BR112019001315B1

BR112019001315B1 - Dispositivo de caracterização subterrânea e amostragem de fluido, e, método de caracterização subterrânea

Info

Publication number: BR112019001315B1
Application number: BR112019001315-6A
Authority: BR
Inventors: Lilong Li; Songhua Chen; Arcady Reiderman
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2021-06-15
Also published as: BR112019001315A2; EP3465185A4; US20190285767A1; SA519400821B1; US10739490B2; WO2018030994A1; EP3465185A1

Abstract

um dispositivo de caracterização subterrânea e amostragem de fluido inclui um corpo de ferramenta, um módulo de sondagem e um ímã permanente. o corpo da ferramenta inclui um módulo de teste de fluido configurado para reter uma amostra de fluido e uma bobina de radiofrequência interna disposta dentro do corpo da ferramenta e acionável para gerar o campo magnético de rf b2. o módulo de sondagem é acoplado ao corpo da ferramenta e configurado para retirar a amostra de fluido de uma formação e distribuir a amostra de fluido ao módulo de teste de fluido. o módulo de sondagem compreende uma antena externa acionável para gerar o campo magnético de rf b1. o ímã permanente induz o campo magnético estático b0. o ímã permanente é acoplado ao corpo da ferramenta e externo ao módulo de sondagem.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Vários tipos de avaliação de formação e fluido são realizados em poços de petróleo e gás antes e durante as operações de produção. Um tipo de avaliação de formação é conduzido com perfilagem de ressonância magnética nuclear no fundo de poço (NMR). A perfilagem de NMR, uma subcategoria de perfilagem eletromagnética, mede o momento magnético induzido de núcleos de hidrogênio (prótons) contidos no espaço de poros preenchido com fluido de uma formação. A NMR pode ser usada para medir o volume, a composição, a viscosidade e a distribuição desses fluidos, por exemplo. A perfilagem de NMR é tipicamente realizada por ferramentas especializadas de perfilagem de NMR de cabo de aço ou LWD (perfilagem durante a perfuração).

[002] As ferramentas de perfilagem de NMR são tipicamente colocadas perto de uma parede de furo de poço para realizar medições de NMR. O corpo da ferramenta normalmente inclui ímãs permanentes que geram um campo magnético estático e uma antena ou bobina de radiofrequência para gerar um campo magnético de RF e detectar os dados de NMR.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[003] Para uma descrição detalhada das modalidades da invenção, será agora feita referência aos desenhos anexos nos quais: A FIG. 1A é uma vista esquemática em elevação de uma operação de perfilagem de ressonância magnética (NMR) de zona dupla num sistema de poço de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 1B é uma vista esquemática em elevação de um sistema de perfilagem de NMR de cabo de aço de zona dupla implantado num poço de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 1C é um diagrama esquemático de um sistema de perfilagem de NMR de zona dulpa num ambiente de perfilagem durante a perfuração de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 2 é um diagrama transversal de uma ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 3 é uma ilustração de uma bobina de gaiola localizada em torno do recipiente de amostra de fluido de uma ferramenta de perfilagem de NMR de dupla zona de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 4 é uma ilustração de uma bobina solenoide localizada dentro do recipiente de amostra de fluido de uma ferramenta de perfilagem de NMR de dupla zona de acordo com modalidades de exemplo; e A FIG. 5 é uma ilustração de duas bobinas em forma de sela localizadas em torno do recipiente de amostra de fluido de uma ferramenta de perfilagem de NMR de dupla zona de acordo com modalidades de exemplo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[004] Com referência aos desenhos, a FIG. 1A é uma vista em elevação, desenhada de forma esquemática, de uma operação de perfilagem de NMR exemplificativa 100a. A operação de perfilagem de NMR de exemplo 100a utiliza um sistema de perfilagem de NMR de zona dupla 108 numa região subterrânea 120 por baixo da superfície do solo 106. Uma operação de perfilagem de NMR 100a pode incluir recursos adicionais ou diferentes que não são mostrados na FIG. 1A. Por exemplo, a operação de perfilagem de NMR do sistema de poço 100a pode utilizar também componentes de sistema de perfuração adicionais, componentes de sistema de perfilagem de cabo de aço, etc.

