BR112016002980A2 - Método para alcance de fundo de poço, sistema de alvo de fundo de poço e conjunto de alcance de fundo de poço - Google Patents

Método para alcance de fundo de poço, sistema de alvo de fundo de poço e conjunto de alcance de fundo de poço Download PDF

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Abstract

RESUMO “MÉTODO PARA ALCANCE DE FUNDO DE POÇO, SISTEMA DE ALVO DE FUNDO DE POÇO E CONJUNTO DE ALCANCE DE FUNDO DE POÇO” Um sistema de alcance utiliza dados gradiométricos para determinar a distância entre um primeiro e segundo poços sem qualquer conhecimento ou envolvimento das características de poço ou formação. Em geral, isto é conseguido implantando um conjunto de fundo de poço que compreende transmissores e receptores tendo dipolos magnéticos juntamente com receptores de compensação posicionados entre os transmissores e receptores, em que o campo de gradiente é medido numa direção radial ao longo do conjunto de fundo de poço.

Description

“MÉTODO PARA ALCANCE DE FUNDO DE POÇO, SISTEMA DE ALVO DE FUNDO DE POÇO E CONJUNTO DE ALCANCE DE FUNDO DE POÇO” PRIORIDADE
[001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos 61/884.688, intitulado “DOWNHOLE GRADIOMETRIC RANGING UTILIZING TRANSMITTERS & RECEIVERS HAVING MAGNETIC DIPOLES”, depositado em 30 de setembro de 2013, também nomeando Donderici et al. como inventores, cuja divulgação é por meio deste incorporada por referência na sua totalidade.
CAMPO DA DIVULGAÇÃO
[002] A presente divulgação se refere genericamente a alcance de fundo de poço e, mais especificamente, a um conjunto de alcance utilizando transmissores e receptores de dipolo magnético que analisam dados gradiométricos para determinar e rastrear a localização relativa de múltiplos furos de poços.
FUNDAMENTOS
[003] A determinação da posição e direção de um tubo condutivo (revestimento metálico, por exemplo) de modo preciso e eficiente é necessária em uma variedade de aplicações de fundo de poço. Talvez a mais importante destas aplicações seja o caso de um poço com blowout no qual o poço alvo deve ser interceptado com muita precisão por um poço de alívio bem a fim de interromper o blowout. Outras aplicações importantes incluem perfurar um poço paralelo a um poço existente em sistemas de Drenagem por Gravidade Assistida por Vapor ("SAGD"), evitar colisões com outros poços em um campo de petróleo lotado onde poços são perfurados em estreita proximidade uns dos outros e rastrear um caminho de perfuração subterrâneo usando um tubo metálico injetado com corrente sobre o solo como uma referência.
[004] Uma série de abordagens convencionais tem tentado fornecer soluções para este problema. Num método, corrente é induzida em um revestimento alvo transmitindo ondas eletromagnéticas via antenas de bobina. Esta corrente induzida, por sua vez, faz com que o revestimento irradie um campo eletromagnético secundário. A amplitude deste campo secundário pode ser utilizada para determinar a distância para o revestimento alvo. No entanto, uma vez que a amplitude do campo é fortemente dependente das propriedades do revestimento e da formação, a precisão deste método pode permanecer baixa.
[005] Em outra abordagem convencional, uma fonte tipo eletrodo é utilizada para induzir corrente no revestimento alvo para, desse modo, gerar um campo magnético. O gradiente do campo magnético irradiado pelo revestimento alvo, além do próprio campo magnético, é medido nesta abordagem. Ao utilizar uma relação entre o campo magnético e seu gradiente, uma medição de alcance precisa é feita. No entanto, uma vez que eletrodos são sensíveis às lamas à base de óleo resistivas, o eletrodo deve ser posicionado em contato direto com a formação de injetar a corrente. Como resultado, altas perdas de contato podem ocorrer, ou perdas ôhmicas em formações altamente resistivas podem reduzir o alcance da ferramenta.
[006] Por conseguinte, existe uma necessidade na arte de técnicas de alcance de fundo de poço melhoradas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007] As FIGS. 1A e 1B ilustram um sistema de posicionamento relativo de acordo com certas modalidades ilustrativas da presente divulgação;
[008] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de circuitos de processamento utilizados em um sistema de posicionamento relativo de acordo com certas modalidades ilustrativas da presente invenção;
[009] A FIG. 3 ilustra uma modalidade ilustrativa simplificada de um sistema de posicionamento relativo utilizado para descrever uma metodologia da presente divulgação;
[0010] A FIG. 4 ilustra uma configuração de receptor de dipolo magnético útil para eliminar pontos cegos de acordo com certas modalidades ilustrativas da presente divulgação;
[0011] A FIG. 5 ilustra uma geometria simplificada de um sistema de posicionamento relativo simulado deacordo com certas modalidades ilustrativas da presente divulgação;
[0012] A FIG. 6 é um gráfico representando a distância medida em função da distância real da ferramenta a partir do alvo obtida de simulações de modalidades ilustrativas da presente invenção;
[0013] A FIG. 7 ilustra o caminho de um poço de alívio perfurado para interceptar um poço de blowout de acordo com metodologias ilustrativas da presente invenção;
[0014] A FIG. 8 representa a distância calculada do poço de alívio para um poço de blowout versus a distância real para medições de gradiente em direções diferentes de acordo com metodologias ilustrativas da presente invenção;
[0015] A FIG. 9 representa a distância para o alvo resultante das quatro medições de gradiente mostradas na FIG. 8;
[0016] A FIG. 10 representa o caminho real do poço de alívio versus o caminho calculado para uma metodologia de interseção de poço ilustrativa da presente divulgação; e
[0017] A FIG. 11 é um fluxograma de um método de alcance empregado por um sistema de posicionamento relativo para determinar a distância entre um primeiro (isto é, alvo) e segundo furo de poço de acordo com certas metodologias ilustrativas da presente invenção.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS
[0018] Modalidades ilustrativas e metodologias relacionadas da presente divulgação são descritas abaixo como eles podem ser empregadas em um sistema e método de alcance utilizando transmissores/receptores de dipolo magnético para analisar dados gradiométricos e, desse modo, perfurar e/ou rastrear a localização relativa de furos de poços. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação ou metodologia real estão descritas neste relatório descritivo. Será evidentemente apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real numerosas decisões específicas da implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a conformidade com restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio as quais variarão de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que um tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, apesar disso, seria uma tarefa rotineira para os especialistas na técnica tendo o beneficio desta divulgação. Outros aspectos e vantagens das várias modalidades e metodologias relativas à divulgação se tornarão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição e dos desenhos.
