BR112017001301B1

BR112017001301B1 - Método e aparelho para determinar um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço

Info

Publication number: BR112017001301B1
Application number: BR112017001301-0A
Authority: BR
Inventors: Rocco DiFoggio
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2022-06-07
Also published as: EP3172399A4; SA517380775B1; BR112017001301A2; US20160025884A1; EP3172399B1; US9720122B2; WO2016014381A3; WO2016014381A2; EP3172399A2

Abstract

A presente invenção se refere a métodos, sistemas e dispositivos para determinar um parâmetro de interesse de fluido de interior de poço com o uso de uma montagem acústica que compreende um único meio de transmissão acústica sólido que tem uma face imersa no fluido de interior de poço. Os métodos incluem usar características de uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face do meio de transmissão acústica sólido para estimar o parâmetro de interesse em tempo quase real. As características podem compreender uma amplitude de reflexão correspondente e o ângulo de reflexão único correspondente para cada reflexão de pulso acústico. Os métodos podem incluir gerar um conjunto de dados bidimensional a partir das características medidas, gerar uma curva executando-se ajuste de dados no conjunto de dados bidimensional, e usar a inclinação recíproca da curva para estimar o parâmetro de interesse. Os métodos podem incluir estimar valores dependentes do tempo para o parâmetro de interesse de modo substancialmente contínuo enquanto a montagem acústica estiver em uma única execução de perfilagem no furo de poço.

Description

Campo da Revelação

[001] A presente invenção refere-se a ferramentas de poço inacabado, e, em particular, a métodos e aparelhos para estimar um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço.

Antecedentes da revelação

[002] Determinar as propriedades acústicas de fluidos de interior de poço pode ser desejável para diversos tipos de avaliação de interior de poço. Tais propriedades podem ser usadas na caracterização do próprio fluido, ou para uso em métodos para avaliar a formação, o poço inacabado, o revestimento, o cimento, ou para operações anteriores ou em curso no poço inacabado incluindo exploração, desenvolvimento ou produção.

[003] Como um exemplo, é conhecido conduzir a inspeção acústica de um revestimento cimentado em um poço inacabado para determinar propriedades específicas relacionadas ao revestimento e materiais circundantes. Por exemplo, a ligação entre o cimento e o revestimento pode ser avaliada, ou a resistência do cimento atrás do revestimento ou a espessura do revestimento podem ser estimadas com o uso de medições de ondas acústicas refletidas, que podem ser geralmente denominadas como perfilagem de ligação de cimenta de revestimento. Para muitas dessas técnicas, é desejável que as variações em fluidos que preenchem o poço inacabado (por exemplo, fluido de perfuração) sejam compensadas, pois o processamento convencional é altamente sensível às propriedades do fluido de perfuração.

[004] Desse modo, as várias técnicas são atualmente empregadas para determinar os parâmetros do fluido que afetam as medições acústicas, tais como impedância e velocidade do som, a fim de interpretar os dados de reflexão acústica. Tradicionalmente, o tempo de voo dos sinais acústicos que percorrem através do fluido foi usado para determinar a velocidade do som, e medições adicionais podem ser usadas para estimar pelo menos uma dentre a impedância acústica e a densidade do fluido.

Sumário da revelação

[005] Em aspectos, a presente revelação se refere a métodos e aparelhos para estimar pelo menos um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço em relação a uma formação da terra atravessada por um poço inacabado.

[006] As modalidades do método para determinar um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço em conformidade com a presente revelação podem incluir determinar um parâmetro acústico de interesse de um fluido de interior de poço com o uso de uma montagem acústica que compreende um único meio de transmissão acústica sólido que tem uma face imersa no fluido de interior de poço. Os métodos incluem usar características de uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face do meio de transmissão acústica sólido para estimar o parâmetro de interesse em tempo quase real, em que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tem um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face.

[007] As características podem compreender uma amplitude de reflexão correspondente e o ângulo de reflexão único correspondente para cada reflexão de pulso acústico. Os métodos podem incluir estimar o parâmetro de interesse determinando-se valores correspondentes para [(1 —r21)/ (1 + r21)]2 e [1 / sen2 9] para a pluralidade de reflexões de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e 9 é o ângulo de reflexão único correspondente. Os métodos podem incluir gerar um conjunto de dados bidimensional plotando-se [(1 — r21)/(1 + r21)]2 em relação a 1/ sen2 Φ para cada reflexão de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e Φ é o ângulo de reflexão único correspondente. Os métodos podem incluir gerar uma curva executando-se o ajuste de dados no conjunto de dados bidimensional. Os métodos podem incluir usar uma inclinação da curva para estimar o parâmetro de interesse, incluindo usar uma recíproca da inclinação para estimar o parâmetro de interesse.

[008] Os métodos podem incluir transmitir pulsos acústicos com o uso de pelo menos um transdutor acústico para gerar a pluralidade de reflexões de pulso acústico. Os métodos podem incluir estimar o parâmetro de interesse independentemente de um tempo de voo no fluido de interior de poço dos pulsos acústicos e de quaisquer outros pulsos acústicos. Os pulsos acústicos e a pluralidade de reflexões de pulso acústico podem, cada um, ser propagados dentro do único meio de transmissão acústica sólido. Os métodos incluem usar o pelo menos um transdutor acústico para transmitir os pulsos acústicos através de uma segunda fase do único meio de transmissão acústica sólido. A segunda face pode não estar em contato com o fluido de interior de poço. O pelo menos um transdutor acústico pode não estar em contato com o fluido de interior de poço. O parâmetro de interesse pode ser pelo menos um dentre: i) velocidade de som do fluido de interior de poço; e ii) impedância acústica do fluido de interior de poço. Estimar o parâmetro de interesse pode incluir estimar valores dependentes do tempo para o parâmetro de interesse de modo substancialmente contínuo enquanto a montagem acústica estiver em uma única execução de perfilagem no poço inacabado.

[009] As modalidades do dispositivo para determinar um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço em conformidade com a presente revelação podem incluir um transportador configurado para ser transportado para um poço inacabado; uma ferramenta de perfilagem montada no transportador; e um processador. A ferramenta de perfilagem pode incluir uma montagem acústica que compreende um único meio de transmissão acústica sólido, em que a ferramenta de perfilagem é configurada de modo que quando o poço inacabado é preenchido com o fluido de interior de poço, o meio de transmissão tenha uma face correspondente imersa no fluido de interior de poço, e pelo menos um transdutor configurado para gerar uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face do meio de transmissão acústica sólido. O processador pode ser configurado para usar características da pluralidade de reflexões de pulso acústico para estimar o parâmetro de interesse em tempo quase real. Cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico pode ter um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face. O aparelho pode ser configurado adicionalmente para realizar as modalidades do método, conforme descrito no presente documento. Por exemplo, o processador pode ser configurado para realizar os métodos descritos acima.

