BR112018070337B1

BR112018070337B1 - Método para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear e sistema para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear

Info

Publication number: BR112018070337B1
Application number: BR112018070337-0A
Authority: BR
Inventors: Tobias Kischkat; Radu Coman; Holger Frank Thern
Original assignee: Baker Hughes, A Ge Company, Llc
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2023-02-14
Also published as: SA518400163B1; CN109154189A; WO2017176548A1; EP3440312A4; US10429536B2; EP3440312B1; CN109154189B; US20170285214A1; BR112018070337A2; EP3440312A1

Abstract

Um método para processar os dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN) inclui receber, com um processador, os dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN tendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN. O método inclui ainda reduzir, com o processador, um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigida (T2), em que o método de inversão de correção tem um termo multiplicativo que tem um termo inclui pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido U.S. n° 15/089893, depositado em 4 de abril de 2016, que é incorporado neste documento por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Formações terrestres ou simplesmente formações, podem ser usadas para várias finalidades, tais como produção de hidrocarbonetos, produção geotérmica e sequestro de dióxido de carbono. A fim de otimizar o uso de uma formação, ela é tipicamente caracterizada usando uma ferramenta de fundo do poço que é transportada através de um furo de poço que penetra a formação.

[003] Um tipo de ferramenta de fundo de poço é uma ferramenta de ressonância magnética nuclear (RMN) que realiza medições de RMN na formação para determinar várias propriedades, como a porosidade, por exemplo. Em uma aplicação conhecida como perfilagem durante a perfuração, a ferramenta de RMN é acoplada a uma coluna de perfuração. A ferramenta de RMN realiza medições de RMN enquanto a coluna de perfuração está girando, fazendo com que uma broca também acoplada à coluna de perfuração faça o furo de poço. O processo de perfuração, no entanto, pode fazer com que a coluna de perfuração se mova lateralmente no furo de poço, variando assim continuamente a distância da ferramenta de RMN até a formação a ser caracterizada. O movimento lateral da ferramenta de RMN também pode ocorrer devido à rotação da ferramenta sem perfuração. Infelizmente, a distância continuamente variável pode induzir artefatos de movimento nos dados de RMN obtidos, resultando em uma diminuição na precisão dos dados.

SUMÁRIO

[004] É divulgado é um método para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN). O método inclui: receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN tendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e reduzir, com o processador, um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção tendo um termo multiplicativo que inclua pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

[005] É também divulgado um método para realizar medições de ressonância magnética nuclear (RMN) em uma formação de terra. O método inclui: transportar uma ferramenta de RMN através de um furo de poço que penetra na formação da terra; receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos da ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN tendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento é relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e redução, com o processador, de um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento pelo uso de um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção tendo um termo multiplicativo que inclua pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

[006] É divulgado ainda um sistema para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN). O sistema inclui uma memória com instruções de computador executáveis e um processador configurado para executar as instruções de computador executáveis. As instruções executáveis por computador incluem: receber dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN tendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e reduzir um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção tendo um termo multiplicativo que inclua pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[007] As descrições a seguir não devem ser consideradas como limitantes em nenhuma circunstância. Em referência as figuras anexas, os elementos similares são numerados similarmente:

[008] A FIG. 1 ilustra uma vista em corte transversal de um exemplo de modalidade de uma ferramenta de ressonância magnética nuclear (RMN) de fundo de poço disposta em um furo de poço penetrando na terra;

[009] A FIG. 2 descreve aspectos de trens de eco de RMN idealizados e de trainlets idealizados para ilustração de um artefato de movimento de RMN;

[0010] As FIGS. 3A-3C, coletivamente referidas como FIG. 3, descrevem aspectos um trem de eco de RMN e um trainlet utilizado para demonstrar a inversão conjunta da técnica anterior na presença de um artefato de movimento;

[0011] A FIG. 4 descreve aspectos da distribuição T2 resultante da inversão conjunta da técnica anterior.

[0012] As FIGS. 5A-5C, coletivamente referidas como FIG. 5, descrevem aspectos de um trem de eco de RMN e de um trem de ressonância magnética usados para demonstrar a inversão conjunta com a correção de movimento;

[0013] A FIG. 6 retrata aspectos da distribuição T2 resultante da inversão conjunta com correção de movimento;

[0014] A FIG. 7 representa aspectos de um trem de eco e trainlet de longa duração de RMN com um curto tempo de espera de 60 ms utilizado para demonstrar a inversão conjunta da técnica anterior;

[0015] A FIG. 8 retrata aspectos da distribuição T2 resultante da inversão conjunta da técnica anterior do trem de eco de longa duração de RMN e trainlet com curto tempo de espera de 60 ms;

[0016] A FIG. 9 descreve aspectos de um trem de eco de longa duração de RMN com tempo de espera longo e trainlet com tempo de espera curto de 60 ms usado para demonstrar inversão conjunta com correção de movimento;

[0017] A FIG. 10 retrata aspectos da distribuição T2 resultante da inversão conjunta com correção de movimento do trem de eco de longa duração de RMN com tempo de espera longo e trainlet com tempo de espera curto de 60 ms;

[0018] A FIG. 11 representa aspectos de um trem de eco de longa duração de RMN com tempo de espera longo e dois tipos de trainlet com tempos de espera diferentes (um segundo e 60 ms) utilizados para demonstrar a inversão conjunta com correção de movimento;

[0019] A FIG. 12 retrata aspectos da distribuição T2 resultante da inversão conjunta com correção de movimento do trem de eco de longa duração de RMN com tempo de espera longo e dois tipos de trainlet com diferentes tempos de espera (um segundo e 60 ms);

[0020] A FIG. 13 predetermina resultados tabelados de exemplos numéricos;

[0021] A FIG. 14 é um fluxograma para um método para estimar uma propriedade de uma formação de terra usando dados de medição de RMN;

[0022] A FIG. 15 descreve aspectos de um trem de eco com um artefato não exponencial tardio;

[0023] A FIG. 16 descreve aspectos de um resultado de inversão mostrando um pico T2 tardio;

[0024] A FIG. 17 descreve aspectos de um resultado de inversão com correção de movimento utilizando um algoritmo da técnica anterior;

[0025] A FIG. 18 ilustra exemplos de artefatos de movimento simulados com amplitudes variadas;

[0026] A FIG. 19 ilustra um exemplo de uma função cosseno com decaimento exponencial;

[0027] A FIG. 20 ilustra um exemplo de decaimento exponencial apenas com a amplitude do cosseno ajustada para zero;

[0028] A FIG. 21 ilustra uma função cosseno com decaimento exponencial e variação de período;

[0029] A FIG. 22 descreve aspectos de um trem de eco com um artefato de movimento ajustado e corrigido utilizando uma fórmula melhorada divulgada neste documento;

[0030] A FIG. 23 descreve aspectos de uma distribuição T2 corrigida sem um pico T2 tardio errôneo;

[0031] A FIG. 24 descreve aspectos de outro exemplo de utilização da fórmula melhorada para ajustar e corrigir um trem de eco não exponencial; e

[0032] A FIG. 25 é um fluxograma para outro método para estimar uma propriedade de uma formação de terra usando dados de medição de RMN.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0033] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método divulgado é apresentada neste documento a título de exemplificação, e não limitativo, com referência às Figuras.

[0034] São divulgados o método e aparelho para o processamento de medições realizadas por uma ferramenta de ressonância magnética nuclear (RMN) que pode estar sujeita a movimento em um furo de poço. Alternativamente ou em combinação com o movimento da ferramenta, a ferramenta de RMN pode ter um campo magnético não axialmente simétrico de modo que quando a ferramenta é girada, a magnitude do campo magnético varia em um local fixo na formação. O movimento pode fazer com que as medições de RMN quantifiquem imprecisamente as propriedades da formação. A imprecisão induzida nas medições de RMN devido ao movimento (ou movimento de campo magnético simétrico não axialmente) é chamada de artefato de movimento. As técnicas de processamento divulgadas neste documento identificam um artefato de movimento e o removem dos dados de medição de RMN para fornecer dados de medição de RMN corrigidos que quantificam mais precisamente as propriedades da formação.