[0019] Como aqui descrito, modalidades e metodologias ilustrativas da presente divulgação descrevem sistemas de alcance que utilizam dados gradiométricos para determinar a distância entre um primeiro e um segundo poço, sem qualquer conhecimento ou envolvimento das características do poço ou da formação, em que o campo de gradiente é medido em uma direção radial ao longo do conjunto de fundo de poço. Em geral, isto pode ser conseguido implantando um conjunto de fundo de poço que compreende transmissores e receptores de dipolo magnético juntamente com receptores de compensação posicionados entre os transmissores e receptores. Os dipolos magnéticos podem ser configurados de uma variedade de maneiras incluindo, por exemplo, bobinas, solenoides ou magnetômetros. Um campo eletromagnético é gerado pelos transmissores e induzido no revestimento alvo para, desse modo, produzir um campo eletromagnético secundário ao longo do revestimento. A soma deste campo magnético secundário, além do campo direto vindo do transmissor, é medida por um conjunto de receptores radialmente separados ao longo do eixo do conjunto de fundo de poço. Os receptores de compensação são configurados para terem polarização oposta ao conjunto de receptor principal para, desse modo, eliminar o sinal direto entre o transmissor e o receptor. Usando as medições do campo magnético de diferentes receptores num conjunto de receptor, o gradiente do campo magnético é calculado. Após isso, utilizando vários algoritmos descritos no presente documento, os circuitos de processamento localizados no conjunto de fundo de poço (ou numa localização remota) analisam o campo de gradiente para determinar a distância e a direção para revestimento alvo.
[0020] Embora a presente divulgação possa ser utilizada numa variedade de aplicações (cabo de aço, por exemplo), a descrição seguinte incidirá sobre aplicações para posicionar com precisão e confiabilidade um poço sendo perfurado, o poço "injetor" (isto é, segundo poço), em relação a um primeiro poço alvo próximo, geralmente o poço produtor, de modo que o poço injetor possa ser mantido aproximadamente paralelo ao poço produtor. O poço alvo deve ser de uma condutividade mais alta que a formação circundante, o que pode ser atingido pela utilização de um corpo condutivo alongado ao longo do poço alvo tal como, por exemplo, revestimento que já está presente na maior parte dos poços para preservar a integridade do poço. Além disso, o método e o sistema da divulgação são particularmente desejáveis para a perfuração de poços SAGD porque os dois poços podem ser perfurados próximos uns dos outros, como é exigido em operações SAGD. Estas e outras aplicações e/ou adaptações serão entendidos por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação.
[0021] As FIGS. FIGS. 1A e 1B ilustram um sistema de posicionamento relativo 100 de acordo com uma modalidade exemplar da presente divulgação. Nesta modalidade, um poço produtor 10 é perfurado utilizando qualquer técnica de perfuração apropriada. Depois disso, o poço produtor 10 é revestido com revestimento 11. Um poço injetor 12 é, então, perfurado usando um conjunto de perfuração 14 o qual pode ser, por exemplo, um conjunto de perfilagem durante a perfuração ("LWD"), conjunto de medição durante a perfuração ("MWD") ou outro conjunto de perfuração desejado tendo uma broca 23 na sua extremidade distal. Embora o poço injetor 12 seja descrito como sendo subsequentemente perfurado, em outra modalidade o poço produtor 10 e o injetor 12 também podem ser simultaneamente perfurados.
[0022] Nesta modalidade exemplar, o conjunto de perfuração 14 inclui uma composição de fundo tendo um ou mais transmissores de dipolo magnético 16 e um ou mais receptores de dipolo magnético 18. Nestas modalidades utilizando dois transmissores 16, os transmissores são posicionados em direções não paralelas (direções ortogonais, por exemplo) em relação um ao outro de tal modo que os campos transmitidos possam ser desacoplados em duas direções ortogonais a fim de atingir a medição do ângulo azimutal do poço produtor 10. A fim de simplificar o processo de desacoplamento, os transmissores podem ser posicionados em relação ortogonal entre si. Na descrição seguinte, os transmissores e receptores podem ser denominados como sendo posicionados ortogonalmente em relação um ao outro; no entanto, em modalidades alternativas, os transmissores/receptores podem ser posicionados em outras orientações não paralelas em relação um ao outro. Como mostrado na FIG. 1B, o conjunto de perfuração 14 inclui transmissores 16a,b ortogonalmente posicionados. Assim, neste exemplo, pelo menos quatro receptores de dipolo magnético 18a-d são posicionados ao longo do conjunto de perfuração 14 a fim de tirar as medições de gradiente. Os receptores 18a-d são radialmente separados ao longo do conjunto de perfuração 14, de modo que o campo gradiente possa ser medido. Neste exemplo quatro receptores de compensação 20 estão posicionados adjacentes aos receptores 18 a fim de eliminar o sinal direto do transmissor 16.
[0023] Como será descrito em mais detalhes abaixo, durante uma operação de perfuração exemplar usando o sistema de posicionamento relativo 100, o conjunto de perfuração 14 é implantado no fundo de poço para perfurar o poço injetor 12,
ou contemporaneamente com, perfurar o poço produtor 10. A fim de manter o poço injetor 12 na distância e na direção desejadas do poço produtor 10, o sistema de posicionamento relativo 100 ativa os transmissores 16 para produzir um campo r elétrico o E qual induz uma corrente ao longo do revestimento alvo 11 do poço produtor 10 que resulta em um campo magnético 32 irradiando do revestimento alvo 11. Os receptores separados radialmente 18, então, detectam o campo magnético 32 e o campo de gradiente associado. Circuitos de processamento locais ou remotos, então, utilizam os dados gradiométricos do campo magnético recebido para determinar a distância e a direção do poço produtor 10. Uma vez que a posição relativa é determinada, os circuitos geram sinais necessários para orientar o conjunto de perfuração 14 na direção necessária para manter a distância e a direção desejadas do poço produtor
10.
