições do furo tornam possível reconstruir o fator de alongamento da zona inundada por água. Calculando-se o campo de gravidade de cilindros elípticos com um volume fixo e diferentes razões de eixos, pode ser mostrado que os respectivos campos de gravidade diferem por um valor mensurável por gravímetros de furo modernos.

[023] A caracterização da zona inundada por água pode serrealizada no estágio de recuperação, em que a zona inundada por água tem dimensões de algumas centenas de metros, isto é, nos estágios iniciais. Nesse caso, as alterações de densidade causadas pela injeção e produção nos outros furos podem ser distantes (maiores do que 500 metros) e as alterações de campo de gravidade correspondentes podem ser insignificativamente pequenas.

[024] A Figura 1 mostra um sistema de medição de gravidade emconformidade com as modalidades da presente revelação em relação a uma seção transversal de uma formação de terra 10, no qual um furo 12 é perfurado. Suspensa no furo 12 na extremidade inferior de um transportador, tal como um cabo de aço 14, está uma ferramenta de poço 100. O cabo de aço 14 pode ser transportado através de uma polia 18 sustentada por uma torre de perfuração 20. A instalação e a recuperação de cabo de aço são realizadas por um guincho alimentado transportado por um caminhão de serviço 22, por exemplo. Um painel de controle 24 interconectado à ferramenta 100 através da cabo de aço 14 por meios convencionais controla a transmissão de potência elétrica, sinais de dados/comando e também fornece controle sobre a operação dos componentes no dispositivo 100.

[025] Nas modalidades, a ferramenta 100 pode ser configuradapara coletar informações referentes à força ou aceleração. Um dispositivo ilustrativo 100 pode incluir um gravímetro 110. O gravímetro 110 pode ser um gravímetro de componente único ou um gravímetro de múltiplos componentes. O dispositivo 100 pode ser especialmente configurado para fazer medições gravimétricas e/ou para transportar o gravímetro 110. O gravímetro 110 pode incluir um ou mais dentre: (i) um gravímetro relativo e (ii) um gravímetro absoluto. O gravímetro pode incluir (i) um gravímetro de eixo geométrico único ou (ii) um gravímetro de vetor. O gravímetro 110 pode incluir um gravímetro interferométrico. Um exemplo não limitador de um gravímetro interferométrico pode incluir uma massa de teste em uma mola que compreende pelo menos um lado do pelo menos um interferômetro Fabry-Perot. Uma fonte de luz adequada pode incidir no interferômetro e interrogar a resposta do interferômetro à aceleração devido à gravidade. Dependendo do princípio de operação do dispositivo 100, o dispositivo 100 pode ser configurado para operar sob as condições de superfície e de furo. Em outras modalidades, o gravímetro 110 do dispositivo 100, pode ser usado na superfície 160. O furo 12 também pode cruzar a superfície 160 em um ponto 170, que pode ser o cabeçote de poço.

[026] Uma zona inundada por água de uma formação de solo podeser caracterizada em conformidade com as modalidades da invenção através do uso de pelo menos um gravímetro configurado para gerar as informações de gravidade através da medição da aceleração de gravidade em uma localização específica (isto é, fazendo uma medição de gravidade). O pelo menos um gravímetro 110 pode ser implantado na superfície da formação de solo (por exemplo, no ponto 170 ou em outra parte na superfície 160) ou dentro da formação de solo em ou próximo de um volume de interesse, tal como, por exemplo, no furo de injetor 12. Em algumas implantações, uma pluralidade de gravímetros 110 pode ser usada em múltiplas localizações. O volume de interesse pode ser um reservatório de hidrocarboneto. Em algumas modalidades, o pelo menos um gravímetro pode incluir um ou mais gravímetros de vetor posicionados em um ou mais furos que penetram uma formação de solo.

[027] O dispositivo 100 também pode ser configurado paraimplantar o gravímetro 110 dentro do furo 12 para uma posição fixa. O gravímetro 110 pode ser destacável da ferramenta 100. A posição do gravímetro 110 pode ser estimada através do uso de métodos bem conhecidos dentro da comunidade de produção de hidrocarboneto. Um exemplo seria o uso da profundidade, conforme medido ao longo do furo em combinação com os dados de uma pesquisa de poço. Outro exemplo seria a detecção de um recurso de referência específico na profundidade alvo detectando-se o recurso específico.