[0035] O próximo aparelho para implementação dos ensinamentos neste documento é discutido. A FIG. 1 ilustra uma vista em corte transversal de um exemplo de modalidade de uma ferramenta de RMN 10 disposta em um furo de poço 2 que penetra na terra 3, que inclui uma formação de terra 4. A ferramenta de RMN 10 está configurada para realizar medições de RMN na formação 4. As medições de RMN incluem a geração de ecos de sinal de RMN de núcleos atômicos, como núcleos de hidrogênio, da formação. Trens de eco longos podem ser registrados. Os decaimentos dos trens de eco são causados pelo chamado relaxamento T2, também conhecido como relaxamento transversal ou rotação-rotação. As medições de RMN produzem tempos de relaxamento T2, que são constantes de tempo de decaimento exponenciais que correspondem a uma característica ou propriedade do material de formação 4. O relaxamento transversal relaciona-se a perda de coerência de fase dos prótons no material de formação 4 enquanto se precessam em torno de um campo magnético estático durante uma medição de RMN. Não existe um único valor de T2 para fluidos de formação, mas uma ampla distribuição de valores situados em qualquer lugar entre frações de um milissegundo e vários segundos, por exemplo. A distribuição quantitativa de valores T2 é a saída principal da ferramenta de RMN 10. Uma sequência de distribuição do T2 representada graficamente versus profundidade no furo de poço pode ser referida como um perfil de distribuição do T2 de RMN. A ferramenta de RMN 10 também pode emitir constantes de tempo de relaxamento longitudinal (T1) associado à polarização dos núcleos na formação.

[0036] O decaimento T2 (também referido como T2) pode ser aproximado por uma soma de funções exponenciais (aproximação multiexponencial) resultando em uma distribuição do T2. O processo de obtenção dessa distribuição do T2 é comumente chamado de inversão do T2, ajuste de eco ou mapeamento. A partir da distribuição do T2, podem ser determinadas porosidade total, porosidades parciais, tamanho de poro e tipo de fluido na formação - propriedades que são de particular interesse. Os componentes longos do T2 são geralmente chamados de componentes Fluido Livre (free fluid, FF) ou Volume de Massa Móvel (bulk volume moveable, BVM); os componentes do meio T2 são usualmente chamados componentes de Água Ligada (bound water, BW) ou Volume de Massa Irredutível {bulk volume irreducible, BVI); e os componentes curtos do T2 são geralmente chamados de componentes de Água Ligada à Argila {clay bound water, CBW).

[0037] O método básico de RMN para obter o decaimento do eco T2 é um longo tempo de espera (TWlongo, tempo de polarização) para se aproximar (ou alcançar) a polarização de equilíbrio, seguida por um trem de centenas a milhares de ecos de RMN gerados, por exemplo, por uma sequência de pulsos de eco como a bem conhecida sequência de eco de pulso Carr Purcell Meiboom Gill (CPMG). A polarização de equilíbrio é útil para obter a porosidade total da amplitude inicial do trem de eco. Além do longo trem de eco com TW longo, trens de eco com TWcurto (chamados de trainlets ou rajadas) são usados para uma determinação mais precisa dos componentes curtos do T2 na distribuição 12. Normalmente, mas não necessariamente, os trainlets são mais curtos (ou seja, eles têm um número menor de ecos) do que o trem de eco longo com TWlongo.

[0038] Em uma ou mais modalidades, um número de trens de eco de RMN (com TW longo) é adquirido e tem sua média tirada. De preferência, TW é suficientemente longo para polarizar completamente todos os componentes de RMN. Um número de trainlets de RMN (com TW curto) é adquirido e medido em média. Normalmente, os trainlets têm apenas um pequeno número de ecos (para economizar tempo, memória e energia) e usam um curto TW (na técnica anterior: para economizar tempo e consequentemente aumentar a razão sinal-ruído (SNR) da medição; na presente divulgação para reduzir artefatos de movimento). O trainlet TW deve ser longo o suficiente para polarizar completamente os componentes de T2 que são posteriormente, após a inversão, extraídos da distribuição de T2 do trainlet. O número de trainlets médios é maior que o número de trens de eco médios com TW longos, a fim de obter uma melhor determinação dos componentes curtos do T2. Estes dados adquiridos podem ser processados (isto é, invertidos) de acordo com um método de inversão tal como um dos discutidos abaixo.

[0039] Os componentes da ferramenta de RMN 10 incluem uma fonte de campo magnético estático 13 que magnetiza materiais de formação e uma antena 14 que transmite rajadas de energia de radiofrequência com temporização precisa que proporciona um campo magnético oscilante. Em um período de tempo entre esses pulsos, a antena recebe um sinal de eco em decomposição dos prótons de hidrogênio que estão em ressonância com o campo magnético estático produzido pela fonte de campo magnético estático na frequência de RF transmitida. As medidas de RMN são realizadas em um volume toroidal envolvendo a ferramenta de RMN 10, referida como um volume de interesse 9. Como existe uma relação linear entre a frequência de ressonância de prótons e a intensidade do campo magnético estático, a frequência de energia de radiofrequência transmitida pode ser ajustada para coincidir com o campo magnético estático no volume de interesse. Pode ser apreciado que a ferramenta de RMN 10 pode incluir uma variedade de componentes e configurações como é conhecido no estado da técnica de RMN. Na medida em que as ferramentas de RMN são conhecidas no estado da técnica, detalhes específicos de componentes e configurações destas ferramentas não são discutidos em maior detalhe.

[0040] A ferramenta de RMN 10 é conduzida através do furo de poço 2 por um transportador 5, que pode ser um tubo de perfuração, tal como uma coluna de perfuração 6. Uma broca de perfuração 7 está disposta na extremidade distal da coluna de perfuração 6. Uma sonda de perfuração 8 é configurada para realizar operações de perfuração, tais como a rotação da coluna de perfuração 6 e, assim, a broca de perfuração 7 para perfurar o furo de poço 2. Além disso, a sonda de perfuração 8 está configurada para bombear lama de perfuração (isto é, fluido de perfuração) através da coluna de perfuração 6 de modo a lubrificar a broca de perfuração 7 e empurrar para fora os detritos do furo de poço 2. Os componentes eletrônicos de fundo de poço 11 são configurados para operar a ferramenta de RMN 10, dados de medição de processo obtidos no fundo de poço e/ou atuar como uma interface com telemetria para comunicar dados ou comandos entre componentes de fundo de poço e um sistema de processamento de computador 12 disposto na superfície da terra 3. As modalidades não limitativas da telemetria incluem a lama pulsada e o tubo de perfuração com fios para comunicações em tempo real. A operação do sistema e operações de processamento de dados podem ser realizadas pelos componentes eletrônicos de fundo de poço 11, pelo sistema de processamento de computador 12 ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade alternativa, o transportador 5 pode ser um cabo wireline blindado, que também pode fornecer comunicações com o sistema de processamento de superfície 12. Um sensor de vibração 14 é configurado para detectar a vibração da coluna de perfuração 6 e para fornecer um sinal de vibração ao sistema de processamento do computador 12. Um sensor de velocidade de rotação 15 está configurado para detectar a velocidade de rotação e assim variações de velocidade de rotação da coluna de perfuração 6, fornecendo assim um sinal de velocidade de rotação ao sistema de processamento de computador 12. Um sistema de geodirecionamento 16 é configurado para geodirecionar a coluna de perfuração 6 de acordo com uma geometria ou trajetória selecionada. Um controlador de sonda de perfuração 17 é configurado para controlar as operações da sonda de perfuração 8, tais como, por exemplo, controlar o sistema de geodirecionamento 16 utilizando informação derivada da ferramenta de RMN 10.