[0024] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de circuitos de processamento 200 utilizados em um sistema de posicionamento relativo de acordo com certas modalidades ilustrativas da presente invenção. Um centro de controle de sistema 24 que erencia os procedimentos operacionais é mostrado. Neste exemplo, os transmissores 16 consistem em duas bobinas em direções ortogonais para alcançar a medição do ângulo azimutal do poço produtor 10. Em outras modalidades, no entanto, transmissores/receptores podem ser realizados como, por exemplo, solenoides, magnetômetros ou uma variedade de outras realizações que se aproxima de dipolos magnéticos. Portanto, os receptores 18 podem conter pelo menos quatro antenas de bobina para as medições de gradiente. A eliminação do sinal direto dos transmissores 16 para os receptores 18 pode ser conseguida utilizando bobinas de compensação 20; em outros casos, a eliminação do sinal direto pode ser conseguida utilizando técnicas alternativas, tais como um cálculo analítico deste efeito. Nessas modalidades utilizando receptores de compensação 20, os receptores 18 mostrados na FIG. 2 também incluiriam dados dos receptores de compensação
20.
[0025] A unidade de comunicações 26 facilita a interação entre o centro de controle de sistema 24 e as bobinas transmissoras 16 & bobinas receptoras 18. Uma unidade de visualização (não mostrada) pode ser conectada à unidade de comunicações 26 para monitorar os dados; por exemplo, um operador pode intervir nas operações do sistema com base nestes dados. O centro de controle de sistema 24 também interage com uma ou mais unidades de processamento de dados 28 e uma ou mais unidades de aquisição de dados 30. A unidade de processamento de dados 28 pode converter os dados recebidos em informações dando a posição e a direção do alvo. Após isso, os resultados podem ser exibidos via unidade de visualização. O centro de controle de sistema 24 pode ser localizado na superfície ou no poço, em cujo caso os dados processados são comunicados para a superfície.
[0026] Como mencionado anteriormente, o conjunto de perfuração 14 pode incluir circuitos de bordo, juntamente com circuitos de processamento/armazenamento/comunicação necessários para executar os cálculos aqui descritos. Em certas modalidades, esses circuitos são acoplados comunicativamente a um ou mais transmissores de dipolo magnético 16 utilizados para gerar campos eletromagnéticos e também de igual modo acoplados aos receptores de dipolo magnético 28, a fim de processar as ondas eletromagnéticas recebidas 28. Adicionalmente, os circuitos a bordo do conjunto de perfuração 14 podem ser comunicativamente acoplados via conexões com fios ou sem fios à superfície para, desse modo, comunicar dados de volta furo acima e/ou para outros componentes do conjunto (para orientar uma broca de perfuração formando parte do conjunto 14, por exemplo). Numa modalidade alternativa, os circuitos necessários para executar um ou mais aspectos das técnicas aqui descritas podem estar localizados num local remoto afastado do conjunto de perfuração 14, tal como a superfície ou num furo de poço diferente. Por exemplo, em certas modalidades, o transmissor pode estar localizado em outro poço ou na superfície. Estas e outras variações serão prontamente aparentes para aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação.
[0027] Embora não mostrado na FIG. 2 os circuitos a bordo incluem pelo menos um processador e um armazenamento não transitório e legível por computador, todos interligados via um sistema de barramento. Instruções de software executáveis pelo processador para implementar as metodologias de posicionamento relativo ilustrativas aqui descritos podem ser armazenadas no armazenamento local ou algum outro meio legível por computador. Também será reconhecido que as instruções de software de posicionamento podem também ser carregadas no armazenamento a partir de um CD-ROM ou outros meios de armazenamento adequados através de métodos com fios ou sem fios.
[0028] Mais ainda, aqueles versados na técnica apreciarão que vários aspectos da divulgação podem ser praticados com uma variedade de configurações de sistema de computador, incluindo dispositivos portáteis, sistemas de múltiplos processadores, eletrônicos à base de microprocessador ou de consumidor programáveis, minicomputadores, computadores centrais e semelhantes. Qualquer número de sistemas de computadores e redes de computadores é aceitável para uso com a presente divulgação. A divulgação pode ser praticada em ambientes de computação distribuída, onde as tarefas são executadas por dispositivos de processamento remoto que estão ligados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos do programa podem estar localizados tanto em uma mídia de armazenamento de computador local e remoto, incluindo dispositivos de armazenamento de memória. A presente divulgação pode, portanto, ser implementada em conexão com vários hardwares, softwares ou uma combinação dos mesmos em um sistema de computador ou outro sistema de processamento.
[0029] Agora que várias modalidades foram descritas, a metodologia pela qual o posicionamento relativo é determinado será agora descrita. A FIG. 3 ilustra uma modalidade ilustrativa simplificada de um sistema de posicionamento relativo que será utilizado para descrever uma metodologia da presente divulgação. Aqui, o poço injetor 12 e o conjunto de perfuração 14 não são mostrados por simplicidade. No entanto, uma seção transversal de uma formação homogênea (salvo para o poço alvo 10, transmissores 16 e receptores 18) no plano x-z é representada. Neste exemplo, uma bobina de transmissão 16 com um momento magnético na direção y (isto é, uma bobina que se r situa no plano x-z) produz um campo elétrico ( E ) em torno dela. Um poço alvo 10, cujo eixo principal está na direção z, também é mostrado. Poços geralmente têm corpos condutivos metálicos alongados (tal como revestimentos de aço) em torno deles para fortalecer a estrutura do poço e evitar o colapso da parede do poço. Uma vez que o revestimento é muito mais condutivo que a formação em torno dele, um forte acoplamento do campo elétrico ao revestimento alvo 11 ocorre.
[0030] O acoplamento do campo elétrico produz uma corrente de condução no revestimento alvo 11 a qual, então, induziria um campo magnético 32 em volta do revestimento 11, cuja magnitude pode ser encontrada via a lei de Biot-Savart. Se a corrente induzida for constante, lei de Biot-Savart se reduziria à lei de Ampere. Em situações práticas, a corrente induzida no revestimento 11 não é constante, mas para nossos r propósitos, podemos supor que o campo em um ponto r é dado por: r r I eff ˆ H i (r ) = φ 2π R Eq.(1), com pouca perda de precisão onde H é o campo magnético, Ieff é uma corrente eficaz e R é a distância radial do poço alvo 10 r para o ponto r .
[0031] O gradiente do campo magnético no mesmo local, ri r ∂H ( r ) ∂R , é dado por: r r ∂H i ( r ) I eff ˆ ≈− φ ∂R 2πR 2 Eq.(2). r r ri r ∂H i ( r )
[0032] Ao tomar as razões de H (r ) para ∂R , a distância radial para o poço alvo 10 pode ser determinada como se segue:
r r H i (r ) R= ri r ∂H ( r ) ∂R Eq.(3).