[010] As modalidades adicionais podem incluir um produto de meio legível por computador não transitório que tem instruções no mesmo que, quando executadas, fazem com que pelo menos um processador execute um método, conforme descrito acima. O produto de meio legível por computador não transitório pode incluir pelo menos um dentre: (i) uma ROM, (ii) uma EPROM, (iii) uma EEPROM, (iv) uma memória flash ou (v) um disco óptico.

[011] Exemplos de alguns recursos da revelação podem ser resumidos, de forma ampla, no presente documento a fim de que a descrição detalhada dos mesmos que se segue possa ser mais bem compreendida e a fim de que as contribuições que os mesmos representam à técnica possam ser observadas.

Breve descrição das figuras

[012] Para uma compreensão detalhada da presente revelação, deve-se fazer referência à revelação detalhada das modalidades a seguir, tomadas em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais aos elementos semelhantes são fornecidos números similares, em que:

[013] A Figura 1 mostra um dispositivo em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[014] A Figura 2 mostra uma segunda vista de um dispositivo em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[015] As Figuras 3A a 3C ilustram correlações entre a amplitude de reflexão e as propriedades de fluido em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[016] A Figura 4 ilustra um outro dispositivo em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[017] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de perfuração exemplificativo em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[018] A Figura 6 ilustra uma ferramenta de perfilagem acústica em conformidade com as modalidades da presente revelação.

[019] A Figura 7 mostra um fluxograma de um método para estimar um parâmetro de interesse em uma formação da terra atravessada por um poço inacabado em conformidade com as modalidades da presente revelação.

Descrição detalhada

[020] Em aspectos, esta revelação se refere à estimativa de um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço em uma formação da terra atravessada por um poço inacabado. O parâmetro de interesse pode incluir, porém, sem limitação, uma ou mais dentre: (i) velocidade do som do fluido, (ii) densidade do fluido; e iii) impedância acústica do fluido.

[021] Várias técnicas foram usadas para analisar fluidos de interior de poço. Tais técnicas podem incluir o uso de instrumentos para obter informações em relação a um parâmetro de interesse em conjunto com as câmaras de amostra que armazenam o fluido amostrado para a análise ou câmaras de amostra que permitem que o fluido atravesse (de modo contínuo, ou conforme direcionado por um controle de fluxo) para a amostragem, ou conforme montado em um exterior de um corpo de ferramenta de uma ferramenta de interior de poço. Sistemas exemplificativos podem usar um gerador de sinal e sensor (que podem ser combinados; por exemplo, um transdutor) para determinar a impedância acústica. No método de tempo de voo bem- conhecido, a velocidade do som, c, de um fluido pode ser determinada dividindo-se o tempo de percurso do sinal através do fluido pela distância do sinal percorrido através do fluido.

[022] Será desejável reduzir o tamanho do aparelho de medição em uma ferramenta de interior de poço, particularmente, ferramentas de Medição durante a Perfuração (Measurement-While-Drilling ("MWD")) e Perfilagem durante o Disparo (Logging-While-Tripping ("LWT")). As considerações de projeto para instrumentos usados em ferramentas de MWD e LWT são particularmente exigentes em termos de especificações dimensionais em comparação com as ferramentas de cabo de aço, porque, para ferramentas de MWD e LWT, o sensor deve se encaixar dentro de uma parede de um colar de perfuração oco. Várias compensações podem ser aceitas em termos de projeto. Como um exemplo, um sensor menor pode ser obtido usando-se um transdutor de frequência mais alta, mas fluidos de perfuração tendem a ser cheios de partículas que causam a atenuação de sinal acústico dramaticamente aumentada no fluido, conforme o quadrado da frequência. Para o fluido de perfuração carregado com partícula, de acordo com configurações específicas, um limite superior para a frequência pode ser de 250 kHz ou 500 kHz para a transmissão com atenuação aceitável através de aproximadamente 25 mm de lama de perfuração. Além disso, qualquer reentrância preenchida com fluido de perfuração em um colar de perfuração que se entende como uma câmara de fluido para medir o tempo de voo de um pulso acústico está em risco de se "desalojar", uma condição na qual essa reentrância fica cheia de sólidos com cortes e particulados de lama em vez de conter fluido de perfuração representativo. Desse modo, configurar um instrumento de tempo de voo tradicional para uso em uma ferramenta de MWD ou LWT ou em outras aplicações de interior de poço restritivas em relação ao espaço pode ser problemático dependendo do fluido de perfuração. Portanto, é desejável criar um sensor apenas de reflexão, que não mede qualquer pulso acústico que tenha percorrido através da lama, e, portanto, permite o uso de uma frequência acústica mais alta (um transdutor menor) bem como evitar o risco de a câmara de fluido se desalojar.

[023] Mais recentemente, dois meios de transmissão acústica que têm, cada um, uma impedância acústica e/ou uma velocidade de som diferente, podem ser usados para determinar parâmetros do fluido. A impedância do fluido é determinada a partir da razão das intensidades de reflexão específicas de cada meio em um único ângulo de reflexão oblíquo (não perpendicular). Embora essa técnica tenha vantagens, a equação para determinar a velocidade do som pode exibir sensibilidades a erro experimental na medição das amplitudes de reflexão acústica para pelo menos um parâmetro acústico (velocidade do som).

[024] No presente pedido, apenas uma única haste de referência (um meio único) pode ser usada, mas a intensidade de reflexão é medida em múltiplos ângulos oblíquos (ou seja, um ângulo oblíquo e um ângulo perpendicular). Pelo menos um transdutor acústico pode ser posicionado para entregar pulsos acústicos à face dos meios expostos ao fluido e causar reflexões que têm múltiplos ângulos de reflexão diferentes. Os aspectos revelados no presente documento permitem a determinação da velocidade de som do fluido com o uso de técnicas que são significativamente menos sensíveis a erro experimental na medição das amplitudes de reflexão acústica. Os aspectos da presente revelação incluem um instrumento apenas de reflexão para estimar parâmetros, tais como velocidade do som, densidade e impedância acústica de um fluido de interior de poço (por exemplo, fluido de perfuração); a análise de tempo de voo pode, assim, ser evitada com esse instrumento.

[025] As modalidades podem se referir à determinação de um parâmetro de interesse de um fluido de interior de poço com o uso de uma montagem acústica com um meio de transmissão acústica que tem uma face imersa no fluido de interior de poço. Os métodos incluem usar características de uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face dos meios de transmissão acústica sólido para estimar o parâmetro de interesse, em que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tem um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face.

[026] As Figuras 1 e 2 mostram um dispositivo em conformidade com as modalidades da presente revelação. O dispositivo 100 compreende uma montagem acústica 110 que inclui um único meio de transmissão acústica sólido 102. Por sólido, entende-se um meio que quando que, quando não sujeito a restrições, mantém o seu formato pelo menos a curto prazo. Em uma primeira extremidade do meio 102 (próximo ao fluido) está uma face correspondente 120 do meio 102. O dispositivo 100 é configurado de modo que a face seja imersa no fluido de poço inacabado 101 para a operação. A montagem acústica 110 pode ser um cilindro circular substancialmente reto, embora outras implantações possam incluir formatos elipsoides ou outros formatos.