[0041] Em seguida, são discutidas as inversões de T2 que combinam trens de longo eco e trainlets. Existem vários métodos conhecidos de inversão que podem ser usados para conseguir isso. Veja, por exemplo, variantes de Inversão Separada (separate inversion, SI, também chamada de técnica splicing) e Inversão Conjunta (joint inversion, Jl, também chamada de processamento de dados compostos) em A METHOD FOR INVERTING NMR DATA SETS WITH DIFFERENT SIGNAL TO NOISE RATIOS, KJ Dunn, DJ Bergman, GA LaTorraca, SM Stonard e MB Crowe; SPWLA 39° Annual Logging Symposium, de 26 a 29 de maio de 1998. Esse documento é chamado REF1 nesta divulgação.

[0042] Na técnica de inversão conjunta (Jl), as equações de aproximação multiexponencial para os dados medidos podem ser representadas como:

onde EETi é a i° amplitude de eco no tempo ti do trem de eco longo com um longo tempo de espera TWET e ETLj é a j° amplitude de eco no tempo tj de um trainlet com um curto tempo de espera TWTL. Φk são os componentes de T2 mais procurados da distribuição de T2, isto é, as amplitudes das funções exponenciais associadas ao T2k fixo escolhido (ou T2k bins - intervalos selecionados nos quais os T2s são categorizados), onde k vai de 1 até o número escolhido de T2 bins. Os Φk são otimizados durante o processo de inversão para obter o melhor ajuste aos dados de RMN medidos. A faixa de i é executada de 1 até o número de ecos do trem de eco longo, enquanto a faixa de j é executada de 1 até o número de ecos de trainlet. Idealmente, TWET deve ser longo o suficiente (por exemplo, > 5*T1), onde T1 é o componente T1 da formação mais longo, para polarizar todos os componentes de RMN, em cujo caso o termo

na equação para a equação EETI é 1 e pode ser omitido. O parâmetro R requer otimização na rotina de Jl. É uma medida do T1/T2 da formação (e, além disso, como será visto mais adiante, pode ser um detector de artefatos de movimento). Em outras palavras, R não é calculado diretamente como T1/T2, mas é ajustado aos dados do trem de eco sendo otimizado pela rotina de Jl. Os trens de eco e trainlets podem ter diferentes tempos de interseção TE. O trem de eco longo e os trainlets médios necessitam de ponderação de acordo com seu número de médias, o que equivale aos quadrados dos seus erros de medição invertidos (ver REF1).

[0043] Na inversão separada (SI), os trens de eco médios são invertidos (isto é, ajuste multiexponencial) dando uma distribuição de T2 de trem de eco. Os trainlets médios são invertidos (separados dos trens de eco, daí o nome SI) dando uma distribuição de T2 de trainlet. O princípio para produzir a distribuição de T2 final é pela substituição na distribuição de T2 do trem de eco os componentes de T2 curtos pelos componentes de T2 curtos da distribuição de T2 do trainlet. REF1 descreve os detalhes, incluindo pequenas modificações para melhorar a precisão, por exemplo, pelo método de Chen e Georgi 1997.

[0044] Em seguida, os artefatos de movimento são discutidos. O movimento de uma ferramenta de RMN, durante a amostragem ou recebimento dos ecos de RMN, pode causar o decaimento de artefatos de movimento do trem de eco longo e, em menor grau, nos trainlets. O principal artefato de movimento é uma redução dos componentes de FF na distribuição de T2. O que é perdido do componente de FF é então encontrado principalmente em um aumento do componente de BW. Olhando separadamente para o trem de eco longo, não é possível decidir se o componente de BW (ou parte dele) é realmente de BW ou um artefato de movimento.

[0045] Ao inverter trens de eco longo com tempo de espera longo combinado com os trainlets com curto tempo de espera usando os métodos de inversão da técnica anterior (como REF1), o T2 ajustado não se ajusta perfeitamente aos dois tipos de trem de eco ou R = T1/T2 está ajustado irrealisticamente alto se ambos os tipos de trem de eco foram submetidos ao mesmo movimento. Como divulgado neste documento, este desajuste é usado para detectar e corrigir artefatos de movimento nos dados de RMN. Os métodos de inversão divulgados podem encontrar artefatos de movimento e remover ou pelo menos reduzi-los, resultando em dados de RMN mais precisos e valores de propriedade de formação mais precisos derivados dos dados de RMN corrigidos.

[0046] Em seguida, as manifestações de artefatos de movimento em trens de eco de RMN são discutidas com referência à FIG. 2. Tal artefato de movimento como ilustrado na FIG. 2 só pode ocorrer se o fluido livre (FF) estiver presente na formação, quando parte da porosidade fracionária do FF é convertida pelo movimento em uma porosidade fracionária com T2 aparente na região de BW. A FIG. 2 ilustra essas ideias. Na FIG. 2, o eixo horizontal é o eixo do tempo [s] e o eixo vertical é a amplitude da RMN. Um decaimento do eco de RMN medido pode parecer com o traço FFBW_ET (exceto pela falta de ruído). Somente a partir deste trem de eco não se pode decidir se o rápido decaimento no início desse trem de eco é devido ao conteúdo de água ligada (BW) de 20% e o restante um conteúdo de fluido livre (FF) de 80% ou se a BW não é real e, de fato, um artefato de movimento. Neste último caso, o FF real seria de 100% (traço FF_ET). Pode ser visto que a aparência dos trainlets permite distinguir os artefatos de movimento da verdadeira água ligada. Observe os dois traços de trainlet na parte inferior esquerda do diagrama para o qual o tempo de espera (ou seja, o tempo de polarização) é curto, de modo que o componente de FF seja polarizado em um grau pequeno. O traço FFBW_TL mostra como o trainlet pareceria se a amostra de RMN fosse composta de 80% de fluido livre (FF) e 20% de BW. O conteúdo do FF é quase totalmente suprimido pelo TW curto, enquanto o conteúdo da BW é preservado com apenas uma pequena atenuação. O traço FFmot_TL mostra como o trainlet ficaria se a amostra de RMN fosse composta de 100% de FF e o rápido decaimento no início do traço FFBW_ET fosse um artefato de movimento. Neste caso, o traço do trainlet seria, como mostrado, uma versão reduzida do tempo inicial do traço FFBW_ET. Assim, pela comparação da forma do trainlet com a forma da porção inicial correspondente do trem de eco longo, pode ser determinado se essa porção é devido a BW ou a um artefato de movimento. Em uma ou mais modalidades, BW e um artefato de movimento podem estar presentes ao mesmo tempo. Nesse caso, pode ser difícil identificar de olho um artefato de movimento. Em vez disso, um algoritmo pode ser usado como descrito mais abaixo nesta descrição.

[0047] Felizmente, não importa muito se o movimento que estava presente durante o trem de eco longo TW está ou não presente durante os trainlets. Isso ocorre porque os trainlets mostram, de qualquer maneira, muito pouco artefatos de movimento, uma vez que os artefatos de movimento aqui considerados só podem ser gerados na presença de sinais FF RMN; no entanto, os sinais FF RMN são muito suprimidos nos trainlets com seu TW curto.

[0048] Este conceito é aplicável se o artefato de movimento no trem de eco longo TW for semelhante a um componente de água ligada de decaimento rápido. Este é geralmente o caso se o artefato é causado pela rotação excêntrica de uma ferramenta de RMN axissimétrica ou por rotação cêntrica quando seu campo magnético não é perfeitamente axissimétrico. Se o movimento começar mais tarde no trem de eco (por exemplo, por um choque súbito), o artefato de movimento será um problema menor, pois é menos provável que seja confundido com um componente de BW errado.