[028] Na profundidade selecionada, o gravímetro 110 pode serposicionado na parede do furo 12, tal como por um mecanismo semelhante a um cilindro hidráulico, e fixado à formação de solo ou ao revestimento de furo por algum método conhecido pelos versados na técnica de detecção permanente. Uma medição do vetor de gravidade pode ser feita pelo gravímetro 110 antes de o mecanismo de fixação ser retraído na ferramenta 100.

[029] Em algumas modalidades, a ferramenta 100 pode incluir umdispositivo configurado para detectar e/ou estimar o fluxo de fluido na formação 10. Por exemplo, a ferramenta 100 pode ser configurada para detectar as medições usadas para estimar as dimensões de uma zona inundada por água. A saturação de fluido e outros parâmetros de movimento de fluido podem ser estimados através da comparação de medições de aceleração gravitacional com outras medições de aceleração gravitacional ao longo do tempo.

[030] A Figura 2 mostra uma ilustração de uma zona encharcadamodelo 200 que circunda um furo de injetor 12 em uma formação de solo 10. As medições de gravidade 14 podem ser feitas no furo de injetor 12 em várias profundidades. As medições de gravidade adicionais também podem ser feitas na superfície 160, tal como, por exemplo, no ponto 170.

[031] Os aspectos da presente revelação podem modelar a zonainundada 200 como um cilindro elíptico com a espessura h e semieixos a e b, em que a parte superior da zona inundada 200 encontra-se na profundidade zt. Um cilindro circular é um caso especial do cilindro elíptico em que a razão de eixos é 1. Os semieixos são determinados pela relação ab = r2 que fixa o volume como

e também a relação a / b = c, que determina o alongamento. Dessa forma,

[032] Na presente revelação, a densidade de fluidos injetados éconhecida, assim como a densidade, a porosidade e o teor de fluido da formação antes da injeção. A alteração da densidade da zona de inundação pode ser determinada através do uso deΔp = (porosidade) • (págua - ppetróleo)onde os valores exemplificativos podem ser: 0,2 para a porosidade, 1,06 g/cm3 para a densidade da água e 0,85 g/cm3 para a densidade do petróleo, resultando-se em Δp de 0,042 g/cm3. Os valores exemplificativos podem ser 2.000 metros para a profundidade superior zt, 20 a 50 metros para a altura h e 100 metros para r. Aqui, r se refere ao raio equivalente do cilindro elíptico. Dessa forma, se a porosidade puder ser estimada e o volume de água injetada for conhecido, o raio equivalente poderá ser diretamente calculado.

[033] As Figuras 3A e 3B mostram representações gráficas queilustram campos de gravidade do cilindro modelo para vários valores de c. As Figuras 4A e 4B mostram representações gráficas que ilustram a diferença entre o campo de gravidade para cilindros circulares e cilindros elípticos com vários valores de c em relação à profundidade. As Figuras 3A e 4A se referem a cilindros modelados com um raio equivalente de 100 metros e uma altura de 20 metros. As Figuras 3B e 4B se referem a cilindros modelados com um raio equivalente de 100 metros e uma altura de 50 metros.

[034] A incerteza de alongamento da zona inundada por águapode ser calculada. Usar o volume de água injetada como informações a priori reduz a incerteza de alongamento da zona inundada por água encontrada a partir da medição de lapso de tempo do campo de gravidade no injetor.

[035] Com o uso de valores ro e co para r e c respectivamente, odesvio médio quadrático pode ser calculado através do uso da equação

onde g(zs,r,c) é o campo de gravidade no sensor s-ésimo (de S) para os parâmetros r e c.

[036] As Figuras 5A e 5B mostram uma representação gráfica dodesvio médio quadrático que ilustra o domínio de incerteza para r = r0 e c = c0. A Figura 5A ilustra o desvio médio quadrático para um cilindro elíptico com r = 100 e c = 0,1. A Figura 5B ilustra o desvio médio quadrático para um cilindro elíptico com r = 100 e c = 0,2. A etapa de linha de nível é 1 μGal.

[037] Se R(r,c) for menor do que o nível de erro do sensor, entãoo corpo com parâmetros r e c não pode ser distinguido do corpo com parâmetros r0 e c0 através do uso de medições de campo de gravidade de lapso de tempo. Com referência às Figuras 5A e 5B, o marcador 508 designa o ponto (r0, c0). Isso é prontamente aparente a partir das Figuras 5A e 5B em que:

[038] 1.Se o raio equivalente (volume de água injetada) fordesconhecido, então haverá um cilindro circular (c=1) de um determinado raio 502, 512 com dados de gravidade estreita (porexemplo, de menos do que 2 μGal).