[027] Uma pluralidade de transdutores acústicos 150, 152 é posicionada ao longo dos meios, e configurada para fornecer uma pluralidade de pulsos acústicos (não mostrados) que se propagam dentro dos meios 102 para gerar uma pluralidade de reflexões de pulso acústico. Os transdutores acústicos são posicionados para gerar reflexões de pulso em diferentes ângulos de incidência, de modo que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tenha um ângulo de reflexão único correspondente ΦA, ΦB em relação à face 120. Embora dois transdutores 150, 152 sejam mostrados, mais transdutores podem ser usados.

[028] Os transdutores 150, 152 são, cada um, configurados para fornecer um pulso acústico de incidência não normal único à face 120. Os refletores 160 e 162 são configurados para retornar o sinal para os transdutores 150, 152 para a medição, embora dois transdutores receptores também possam ser usados. Os transdutores 150, 152 geram informações responsivas à reflexão acústica de retorno. Os sensores acústicos podem ser implantados para a execução em modo de captura de passo (pitch-catch) ou repetição de pulso (pulse-echo). Em algumas implantações, o feixe de um único transdutor pode ser dividido em diferentes partes que entram na haste de referência em diferentes ângulos.

[029] Para um pulso acústico que está percorrendo em um fluido de impedância acústica Z2 e, então, atinge uma interface plana com outro fluido cuja impedância acústica é Z1, a amplitude refletida, r21 = (A - B) / (A + B), onde A= (Z2 / Z1) sen Φ e B = Sqrt [1 - (C2/CI)2 cos2 Φ] e o ângulo, Φ, é medido em relação ao plano da interface. Essa equação pode ser reformulada como (B / A)2 = [1- r21) / (1+ r21)]2. Para colocar essa equação na forma de y = m x b, pode-se utilizar a transformação, x = 1/sen2 e y = [(1 - r21) / (1 + r21)]2 e, então, executar um ajuste de linha reta de quadrados mínimos dos dados coletados de y versus x. A inclinação de uma linha reta ajustada para os dados é m = [(C2/ C1)2 - 1] (p2/ P1)2 e a interceptação é = (p2/ P1)2, que juntos fornecem duas equações em duas incógnitas que podem ser resolvidas para a melhor densidade de fluido de ajuste p1= p2 Sqrt (b) e a velocidade do som do fluido, c1= c2/ Sqrt (1 + m / b). No presente exemplo, a velocidade do som (c2) e uma impedância acústica (Z2) do meio sólido 102 são, cada uma, diferentes de uma velocidade do som (c1) e uma impedância acústica (Z1) do fluido 101.

[030] No entanto, o projeto da presente invenção utiliza um pulso acústico que percorre um sólido e, então, é refletido em uma interface de fluido, então, como seria esperado, a inserção dos dados laboratoriais nas equações de líquido-líquido acima gerou resultados errôneos. A equação exata para a amplitude de reflexão acústica de sólido para líquido é conhecida (J. Krautkramer and H. Krautkramer, Ultrasonic Testing of Materials, SpringerVerlag, Terceira Edição, 1983, p. 606 a 607, Equação A.10), mas essa equação é muito complexa e complicada de usar. A equação de onda longitudinal refletida é

[031] e para a onda transversal refletida

[032] em que

[033] α = Ângulo de onda longitudinal em líquido

[034] αi = Ângulo de onda longitudinal em sólido

[035] αt = Ângulo de onda transversal em sólido

[036] c = Velocidade do som em líquido

[037] ci= Velocidade do som longitudinal em sólido

[038] ct= Velocidade do som transversal em sólido

[039] p= Densidade do líquido

[040] pf= Densidade do sólido

[041] Isso simplifica para

[042] Resolver para R11,

[043] Em modalidades específicas, o conhecimento das propriedades acústicas (por exemplo, velocidade do som , densidade, impedância acústica) de um fluido de interior de poço é desejado para um tempo específico ou profundidade de perfilagem. As propriedades acústicas podem ser usadas para determinar ou corrigir outras medições substancialmente ao mesmo tempo ou profundidade. Por essas ou outras razões conhecidas na técnica, pode ser desejável atualizar de modo contínuo estimativas das propriedades acústicas do fluido durante uma única execução de perfilagem, de modo que as estimativas atualizadas estejam disponíveis em tempo quase real. A derivação de estimativas de tempo quase real é problemática sob as limitações de tamanho e processamento de uma ferramenta de interior de poço com o uso das técnicas reveladas por Krautkramer.

[044] Constatou-se, no entanto, que as transformações que foram úteis para analisar dados a partir de reflexões de líquido-líquido também foram úteis na correlação dos dados de sólido-sólido para propriedades do líquido mesmo que as próprias equações de líquido- líquido não fossem determinantes.

[045] Após gerar os pulsos acústicos, a amplitude de reflexão (r21), para cada pulso é obtida a partir das informações adquiridas a partir dos transdutores. O ângulo de reflexão que o feixe acústico faz em relação à face da haste de referência (buffer rod (9) é conhecida a partir da fabricação e da calibração. Para cada um dos diversos fluidos conhecidos, constatou-se a melhor inclinação de linha reta de ajuste, m, para uma plotagem de [(1 — r21) / (1 + r21)]2 versus [1 / sen2 9] em uma pluralidade de ângulos, em que r21 é a fração de amplitude correspondente e cp é o ângulo de reflexão único correspondente. Constatou-se que as várias velocidades de som de fluido são correlacionadas de modo linear com altos coeficientes de correlação para as recíprocas dessas inclinações correspondentes, m. Embora duas reflexões sejam mostradas, qualquer número de pulsos acústicos pode ser usado desde que uma pluralidade de ângulos esteja disponível.

[046] Conforme descrito acima, a modelagem convencional de tal sistema, que inclui efeitos de conversão de modo introduzidos pela interface de sólido-sólido, é proibitivamente complexa para um algoritmo que se deseja utilizar para o interior de poço de redução de dados de forma de onda em tempo quase real com o uso de um processador de interior de poço. Para uma interface de líquido-líquido, uma porção da onda de compressão é convertida em uma onda de cisalhamento. Uma simples contagem para essa interação é problemática.

[047] No entanto, constatou-se a partir de testes de vários fluidos que uma inclinação recíproca do fluido da transformação matemática, [(1 — r21) / (1 + r21)]2 versus [1 / sen2 9] pode estar diretamente correlacionada à velocidade do som e à densidade, conforme mostrado abaixo. A impedância acústica, Z, de um material é sua densidade vezes sua velocidade do som.