[005] A região subterrânea 120 pode incluir a totalidade ou parte de uma ou mais formações ou zonas subterrâneas. A região subterrânea de exemplo 120 mostrada na FIG. 1A inclui múltiplas camadas de subsuperfície 122 e um furo de poço 104 penetrado através das camadas de subsuperfície 122. As camadas de subsuperfície 122 podem incluir camadas sedimentares, camadas de rochas, camadas de areia ou combinações destas e outros tipos de camadas de subsuperfície. Uma ou mais das camadas de subsuperfície podem conter fluidos, tais como salmoura, óleo, gás, etc. Embora o furo de poço de exemplo 104 mostrado na FIG. 1A seja um furo de poço vertical, o sistema de perfilagem de NMR de zona dupla 108 pode ser implementado em outras orientações de furo de poço. Por exemplo, o sistema de perfilagem de NMR de zona dupla 108 pode ser adaptado para furos de poços horizontais, furos de poços inclinados, furos de poços curvados, furos de poços verticais ou combinações destes.

[006] O sistema de perfilagem de NMR de zona dupla de exemplo 108 inclui uma ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102, equipamento de superfície 112 e um subsistema de computação 110 configurado para controlar vários aspectos da ferramenta de perfilagem 102 e/ou receber dados a partir dela. No exemplo mostrado na FIG. 1A, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 é uma ferramenta de perfilagem de fundo de poço que opera enquanto disposta no furo de poço 104. O equipamento de superfície de exemplo 112 mostrado na FIG. 1A opera na ou acima da superfície 106, por exemplo, perto da cabeça de poço 105, para controlar a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e possivelmente outros equipamentos de fundo de poço ou outros componentes do sistema de poço 100. O subsistema de computação de exemplo 110 pode receber e analisar dados de perfilagem a partir da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102, bem como dados de amostragem de fluido. Um sistema de perfilagem de NMR pode incluir características adicionais ou diferentes e as características de um sistema de perfilagem de NMR podem ser organizadas e operadas como representado na FIG. 1A ou de outra maneira.

[007] Em um ou mais casos, a totalidade ou parte do subsistema de computação 110 pode ser implementada como um componente do, ou pode ser integrada com um ou mais componentes do equipamento de superfície 112, da ferramenta de perfilagem NMR de zona dupla 102, ou ambos. Em um ou mais casos, o subsistema de computação 110 pode ser implementado como uma ou mais estruturas de computação separadas do equipamento de superfície 112 e da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102.

[008] Em uma ou mais implementações, o subsistema de computação 110 está incorporado na ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e o subsistema de computação 110 e a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 podem operar simultaneamente enquanto dispostos no furo de poço 104. Por exemplo, embora o subsistema de computação 110 seja mostrado acima da superfície 106 no exemplo mostrado na FIG. 1A, a totalidade ou parte do subsistema de computação 110 pode residir abaixo da superfície 106, por exemplo, na ou próximo da localização da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102.

[009] O sistema de perfilagem de NMR de zona dupla 108 pode incluir equipamento de comunicação ou telemetria que permite comunicação entre o subsistema de computação 110, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e outros componentes do sistema de perfilagem NMR de zona dupla e amostragem de fluido 108. Por exemplo, a ferramenta de perfilagem 102 e o equipamento de superfície 112 podem incluir, cada um, um ou mais transceptores 124 ou aparelhos semelhantes para comunicação de dados com ou sem fios entre os vários componentes. O sistema de perfilagem de NMR de zona dupla e amostragem de fluido 108 pode incluir um canal de comunicação 126, tal como sistemas e aparelhos para telemetria de cabo de aço, telemetria de tubo com fio, telemetria de pulso de lama, telemetria acústica, telemetria eletromagnética ou uma combinação destes e outros tipos de telemetria. Em um ou mais casos, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 recebe comandos, sinais de status ou outros tipos de informação do subsistema de computação 110 ou outra fonte através dos transceptores 124 e do canal de comunicação 126. Em um ou mais casos, o subsistema de computação 110 recebe dados de perfilagem, sinais de estado ou outros tipos de informações da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 ou de outra fonte.