[0049] Em seguida, a inversão conjunta com correção de artefatos de movimento (JIMC) é discutida. As duas equações ajustáveis (1) apresentadas acima são modificadas com um termo multiplicativo adicional, ajustando o efeito de movimento. Um termo possível é 1 -

com Amot e Tmot sendo a gravidade (amplitude) e o tempo transitório característico do artefato de movimento, respectivamente. O conjunto completo de equações ajustáveis para a inversão de T2 é agora:

onde R = T1/T2 requer otimização na rotina de inversão conjunta e o trem de eco longo e os trainlets médios precisam de ponderação de acordo com seu número de médias que é equivalente aos quadrados de seus erros de medição invertidos (ver REF1). Na primeira equação assume-se que o tempo de espera TWET é longo o suficiente para polarizar completamente os núcleos de RMN. Se este não foi o caso, então um termo de recuperação apropriado precisa ser adicionado como nas equações (1). Os novos parâmetros são Amot e Tmot. As incógnitas são: Φk, R = T1/T2, Amot e Tmot. É útil restringir esses parâmetros ajustáveis a valores reais > 0. Isso pode ser feito, por exemplo, substituindo os quadrados das raízes quadradas desses parâmetros nas equações antes do ajuste ou por outros meios. Em uma ou mais modalidades, R é restrito para ser maior que um e Amot é restrito para estar entre zero e um.

[0050] Nas equações de ajuste acima (2), assume-se que o mesmo movimento está presente durante o trem de eco longo TW e o trainlet curto TW. Na realidade, isso não é necessariamente o caso, mas deve ser de menor importância, porque os trainlets mostram muito pouco sinal de FF e, portanto, nos treinamentos, não muito de FF pode ser convertido para BW pelo movimento.

[0051] Em seguida, a inversão conjunta com correção de movimento usando um trem de eco longo e dois tipos de trainlet é discutida. O sistema de equações (2) pode ser estendido para um trem de eco com polarização total e dois trainlets com diferentes tempos de espera TWTL1 e TWTL2. O conjunto completo de equações ajustáveis para a inversão de T2 então se torna:

Pode ser apreciado que este sistema de equações pode ser estendido a qualquer número de trans de eco e trainlets. Trainlets com tempo de espera médio TW (isto é, maior que TW curto e menor que TW longo) ou com duas TWs diferentes, são particularmente úteis para uma determinação realista do parâmetro de ajuste R, observando que uma determinação realista de R é a pré-condição para obter um ajuste real do artefato de movimento.

[0052] Deve-se notar que os diferentes trens de eco das equações (2) e (3) não precisam ter o mesmo tempo intertemporal TE. Essas equações podem ser usadas com trens de eco com diferentes números de ecos NE e diferentes tempos inter-termos TE.

[0053] A seguir, exemplos de aplicação da inversão conjunta com correção de artefatos de movimento são apresentados. Esses exemplos são baseados em decaimentos de eco de RMN simulados com artefatos de movimento simulados. Para esta seção, os parâmetros são: FF são componentes de T2 maiores que 100 ms, BW são componentes de T2 entre 3,3 milissegundos (ms) e 100 ms e CBW são componentes de T2 menores que 3,3 ms.

[0054] Um exemplo de fluido livre (FF) é apresentado com um componente de relaxamento de T2 = 1 segundo e R = T1/T2 = 1,5. O trem de eco longo é totalmente polarizado enquanto os trainlets usam um tempo de espera de 60 ms e são ponderados 96 vezes com V96 vezes menor ruído. A inversão conjunta (Jl) da técnica anterior é comparada à inversão conjunta inventada com correção de movimento (JIMC).

[0055] A FIG. 3 representa aspectos de um trem de eco e de um trainlet de RMN utilizados para demonstrar a inversão conjunta da técnica anterior na presença de um artefato de movimento. A FIG. 3A ilustra um decaimento de eco simulado com ruído de 1000 ecos (ET) em conjunto com um trainlet (canto inferior esquerdo). O eixo horizontal é o eixo do tempo com o tempo em segundos. O eixo vertical é o eixo de amplitude do eco, normalizado para 100% para o início de um trem de eco sem artefato e ruído e com polarização total. O traço pontilhado indica um decaimento monoexponencial livre de artefatos com um tempo de decaimento característico de 1 segundo - o decaimento de eco livre de artefato de movimento e sem ruído esperado. O desvio entre o traço ruidoso e o traço pontilhado deve-se ao ruído e ao artefato de movimento. A inversão da articulação da técnica anterior obtém os ajustes no trem de eco longo (traço FET) e no trainlet (traço FTL). A FIG. 3B mostra a FIG. 3A, mas com o eixo do tempo ampliado para mostrar os tempos de 0 seg a 0,05 seg apenas. A FIG. 3C é também uma vista ampliada da FIG. 3A, mas mostrando detalhes do trainlet TL com seu ajuste FTL. É visto na FIG. 3B que o ajuste (FET) da inversão é sistematicamente muito baixo no início de ET (o que resulta em porosidade total muito baixa). Similarmente, na FIG. 3C, o ajuste FTL mostra um desvio sistemático (isto é, desajustado) do trainlet TL (ou seja, declive errado). (Um ajuste corrigido de movimento deve encontrar o decaimento de eco sem artefato ETorg.) A distribuição de T2 obtida pela inversão conjunta da técnica anterior é dada na FIG. 4 em que o eixo horizontal do bin de tempo está em segundos. A distribuição de Φk na FIG. 4 fornece uma determinação de certas propriedades:

[0056] Ambos, o R ajustado irrealisticamente alto e os desajustes na FIG. 3B e 3C são indicações de uma incompatibilidade dos trainlets TL com o trem de eco ET no que diz respeito ao processamento de dados que não compreende artefatos de movimento. Embora um desajuste (desvio sistemático dos dados a serem ajustados) seja óbvio ou possa ser determinado por um algoritmo apropriado, um R ajustado muito alto pode ser identificado pela comparação com um R provável para um determinado tipo de formação. (Um Jl com correção de movimento, ou seja, JIMC, deve encontrar um R mais próximo do verdadeiro R.) Um R provável ou de referência para um tipo de formação pode ser determinado pelo teste de uma ferramenta de RMN em diferentes tipos de formação ou por análise de modo que o R ajustado possa ser comparado com o R provável. Assim, sabendo se o R ajustado para um tipo de formação sendo perfurada difere do R provável por mais de um valor limite, então uma indicação pode ser fornecida de que o R ajustado é incompatível com os dados de RMN.

[0057] A FIG. 5 é semelhante à FIG. 3 e ilustra um traço de trem de eco longo com ruído (ET) e um ajuste a este traço (FET) usando JIMC. As FIGS. 5B e 5C são versões ampliadas da FIG. 5A (da mesma maneira que as FIGS. 3B e 3C são versões ampliadas da Figura 3A). O trajeto FET reproduz corretamente a porosidade total no inicio do trem de eco longo (FIG. 5B) e o ajuste do trainlet, FIG. 5C, é melhor que o da FIG. 3C. A distribuição de T2 resultante usando JIMC é ilustrada na FIG. 6. Se o decaimento multiexponencial, gerado a partir da distribuição T2 acima mencionada na FIG. 6 for traçado, o traço (ETcor) logo abaixo do traço tracejado (ETorg) nas FIGS. 5A e 5B é obtido. Este é o ajuste corrigido do movimento, que não está longe do traço pontilhado livre de artefatos, ETorg. As diferenças para os componentes verdadeiros do T2 são muito pequenas. O artefato de movimento é quase completamente removido. O componente de FF com seus dois picos na distribuição de T2 pode parecer irregular. Isso ocorre porque o JIMC das equações (2) ainda não inclui uma regularização adequada. Em uma ou mais modalidades, tal regularização seria usada. A distribuição de Φk na FIG. 6 fornece uma determinação de certas propriedades:

[0058] As estimativas destas propriedades usando JIMC são mais precisas do que as estimativas usando Jl da técnica anterior no parágrafo acima.