[048] Os métodos da presente revelação podem incluir gerar um conjunto de dados bidimensional plotando-se [(1 — r21)/ (1 + r21)]2 em relação a [1/ sen2 9] para cada reflexão de pulso acústico de uma pluralidade, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e 9 é o ângulo de reflexão único correspondente. As modalidades podem incluir gerar uma curva (por exemplo, ajustando-se os dados) no conjunto de dados bidimensional. Por exemplo, as implantações podem incluir executar um ajuste de linha reta de quadrados mínimos da curva. Durante a operação, é possível estimar a densidade do fluido e a velocidade do som do fluido a partir da inclinação dessa curva. As modalidades podem incluir calcular as propriedades acústicas do fluido (por exemplo, a velocidade do som do fluido) com o uso da inclinação recíproca de [(1 — r21) / (1 + r21)]2 em relação a 1/ sen2 9. Qualquer número de pontos de dados pode ser usado.

[049] As Figuras 3A a 3C ilustram correlações entre a amplitude de reflexão e as propriedades do fluido em conformidade com as modalidades da presente revelação. A Figura 3A ilustra correlações entre a amplitude de reflexão e a velocidade do som do fluido. A Figura 3B ilustra correlações entre a amplitude de reflexão e a densidade do fluido. A Figura 3C ilustra correlações entre a amplitude de reflexão e a impedância acústica do fluido. A Tabela 1 compara a velocidade do som do fluido prevista e real. Observando-se os valores de velocidade do som do fluido previstos e reais na Tabela 1 abaixo, os testes executados em quatro fluidos de teste verificaram a relação entre a amplitude de reflexão em vários ângulos de incidência e a velocidade do som. A Tabela 2 fornece as densidades de fluido previstas e reais, que, exceto para o ar, estão dentro de cerca de 20 por cento. A Tabela 3 fornece as impedâncias acústicas previstas e reais, que, exceto para o ar, estão dentro de cerca de 0,5 por cento.

[050] Várias modalidades podem usar três ou mais transdutores para gerar três ou mais reflexões de pulso acústico para uso na estimativa de um parâmetro de interesse em conformidade com a presente revelação. Embora a incorporação de transmissores adicionais possa aumentar o custo e a dificuldade de manutenção, a medição de amplitudes de reflexão em uma série de ângulos de reflexão pode aumentar a precisão do parâmetro estimado. Como um exemplo, utilizando-se apenas três ângulos de 40, 50 e 80 graus, que são quase uniformemente espaçados em uma plotagem de 1 / sen2 cp, uma incerteza de 10 por cento na amplitude de reflexão propaga como menos de 1 por cento de incerteza na densidade e na velocidade do som.

[051] Além disso, a velocidade do som do fluido pode ser determinada a partir de duas intensidades de reflexão de relance sem nunca ter feito quaisquer medições mediante quaisquer ondas de som que podem ser transmitidas no fluido. Isto é, não pode haver qualquer pulso acústico transmitido através do fluido, ou o pulso transmitido pode ser ignorado (por exemplo, não medido, não usado no cálculo, etc.). Portanto, transdutores de alta frequência muito pequenos podem ser utilizados sem qualquer preocupação com a atenuação acústica do fluido de perfuração.

[052] A Figura 4 ilustra um outro dispositivo em conformidade com as modalidades da presente revelação. O dispositivo 101 inclui receptores 170, 172 no lugar de refletores. Os receptores 170, 172 são configurados para receber e medir a reflexão do pulso não normal a partir da interface de sólido-líquido. Os receptores 170, 172 podem ser implantados como transdutores. Os transdutores 150, 152, 170 e 172 podem ser qualquer transdutor apropriado, tais como, por exemplo, transdutores piezoelétricos, transdutores magnetostritivos, e assim por diante, conforme ocorrerá a uma pessoa de habilidade na técnica. O princípio de operação é o mesmo que o do dispositivo 100. A amplitude de reflexão é medida e usada com o ângulo de reflexão conhecido para cada reflexão de pulso acústico para estimar parâmetros de interesse.

[053] Retornando à Figura 1, o dispositivo 100 é configurado de modo que a face correspondente 120 da montagem acústica 110 seja imersa no fluido de interior de poço, mas a maior parte do dispositivo não esteja em contato com o fluido. A extremidade oposta correspondente do meio 102 em frente à face correspondente 120 não está em contato com o fluido; nem são transdutores 150, 152. Por exemplo, a vedação 138 entre o dispositivo 100 e o corpo de ferramenta 140 de uma ferramenta de perfilagem (conforme descrito no presente documento em relação às Figuras 5 e 6) pode isolar a maior parte do dispositivo do fluido de interior de poço 101.

[054] Conforme mostrado, o dispositivo 100 pode ser posicionado substancialmente nivelado com o corpo da ferramenta 140. Desse modo, em algumas modalidades, a face correspondente 120 pode estar sobre uma superfície externa da ferramenta, tal como uma coluna de perfuração, de modo que uma câmara de amostra ou outra cavidade não seja exigida. Assim, as propriedades do fluido de interior de poço podem ser determinadas in-situ no poço inacabado, de modo que o fluido seja inalterado por amostragem ou processos de transporte. A configuração substancialmente nivelada também reduz a probabilidade de desalojamento (obstrução por sólidos da lama de perfuração), pois a face é, substancialmente, a única parte do instrumento em contato com o fluido de perfuração. Em outras modalidades, o dispositivo pode ser configurado para uso em uma câmara de amostra. Os aspectos apenas de reflexão da presente revelação permitem uso em aplicações restritivas em relação ao tamanho e permitem uso de frequências acústicas mais altas.

[055] Em algumas implantações, as modalidades reveladas podem ser usadas como parte de um sistema de perfuração. Um sistema de perfuração exemplificativo para uso em conjunto com MWD e LWT é ilustrado no presente documento.

[056] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de perfuração exemplificativo 500 de acordo com uma modalidade da revelação. A Figura 5 ilustra esquematicamente um sistema de perfuração 500 configurado para adquirir informações para a análise de fluido de interior de poço em um poço inacabado que cruza uma formação com o uso de um aparelho de teste; o sistema de perfuração 500 inclui uma coluna de perfuração 520 que inclui uma montagem de fundo de poço (BHA) 590 transportada em um poço inacabado 526. O sistema de perfuração 500 inclui uma torre convencional 511 erguida em uma plataforma ou piso 512 que sustenta uma mesa giratória 514 que é girada por um motor primário, como um motor elétrico (não mostrado), a uma velocidade rotacional desejada. Uma tubulação (como um tubo de perfuração articulado 522), que tem a montagem de perfuração 590 fixada nessa extremidade de fundo, se estende desde a superfície até o fundo 551 do poço inacabado 526. Uma broca de perfuração 550, fixada na montagem de perfuração 590, desintegra as formações geológicas quando a mesma é girada para perfurar o poço inacabado 526. A coluna de perfuração 520 é acoplada a um guincho de perfuração 530 por meio de uma junta Kelly 521, uma cabeça injetora 528 e uma linha 529 através de uma polia. Um guincho de perfuração 530 é operado para controlar o peso sobre a broca (“WOB”). A coluna de perfuração 520 pode ser girada por um acionamento superior (não mostrado) ao invés do motor primário e da mesa giratória 514. Alternativamente, uma tubagem helicoidal pode ser usada como a tubagem 522. Um injetor de tubagem 514a pode ser usado para conduzir a tubagem helicoidal que tem a montagem de perfuração fixada à sua extremidade de fundo. As operações do guincho de perfuração 530 e do injetor de tubagem 514a são conhecidas na técnica, e não são, dessa forma, descritas em detalhes no presente documento.