[0010] Operações de perfilagem de NMR e/ou amostragem de fluido podem ser realizadas em conexão com vários tipos de operações de fundo de poço em vários estágios na vida de um sistema de poço. Atributos e componentes estruturais do equipamento de superfície 112 e da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 podem ser adaptados para vários tipos de operações de perfilagem de NMR e/ou amostragem de fluido. Por exemplo, a perfilagem de NMR e/ou amostragem de fluidos pode ser realizada durante operações de perfuração, durante operações de perfilagem de cabo de aço ou em outros contextos. Como tal, o equipamento de superfície 112 e a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 podem incluir, ou podem operar em ligação com equipamento de perfuração, equipamento de perfilagem de cabo de aço ou outro equipamento para outros tipos de operações.

[0011] Em um ou mais exemplos, as operações de perfilagem de NMR e/ou amostragem de fluidos são realizadas durante as operações de perfilagem de cabo de aço. A FIG. 1B mostra um sistema de poço de exemplo 100b que inclui a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 em um ambiente de perfilagem de cabo de aço. Em uma ou mais operações de perfilagem de cabo de aço de exemplo, o equipamento de superfície 112 inclui uma plataforma acima da superfície 106 equipada com uma torre 132 que suporta um cabo de aço 134 que se estende para o furo de poço 104. Operações de perfilagem de cabo de aço podem ser realizadas, por exemplo, depois de uma coluna de perfuração ser removida do furo de poço 104, para permitir que a ferramenta de perfilagem de NMR de cabo de aço de zona dupla 102 seja abaixada por cabo de aço ou de perfilagem no furo de poço 104. O cabo de cabo de aço 134 pode conter condutores para transportar energia aos vários componentes da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e condutores ou cabos, tais como cabos coaxiais ou de fibra ótica, para proporcionar comunicação de dados bidirecionais entre a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e o subsistema de computação 110.

[0012] Em um ou mais exemplos, as operações de perfilagem de NMR e/ou amostragem são realizadas durante as operações de perfuração. A FIG. 1C mostra um sistema de poço de exemplo 100c que inclui a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 em um ambiente de perfilagem durante a perfuração (LWD). A perfuração é comumente efetuada utilizando uma coluna de tubos de perfuração ligados juntos para formar uma coluna de perfuração 140 que é abaixada por meio de uma mesa rotativa no furo de poço 104. Em um ou mais casos, uma sonda de perfuração 142 na superfície 106 suporta a coluna de perfuração 140, quando a coluna de perfuração 140 é operada para perfurar um furo de poço penetrando a região subterrânea 120. A coluna de perfuração 140 pode incluir, por exemplo, tubo de perfuração, uma composição de fundo e outros componentes. A composição de fundo na coluna de perfuração pode incluir comandos, brocas de perfuração, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 e outros componentes. As ferramentas de perfilagem e amostragem podem incluir ferramentas de medição durante a perfuração (MWD), ferramentas LWD e semelhantes.

[0013] Como mostrado na FIG. 1B, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 pode ser suspensa no furo de poço 104 por uma tubulação em bobina, cabo de cabo de aço ou outra estrutura que conecte a ferramenta a uma unidade de controle de superfície ou outros componentes do equipamento de superfície 112. Em uma ou mais implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 é abaixada até o fundo de uma região de interesse e, subsequentemente, puxada para cima (por exemplo, a uma velocidade substancialmente constante) através da região de interesse. Como mostrado, por exemplo, na FIG. 1C, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 pode ser implantada no furo de poço 104 em tubo de perfuração articulado, tubo de perfuração com fios ou outro hardware de implantação. Em uma ou mais implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 coleta dados durante operações de perfuração quando ela se move para baixo através da região de interesse. Em uma ou mais implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 coleta dados enquanto a coluna de perfuração 140 está em movimento, por exemplo, enquanto ela está sendo manobrada para dentro ou para fora do furo de poço 104.