[0059] Outro exemplo que usa Jl e JIMC é apresentado com relação à caracterização de areia. Este é um exemplo simulado com três componentes de relaxamento: 60% de FF com T2 = 1 s, 30% de BW com T2 = 15 ms, 10% de CBW com T2 = 1,5 ms e R = T1/T2 = 1,5 para todos os componentes. O trem de eco longo é totalmente polarizado enquanto os trainlets usam um tempo de espera de 60 ms e são ponderados 96 vezes com V96 vezes menor ruído. O exemplo compara ainda mais a saída de JIMC usando um ou dois trainlets. As figuras usadas neste exemplo são equivalentes às figuras usadas no exemplo de fluido livre. As FIGs. 7 e 8 referem-se à utilização de Jl da técnica anterior com um trem de eco longo e um trainlet com tempo de espera TW = 60 ms. A distribuição de Φk na FIG. 8 fornece uma determinação de certas propriedades:

[0060] As FIGs. 9 e 10 referem-se ao uso de JIMC com um trem de eco longo e um trainlet com tempo de espera de TW = 60 ms. A distribuição de Φk na FIG. 10 fornece uma determinação de certas propriedades:

[0061] Note-se que neste exemplo a precisão usando JIMC é comparável à precisão usando o Jl da técnica anterior (Amot está ajustado para quase zero). No entanto, um bom ajuste é encontrado com um R excessivo, 2,6. Por causa do bom ajuste, está claro que não há informação suficiente para correção de movimento no trem de eco longo e no trainlet para este exemplo.

[0062] Como no exemplo anterior não havia informação suficiente no trem de eco longo e no trainlet, um segundo trainlet foi adicionado com um tempo de espera TW = 1 s diferente do primeiro trainlet (TW = 60 ms). As FIGs. 11 e 12 referem-se à utilização de JIMC com um trem de eco longo, um trainlet com tempo de espera TW = 60 ms e um trainlet com tempo de espera TW = 1 s. A distribuição de Φk na FIG. 12 fornece uma determinação de certas propriedades:

[0063] Neste exemplo com dois trainlets, o JIMC encontra o R e o artefato de movimento corretos e remove corretamente o artefato. Além disso, olhando para a FIG. 11, é observado que todos os ajustes derivados da distribuição de T2 da FIG. 12 e representados graficamente na FIG. 11 (FET, FTL1, FTL2) são excelentes. O traçado FET na FIG. 11 é o resultado das equações ajustadas (3) e ajusta o trem de eco com seus artefatos. O traço ETcor na FIG. 11 é o trem de eco corrigido, usando a distribuição de T2 ajustada e R na primeira equação (EET) das equações (3) enquanto se deixa o termo de movimento 1 -

O trem de eco corrigido reproduz fielmente o trem de eco original sem artefato de movimento ou ruído.

[0064] A FIG. 13 apresenta os resultados dos exemplos acima apresentados. A última linha mostra que o JIMC com dois trainlets obtém aproximadamente os componentes corretos do T2, mesmo no caso mais difícil de areia xistosa com as seguintes propriedades: Porosidade total = 100%; CBW (0 a 3,3 ms) = 10%; BW (3,3 a 100 ms) = 30%; e FF (0,1 a 4 segs) = 60%.

[0065] As modalidades de correção de artefato de movimento, descritas na descrição anterior, são variantes da Inversão Conjunta com Correção de Artefato de Movimento (Joint Inversion with Motion artifact Correction, JIMC), que são modificações da técnica anterior de Inversão Conjunta (Jl). É para ser entendido, no entanto, que outras modalidades, como variantes da Inversão Separada com Correção de Artefato de Movimento (Separate Inversion with Motion artifact Correction, SIMC), que são modificações da Inversão Separada (SI) da técnica anterior, estão bem dentro do escopo deste pedido de patente.

[0066] Aspectos do processo de correção de um artefato de movimento quando SI é usada para inversão de dados de T2 (SIMC) são agora discutidos. Na SIMC, os trens de eco médios são invertidos, dando uma distribuição de T2 de trem de eco. (Supõe-se que exista um artefato de movimento no trem de eco, que causou uma amplitude muito alta dos componentes de T2 curto e uma amplitude muito baixa dos componentes de T2 longo.) Agora, uma distribuição de T2 combinada é produzida por substituição na distribuição de T2 do trem de eco dos componentes de T2 curtos pelos componentes de T2 curtos da distribuição de T2 do trem (até agora idênticos a SI). Essa combinação reduz o artefato de movimento nos componentes de T2 curtos substituídos, mas os componentes longos do T2 ainda têm uma amplitude muito baixa e, portanto, a porosidade total também é muito baixa. Para reduzir agora o artefato de movimento nos componentes longos do T2 da distribuição, os componentes de T2 curto do trainlet são somados e essa soma é subtraída dos componentes de T2 curto somados do trem de eco, resultando em uma diferença. Então, essa diferença é distribuída pelos componentes de T2 longo da distribuição de T2 combinada. Isso resulta em obter uma distribuição de T2 final com componentes de T2 curtos e longos reduzidos por movimento de artefatos e porosidade total mais correta. O resultado pode ser melhorado usando o método de Chen e Georgi 1997, como descrito em REF1.

[0067] No estado da técnica anterior, o TW dos trainlets é frequentemente ajustado de forma bastante curta, apenas para polarizar a CBW, mas não a BW. Como muitas vezes os efeitos de movimento se manifestam na região da BW, a SIMC, como descrito acima, pode não ser eficiente na redução de artefatos de movimento. Em vez disso, necessários além dos treinamentos de CBW com um TW apenas o suficiente para polarizar a CBW, também são trainlets de BW com um TW longo o suficiente para polarizar os componentes da BW. Os trainlets de CBW são então usados como SI da técnica anterior, enquanto os treinamentos de BW são usados para a correção de artefatos de movimento. A sequência de processamento será então: produzir uma distribuição de T2 combinada pela substituição na distribuição do trem de eco de T2 dos componentes de CBW-T2 pelos componentes de CBW-T2 da distribuição de CBW-trainlet T2 e os componentes de BW-T2 pelos componentes de BW da distribuição de T2 do trem de BW. Se um artefato de movimento estava presente nos componentes de BW-T2 substituídos do trem de eco, então esse artefato de movimento é agora reduzido na distribuição de T2 combinada, mas os componentes de T2 longo ainda têm amplitude muito baixa e, portanto, a porosidade total é muito baixa. Para reduzir agora o artefato de movimento nos componentes de T2 longo da distribuição, os componentes de BW-T2 curto do trainlet de BW são somados e essa soma é subtraída dos componentes de BW- T2 somados do trem de eco, resultando em uma diferença. Então, essa diferença é distribuída pelos componentes de T2 longo da distribuição de T2 combinada. Isso resulta em obter uma distribuição de T2 final com componentes de T2 curtos e longos reduzidos por movimento de artefatos e porosidade total mais correta. O resultado pode ser melhorado novamente usando o método de Chen e Georgi 1997 como descrito em REF1. Pode ser apreciado que alguns artefatos de movimento podem não afetar os componentes da BW T2, mas podem afetar os componentes da CBW T2 ou ambos. Os componentes de T2 afetados por artefatos de movimento na região de CBW podem ser corrigidos usando técnicas semelhantes às técnicas descritas acima para correção de artefatos de movimento na região de BW.

[0068] A FIG. 14 é um fluxograma para um método 140 para processar dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN). O bloco 141 pede para receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos a partir de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN sendo afetados por um artefato de movimento e compreendendo um primeiro trem de eco obtido com um tempo de polarização de TWET longo e um segundo trem de eco obtido com TWTL um curto tempo de polarização que é menor que TWET. O bloco 142 pede pelo menos um dentre (i) redução, com um processador, de um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando o primeiro trem de eco e o segundo trem de eco e (ii) identificando, com um processador, o artefato de movimento usando o primeiro trem de eco e o segundo trem de eco, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN. O movimento pode ser devido a pelo menos um movimento radial, vibração axial e rotação com simetria não axial de campos magnéticos da ferramenta de RMN. A ferramenta de RMN pode ser transportada através de um furo de poço que penetra na formação de terra por um transportador tal como uma tubulação de perfuração.

[0069] Com relação à redução no método 140, a redução pode incluir o uso de um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal (T2) corrigida. A inversão de correção pode incluir o uso do seguinte termo multiplicativo:

[0070] onde Amot representa uma amplitude do artefato de movimento, Tmot representa uma constante de tempo transitória do artefato de movimento e t representa o tempo. A redução pode incluir o uso das equações (2) quando o segundo trem de eco é um único trem de eco e equações (3) quando o segundo trem de eco inclui dois trens de eco.