[057] Um fluido de perfuração adequado 531 (também denominado como “lama”) a partir de uma fonte 532 do mesmo, como um tanque de lama, pode ser circulado sob pressão através da coluna de perfuração 520 por uma bomba de lama 534. O fluido de perfuração 531 passa da bomba de lama 534 para dentro da coluna de perfuração 520 por meio de um amortecedor de surtos de pressão 536 e da linha de fluido 538. O fluido de perfuração 531a do tubo de perfuração é descarregado no fundo do poço inacabado 551 através de aberturas na broca de perfuração 550. O fluido de perfuração de retorno 53 lb circula poço acima através do espaço anular 527 entre a coluna de perfuração 520 e o poço 526 e retorna para o tanque de lama 532 por meio de uma linha de retorno 535 e de uma tela de corte de perfuração 585, que remove os detritos de perfuração 586 do fluido de perfuração de retorno 53 lb. Um sensor S1 em linha 538 fornece informações sobre a taxa de fluxo de fluido. Um sensor de torque de superfície S2 e um sensor S3 associado à coluna de perfuração 520, respectivamente, fornecem informações sobre o torque e a velocidade rotacional da coluna de perfuração 520. A velocidade de injeção de tubagem é determinada a partir do sensor S5, enquanto o sensor S6 fornece a carga de gancho da coluna de perfuração 520.

[058] O sistema de controle de poço 547 é colocado na extremidade superior do poço inacabado 526. O sistema de controle de poço 547 inclui uma pilha de sistema de prevenção de fluxo descontrolado de superfície (BOP) 515 e uma obstrução de superfície 549 em comunicação com um anel de furo de poço 527. A obstrução da superfície 549 pode controlar o fluxo de fluido fora do poço inacabado 526 para fornecer uma pressão de retorno, conforme necessário para controlar o poço.

[059] Em algumas aplicações, a broca de perfuração 550 é girada apenas mediante a rotação do tubo de perfuração 522. Entretanto, em muitas outras aplicações, um motor de interior de poço 555 (motor de lama), disposto na BHA 590, também gira a broca de perfuração 550. A taxa de penetração (ROP) para uma determinada BHA depende em grandes proporções do WOB ou da força de empuxo sobre a broca de perfuração 550 e de sua velocidade de rotação.

[060] Uma unidade de controle de superfície ou controlador 540 recebe sinais a partir dos sensores e dispositivos de interior de poço por meio de um sensor 543 colocado em uma linha de fluido 538 e sinais a partir dos sensores S1 a S6 e de outros sensores usados no sistema 500 e processa tais sinais de acordo com instruções programadas fornecidas à unidade de controle de superfície 540. A unidade de controle de superfície 540 exibe parâmetros de perfuração desejados e outras informações em um visor/monitor 541 que é utilizado por um operador para controlar as operações de perfuração. A unidade de controle de superfície 540 pode ser uma unidade baseada em computador que pode incluir um processador 542 (como um microprocessador), um dispositivo de armazenamento 544, como uma memória de estado sólido, fita ou disco rígido, e um ou mais programas de computador 546 no dispositivo de armazenamento 544 que são acessíveis ao processador 542 para executar instruções contidas em tais programas. A unidade de controle de superfície 540 pode, ainda, se comunicar com uma unidade de controle remota 548. A unidade de controle de superfície 540 pode processar dados relacionados às operações de perfuração, dados dos sensores e dispositivos sobre a superfície, dados recebidos do interior de poço, e pode controlar uma ou mais operações dos dispositivos de superfície e de interior de poço. Os dados podem ser transmitidos por forma analógica ou digital.

[061] A BHA 590 também pode conter sensores ou dispositivos de avaliação de formação (também chamados de sensores de medição durante perfuração (measurement-while-drilling (“MWD”)) ou sensores de perfilagem durante perfuração (logging-while-drilling (“LWD”))) que determinam resistividade, densidade, porosidade, permeabilidade, propriedades acústicas, propriedades de ressonância núcleo-magnéticas, pressões de formação, propriedades ou características dos fluidos no interior de poço, e outras propriedades desejadas da formação 595 que circunda a BHA 590. Tais sensores são de conhecimento geral na técnica, e, por conveniência, são indicados geralmente no presente documento pelo número 565. A BHA 590 pode incluir, adicionalmente, uma variedade de outros sensores e dispositivos 559 para determinar uma ou mais propriedades da BHA 590 (como vibração, momento de flexão, aceleração, oscilações, giro, atrito, etc.), parâmetros de operação de perfuração (tais como peso sobre broca, taxa de fluxo de fluidos, pressão, temperatura, taxa de penetração, azimute, face de ferramenta, rotação de broca de perfuração, etc.).

[062] A BHA 590 pode incluir um aparelho ou ferramenta de controle 558 para orientar a broca de perfuração 550 ao longo de uma trajetória de perfuração desejada. Em um aspecto, o aparelho de controle pode incluir uma unidade de controle 560, que tem uma série de membros de aplicação de força 561a a 561n. Os membros de aplicação de força podem ser montados diretamente sobre a coluna de perfuração, ou os mesmos podem ser pelo menos parcialmente integrados no motor de perfuração. Em outro aspecto, os membros de aplicação de força podem ser montados em uma manga, que é giratória sobre o eixo geométrico central da coluna de perfuração. Os membros de aplicação de força podem ser ativados com o uso de atuadores eletromecânicos, eletro-hidráulicos ou hidráulicos com lama. Em ainda outra modalidade, o aparelho de controle pode incluir uma unidade de controle 558 que tem uma subinclinação e um primeiro dispositivo de controle 558a para orientar a subinclinação no furo de poço e o segundo dispositivo de controle 558b para manter a subinclinação ao longo de uma direção de perfuração selecionada. A unidade de controle 558, 560 pode incluir magnetômetros e inclinômetros próximos à broca.

[063] O sistema de perfuração 500 pode incluir sensores, circuitos e software de processamento e algoritmos para fornecer informações sobre parâmetros de perfuração desejados em relação à BHA, coluna de perfuração, a broca de perfuração e equipamento de interior de poço, tais como um motor de perfuração, unidade de controle, propulsores, etc. Muitos sistemas de perfuração atuais, especialmente para a perfuração altamente desviada e furos de poço horizontais, utilizam tubagem helicoidal para transportar o interior de poço de montagem de perfuração. Em tais aplicações, um propulsor pode ser implantado na coluna de perfuração 590 para fornecer a força exigida sobre a broca de perfuração.