[0014] A ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 está configurada para tomar medições de NMR de pelo menos duas zonas. Em uma ou mais modalidades, a primeira zona é uma área de interesse dentro da formação externa à ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102. A segunda zona é interna à ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102. Especificamente, as medições de NMR podem ser feitas de fluido extraído da formação e coletado dentro da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102. Em uma ou mais modalidades, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 é configurada para tomar medições de NMR de uma região dentro da ferramenta, externa à ferramenta, ou ambas.

[0015] A FIG. 2 ilustra um diagrama transversal de uma ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200 implantada no fundo do poço através de um cabo de aço 224, semelhante à ferramenta 102 da FIG. 1 de acordo com uma ou mais modalidades. A ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200 inclui um corpo de ferramenta 202 e uma sonda 204. O corpo de ferramenta 202 inclui um ou uma pluralidade de ímãs 206 que induzem um campo magnético estático combinado, B0. Os ímãs 206 estão localizados dentro do corpo de ferramenta 202, como ilustrado na FIG. 2, no entanto, os ímãs podem alternativamente estar localizados no lado de fora do corpo de ferramenta 202, tal como acoplados a uma superfície exterior 208 do corpo de ferramenta 202. A configuração dos ímãs 206 na ferramenta de perfilagem de NMR na zona dupla 200 ilustrada na FIG. 2 é uma configuração de exemplo, projetada para gerar uma forma de campo magnético específica apropriada para uma aplicação específica. No entanto, os ímãs 206 podem ser configurados em qualquer outra orientação, com diferentes orientações de polaridade, tamanhos, formas, posicionamento. Podem também existir mais ou menos ímãs 206 do que os ilustrados na FIG. 2. A configuração global dos ímãs 206 é selecionada com base no campo magnético estático desejado, B0.

[0016] O módulo de sonda 204 é extensível a partir da ferramenta 200 através de um mecanismo de extensão 230, tal como braços telescópicos, extensões de tesoura e semelhantes. A sonda 204 pode ser prolongada para fora a partir da ferramenta 200 para contactar a parede do poço 210. Numa ou mais modalidades, a sonda 204 pode também incluir uma almofada de vedação 228 configurada para fornecer contato de vedação com uma superfície do poço num local desejado. A almofada de vedação 228 pode incluir componentes elétricos e mecânicos que facilitam o teste, a amostragem e a recuperação de fluidos da formação. A sonda 204 inclui um ou mais canais 232 através dos quais os fluidos da parte vedada da superfície de formação podem ser recolhidos e trazidos para dentro da ferramenta 202. A almofada de vedação 228 pode ser feita de material elastomérico, tal como borracha, compatível com os fluidos de poço e as condições físicas e químicas esperadas a serem encontradas numa formação subterrânea. Numa ou mais modalidades, a sonda 204 é extensível para o exterior a partir do corpo de ferramenta 202.

[0017] A sonda 204 inclui uma antena ou bobina de radiofrequência (RF) 220 configurada para emitir sinais de NMR. A bobina 220 pode estar localizada numa superfície da sonda 204 ou embutida na sonda 204. A bobina 220 pode ser uma bobina radial, uma bobina tangencial ou semelhante. Numa ou mais modalidades, a bobina 220 pode incluir uma bobina radial e uma bobina tangencial. Numa ou mais modalidades, a sonda 204 pode incluir mais do que uma bobina 220 posicionada em qualquer posição em relação uma à outra, gerando um campo de RF combinado.