[039] 2.Se o raio equivalente estiver disponível como informaçõesa priori, a otimização poderá ser restrita para a linha r = r0 (506, 516) e o campo de gravidade do respectivo cilindro circular (c=1) (508, 518) difere por 4 a 5 μGal para c0 = 0,1 e 2 a 3 μGal para c0 = 0,2.

[040] Dessa forma, modelando-se a zona de inundação como umcilindro elíptico, o conhecimento do volume de água injetada torna possível distinguir o alongamento de ordem 0,1 a 0,2 através do uso de medições de campo de gravidade por lapso de tempo no injetor.

[041] A Figura 6 mostra um fluxograma de uma modalidade de ummétodo 600 para caracterizar dimensões de uma zona inundada de água em uma formação de solo cruzada por um furo de injetor de acordo com a presente revelação. O método 600 inclui a etapa 610, a medição da aceleração gravitacional em uma localização específica com o gravímetro 110 em múltiplas profundidades em um furo de injetor 12. As múltiplas profundidades podem variar de 0 a 400 metros acima da parte superior do reservatório. As informações de posição para o gravímetro também podem ser gravadas. As informações de posição podem incluir a localização (posição relativa ou global), profundidade e orientação (geográfica, magnética, etc.).

[042] Na etapa opcional 620, a água é injetada através do furo deinjetor. A próxima é a etapa 630, em que as medições gravitacionais são repetidas após um período de tempo. A etapa 640 inclui determinar, a partir das medições, as alterações no campo de gravidade entre o primeiro conjunto de medições antes da injeção e o segundo conjunto de medições após a injeção. A etapa 650 inclui usar o volume de água injetada, a porosidade da formação, e a diferença na densidade entre o material de inundação (por exemplo, água) e o hidrocarboneto deslocado (por exemplo, petróleo) para estimar o raio equivalente da zona inundada por água.

[043] A etapa 660 inclui calcular as alterações de campo degravidade modelo da zona inundada por água com o raio equivalente estimado e uma multiplicidade de alongamentos através do uso de cilindro elíptico modelo da zona inundada por água. A etapa 670 inclui estimar o alongamento através do ajuste das alterações de gravidade reais para alterações modelo de campo de gravidade. Pelo menos um processador pode ser usado para executar pelo menos as etapas 640 a 670.

[044] Em algumas modalidades, múltiplas medições podem sertomadas em cada profundidade no furo 12 antes e/ou após a injeção e/ou no cabeçote de poço 170 ou em outra localização a fim de calcular a alteração de gravidade estatisticamente (por exemplo, por uma média de resultados), para a calibração ou para permitir cálculos adicionais adaptados para compensar o desvio do instrumento (sensor), como conhecido na técnica.

[045] Opcionalmente, o método 600 inclui a etapa 605. A etapa605 inclui medir a aceleração gravitacional na superfície. Se o gravímetro 110 for um gravímetro absoluto ou balístico, as medições no furo poderão ser suficientes e essa etapa poderá ser omitida. Se o gravímetro 110 for um gravímetro relativo, as medições na superfície fornecerão uma medição de gravidade de referência com relação à cabeça de poço 170, de modo que uma diferença de gravidade possa ser determinada. As medições de gravidade de superfície podem ser tomadas no primeiro tempo e/ou no segundo tempo, ou próximas aos mesmos (por exemplo, dentro de uma hora, um dia ou uma semana, e assim por diante), ou podem ser tomadas em tempos diferentes e, então, reconciliadas através do uso de métodos bem conhecidos na técnica. A etapa 605 pode incluir múltiplas medições em qualquer um ou todos os tempos acima.

[046] Em outras etapas opcionais, as informações podem sertransmitidas a um processador configurado para caracterizar a zona inundada por água. Opcionalmente, o método 600 inclui etapas adicionais que incluem modificar as informações gravitacionais (por exemplo, medições, dados, etc.) para compensar fenômenos conhecidos. Os fenômenos conhecidos podem incluir eventos de variação de tempo, tais como marés terrestres, e eventos agudos, tais como distúrbios sísmicos e vulcanismo.

[047] Em algumas modalidades, uma ou mais dentre as etapaspodem ser opcionais. Em algumas modalidades, algumas ou todas dentre as etapas podem ser repetidas ou uma sequência de etapas podem ser repetidas, por exemplo, para aprimorar o tamanho de amostra sem repetir todas as etapas.