[064] Sensores exemplificativos para determinar parâmetros de perfuração incluem, porém, sem limitação, sensores de broca de perfuração, um sensor de RPM, um peso sobre o sensor de broca, sensores para medir parâmetros de motor de lama (por exemplo, temperatura de estator de motor de lama, pressão diferencial através de um motor de lama , e taxa de fluxo de fluido através de um motor de lama), e sensores para medir a aceleração, vibração, giro, deslocamento radial, atrito, torque, choque, vibração, corrente, tensão, momento de inclinação, rebote de broca, impulso axial, atrito, rotação para trás, flexão da BHA e impulso radial. Os sensores distribuídos ao longo da coluna de perfuração podem medir quantidades físicas, tais como aceleração e corrente da coluna de perfuração, pressões internas no furo da coluna de perfuração, pressão externa no anel, vibração, temperatura, intensidades de campo elétricas e magnéticas no interior da coluna de perfuração, furo da coluna de perfuração, etc. Os sistemas adequados para fazer medições dinâmicas incluem COPILOT, um sistema de medição de interior de poço, fabricados por BAKER HUGHES INCORPORATED.

[065] O sistema de perfuração 500 pode incluir um ou mais processadores de interior de poço em uma localização adequada, tal como 593 na BHA 590. O processador (ou processadores) pode ser um microprocessador que utiliza um programa de computador implantado em um meio legível por computador não transitório adequado que permite que o processador execute o controle e o processamento. O meio legível por computador não transitório pode incluir uma ou mais ROMs, EPROMs, EAROMs, EEPROMs, Memórias Flash, RAMs, Discos Rígidos e/ou Discos ópticos. Outro equipamento, tais como barramentos de alimentação e dados e similares serão evidentes para uma pessoa versada na técnica. Em uma modalidade, o sistema de MWD utiliza telemetria de pulso de lama para comunicar dados a partir de uma localização de interior de poço à superfície enquanto operações de perfuração ocorrem.

[066] Embora uma coluna de perfuração 520 seja mostrada como um transportador (dispositivo de transporte) para sensores 565, deve- se entender que as modalidades da presente revelação podem ser usadas em conjunto com ferramentas transportadas através de sistemas de transporte rígidos (por exemplo, tubagem helicoidal ou articulada) assim como não rígidos (por exemplo, cabo de aço, cabo de perfilagem, cabo elétrico, etc.). O sistema de perfuração 500 pode incluir uma montagem de fundo de poço e/ou sensores e equipamento para a implantação de modalidades da presente revelação em uma coluna de perfuração ou um cabo de aço.

[067] Um ponto de inovação do sistema ilustrado na Figura 5 é que o processador de superfície 542 e/ou o processador de interior de poço 593 são configurados para executar determinados métodos (discutidos abaixo) que não estão na técnica anterior. O processador de superfície 542 ou o processador de interior de poço 593 pode ser configurado para controlar componentes do sistema de perfuração 500. O processador de superfície 542 ou o processador de interior de poço 593 pode ser configurado para controlar os sensores descritos acima e para estimar um parâmetro de interesse de acordo com os métodos descritos no presente documento. O controle desses dispositivos, e dos vários processos do sistema de perfuração geralmente, pode ser realizado em um modo completamente automatizado ou através da interação com a equipe através de notificações, representações gráficas, interfaces de usuário e similares. As informações de referência acessíveis ao processador também podem ser usadas.

[068] Mais especificamente, a coluna de perfuração 520 (ou BHA 590) pode incluir um aparelho para estimar um ou mais parâmetros do fluido de interior de poço. Por conveniência, tal aparelho pode ser denotado pelo número 559 ou 565, e pode compreender o dispositivo 100 ou outros dispositivos ou ferramentas em conformidade com as modalidades da presente revelação. Em algumas modalidades gerais, o processador de superfície 542, o processador de interior de poço 593 ou outros processadores (por exemplo, processadores remotos) podem ser configurados para usar o aparelho para produzir informações indicativas do fluido de interior de poço, tal como, por exemplo, o fluido de perfuração. Um dos processadores também pode ser configurado para estimar a partir das informações um parâmetro de interesse do fluido de interior de poço.

[069] Em algumas modalidades, a coluna de perfuração 520 pode incluir um aparelho de perfilagem acústico configurado para avaliar a ligação de cimento que ocupa o espaço anular entre o revestimento e a parede de poço inacabado, conforme descrito em mais detalhes abaixo com referência à Figura 6. Por conveniência, tal aparelho pode ser denotado pelo número 559 ou 565. Em algumas modalidades gerais, o processador de superfície 542, processador de interior de poço 593 ou outros processadores (por exemplo, processadores remotos) podem ser configurados para usar o aparelho de perfilagem acústico para produzir informações indicativas das propriedades da ligação do cimento.

[070] Em algumas modalidades, os processadores podem incluir circuitos eletromecânicos e/ou elétricos configurados para controlar um ou mais componentes do aparelho de ferramenta. Em outras modalidades, os processadores podem utilizar algoritmos e programação para receber informações e controlar a operação do aparelho. Portanto, os processadores podem incluir um processador de informações que está em comunicação de dados com um meio de armazenamento de dados e uma memória de processador. O meio de armazenamento de dados pode ser qualquer dispositivo de armazenamento de dados de computador padrão, tais como unidade USB, cartão de memória, disco rígido, RAM removível, EPROMs, EAROMs, 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 dados pode armazenar um ou mais programas que quando executados fazem com que o processador de informações execute o método (ou métodos) revelado. No presente pedido, “informações” podem se referir a dados brutos, dados processados, sinais analógicos e sinais digitais.

[071] Conforme descrito acima, os transportadores, tais como tubagem helicoidal, cabo de perfilagem, cabo elétrico, cabo de aço e assim por diante podem ser usados em conjunto com as técnicas reveladas no presente documento. Em algumas modalidades, o sensor descrito no presente documento pode ser implantado como um instrumento de amostragem e medição, tal como, por exemplo, um que emprega uma sonda. A configuração específica dos componentes em relação uns aos outros pode variar.

[072] A Figura 6 ilustra uma ferramenta de perfilagem acústica em conformidade com as modalidades da presente revelação. A ferramenta 610 é configurada para ser transportada em um poço inacabado que atravessa uma formação 480. A parede do poço inacabado 640 é alinhada com o revestimento 630 preenchido com um fluido de interior de poço 660, tal como, por exemplo, fluido de perfuração. O cimento 620 preenche o anel entre a parede do poço inacabado 640 e o revestimento 630. Em uma modalidade ilustrativa, a ferramenta 610 pode conter uma unidade de sensor 650, incluindo, por exemplo, um ou mais transmissores e receptores acústicos (por exemplo, transdutores), configurados para a avaliação da ligação de cimento que existe entre o sistema do revestimento 630, a parede do poço inacabado 640 e o cimento 620 de acordo com as técnicas conhecidas. Por exemplo, eletrônicos na ferramenta 610, na superfície e/ou em qualquer outra parte do sistema 601 (por exemplo, pelo menos um processador) podem ser configurados para utilizar medições acústicas para determinar propriedades da ligação de cimento com o uso de técnicas conhecidas, tal como, por exemplo, análise de ressonância de revestimento.