[0033] Um projeto ilustrativo de receptores 18 será agora descrito. Como aqui descrito, os receptores são realizações de dipolo magnético, tais como, por exemplo, bobinas, solenoides, etc. Numa modalidade, as antenas de bobina tendo um momento magnético numa determinada direção são utilizadas. Como resultado, as bobinas são apenas sensíveis ao componente do campo magnético nessa direção. Se esta direção for chamada u, o componente do campo magnético nessa direção pode ser escrito como: r r H i ( r ).uˆ = 2πR ( ) I eff ˆ φ .uˆ Eq.(4).
[0034] Do mesmo modo, se duas bobinas de receptor (com o mesmo momento magnético) estiverem radialmente separadas por uma distância muito próxima na direção v, sua diferença é uma aproximação muito boa para o componente do gradiente do campo magnético nessa direção. Supondo que u e v sejam dois dos eixos no sistema de coordenadas Cartesiano, o gradiente na direção v pode ser escrito como se segue: r r ∂H i ( r ).uˆ ∂v =− I eff 2πR 2 [( ) ] vˆ.φˆ (uˆ.rˆ) + (vˆ.rˆ )(uˆ.φˆ) Eq.(5).
[0035] Em coordenadas Cartesianas, rˆ e φˆ podem ser escritos como: rˆ = xˆ cos(Φ ) + yˆ sin( Φ ) φˆ = − xˆ sin( Φ ) + yˆ cos(Φ ) Eq.(6), onde Φ é o ângulo de azimute do receptor 18 com respeito ao revestimento 11; isto é, o ângulo entre a projeção do vetor de campo magnético medido sobre o plano x-y do sistema de coordenadas do receptor 18 e o eixo y.
[0036] Se as bobinas receptoras tiverem seus momentos magnéticos na direção y e forem separadas radialmente na direção x, como mostrado na FIG. 3, a Equação 5 pode ser avaliada como: r r ∂H i ( r ). yˆ I eff  cos(Φ )  =−  sin( Φ ) 2 − cos(Φ ) 2  ∂x 2πR 2   Eq. (7), a partir da qual duas observações podem ser feitas. Em primeiro lugar, o gradiente é zero quando Φ é de 90°±n×180° ( n ∈ Ζ ), que é o caso quando o campo magnético não tem qualquer componente y . Em segundo lugar, quando Φ é de 45°±n×90° ( n ∈ Ζ ), o cálculo de gradiente "explode" impedindo o cálculo de alcance para este ângulo.
[0037] Para impedir os pontos cegos que são sugeridos pela Equação 7, um projeto de receptor ilustrativo é mostrado na FIG. 4 o qual mostra uma configuração de receptor de dipolo magnético útil para eliminar pontos cegos de acordo com certas modalidades ilustrativas da presente divulgação. Como mostrado na FIG. 4, receptores de bobinas 18 são mostrados como caixas em torno do corpo de uma composição de fundo (não mostrada) nesta figura para fins de ilustração. Os receptores 18 são indicados de acordo com a direção de gradiente. Por exemplo, o gradiente na direção y pode ser encontrado encontrando a diferença dos campos na bobina radialmente separada Y+ e bobina Y-. Esta configuração permitirá que a medição de gradiente seja feita em intervalos de 45°, eliminando quaisquer possíveis pontos cegos.
[0038] Ainda com referência à FIG. 4, pode-se ver como cada par receptor (Y+/Y-, X+/X-, etc.) é separado radialmente numa direção que é transversal (perpendicular, por exemplo) ao eixo da composição de fundo (o eixo da composição de fundo é ao longo da direção z.). Portanto, durante operações de perfuração, o momento magnético de cada par receptor permanece orientado numa direção transversal a ambos o eixo da composição de fundo e a direção da separação radial dos pares receptores. Como resultado, o gradiente de campo magnético 32 pode ser medido.
[0039] Como descrito anteriormente, os receptores de compensação 20 são utilizados em certas modalidades para eliminar o sinal direto dos transmissores 16. Os receptores de compensação 20 também são realizações de dipolo magnético tais como, bobinas, solenoides ou magnetômetros. A determinação do alcance requer que o campo magnético devido à corrente induzida no revestimento alvo 11, bem como seu gradiente, seja medido num ponto como dado na Equação 3. No entanto, os receptores 18 também medem o sinal direto criado pelo transmissor 16, o que complica a análise. Para eliminar este sinal direto, várias abordagens podem ser consideradas. Uma abordagem ilustrativa é calcular o campo do transmissor 16 nos receptores 18 analiticamente e subtrair este valor das medições de gradiente. Notem que esta abordagem ilustrativa requer o conhecimento das propriedades da formação, como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação.
[0040] Uma abordagem ilustrativa alternativa é utilizar os receptores de compensação 20 os quais são enrolados na direção oposta em relação aos receptores 18 e localizados de tal modo que a componente imaginária no ar do sinal direto entre a combinação de receptor 18 - receptor de compensação 20 seja cancelada. Embora em formações que são diferentes do ar este cancelamento seja perturbado, na maioria dos casos os efeitos são pequenos. Para mostrar estes efeitos, considerem o exemplo mostrado na FIG. 5. Por simplicidade, nesta situação, tanto o revestimento alvo 11 ao longo do poço 10 quanto os transmissores 16 e os receptores 18 encontram-se no mesmo plano x-z. Em outras palavras, na Equação 6, Φ é igual a zero. Assim, a consideração de apenas transmissores 16 e receptores 18 com seus momentos magnéticos na direção y é suficiente para determinação de alcance.
[0041] Ainda com referência ao exemplo na FIG. 5, o revestimento 11 tem um raio de 4" e um valor de resistividade por comprimento unitário de 5×10-5Ω/m. O comprimento do alvo ilustrativo é de 15000 pés. A bobina transmissora 16 é assumida estar localizada diretamente abaixo do ponto médio do revestimento alvo 11 a uma distância de R como mostrado na FIG. 5. A bobina transmissora 16 tem 100 espiras e um raio de 4". As bobinas receptoras 18 estão a uma distância de 100' do transmissor 16 na direção z e elas têm o mesmo raio e número de espiras que a transmissora 16. As bobinas de compensação 20, quando usadas, são assumidas como estando a uma distância de 99' do transmissor 16 (e 1' dos receptores 18) e seus momentos magnéticos são ajustados de modo que o cancelamento de campo direto no ar seja obtido (aqui, deve ser notado de novo que a parte imaginária do campo direto é cancelada, isto não implica o cancelamento perfeito do campo real.). Para simplicidade, não foram considerados os efeitos da estrutura da ferramenta (exceto das antenas) e do poço.