[048] A Figura 7 mostra um fluxograma de uma modalidade de ummétodo 700 para caracterizar uma zona inundada por água na formação de solo que resulta da injeção de água à formação através de um furo de poço de injetor que cruza a formação. A injeção de água pode ser parte de uma varredura areal. O método 700 inclui a etapa 740, estimar o alongamento horizontal da zona inundada de água através do uso de uma alteração de campo de gravidade no furo de poço de injetor. A alteração de campo de gravidade pode incluir uma diferença entre um primeiro campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor antes da injeção e um segundo campo de gravidade estimado no furo de poço de injetor após a injeção.

[049] A etapa opcional 710 pode incluir tomar pelo menos umdentre: i) o primeiro conjunto de medições de gravidade, e ii) o segundo conjunto de medições de gravidade. A etapa opcional 720 pode incluir transmitir as informações a um processador configurado para caracterizar a zona inundada por água. Por exemplo, as medições podem ser transmitidas à superfície através do transportador para o processamento. A etapa opcional 730 pode incluir estimar a alteração de campo de gravidade através do uso de um primeiro conjunto de medições de gravidade tomado em uma pluralidade de profundidades no furo de poço de injetor antes da injeção e um segundo conjunto de medições de gravidade tomado na pluralidade de profundidades no furo de poço de injetor após a injeção.

[050] A etapa 740 pode incluir prever uma alteração de gravidadepara cada uma dentre uma pluralidade de zonas modelo inundadas por água para o furo e ajustar a alteração de campo de gravidade para uma dentre as alterações de campo de gravidade previstas que correspondem a uma dentre uma pluralidade de zonas modelo inundadas por água do cilindro elíptico. Cada zona modelo inundada por água pode ser um cilindro elíptico que tem altura e semieixos finitos. A etapa 740 pode ser executada antes da etapa 720 ou 730.

[051] A etapa opcional 750 pode incluir estimar as dimensões da zona inundada por água. A etapa opcional 760 pode incluir estimar a incerteza do alongamento horizontal estimado.

[052] A etapa opcional 770 pode incluir criar um modelo daformação na dependência do alongamento horizontal estimado. Por exemplo, o modelo pode usar a dimensão estimada derivada do alongamento horizontal estimado. A etapa opcional 780 pode incluir conduzir operações de recuperação secundárias na dependência do modelo; o alongamento horizontal estimado, o eixo de alongamento, ou as dimensões da zona inundada de água; ou combinações dos mesmos. As operações de recuperação secundárias podem ser realizadas na dependência da caracterização da zona inundada por água. As operações de recuperação secundárias podem incluir qualquer uma ou todas as operações de perfuração, operações de injeção, operações de produção e similares. Por exemplo, o método pode incluir iniciar, modificar, continuar ou interromper uma ou mais operações de injeção na dependência de um modelo da formação que inclui uma caracterização da zona inundada por água com base nas dimensões e no eixo do alongamento da zona inundada por água.

[053] Outras modalidades do método podem incluir caracterizaruma zona inundada por água em uma formação de solo cruzada por um furo de poço de injetor. Tais métodos podem incluir estimar o alongamento de uma zona inundada por água através do monitoramento das alterações de densidade na formação a partir do furo de poço de injetor, em que a zona inundada por água é modelada como um cilindro elíptico com altura e semieixos finitos. Os métodos também podem incluir estimar as dimensões da zona inundada por água e/ou criar um modelo da formação na dependência do alongamento horizontal estimado. Os métodos podem incluir adicionalmente conduzir operações de recuperação secundárias na dependência do modelo; o alongamento horizontal estimado, o eixo de alongamento ou as dimensões da zona inundada de água; ou combinações dos mesmos.