[073] O sistema 601 pode incluir uma torre convencional 670. Um dispositivo de condução (transportador 615), que pode ser rígido ou não rígido, pode ser configurado para conduzir a ferramenta de interior de poço 610 para dentro do furo de poço 640 próximo à formação 680. O transportador 615 pode ser uma coluna de perfuração, tubagem helicoidal, um cabo de perfilagem, um cabo elétrico (e-line), um cabo de aço, etc. A ferramenta de interior de poço 610 pode ser acoplada ou combinada com ferramentas adicionais (por exemplo, parte ou todo o sistema de processamento de informações da Figura 5). Portanto, dependendo da configuração, a ferramenta 610 pode ser usada durante a perfuração e/ou após o furo de poço (poço inacabado) 640 ter sido formado. Embora um sistema terrestre seja mostrado, os ensinamentos da presente revelação também podem ser utilizados em aplicações offshore ou subaquáticas. O transportador 615 pode incluir condutores incorporados para potência e/ou dados para fornecer comunicação de sinal e/ou de potência entre o equipamento de superfície e de interior de poço. O transportador 615 pode incluir uma montagem de orifício de fundo, que pode incluir um motor de perfuração para a rotação de uma broca de perfuração.

[074] A Figura 7 mostra um fluxograma de um método 700 para estimar um parâmetro de interesse em uma formação da terra atravessada por um poço inacabado de acordo com uma modalidade da presente revelação. O método 700 pode incluir a utilização do dispositivo 100 ou similares. Na etapa 710, uma montagem acústica 110 que inclui um único meio de transmissão acústica sólido 102 é transportada para o poço inacabado. Por exemplo, a montagem acústica pode ser transportada com o uso de dispositivo de transporte (ou transportador) 615. O deslocamento óptico pode ser incorporado como um instrumento em uma ferramenta de perfilagem de interior de poço.

[075] Na etapa 720, o dispositivo pode ser utilizado para gerar informações em relação a características de um fluido de interior de poço. Por exemplo, uma pluralidade de reflexões de pulso acústico pode ser gerada transmitindo-se pulsos acústicos em um único meio de transmissão acústica sólido que tem uma face imersa no fluido de interior de poço, em que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tem um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face. As características das reflexões de pulso podem ser estimadas com o uso da resposta do transdutor aos pulsos.

[076] Na etapa 730, o método inclui utilizar características de uma pluralidade de reflexões de pulso acústico para determinar um parâmetro de interesse do fluido de interior de poço. Conforme descrito acima, isso pode ser realizado estimando-se o parâmetro de interesse como uma função de [(1 —r2i) / (1 + r2i)]2 e [1/ sen2 9] para a pluralidade de reflexões de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e cp é o ângulo de reflexão único correspondente. Por exemplo, o método pode incluir gerar um conjunto de dados bidimensional plotando-se [(1 — r21) / (1 + r21)] 2 em relação a 1 / sen2 9 para cada reflexão de pulso acústico e gerar uma curva executando-se dados que se ajustam no conjunto de dados bidimensional. Estimar o parâmetro de interesse pode incluir utilizar um modelo que correlaciona a função acima com a velocidade do som, densidade, impedância acústica e assim por diante do fluido. A estimativa do parâmetro de interesse pode ser realizada em tempo quase real. Em um exemplo, o modelo pode se referir a um parâmetro de interesse (por exemplo, velocidade do som) e a inclinação recíproca de transformação [(1 — r21) / (1 + r21)]2 versus [1 / sen2 9]. Essa etapa pode também envolver a utilização de informações de referência. Em algumas modalidades, algumas ou todas as etapas do presente documento podem ser realizadas iterativamente para estimar periodicamente ou intermitentemente valores para o parâmetro de interesse enquanto a montagem acústica estiver em uma única execução de perfilagem no poço inacabado. A estimativa pode ser contingente em eventos específicos. O período ou evento de desencadeamento pode variar através de implantação, conforme bem- conhecido na técnica. Por exemplo, a estimativa pode ocorrer em conjunto com as medições (por exemplo, medições de perfilagem de CCB) para as quais o parâmetro de interesse é desejado. Em algumas implantações, devido à natureza simples de requisitos de processamento, valores dependentes do tempo para o parâmetro de interesse podem ser estimados (por exemplo, através de um processador de interior de poço) de modo substancialmente contínuo enquanto a montagem acústica estiver em uma única execução de perfilagem no poço inacabado.

[077] Por conveniência, determinadas definições são apresentadas agora. O termo "sinal acústico" se refere à amplitude de pressão versus o tempo de uma onda de som ou uma onda acústica que percorre em um meio que permite a propagação de tais ondas. Em uma modalidade, o sinal acústico pode ser um pulso. O termo "transdutor acústico" se refere a um dispositivo para transmitir (isto é, gerar) um sinal acústico ou receber um sinal acústico. Ao receber o sinal acústico em uma modalidade, o transdutor acústico converte a energia do sinal acústico em energia elétrica. A energia elétrica tem uma forma de onda que está relacionada a uma forma de onda do sinal acústico.

[078] O termo "transportador" (ou "dispositivo de transporte"), conforme usado acima, significa qualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou membro que podem ser usados para transportar, alojar, sustentar ou, de outro modo, facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou membro. Os portadores não limitativos exemplificativos incluem colunas de perfuração do tipo de tubo helicoidal, do tipo de cano articulado e qualquer combinação ou porção dos mesmos. Outros exemplos de transportador incluem canos de revestimento, cabos de aço, sondas de cabo de aço, sondas de cabo de perfilagem, quedas de carga, subs de interior de poço, BHAs, inserções de coluna de perfuração, módulos, alojamentos internos e porções de substrato dos mesmos, tratores com propulsão própria. Conforme usado acima, o termo “sub” se refere a qualquer estrutura que é configurada para encerrar parcialmente, encerrar completamente, alojar ou sustentar um dispositivo. O termo “informações”, conforme usado acima, inclui qualquer forma de informações (Analógica, digital, EM, impressa, etc.). O termo “processador” no presente documento inclui, porém, sem limitação, qualquer dispositivo que transmite, recebe, manipula, converte, calcula, modula, transpõe, transporta, armazena ou, de outro modo, utiliza informações. Um processador se refere a quaisquer circuitos que executam o exposto acima, e pode incluir um microprocessador, memória residente e/ou periféricos para executar instruções programadas, circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), arranjos de porta programáveis em campo (FPGAs) ou quaisquer outros circuitos configurados para executar a lógica para executar métodos, conforme descrito no presente documento. Fluido, conforme descrito no presente documento, pode se referir a um líquido, um gás, uma mistura e assim por diante.