[0071] Em relação à identificação no método 140, a identificação pode incluir determinar se as aproximações multiexponenciais das distribuições de T2 do primeiro trem de eco e do segundo trem de eco obtido usando um método de inversão não corrigido que não modele o artefato de movimento fornecem uma indicação de incompatibilidade entre o trem de eco longo e o trem de eco curto. A indicação de incompatibilidade pode ser determinada por um usuário que revisa as aproximações e entradas multiexponenciais no processador identificador de que há uma indicação de incompatibilidade. Em um exemplo, a indicação de incompatibilidade pode existir quando R é excessivamente alto com base nos detalhes da formação de terra de interesse. As equações (1) podem ser usadas para as aproximações multiexponenciais. A identificação também pode incluir a execução de um algoritmo que fornece a indicação de incompatibilidade. Em um exemplo do algoritmo, o algoritmo pode incluir equações (1). Um artefato de movimento é indicado se o ajuste conjunto das duas equações (1) for ruim ou se o ajuste R for excessivamente alto. Em outro exemplo do algoritmo, o algoritmo pode incluir equações (5).

[0072] Para as equações (5), quando adquirindo EETi, o tempo de polarização é escolhido para ser longo o suficiente para polarizar substancialmente o FF e ao adquirir o ETLj, o tempo de polarização é escolhido para ser longo o suficiente para polarizar substancialmente a BW, mas não o FF. Um artefato de movimento é então detectado quando a soma desses ΦEk que dependem da BW é substancialmente maior que (por exemplo, maior em mais de 10%) a soma daqueles ΦTk que dependem do BW. O ΦEk e o ΦTk que dependem da BW são um subconjunto de todos ΦEk e ΦTk.

[0073] O método 140 pode também incluir o fornecimento de uma distribuição de T2 corrigida reduzindo o efeito do artefato de movimento e então estimando uma propriedade da formação da terra usando a distribuição de T2 corrigida.

[0074] A detecção de artefatos de movimento, bem como a correção de artefatos de movimento, podem ser executadas no fundo de poço ou no topo de poço em tempo real ou no topo de poço, quando pós-processando os dados de RMN.

[0075] Deve ser notado que, em algumas circunstâncias, o uso do termo (4) acima como um termo multiplicativo para a inversão de correção pode não corrigir artefatos de movimento na parte final de um eco de RMN. A curva de ETi, 1 na FIG. 3A mostra um trem de eco NMR simulado influenciado por movimento regular. Em 0,2 e 0,4 segundos alguns artefatos não exponenciais (máxima local) são visíveis. A curva ajustada com correção de movimento (FET) segue a média do ETi, 1 curva, mas não segue esses artefatos. Em alguns casos, esses artefatos tardios podem ser calculados pela curva ajustada e terão influência insignificante no resultado da inversão (isto é, distribuição de T2). No entanto, os dados adquiridos no campo demonstram que essa "saída média" pode nem sempre ocorrer e um artefato tardio pode alterar substancialmente a distribuição de T2 resultante. Consequentemente, uma fórmula melhorada é divulgada neste documento para corrigir os artefatos tardios.

[0076] A FIG. 15 representa aspectos de um trem de eco 150 com um único artefato não exponencial tardio (planalto) 151 circulado no final do trem de eco.

[0077] Neste caso, o artefato 151 se estende até o final do trem de eco. Em outros casos, pode não se estender. Na maioria dos casos, espera-se que os artefatos tardios 151 ocorram na segunda metade do trem de eco.

[0078] O procedimento de inversão tenta ajustar curvas exponenciais a esses dados não exponenciais do artefato. Como resultado, um pico T2 tardio circulado na FIG. 15 aparece na distribuição T2, porque apenas componentes com tempo de decaimento longo podem matematicamente "explicar" porque a curva T2 não desce no final. Assim, a qualidade do ajuste multiexponencial para a inversão de T2 é baixa, tornando o resultado da inversão questionável.

[0079] A FIG. 17 descreve aspectos de uma inversão que resulta após a aplicação do termo de correção (4) como um termo multiplicativo no processo de inversão corretiva. Após a aplicação do termo de correção (4), observa-se que o pico T2 tardio (circundado) ainda está presente. O termo de correção (4) é um decaimento exponencial multiplicativo que corrige um artefato no início do trem de eco e, portanto, falha em ajustar corretamente o artefato tardio não exponencial ilustrado na FIG. 17.

[0080] Usando software simulador de RMN, a forma de um trem de eco foi analisada para determinar sua influência no movimento excêntrico regular. Essa forma de sinal de trem de eco é aproximada por uma função cosseno com decaimento exponencial adicional, como a seguir:

[0081] A equação (6) tem quatro parâmetros - Acos: amplitude cosseno; Tcos: tempo do período cosseno; Aexp: amplitude de decaimento exponencial; e Texp: constante de tempo de decaimento exponencial. A parte exponencial é responsável pelo desfasamento, que ocorre com movimento em geral. O termo cosseno é responsável pelo movimento periódico devido à rotação da ferramenta.

[0082] A FIG. 19 ilustra um exemplo de uma curva de sinal de eco com parâmetros Acos = 0,1, Tcos = 200ms, Aexp = 0,3, e Texp = 57ms. Quando a amplitude cosseno Acos é definida como zero conforme mostrado na FIG. 20, a forma da curva é a mesma de quando o termo corretivo (4) é usado para correção.

[0083] Dados reais de RMN podem mostrar uma distorção adicional porque o movimento da ferramenta pode não ser verdadeiramente regular e os trens de eco, que são invertidos, são médias móveis de um determinado número de aquisições. A forma da curva de correção de movimento melhorada é, portanto, gerada pelo cálculo de muitas funções básicas com diferentes períodos e a média deles. Dessa forma, os máximos cossenos se tornam mais amplos e começam a se anular mutuamente. A seguinte equação leva em conta a média de um número selecionado de tempos de período para a equação (6):

A equação (7) usa os seguintes parâmetros - ^cos: amplitude cosseno; Tcos tempo(s) do período cosseno; Aexp: amplitude de decaimento exponencial; e Texp constante de tempo de decaimento exponencial.

[0084] Os tempos do período cosseno podem ser definidos por um período mínimo e máximo ou por um período médio com um parâmetro de variação. Uma variação seria usar frequência em vez de período. Alternativamente, o termo de decaimento exponencial pode ser substituído por qualquer outra forma de curva de decaimento.

[0085] Para reduzir a quantidade de parâmetros a serem ajustados, versões simplificadas da equação (7) podem ser usadas. Por exemplo, determinados parâmetros podem ser definidos como zero ou um valor fixo. Alternativamente ou além disso, os parâmetros podem ser definidos em uma relação fixa. Uma possível relação fixa é Texp = Tcos / 3,5.

[0086] Utilizando a fórmula melhorada da equação (6), o planalto nos dados de exemplo acima mostrado na FIG. 15 fica ajustado corretamente. A curva de ajuste corrigida usando a equação (6) é ilustrada na FIG. 22 e não inclui o artefato de movimento tardio. Como ilustrado na FIG. 23, o pico T2 tardio desapareceu. Outro exemplo de uma curva de ajuste corrigida para corrigir um artefato de movimento tardio é ilustrado na FIG. 24.

[0087] Em geral, um trem de eco com um tempo de espera curto (por exemplo, alguns décimos de milissegundo) pode não apresentar esses artefatos de movimento tardio. Consequentemente, alguns artefatos de movimento tardio podem ser corrigidos usando as fórmulas melhoradas das equações (6) e (7) usando apenas um trem de eco com tempo de polarização longo (por exemplo, 6-20 segundos). Em uma segunda etapa, o trem de eco de tempo de polarização curto pode ser levado em conta, como em uma inversão separada.