[054] Conforme mostrado na Figura 8, determinadas modalidadesda presente revelação podem ser implantadas com um ambiente de hardware que inclui um processador de informações 800, um meio de armazenamento de informações 810, um dispositivo de entrada 820, memória do processador 830 e podem incluir o meio de armazenamento de informações periféricas 840. O ambiente de hardware pode estar no poço, no dispositivo 100, na plataforma ou em uma localização remota. Além disso, os vários componentes do ambiente de hardware podem ser distribuídos entre essas localizações. O dispositivo de entrada 820 pode ser qualquer leitor de informações ou dispositivo de entrada de usuário, tais como leitor de cartão de dados, teclado, porta USB, etc. O meio de armazenamento de informações 810 armazena informações fornecidas por sensores no dispositivo 100, que inclui um ou mais gravímetros 110. O meio de armazenamento de informações 810 pode ser qualquer dispositivo de armazenamento de informações não transitório, tais como uma ROM, unidade USB, cartão de memória, disco rígido, RAM removível, EPROMs, EAROMs, EEPROM, memórias flash e discos ópticos ou outro sistema de armazenamento de memória comumente usado conhecido por uma pessoa de habilidade comum na técnica inclusive armazenamento baseado na Internet. O meio de armazenamento de informações 810 armazena um programa que, quando executado, faz com que um processador de informações 800 execute o método revelado. O meio de armazenamento de informações 810 também pode armazenar informações de formação, ou as informações de formação podem ser armazenadas em um meio de armazenamento de informações periférico 840, que pode ser qualquer dispositivo de armazenamento de informações de computador padrão, tais como uma unidade USB, cartão de memória, disco rígido, RAM removível, armazenamento baseado em rede ou outro sistema de armazenamento de memória comumente usado conhecido por uma pessoa de habilidade comum na técnica, inclusive o armazenamento baseado na Internet.

[055] O dispositivo de processamento de informações 800 podeser qualquer forma de hardware de processamento matemático ou de computador, inclusive o hardware baseado na Internet. Quando o programa for carregado a partir do meio de armazenamento de informações 810 na memória do processador 830 (por exemplo, RAM de computador), o programa, quando executado, faz com que o dispositivo de processamento de informações 800 recupere informações de gravidade a partir do meio de armazenamento de informações 810 ou do meio de armazenamento de informações periférico 840 e processe as informações para estimar um parâmetro de interesse. O processador de informações 800 pode ser localizado na superfície ou no fundo do poço.

[056] Conforme usado acima, um dispositivo de processamento deinformações é qualquer dispositivo que transmite, recebe, manipula, converte, modula, transpõe, transporta, armazena ou de outra forma utiliza as informações. Em diversos aspectos não limitadores da revelação, um dispositivo de processamento de informações inclui um computador que executa instruções programadas para realizar vários métodos. No presente documento, o termo “informações” pode incluir um ou mais dentre: dados brutos, dados processados e sinais.

[057] O termo "transportador", conforme usado acima, significaqualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, mídia e/ou membro que podem ser usados para conduzir, alojar, suportar ou, de outro modo, facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou membro. Os transportadores não limitadores exemplificativos incluem colunas de perfuração do tipo de tubo flexível, do tipo de cano articulado e qualquer combinação ou porção dos mesmos. Outros exemplos de transportador incluem tubos de revestimento, cabos de aço, sondas de cabo de aço, sondas de slickline, detonações por queda, subs de fundo de poço, montagens de fundo de orifício, insertos de coluna de perfuração, módulos, alojamentos internos e porções de substrato dos mesmos.

[058] O dispositivo 100 também pode incluir sensores, ferramentasou instrumento configurados para: (i) coletar ativa ou passivamente informações sobre as várias características da formação, (ii) fornecer informações sobre a orientação da ferramenta e a direção do movimento, (iii) fornecer informações sobre as características do fluido de reservatório e/ou (iv) avaliar as condições de reservatório (por exemplo, pressão de formação, pressão de furo de poço, temperatura etc.). Dispositivos exemplificadores podem incluir sensores de resistividade (para determinar a resistividade de formação, constante dielétrica e a presença ou ausência de hidrocarbonetos), sensores acústicos (para determinar a porosidade acústica da formação e limites do leito na formação), sensores nucleares (para determinar a densidade de formação, porosidade nuclear e certas características de rocha), sensores de ressonância magnética nuclear (para determinar a porosidade e outras características petrofísicas da formação). Outros dispositivos exemplificadores podem incluir giroscópios, magnetômetros e sensores que coletam amostras de fluido de formação e determinam as propriedades do fluido de formação, o que inclui as propriedades físicas e químicas.

[059] Em algumas modalidades, o furo 12 pode ser utilizado pararecuperar hidrocarbonetos. Em outras modalidades, o furo de poço 12 pode ser usado para aplicações geotérmicas, produção de água, mineração, construção de túnel ou outros usos.