[079] O termo "tempo quase real", conforme aplicado a métodos da presente revelação se refere a uma ação executada enquanto o instrumento estiver ainda no interior de poço, após a geração da reflexão de pulso e antes do movimento da ferramenta a uma distância de 100 metros, 50 metros, 25 metros, 10 metros, 1 metro ou menos; e pode ser definido como a estimativa do parâmetro de interesse dentro de 15 minutos de geração da reflexão de pulso, dentro de 10 minutos de geração, dentro de 5 minutos de geração, dentro de 3 minutos de geração, dentro de 2 minutos de geração, dentro de 1 minuto de geração ou menos.

[080] O termo "in-situ", conforme aplicado no presente documento para avaliar propriedades acústicas de fluidos de interior de poço se refere à avaliação dos fluidos no poço inacabado (e enquanto exterior à ferramenta) antes da exposição a influências externas, por exemplo, ao fluido em um intervalo do anel entre o poço inacabado e a ferramenta. Por "de modo substancialmente contínuo", entende-se em intervalos de tempo suficientemente curtos de modo que a granularidade de medição não afete significativamente a precisão de determinação de uma propriedade relacionada, em que exemplos de tal intervalo são, por exemplo, de menos do que 1 minuto, menos do que 10 segundos, menos do que 1 segundo, menos do que 100 milissegundos, menos do que 10 milissegundos, menos do que 1 milissegundo e assim por diante.

[081] Exemplos não limitantes de fluidos de interior de poço incluem fluidos de perfuração, fluidos de retorno, fluidos de formação, fluidos de produção que contêm um ou mais hidrocarbonetos, óleos e solventes usados em conjunto com ferramentas de interior de poço, água, salmoura, fluidos projetados e combinações dos mesmos. A ferramenta pode conter um aparelho de teste de formação de acordo com a presente revelação, que será descrito em mais detalhes abaixo.

[082] Embora a descrição tenha sido descrita com referência a modalidades exemplificativas, será compreendido que várias mudanças podem ser feitas e que equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem se afastar do escopo da revelação. Ademais, muitas modificações serão consideradas para adaptar um instrumento, situação ou material particular aos ensinamentos da revelação sem se afastar do escopo essencial da mesma. Modalidades adicionais podem incluir modalidades de cabo de aço de medição direta, modalidades de perfuração que empregam uma câmara de amostra, ferramentas de LWT, incluindo subs de queda, e assim por diante. Embora a presente revelação seja discutida no contexto de um poço de produção de hidrocarboneto, deve-se compreender que a presente revelação pode ser usada em qualquer ambiente de poço inacabado (por exemplo, um poço geotérmico) com qualquer tipo de fluido de interior de poço.

[083] Embora a revelação antecedente seja direcionada a modalidades específicas, várias modificações serão evidentes para aqueles versados na técnica. Espera-se que todas as variações sejam abrangidas pela revelação supracitada.

Claims

1. Método para determinar um parâmetro acústico de interesse de um fluido (101) de interior de poço com o uso de uma montagem acústica (110) que compreende um único meio de transmissão acústica sólido (102) que tem uma face (120) imersa no fluido (101) de interior de poço, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: usar características de uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face (120) do meio de transmissão acústica sólido (102) para estimar o parâmetro de interesse em tempo quase real, em que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tem um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face (120), em que as características compreendem uma amplitude de reflexão correspondente e o ângulo de reflexão único correspondente para cada reflexão de pulso acústico, e em que o parâmetro de interesse é estimado determinando- se valores correspondentes para [(1 — r21) / (1 + r21)]2 e [1 / sen2 Φ] para a pluralidade de reflexões de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e Φ é o ângulo de reflexão único correspondente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende gerar um conjunto de dados bidimensional plotando-se [(1 — r21) / (1 + r21)]2 em relação a 1/ sen2 Φ para cada reflexão de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e Φ é o ângulo de reflexão único correspondente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende gerar uma curva executando-se o ajuste de dados no conjunto de dados bidimensional.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende o uso de uma inclinação da curva para estimar o parâmetro de interesse.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende o uso de um recíproco da inclinação para estimar o parâmetro de interesse.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente transmitir pulsos acústicos com o uso de pelo menos um transdutor acústico (150, 152) para gerar a pluralidade de reflexões de pulso acústico.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende estimar o parâmetro de interesse independentemente de um tempo de voo no fluido (101) de interior de poço dos pulsos acústicos e de quaisquer outros pulsos acústicos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os pulsos acústicos e a pluralidade de reflexões de pulso acústico são, cada um, propagados dentro do único meio de transmissão acústica sólido (102).

9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende usar o pelo menos um transdutor acústico (150, 152) para transmitir os pulsos acústicos através de uma segunda fase do único meio de transmissão acústica sólido (102).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda face não está em contato com o fluido de fundo de poço (101).

11. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um transdutor acústico (150, 152) não está em contato com o fluido (101) de interior de poço.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de interesse é pelo menos um dentre: i) velocidade de som do fluido (101) de interior de poço; e ii) impedância acústica do fluido (101) de interior de poço.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estimar o parâmetro de interesse compreende estimar valores dependentes do tempo para o parâmetro de interesse de modo substancialmente contínuo enquanto a montagem acústica (110) estiver em uma única execução de perfilagem no poço inacabado.

14. Aparelho (559, 565) para determinar um parâmetro de interesse de um fluido (101) de interior de poço, em que o aparelho (559, 565) é caracterizado pelo fato de que compreende: um transportador (615) configurado para ser conduzido em um poço inacabado; uma ferramenta de perfilagem (610) montada no transportador (615), em que a ferramenta de perfilagem (610) inclui uma montagem acústica (110) que compreende um único meio de transmissão acústica sólido (102), em que a ferramenta de perfilagem (610) é configurada de modo que quando o poço inacabado é preenchido com o fluido (101) de interior de poço, o meio de transmissão (102) tenha uma face correspondente imersa no fluido (101) de interior de poço, e pelo menos um transdutor (150, 152) configurado para gerar uma pluralidade de reflexões de pulso acústico a partir de uma interface de sólido-líquido na face (120) do meio de transmissão acústica sólido (102); e um processador configurado para usar características da pluralidade de reflexões de pulso acústico para estimar o parâmetro de interesse em tempo quase real; em que cada reflexão de pulso acústico da pluralidade de reflexões de pulso acústico tem um ângulo de reflexão único correspondente em relação à face (120), em que as características compreendem uma amplitude de reflexão correspondente e o ângulo único de reflexão correspondente para cada reflexão de pulso acústico, e em que o parâmetro de interesse é estimado determinando os valores correspondentes para [(1 - r21) / (1 + r21)]2 e [1 / sin2 Φ] para a pluralidade de reflexões de pulso acústico, em que r21 é a amplitude de reflexão correspondente e Φ é o ângulo único de reflexão correspondente.