[0042] Durante as simulações de computador das modalidades ilustrativas da presente divulgação, a permissividade dielétrica relativa da formação foi assumida como sendo de 4. No exemplo abaixo, a resistividade da formação default foi de 1 Ω-m (no entanto, uma comparação com o caso de 20 Ω-M é fornecida) e a frequência default foi de 10 Hz (embora o caso com frequência igual a 1 Hz também seja mostrado.). O caso de exemplo foi simulado usando um código eletromagnético numérico.
[0043] A FIG. 6 é um gráfico representando a distância medida em função da distância real da ferramenta a partir do alvo obtida de simulações de modalidades ilustrativas da presente invenção. Caso ideal (isto é, distância medida igual à distância real) é mostrado com a linha A. A linha B representa o caso quando o cancelamento de sinal direto analítico é empregado para cancelamento de distância. Notem que mesmo neste caso, como a distância do revestimento fica maior (em comparação com o espaçamento transmissor-receptor), os resultados começam a desviar do ideal. Isto é devido à violação da suposição de corrente constante. No entanto, os resultados são quase idênticos ao caso ideal até em torno de 50' (metade da distância entre transmissor e receptor).
[0044] A Linha C representa o mesmo caso quando a eliminação de sinal direto é realizada por compensação. Embora os resultados sejam piores, a precisão melhora drasticamente quando a ferramenta se aproxima do alvo onde a precisão mais alta é necessária se o alvo for interceptado ou evitado. Resultados quando a frequência operacional é diminuída para 1 Hz são mostrados com a linha D. Neste caso, o cancelamento de sinal direto é melhor, mas uma melhoria substancial não poderia ser alcançada. Finalmente, caso quando a compensação é utilizada em uma formação de 20 Ω m é mostrado com a Linha E. Neste caso, a compensação funciona muito melhor e os resultados são um tanto mais próximos do ideal.
[0045] Como visto da Equação 7, a direção para o alvo deve ser conhecida para cálculo de alcance. A informação de direção também é necessária para determinar a direção de perfuração em aplicações de interseção. Por conseguinte, modalidades ilustrativas da presente divulgação também propõem metodologias diferentes pelas quais determinar direção. Num exemplo, a utilização de informação externa de outra ferramenta (ferramenta de alcance de excitação de eletrodo, excitação de superfície, etc.) é uma tal possibilidade. Numa modalidade alternativa, o campo de gradiente 32 na FIG. 4 pode ser utilizado. Ao tomar o ângulo entre os componentes ortogonais do par de bobinas receptoras de gradiente, a direção do alvo pode ser determinada. Qualquer ambiguidade em ângulo também é eliminada, uma vez que o sinal do gradiente diz qualquer das duas bobinas que é usada para determinar o gradiente nessa direção que está mais próximo do alvo. Infelizmente, o sinal de gradiente é pequeno, assim, esta abordagem pode levar a grandes erros na determinação de ângulo quando o sinal é fraco (isto é, distante do alvo onde a determinação de direção precisa é importante para se aproximar do alvo, em vez de fugir dele.)
[0046] Ainda em outra abordagem ilustrativa, o campo total pode ser utilizado. Aqui, o ângulo entre os componentes x e y do campo de gradiente dará a direção do alvo. No entanto, este ângulo pode estar entre 0° e 90°, assim,
apresentando uma grande ambiguidade. No entanto, se os componentes de acoplamento cruzado no campo total também forem considerados, esta faixa pode ser estendida de 0° a 180°. Uma implementação de exemplo é realizada usando:  H − H YX  Φ = tan −1  XX  ; If Re{H YX + H XY } < 0  H YY − H XY   H − H YX  Φ = 180° − tan −1  XX  ; o.w.  H YY − H XY  Eq.(8). Notem que sinais dos campos nesta equação dependem da convenção particular usada. Na Equação 8, Hij se refere ao campo medido pelo receptor com momento magnético na direção j correspondente ao transmissor na direção i. A ambiguidade de 180° pode, então, ser eliminada utilizando cada uma da informação de gradiente ou observando a mudança temporal do alcance calculado. Em geral, algumas informações a priori sobre a posição do alvo devem estar disponíveis também, assim esta ambiguidade não é uma grande preocupação na maioria dos casos práticos.
[0047] Um exemplo bidimensional é útil para demonstrar a aplicação da informação de direção para alcance. Considere o caso de uma interseção de um poço de blow out por um poço de alívio. A FIG. 7 ilustra um caminho que o poço de alívio ilustrativo pode seguir. Nesta figura, o poço de blow out é assumido estar no centro A do sistema de coordenadas se encontrando na direção z e o poço de alívio B segue um caminho helicoidal a fim de interceptá-lo. Supõe-se que o poço de alívio B continue paralelo ao poço de blow out A durante a operação. Parâmetros de simulação são aqueles mostrados na FIG. 5; no entanto, a resistividade da formação é selecionada para ser de 20 Ω-m. Além disso, dG (distância entre bobinas de gradiente) é de 2 vezes 8" para a operação de gradiente nas direções (x+y) e (x-y) , enquanto ela permanece de 8" para gradientes dirigidos x e y.
[0048] A FIG. 8 representa a distância calculada do poço de alívio B para o poço de blowout A versus a distância real para medições de gradiente em direções diferentes. A distância medida para o revestimento para medições de gradiente nas direções x (A), y (B), x+y(C) e x-y (D) em função da distância real entre o poço de alívio e o poço de blow out é mostrada. A direção para o alvo foi calculada usando o método de campo total descrito acima. Esta informação de direção também é utilizada no cálculo de alcance como na Equação 7. Como esperado, gradientes em direções diferentes não são precisos em todas as distâncias; uma vez que o ângulo de azimute Φ com respeito ao alvo muda com a distância. No entanto, é possível selecionar a distância mais precisa utilizando as informações de azimute. Um exemplo de como selecionar o componente de distância mais preciso é dado a seguir: Use gradient Use gradiente in xx;direction; na direção Se If mod(Φ,180) ≤ 22.5° | mod(Φ,180) > 157.5° Use gradient Use gradiente + y) direction; in (x(x+y); na direção Se If mod(Φ,180) > 22.5° & mod(Φ,180) ≤ 67.5° Use gradiente na direção y; Use gradient in y direction; Se If mod(Φ ,180) > 67.5° & mod(Φ ,180) ≤ 112.5° Use gradiente na direção (x-y); Use gradient in (x - y) direction; Se If mod(Φ ,180) > 112.5° & mod(Φ ,180) ≤ 157.5° Eq.(9).