[0018] A ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200 é trazida para uma posição dentro do furo de poço 104 aproximada a uma região de interesse 240 na formação circundante, e a bobina 220 na sonda 204 gera um campo de RF Durante uma medição de NMR da região de interesse 240 da formação. Os ímãs 206 induzem um campo magnético estático, B0 na região de interesse 240. A bobina 220 no dispositivo de medição 210 é acionada para gerar uma frequência de rádio (RF) de campo magnético, B1, na região de interesse 240 dentro da formação. Em uma ou mais modalidades, B0 e B1 são substancialmente ortogonais entre si na região de interesse 240. Numa ou mais modalidades, to dispositivo de medição 210 também pode incluir material magnético macio colocado estrategicamente, que é um material que é facilmente magnetizado e desmagnetizado para intensificar e moldar ainda mais o campo magnético de estado, B0, para a forma desejada. Os campos combinados B0 e B1 causam spins nucleares de polarização na formação na região de interesse 240, que, em uma ou mais modalidades, são sensoreados pela bobina de RF 220, constituindo dados de perfilagem de NMR da formação. Numa ou mais outras modalidades, os spins nucleares são sensoreados por uma bobina de RF separada.

[0019] O corpo de ferramenta 202 inclui ainda um recipiente de amostra de fluido 212 configurado para reter o fluido coletado pela sonda 204. O recipiente de amostragem de fluido 212 é acoplado à sonda 204 através de uma linha de fluxo 216. Numa ou mais modalidades, uma bomba 214 controla o fluxo de fluido de formação da formação para a sonda 206 e para o recipiente de amostra de fluido 212 através da linha de fluxo 216. Numa ou mais modalidades, uma linha de drenagem 218 é acoplada ao recipiente 212 e proporciona uma via para drenar o fluido do recipiente 212 e para fora da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200. Assim, o fluido de várias regiões pode ser coletado, testado e drenado, sem a necessidade de retirar a ferramenta de perfilagem NMR de zona dupla 200 do furo.

[0020] Uma segunda antena ou bobina de RF 234 está localizada dentro do corpo de ferramenta 202 aproximada do recipiente de amostra de fluido 212. A segunda bobina de RF 234 é controlável para gerar um segundo campo magnético de RF, B2. O campo magnético estático, B0, induzido pelos ímãs 206 e o segundo campo magnético RF, B2, são substancialmente ortogonais entre si na amostra de fluido mantida pelo recipiente de amostra de fluido 212, ou a segunda zona de NMR. O campo combinado B0 field gera polarização do spin nuclear no fluido da amostra e o campo B2 produzido pela bobina de RF 234 provoca precessão de rotação nuclear que é subsequentemente detectada pela segunda bobina de RF 234 ou outra bobina de RF, constituindo dados de perfilagem de NMR da amostra de fluido extraída ou da segunda zona. Numa ou mais modalidades, o campo magnético na amostra de fluido é substancialmente uniforme.

[0021] As FIGS. 3-5 representam configurações de bobina 234 de exemplo que podem ser usadas, entre outras, não expressamente mostradas por razões de brevidade. A FIG. 3 ilustra uma bobina de gaiola 300 localizada em torno do recipiente de amostra de fluido 212. A FIG. 4 ilustra uma bobina solenoide 400 localizada dentro do recipiente de amostra de fluido 212. A FIG. 5 ilustra duas bobinas em forma de sela 500 localizadas em torno do recipiente de amostra de fluido 212. A configuração ou forma da segunda bobina de RF 234 é selecionada com base no segundo campo magnético de RF desejado, B2.

[0022] Numa ou mais modalidades, a bobina 234 inclui uma microbobina (isto é, uma bobina tipicamente inferior a 1 mm) e um conjunto de bobinas configuráveis para permitir espectroscopia de NMR e análise de desvio químico na amostra de fluido coletada no recipiente de amostra de fluido 212. Numa ou mais modalidades, o corpo de ferramenta 202 pode incluir múltiplos recipientes de amostra de fluido 212 e múltiplas bobinas 234. As bobinas 234 podem ser configuradas de maneira diferente e/ou conduzidas de maneira diferente para produzir diferentes gradientes de campo pulsado. Assim, várias respostas podem ser coletadas, fornecendo informações variadas sobre as propriedades do fluido, incluindo, mas não se limitando a, comportamento de difusão das razões de fluido e fase.