[060] O termo “informações” pode incluir, mas sem limitação, um ou mais dentre: (i) dados brutos, (ii) dados processados e (iii) sinais. Um “gravímetro” pode ser qualquer dispositivo configurado para estimar a aceleração devido às propriedades gravitacionais da matéria. O pelo menos um gravímetro pode incluir um gravímetro de vetor. Um “gravímetro de vetor” pode ser qualquer dispositivo configurado para estimar os componentes de vetor de aceleração devido às propriedades gravitacionais da matéria. Um gravímetro de vetor pode ser formado usando três gravímetros de eixo único com orientações linearmente independentes.

[061] O termo “raio equivalente” de um volume pode ser definidocomo um raio que corresponde a um cilindro circular do volume com uma altura específica.

[062] Embora a descrição tenha sido descrita com referência amodalidades exemplificativas, será compreendido que várias mudanças podem ser feitas e que equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem se distanciar do escopo da revelação. Ademais, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, situação ou material particular aos ensinamentos da revelação sem se distanciar do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a revelação não seja limitada à modalidade particular revelada como o melhor modo contemplado para realizar esta revelação, mas que a revelação inclua todas as modalidades que se enquadram dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Método para caracterizar uma zona inundada de água em uma formação de terra resultante da injeção de água na formação através de um furo de poço injetor que intercepta a formação, o método caracterizado por compreender:estimar o alongamento horizontal da zona inundada de água usando uma alteração no campo de gravidade ao longo do tempo medido no furo de poço injetor que compreende:prever uma alteração no campo de gravidade em virtude da injeção de água para cada um de uma pluralidade de modelos de zonas inundadas de água para o furo de poço, em que cada modelo de zona inundada de água é um cilindro elíptico que tem altura finita e semi- eixos; eajustar a alteração do campo de gravidade medida a uma das alterações de campo de gravidade previstas que corresponde a uma das várias zonas inundadas de água do modelo de cilindro elíptico;criar um modelo da formação usando o alongamento horizontal estimado da zona inundada pela água para estimar as dimensões da zona inundada pela água; econduzir operações de recuperação secundária na dependência do modelo, em que as operações de recuperação secundária compreendem pelo menos um de: i) operações de perfuração na formação, ii) operações de injeção na formação e iii) operações de produção na formação;em que o alongamento horizontal é um alongamento da zona inundada de água em um eixo de um plano normal a um eixo longitudinal vertical.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a alteração do campo de gravidade compreende uma diferença entre um primeiro campo de gravidade estimado no furo de poço injetor antes de injeção e um segundo campo de gravidade estimado no furo de poço injetor após a injeção.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda conduzir um conjunto de medições de gravidade em uma pluralidade de profundidades no furo de poço injetor para estimar pelo menos um de i) o primeiro campo de gravidade estimado; e ii) o segundo campo de gravidade estimado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda estimar uma medida de incerteza do alongamento horizontal estimado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda estimar as dimensões da zona inundada de água.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda criar um modelo da formação usando o alongamento horizontal estimado da zona inundada de água.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender ainda conduzir operações de recuperação secundária na dependência do modelo.

8. Método para caracterizar uma zona inundada de água em uma formação de terra interceptada por um furo de poço injetor, o método caracterizado por compreender:estimar o alongamento de uma zona inundada de água ao monitorar variações de densidade na formação do furo de poço injetor, em que a zona inundada de água é modelada como um cilindro elíptico com altura finita e semi-eixos, que compreende:prever uma variação na densidade em virtude da injeção de água em cada uma de uma pluralidade de zonas inundadas de água modelo para o furo de poço, em que cada modelo de zona inundada de água é um cilindro elíptico com altura finita e semi-eixos; e ajustar a variação de densidade a uma das variações de densidade previstas que correspondem a uma da pluralidade de zonas inundadas de água do modelo de cilindro elíptico a uma das variações de densidade previstas que corresponde a uma da pluralidade de zonas inundadas de água do modelo de cilindro elíptico;criar um modelo da formação usando o alongamento horizontal estimado da zona inundada de água para estimar as dimensões da zona inundada de água; econduzir operações de recuperação secundária na dependência do modelo, em que as operações de recuperação secundária compreendem pelo menos um de: i) operações de perfuração na formação, ii) operações de injeção na formação e iii) operações de produção na formação.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda estimar as dimensões da zona inundada de água.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda conduzir operações de recuperação secundária na dependência do alongamento horizontal estimado da zona inundada de água.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda criar um modelo da formação com o uso do alongamento horizontal estimado da zona inundada de água.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender ainda conduzir operações de recuperação secundária na dependência do modelo.