[0049] O uso deste critério de seleção para os resultados mostrados na FIG. 8, um único resultado de distância para o alvo pode ser obtido como mostrado na FIG. 9. Este resultado é mostrado na linha de resultado "costurado". Para comparação, caso ideal é mostrado como uma linha sólida. Pode-se ver que resultados costurados são uma boa aproximação para a distância real e esta aproximação fica mais precisa quando o alvo é aproximado.
[0050] Notem que a Equação 9 permite ao ângulo de azimute Φ ser conhecido com uma ambiguidade de 180°. Assim, o ângulo encontrado usando a Equação 8 pode ser diretamente utilizado para produzir a FIG. 9. No entanto, se a informação a priori estiver disponível ou a informação de gradiente for usada para eliminar a ambiguidade de 180°, a FIG. 7 pode ser reproduzida com o caminho calculado (linha tracejada) como mostrado na FIG. 10 que ilustra o caminho real do poço de alívio versus o caminho calculado para o exemplo de interseção de poço. Aqui, ele ilustra claramente como a posição calculada fica mais precisa quando o poço alvo se aproxima.
[0051] Agora que várias modalidades foram descritas, a metodologia pela qual as distâncias de poço são determinadas será agora descrita. Como descrito anteriormente, os sistemas de posicionamento relativo ilustrativos consistem geralmente em realizações de dipolo magnético (transmissores e receptores) posicionadas para induzir e medir campos magnéticos de gradiente se propagando de um furo de poço alvo. A FIG. 11 é um fluxograma de um método de alcance 1100 empregado por um sistema de posicionamento relativo que utiliza dados gradiométricos para determinar a distância entre um primeiro (isto é, alvo) e segundo furo de poço de acordo com certas metodologias ilustrativas da presente invenção. Novamente, a aplicação específica pode ser, por exemplo, uma aplicação SAGD ou de interseção.
[0052] No entanto, no bloco 1102, um primeiro furo de poço é perfurado utilizando qualquer metodologia adequada. O primeiro furo de poço tem uma condutividade mais alta que a formação circundante a qual, por exemplo, pode ser conseguida usando o revestimento do primeiro furo de poço ou por meio da utilização de algum outro corpo condutivo alongado posicionado ao longo do primeiro furo de poço. No bloco 1104, pelo menos dois transmissores de dipolo magnético e pelo menos quatro receptores de dipolo magnético são implantados em um segundo furo de poço. Os receptores são radialmente separados ao longo do eixo da composição de fundo. Os transmissores e receptores podem ser implantados no segundo furo de poço de uma variedade de formas incluindo, por exemplo, ao longo de um conjunto de perfuração utilizado em uma operação SAGD ou uma operação submarina. Notem que em metodologias alternativas, o primeiro e o segundo furos de poços podem ser perfurados contemporaneamente.
[0053] No bloco 1106, os transmissores são excitados para, dessa forma, induzir uma corrente ao longo do primeiro furo de poço que resulta num campo magnético sendo irradiando a partir do primeiro furo de poço. No bloco 1108, o campo magnético é, então, recebido usando os receptores. No bloco 1110, usando circuitos de processamento operacionalmente acoplados aos receptores, o sistema de posicionamento relativo utiliza os dados gradiométricos do campo magnético recebido para determinar a distância entre o primeiro e o segundo furos de poços. Mais especificamente, os receptores aqui medem o campo de gradiente do campo magnético recebido numa direção radial ao longo da composição de fundo. Depois de analisar o campo de gradiente, o sistema de posicionamento relativo determina quais ações, se alguma, são necessárias para manter ou corrigir o caminho de perfuração desejado. Essas ações podem, por exemplo, ser uma mudança de direção, velocidade,
peso na broca, etc. Depois disso, o algoritmo retorna ao bloco 1106 onde ele continua a excitar os transmissores para monitorar e/ou ajustar continuamente o caminho de perfuração, conforme necessário.
[0054] Por conseguinte, modalidades da presente divulgação aqui descritas utilizam transmissores/receptores de dipolo magnético para analisar medições de gradiente para, desse modo, calcular a distância entre um primeiro e segundo poços, sem a necessidade de conhecer as propriedades da formação e do alvo. Como resultado, o sistema de alcance divulgado oferece uma medição precisa do alcance até um alvo via antenas de bobina amplamente disponíveis e fáceis de construir. Mais ainda, métodos para eliminar o sinal direto entre bobinas transmissoras e receptoras também têm sido divulgados para facilitar uma implementação prática desta ferramenta.
[0055] As modalidades e os métodos aqui descritos ainda se referem a qualquer um ou mais dos seguintes parágrafos:
1. Um método para alcance de fundo do poço, o método compreendendo perfurar um primeiro furo de poço, o primeiro furo de poço compreendendo um corpo condutivo alongado; implantar pelo menos dois transmissores de dipolo magnético e pelo menos quatro receptores de dipolo magnético em um segundo furo de poço; induzir uma corrente ao longo do primeiro furo de poço utilizando os transmissores que resulta em um campo magnético sendo emitido a partir do primeiro furo de poço; receber o campo magnético utilizando os receptores, em que um campo de gradiente é medido em uma direção radial ao longo do segundo furo de poço; e utilizar o campo de gradiente para,
desse modo, determinar uma distância entre o primeiro e o segundo furos de poços.
2. Um método, como definido no parágrafo 1, compreendendo ainda determinar uma direção do primeiro furo de poço em relação ao segundo furo de poço, em que a determinação da direção compreende: determinar um campo total do campo magnético recebido; determinar um ângulo entre os componentes x e y do campo total; e utilizar o ângulo para determinar a direção.
3. Um método como definido nos parágrafos 1 ou 2, compreendendo ainda utilizar o campo de gradiente para determinar uma direção do primeiro furo de poço em relação ao segundo furo de poço.
4. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-3, em que a determinação da direção ainda compreende determinar um ângulo entre componentes ortogonais do campo de gradiente; e utilizar o ângulo para determinar a direção.
5. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-4, em que a determinação da distância entre o primeiro e o segundo furos de poços compreende ainda eliminar um sinal direto emitido dos transmissores.
6. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-5, em que a eliminação do sinal direto compreende calcular um campo magnético dos transmissores nos receptores; e subtrair o campo magnético calculado do campo magnético recebido.
7. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-6, em que a eliminação do sinal direto compreende utilizar pelo menos quatro receptores de compensação para cancelar um componente imaginário do sinal direto.
8. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-7, em que pelo menos quatro receptores são dois pares de receptores de dipolo magnético e a determinação da distância e direção ainda compreende posicionar radialmente dois receptores dos pares em direções opostas em relação a um centro de medição no segundo furo de poço e a determinação do campo de gradiente numa direção desejada calculando uma diferença entre os campos magnéticos em cada receptor dos pares.
9. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-8, em que o primeiro furo de poço é um poço produtor; e o segundo furo de poço é um poço injetor, em que o método é utilizado numa operação de Drenagem por Gravidade Assistida por Vapor.
10. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-9, em que o primeiro furo de poço é um poço de blow out; e o segundo furo de poço é um poço de alívio.
11. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-10, em que os transmissores e receptores são implantados ao longo de um conjunto de perfuração, conjunto de perfilagem ou conjunto de cabo de aço, os receptores sendo radialmente posicionados em torno de um corpo do conjunto de perfuração, perfilagem ou cabo de aço.
12. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-11, compreendendo ainda orientar um conjunto de perfuração implantado ao longo do segundo furo de poço usando a distância determinada entre o primeiro e o segundo furos de poços.
13. Um método como definido em quaisquer dos parágrafos 1-12, compreende ainda esquivar o primeiro furo de poço usando a determinação de distância.
14. Um conjunto de alcance de fundo de poço, compreendendo uma composição de fundo compreendendo: pelo menos dois transmissores de dipolo magnético; e pelo menos quatro receptores de dipolo magnético posicionados radialmente em torno de um eixo da composição de fundo; e circuitos de processamento para implementar um método compreendendo: induzir uma corrente ao longo de um primeiro furo de poço utilizando os transmissores que resulta em um campo magnético sendo emitido do primeiro furo de poço; receber o campo magnético utilizando os receptores, em que um campo de gradiente é medido numa direção radial ao longo da composição de fundo; e utilizar o campo de gradiente para, desse modo, determinar uma distância entre o primeiro e o segundo furos de poços.
15. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido no parágrafo 14, compreendendo ainda quatro receptores de compensação posicionados ao longo doa composição de fundo entre os transmissores e receptores.
16. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido nos parágrafos 14 ou 15, em que os receptores de compensação compreendem uma polarização oposta em relação aos receptores.
17. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido em quaisquer dos parágrafos 14-16, em que a composição de fundo é um conjunto de perfuração, cabo de aço ou de perfilagem.
18. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido em quaisquer dos parágrafos 14-17, em que os transmissores são posicionados em relação não paralela uns aos outros ao longo da composição de fundo; os receptores são radialmente separados numa direção perpendicular ao eixo da composição de fundo; e um momento magnético dos receptores é orientado numa direção perpendicular tanto ao eixo da composição de fundo quanto a direção de separação radial.
19. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido em quaisquer dos parágrafos 14-18, compreendendo ainda oito receptores posicionados radialmente em torno do corpo da composição de fundo em intervalos de 45 graus.
20. Um conjunto de alcance de fundo de poço como definido em quaisquer dos parágrafos 14-19, em que os transmissores e receptores compreendem pelo menos uma de uma bobina, um solenoide ou magnetômetro.
[0056] Mais ainda, as metodologias aqui descritas podem ser configuradas dentro de um sistema que compreende circuitos de processamento para implementar qualquer um dos métodos ou em um produto de programa de computador compreendendo instruções que, quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que o processador execute qualquer um dos métodos aqui descritos.
[0057] Embora diversas modalidades e metodologias tenham sido mostradas e descritas, a divulgação não está limitada a tais modalidades e metodologias e será entendida como incluindo todas as modificações e variações que seriam aparentes para um perito na arte. Portanto, deve ser entendido que a divulgação não se destina a ser limitada às formas particulares divulgadas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas caindo dentro do espírito e escopo da divulgação como definidos pelas reivindicações anexas.

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para alcance de fundo de poço, o método caracterizado pelo fato de que compreende: perfurar um primeiro furo de poço, o primeiro furo de poço compreendendo um corpo condutivo alongado; implantar pelo menos dois transmissores de dipolo magnético e pelo menos quatro receptores de dipolo magnético em um segundo furo de poço; induzir uma corrente ao longo do primeiro furo de poço utilizando os transmissores que resulta em um campo magnético sendo emitido a partir do primeiro furo de poço; receber o campo magnético utilizando os receptores, em que um campo de gradiente é medido; e utilizar o campo de gradiente para, dessa forma, determinar uma distância entre o primeiro e o segundo furos de poços.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma direção do primeiro furo de poço em relação ao segundo furo de poço, em que a determinação da direção compreende: determinar um campo total do campo magnético recebido; determinar um ângulo entre os componentes x e y do campo total; e utilizar o ângulo para determinar a direção.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda utilizar o campo de gradiente para determinar uma direção do primeiro furo de poço em relação ao segundo furo de poço.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a determinação da direção ainda compreende: determinar um ângulo entre componentes ortogonais do campo de gradiente; e utilizar o ângulo para determinar a direção.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação da distância entre o primeiro e o segundo furos de poços compreende ainda eliminar um sinal direto emitido dos transmissores.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a eliminação do sinal direto compreende: calcular um campo magnético dos transmissores nos receptores; e subtrair o campo magnético calculado do campo magnético recebido.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a eliminação do sinal direto compreende utilizar pelo menos quatro receptores de compensação para cancelar um componente imaginário do sinal direto.
8. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os pelo menos quatro receptores são dois pares de receptores de dipolo magnético e a determinação da distância e direção ainda compreende: posicionar radialmente dois receptores dos pares em direções opostas em relação a um centro de medição no segundo furo de poço; e determinar o campo de gradiente numa direção desejada calculando uma diferença entre os campos magnéticos em cada receptor dos pares.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro furo de poço é um poço produtor; e o segundo furo de poço é um poço injetor, em que o método é utilizado numa operação de Drenagem por Gravidade Assistida por Vapor.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro furo de poço é um poço de blow out; e o segundo furo de poço é um poço de alívio.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os transmissores e receptores são implantados ao longo de um conjunto de perfuração, conjunto de perfilagem ou conjunto de cabo de aço, os receptores sendo radialmente posicionados em torno de um corpo do conjunto de perfuração, perfilagem ou cabo de aço.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda orientar um conjunto de perfuração implantado ao longo do segundo furo de poço usando a distância determinada entre o primeiro e o segundo furos de poços.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda esquivar o primeiro furo de poço usando a determinação de distância.
14. Sistema de alvo de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende circuitos de processamento para implementar qualquer um dos métodos nas reivindicações 1 a 13.