[0088] Pode ser apreciado que as fórmulas melhoradas das equações (6) e (7) podem ser mais amplamente descritas como uma equação possuindo um termo de decaimento e um termo periódico como a seguir. f(t) = (termo periódico) + (termo de decaimento) Opcionalmente, essas fórmulas melhoradas podem incluir uma variação do período do termo periódico como a seguir. f(t) = (termo periódico possuindo um período variável) + (termo de decaimento)

[0089] No processo de identificação de parâmetros ideais para a forma do artefato de movimento tardio, alguns parâmetros ambientais podem ser levados em consideração. Por exemplo, amplitude(s) pode(m) ser correlacionada(s) com a severidade da vibração com a presença de erosões. O período médio pode ser correlacionado com a velocidade de rotação de perfuração (RPM) com a presença de erosões. A variação do período pode ser correlacionada com variações de velocidade de rotação de perfuração, tais como aquelas causadas por deslizamento. Assim, em uma ou mais modalidades, o sensor de vibração 14 e / ou o sensor de velocidade rotacional 15 podem fornecer um sinal ao sistema de processamento de computador 12, que pode ser configurado para ajustar o período do termo periódico nas fórmulas melhoradas para coincidir com um Período de vibração detectado pelo sensor de vibração ou um período de variação da velocidade rotacional, conforme detectado pelo sensor de velocidade rotacional.

[0090] Como discutido acima, uma inversão conjunta de vários trens de eco adquiridos com diferentes tempos de polarização pode ser empregada e espera-se que melhore os resultados.

[0091] A FIG. 25 é um fluxograma para um método 250 para processar dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN). O bloco 251 liga para receber, receber, com um processador, os dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN tendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN. Numa ou mais modalidades, a ferramenta de RMN pode ser transportada através de um furo que penetra uma formação de terra por uma coluna de perfuração. Em uma ou mais modalidades, o trem de eco inclui um único trem de eco tendo um tempo de polarização longo que é maior que ou igual a um segundo. Isto é, em uma ou mais modalidades, um segundo é um limiar para distinguir entre tempos de espera curtos e longos. Em uma ou mais modalidades, e o trem de eco compreende um primeiro trem de eco obtido com um longo tempo de polarização TWET um segundo trem de eco obtido com um curto tempo de polarização TWTL que é menor que TWET. O bloco 252 pe responsável por reduzir, com o processador, um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigida (T2), em que o método de inversão de correção inclui um termo multiplicativo possuindo (i) um termo possuindo pelo menos um máximo local e (ii) um termo de decaimento opcional. A expressão "um termo possuindo pelo menos um máximo local" destina-se a incluir uma função periódica, como uma função cosseno ou uma porção de uma função periódica, tal como um período ou menos.

[0092] O método 250 pode também incluir receber um sinal de vibração de um sensor de vibração e ajustar o período de tempo para corresponder a um período de tempo de vibração, sendo o sensor de vibração configurado para detectar vibração de uma coluna de perfuração. O método 250 pode também incluir receber um sinal de velocidade rotacional de um sensor de velocidade rotacional e ajustar o período de tempo para corresponder a um período de variação de velocidade rotacional, sendo o sensor de velocidade rotacional uma coluna de perfuração.

[0093] O método 250 pode também incluir o transporte da ferramenta de RMN através de um furo que penetra na formação de terra e realiza medições de RMN na formação de terra. O método 250 pode também incluir a realização de uma ação na formação usando um aparelho relacionado à ação e uma propriedade da formação de terra derivada das medições de RMN. Em uma ou mais modalidades, a propriedade é porosidade. A porosidade pode ser plotada como uma função da localização para fornecer um mapa de porosidade. Em uma ou mais modalidades, a ação é perfurar um furo de poço com uma geometria ou trajetória que é selecionada usando o mapa de porosidade para maximizar a produção de hidrocarbonetos. Neste caso, o aparelho relacionado à ação pode ser uma coluna de perfuração.

[0094] Abaixo estão algumas modalidades da presente divulgação:

[0095] Modalidade 1: Um método para processar dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN) o método compreendendo: receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN compreendendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e reduzir, com o processador, um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção compreendendo um termo multiplicativo compreendendo um termo possuindo pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

[0096] Modalidade 2: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o artefato de movimento é um artefato de movimento tardio.

[0097] Modalidade 3: Método de acordo com a reivindicação 2, em que o artefato de movimento tardio aparece em uma segunda metade do comboio de eco.

[0098] Modalidade 4: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o termo de decaimento compreende:

em que té hora, Aexp é uma amplitude de decaimento exponencial e Texp é uma constante de tempo de decaimento exponencial.

[0099] Modalidade 5: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o termo periódico compreende:

I em que t é hora, Acos é a amplitude do cosseno e Tcos é o tempo do período cosseno.

[00100] Modalidade 6: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o termo multiplicativo compreende:

em que t é hora, Acos é amplitude cosseno Tcos é o tempo do período cosseno, Aexp é uma amplitude de decaimento exponencial e Texp é uma constante de tempo de decaimento exponencial.

[00101] Modalidade 7: Método de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda calcular a média do termo multiplicativo ao longo dos períodos de tempo diferentes para fornecer um termo multiplicativo médio.

[00102] Modalidade 8: Método de acordo com a reivindicação 7, em que o termo multiplicativo médio compreende:

[00103] Modalidade 9: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o trem de eco compreende um único trem de eco com um longo tempo de polarização que é maior ou igual a um segundo.

[00104] Modalidade 10: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o trem de eco compreende um primeiro trem de eco obtido com um longo tempo de polarização TWET um segundo trem de eco obtido com um curto tempo de polarização TWTL. que é menor que TWET.

[00105] Modalidade 11: Método de acordo com a reivindicação 1, em que um período de tempo do termo periódico é constante.

[00106] Modalidade 12: Método de acordo com a reivindicação 1, em que um período de tempo do termo periódico varia.

[00107] Modalidade 13: Método de acordo com a reivindicação 12, compreendendo ainda receber um sinal de vibração de um sensor de vibração e ajustar o período de tempo para corresponder a um período de tempo de vibração, sendo o sensor de vibração configurado para detectar vibração de uma coluna de perfuração.

[00108] Modalidade 14: Método de acordo com a reivindicação 12, compreendendo ainda receber um sinal de velocidade rotacional de um sensor de velocidade rotacional e ajustar o período de tempo para corresponder a um período de variação de velocidade rotacional, sendo o sensor de velocidade rotacional uma coluna de perfuração.

[00109] Modalidade 15: Método de acordo com a reivindicação 1, em que os dados de medição de RMN compreendem medições de RMN numa formação de terra e o método compreende adicionalmente realizar uma ação sobre uma formação de terra utilizando um aparelho relacionado à ação e os dados de medição de RMN com efeito reduzido.

[00110] Modalidade 16: Método de acordo com a reivindicação 1, em que o termo que tem um máximo local é uma função periódica.

[00111] Modalidade 17: Um método para realizar medições de ressonância magnética nuclear (RMN) em uma formação da terra, o método compreendendo: transportar uma ferramenta de RMN através de um furo de poço que penetra na formação da terra; receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos da ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN compreendendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento é relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e redução, com o processador, de um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento pelo uso de um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção compreendendo um termo multiplicativo compreendendo um termo que possua pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

[00112] Modalidade 18: Método de acordo com a reivindicação 17, em que a ferramenta de RMN é acoplada a uma coluna de perfuração.

[00113] Modalidade 19: Um sistema para processar dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN), o sistema compreendendo: uma memória possuindo instruções executáveis em computador; e um processador configurado para executar as instruções executáveis em computador, as instruções executáveis em computador compreendendo: receber dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN, os dados de medição de RMN compreendendo um trem de eco afetado por um artefato de movimento, em que o artefato de movimento está relacionado a uma magnitude de campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN; e reduzir um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento usando um método de inversão de correção que modela o artefato de movimento para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigido (T2), o método de inversão de correção compreendendo um termo multiplicativo compreendendo um termo possuindo pelo menos um máximo local e um termo de decaimento opcional.

[00114] Modalidade 20: Sistema de acordo com a reivindicação 19, em que a ferramenta de RMN está disposta numa coluna de perfuração e os dados de medição de RMN compreendem medições de RMN numa formação da terra, compreendendo ainda aparelhos relacionados à ação configurados para realizar uma ação na formação da terra usando os dados de RMN com o efeito reduzido.