15. Conjunto de alcance de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: composição de fundo compreendendo:
pelo menos dois transmissores de dipolo magnético; e pelo menos quatro receptores de dipolo magnético posicionados radialmente em torno de um eixo da composição de fundo; e circuitos de processamento para implementar um método compreendendo: induzir uma corrente ao longo de um primeiro furo de poço utilizando os transmissores que resulta em um campo magnético sendo emitido a partir do primeiro furo de poço; receber o campo magnético utilizando os receptores, em que um campo de gradiente é medido numa direção radial ao longo da composição de fundo; e utilizar o campo de gradiente para, dessa forma, determinar uma distância entre o primeiro e o segundo furos de poços.
16. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda quatro receptores de compensação posicionados ao longo doa composição de fundo entre os transmissores e receptores.
17. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os receptores de compensação compreendem uma polarização oposta em relação aos receptores.
18. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a composição de fundo é um conjunto de perfuração, cabo de aço ou de perfilagem.
19. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que: os transmissores são posicionados em relação não paralela uns aos outros ao longo da composição de fundo; os receptores são radialmente separados numa direção perpendicular ao eixo da composição de fundo; e um momento magnético dos receptores é orientado numa direção perpendicular tanto ao eixo da composição de fundo quanto a direção de separação radial.
20. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda oito receptores posicionados radialmente em torno do corpo da composição de fundo em intervalos de 45 graus.
21. Conjunto de alcance de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os transmissores e receptores compreendem pelo menos uma de uma bobina, um solenoide ou magnetômetro.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160168975A1 (en) * 2014-07-11 2016-06-16 Halliburton Energy Services, Inc. Multiple-depth eddy current pipe inspection with a single coil antenna
US10261210B2 (en) 2016-03-09 2019-04-16 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Method and apparatus for active suppression of pipe signals in transient electromagnetic measurements
EA201891846A1 (ru) * 2016-04-21 2019-04-30 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Способ электромагнитной дальнометрии с использованием прибора с вращающейся рамочной антенной
US10061050B2 (en) * 2016-08-08 2018-08-28 Gowell International, Llc Fractal magnetic sensor array using mega matrix decomposition method for downhole application
CN106246167B (zh) * 2016-08-31 2017-07-14 中国科学院地质与地球物理研究所 近钻头恒功率无线短传方法及装置
US10365391B2 (en) 2016-09-09 2019-07-30 Well Resolutions Technology Apparatus and methods for making azimuthal resistivity measurements with off-set directional antennas
CA3029192C (en) 2016-09-23 2020-08-25 Halliburton Energy Services, Inc. Utilizing diverse excitation sources in single well electromagnetic ranging
US11149537B2 (en) 2016-09-27 2021-10-19 Halliburton Energy Services, Inc. Calibration of electromagnetic ranging tools
WO2018067154A1 (en) 2016-10-06 2018-04-12 Halliburton Energy Services, Inc. Modular electromagnetic ranging system for determining location of a target well
WO2018075045A1 (en) 2016-10-20 2018-04-26 Halliburton Energy Services, Inc. Ranging measurements in a non-linear wellbore
CA3046775C (en) * 2017-01-27 2021-06-22 Halliburton Energy Services, Inc. Eccentric ferrite coils for ranging applications
WO2018140038A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid axial and radial receiver configurations for electromagnetic ranging systems
CA3046919C (en) 2017-01-31 2023-03-07 Halliburton Energy Services, Inc. Optimization of ranging measurements
GB2593671B (en) * 2017-11-07 2022-04-13 Halliburton Energy Services Inc Reentry and/or redrilling ranging using focused electrode virtual sets and simulated rotation
US11348218B2 (en) 2020-03-30 2022-05-31 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid interpretation approach for borehole imaging
US11549358B2 (en) 2020-10-22 2023-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Deep learning methods for enhancing borehole images
CN113375549B (zh) * 2021-03-31 2022-07-29 华为技术有限公司 定位引导的方法、系统和装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372398A (en) 1980-11-04 1983-02-08 Cornell Research Foundation, Inc. Method of determining the location of a deep-well casing by magnetic field sensing
US5230387A (en) * 1988-10-28 1993-07-27 Magrange, Inc. Downhole combination tool
US5589775A (en) * 1993-11-22 1996-12-31 Vector Magnetics, Inc. Rotating magnet for distance and direction measurements from a first borehole to a second borehole
US6326784B1 (en) 1998-11-05 2001-12-04 Schlumberger Technology Corporation Nuclear magnetic resonance logging with azimuthal resolution using gradient coils
US7252144B2 (en) 2003-12-03 2007-08-07 Baker Hughes Incorporated Magnetometers for measurement-while-drilling applications
US7568532B2 (en) * 2006-06-05 2009-08-04 Halliburton Energy Services, Inc. Electromagnetically determining the relative location of a drill bit using a solenoid source installed on a steel casing
GB0715435D0 (en) * 2007-08-01 2007-09-19 Alba Diagnostics Ltd Fluid reservoir cap
US8307915B2 (en) * 2008-04-10 2012-11-13 Schlumberger Technology Corporation System and method for drilling multilateral wells using magnetic ranging while drilling
CA2727610A1 (en) 2008-06-13 2009-12-17 Schlumberger Canada Limited Multiple magnetic sensor ranging method and system
US8427162B2 (en) * 2008-08-25 2013-04-23 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for detection of position of a component in an earth formation
CN101713285B (zh) * 2009-11-04 2012-08-22 中国石油大学(北京) 一种利用探管接收磁短节产生的磁信号确定钻头与直井靶点相对位置的方法
US8749243B2 (en) * 2010-06-22 2014-06-10 Halliburton Energy Services, Inc. Real time determination of casing location and distance with tilted antenna measurement
BR112013000761A2 (pt) 2010-07-13 2016-05-24 Halliburton Energy Services Inc sistema de orientação eletromagnética para sondagem profunda
EP2616638A4 (en) * 2010-09-17 2015-12-02 Baker Hughes Inc APPARATUS AND METHODS FOR DRILL BOREHOLE WELL DRILLING OF EXISTING DRILLING HOLES USING INDUCTION DEVICES
CN102003170B (zh) * 2010-10-19 2013-04-03 中国石油大学(北京) 一种用于sagd双水平井随钻电磁测距导向的计算方法
RU2471972C1 (ru) 2011-06-01 2013-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ разработки месторождения сверхвязкой нефти
US9678241B2 (en) * 2011-12-29 2017-06-13 Schlumberger Technology Corporation Magnetic ranging tool and method

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