[00115] Modalidade 21: Sistema de acordo com a reivindicação 19, compreendendo ainda um sensor de vibração configurado para detectar a vibração da coluna de perfuração, em que as instruções executáveis em computador compreendem ainda ajustar o período de tempo para corresponder a um período de tempo da vibração.

[00116] Modalidade 22: Sistema de acordo com a reivindicação 19, compreendendo ainda um sensor de velocidade rotacional configurado para detectar a velocidade rotacional da coluna de perfuração, em que as instruções executáveis em computador compreendem ainda o ajuste do período de tempo para corresponder a um período de tempo de variação de uma velocidade rotacional da coluna de perfuração.

[00117] Em apoio aos ensinamentos apresentados neste documento, podem ser utilizados vários componentes de análise, incluindo um sistema digital e/ou um sistema analógico. Por exemplo, os componentes eletrônicos de fundo de poço 11, o sistema de processamento de computador 12 ou a ferramenta de RMN 10 podem incluir sistemas digitais e/ou analógicos. O sistema pode ter componentes como processador, meio de armazenamento, memória, entrada, saída, ligação de comunicação (com fio, sem fio, pulso de lama, ótico ou outro), interfaces de usuário, programas de software, processadores de sinais (digitais ou analógicos) e outros componentes (tais como resistências, condensadores, indutores e outros) para fornecer a operação e análises do aparelho e métodos divulgados neste documento de qualquer uma das várias maneiras bem apreciadas na técnica. Considera-se que esses ensinamentos possam ser, mas não necessariamente, implementados juntamente com um conjunto de instruções executáveis por computador armazenadas em um meio legível por computador não transitório, incluindo memória (ROMs, RAMs), óptica (CD-ROMs) ou magnética (discos, discos rígidos) ou qualquer outro tipo que, quando executadas, fazem com que um computador implemente o método da presente invenção. Essas instruções podem prever o funcionamento do equipamento, controle, coleta e análise de dados e outras funções consideradas relevantes por um projetista de sistemas, proprietário, usuário ou outro pessoal, além das funções descritas nesta divulgação.

[00118] Além disso, outros componentes podem ser incluídos e solicitados para prover os aspectos dos ensinamentos apresentados neste documento. Por exemplo, uma fonte de alimentação (por exemplo, pelo menos um dentre um gerador, uma fonte remota e uma bateria), componente de resfriamento, componente de aquecimento, ímã, eletroímã, sensor, eletrodo, transmissor, receptor, transceptor, antena, controlador, unidade óptica, uma unidade elétrica ou uma unidade eletromecânica podem ser incluídas no suporte dos vários aspectos discutidos aqui ou com outras funções além dessa divulgação.

[00119] O termo "transportador" como usado neste documento significa qualquer dispositivo, componente do dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou membro que possa ser utilizado para transmitir, alojar, suportar ou, de outra forma, facilitar a utilização de outro dispositivo, componente do dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou membro. Outros exemplos de transportadores não limitantes incluem colunas de perfuração do tipo de tubo em espiral, do tipo de tubo articulado e qualquer combinação ou porção destes. Outros exemplos de transportadores incluem tubos de revestimento, cabos wireline, sondas de cabo wireline, sondas de slickline, conjuntos de fundo de poço (BHA), inserções de coluna de perfuração, módulos, compartimentos internos e porções de substrato do mesmo.

[00120] Os diagramas de fluxo ilustrados neste documento são apenas exemplos. Podem haver muitas variações em relação a esses diagramas ou etapas (ou operações) descritas neste documento sem que haja desvio do espírito da invenção. Por exemplo, as etapas podem ser executadas em uma ordem diferente ou etapas podem ser adicionadas, excluídas ou modificadas. Todas estas variações são consideradas uma parte da invenção reivindicada.

[00121] Elementos das modalidades foram introduzidos com os artigos "um" ou "uma". Os artigos são destinados a significar que existem um ou mais dos elementos. Os termos "incluindo" e "tendo" pretendem ser inclusivos, de modo que possam existir elementos adicionais que não os elementos listados. A conjunção "ou" quando usada com uma lista de pelo menos dois termos destina-se a significar qualquer termo ou combinação de termos. Os termos "primeiro" e "segundo" e similares não denotam uma ordem particular, mas são usados para distinguir diferentes elementos.

[00122] Embora uma ou mais modalidades sejam ilustradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas a elas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Por conseguinte, deve ser compreendido que a presente invenção foi descrita por meio de ilustrações e não de limitação.

[00123] Será reconhecido que os vários componentes ou tecnologias podem prover certas funcionalidades ou características necessárias ou benéficas. Por conseguinte, essas funções e características que podem ser necessárias em apoio às reivindicações anexas e suas variações são reconhecidas como inerentes a uma parte dos ensinamentos deste documento e a uma parte da invenção descrita.

[00124] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades exemplares, entende-se que as várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem que haja um distanciamento do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, situação ou material específico aos ensinamentos da invenção sem se desviar de seu escopo essencial. Portanto, pretende- se que a invenção não seja limitada a determinada modalidade divulgada como o melhor modo previsto para a realização desta invenção, mas que irá incluir todas as modalidades abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Método (140, 250) para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN) compreendendo: receber, com um processador, dados de medição de RMN obtidos de uma ferramenta de RMN (10), os dados de medição de RMN compreendendo um trem de eco (150) afetado por um artefato de movimento (151), em que o artefato de movimento (151) está relacionado a uma magnitude do campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN (10); reduzir, com o processador, um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento (151) usando um método de inversão de correção (140, 250) que modela o artefato de movimento (151) para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigida (T2), caracterizado pelo fato de que: o método de inversão de correção (140, 250) compreende um termo multiplicativo compreendendo um termo periódico e um termo de decaimento opcional.

2. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o artefato de movimento (151) é um artefato de movimento tardio (151), em que o artefato de movimento tardio (151) é um artefato que aparece mais tarde no trem de eco (150).

3. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o termo de decaimento compreende:

em que t é tempo, Aexp é uma amplitude de decaimento exponencial e Texp é uma constante de tempo de decaimento exponencial.

4. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o termo periódico compreende:

em que t é hora, Acos é a amplitude do cosseno e Tcos é o tempo do período cosseno.

5. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o termo multiplicativo compreende: em que t é tempo, Acos é amplitude cosseno Tcos é o tempo do período cosseno, Aexp é uma amplitude de decaimento exponencial e Texp é uma constante de tempo de decaimento exponencial.

6. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda calcular a média do termo multiplicativo ao longo dos períodos de tempo diferentes para fornecer um termo multiplicativo médio.

7. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o trem de eco (150) compreende um único trem de eco (150) com um longo tempo de polarização que é maior ou igual a um segundo.

8. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o trem de eco (150) compreende um primeiro trem de eco (150) obtido com um longo tempo de polarização TWET e um segundo trem de eco (150) obtido com um curto tempo de polarização TWTL que é menor que TWET.

9. Método (140, 250), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um período de tempo do termo periódico varia.

10. Sistema para processamento de dados de medição de ressonância magnética nuclear (RMN) compreendendo: uma memória com instruções executáveis por computador; e um processador configurado para executar as instruções executáveis por computador, as instruções executáveis por computador compreendendo: receber os dados de medição de RMN obtidos a partir de uma ferramenta de RMN (10), os dados de medição de RMN compreendendo um trem de eco (150) afetado por um artefato de movimento (151), em que o artefato de movimento (151) está relacionado a uma magnitude do campo magnético que varia em um volume de interesse devido a um movimento da ferramenta de RMN (10); e reduzir um efeito nos dados de medição de RMN do artefato de movimento (151) usando um método de inversão de correção (140, 250) que modela o artefato de movimento (151) para fornecer uma distribuição de constante de tempo de relaxamento transversal corrigida (T2), caracterizado pelo fato de que o método de inversão de correção (140, 250) compreende um termo multiplicativo compreendendo um termo periódico e um termo de decaimento opcional.