[0023] Em uma ou mais implementações, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 obtém sinais de NMR polarizando spins nucleares na formação 120 e pulsando os núcleos com um campo magnético de radiofrequência (RF). Várias sequências de pulso (isto é, uma série de pulsos de radiofrequência, retardos e outras operações) podem ser usadas para obter sinais de NMR, incluindo sequência Carr Purcell Meiboom Gill (CPMG) (na qual os spins são primeiro ponteados utilizando um pulso de ponteamento seguido por uma série de pulsos de refocalização), a Optimized Refocusing Pulse Sequence (ORPS) na qual os pulsos de refocalização são menores que 180°, uma sequência de pulsos de recuperação de saturação e outras sequências de pulso.

[0024] A ferramenta de perfilagem NMR de zona dupla 102 pode coletar dados em pontos de perfilagem distintos no furo do poço 104. Por exemplo, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 pode se mover para cima e para baixo de forma incremental a cada ponto de perfilagem em uma série de profundidades no furo de poço 104. Em cada ponto de perfilagem, instrumentos na ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 realizam medições na região subterrânea 120. Os dados de medição podem ser comunicados ao subsistema de computação 110 para armazenamento, processamento e análise. Tais dados podem ser recolhidos e analisados durante as operações de perfuração (por exemplo, durante operações de perfilagem durante a perfuração (LWD)), durante operações de perfilagem de cabo de aço ou durante outros tipos de atividades.

[0025] O subsistema de computação 110 pode receber e analisar os dados de medição da ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 para detectar propriedades de várias camadas de subsuperfície 122. Por exemplo, o subsistema de computação 110 pode identificar a densidade, conteúdo de material ou outras propriedades das camadas de subsuperfície 122 com base nas medições de NMR adquiridas pela ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 102 no furo de poço 104.

[0026] A ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200 pode operar enquanto estacionária para tomar medições de NMR de zona dupla para formação e caracterização de fluido, como descrito acima. Numa ou mais modalidades, a ferramenta de perfilagem de NMR de zona dupla 200 pode operar num modo não estacionário no qual a ferramenta 200 recolhe medições de NMR para avaliação de formação através de uma região de interesse em mutação do poço enquanto a ferramenta 200 está em movimento. Em algumas modalidades, a ferramenta é configurada para realizar essa avaliação de formação não estacionária enquanto também caracteriza o fluido coletado de uma operação estacionária anterior.

[0027] Em adição às modalidades descritas acima, muitos exemplos de combinações específicas estão dentro do escopo da divulgação, alguns dos quais são detalhados abaixo.

[0028] Exemplo 1: Uma caracterização subterrânea e dispositivo de amostragem de fluidos para testar um amostra de fluido de uma formação subterrânea, compreendendo: um corpo de ferramenta, incluindo um fluido módulo configurado para reter a amostra de fluido de teste, um ímã permanente configurado gerando um campo magnético estático B0, e uma bobina de radiofrequência localizada dentro do corpo de ferramenta, onde a bobina de radiofrequência gera um campo magnético de radiofrequência B2 em resposta a um primeiro sinal de controle; e um módulo de sondagem acoplado ao corpo de ferramenta e configurado para retirar o fluido da formação e distribuir o fluido para a amostra de fluido para o módulo de teste de fluido, em que o módulo de sondagem inclui uma bobina de radiofrequência de sonda que gera um campo magnético de radiofrequência B1 em resposta a um segundo sinal de controle. Exemplo 2: O dispositivo do exemplo 1, em que o módulo de sondagem compreende uma almofada de vedação configurada para vedar contra a formação. Exemplo 3: O dispositivo do exemplo 2, em que a bobina de radiofrequência da sonda está embutida dentro da almofada de vedação. Exemplo 4: O dispositivo do exemplo 1, em que o módulo de sondagem compreende um material magnético suave. Exemplo 5: O dispositivo do exemplo 1, em que B0 é substancialmente ortogonal a B1 numa região de interesse externa ao corpo de ferramenta. Exemplo 6: O dispositivo do exemplo 1, em que B0 é substancialmente ortogonal a B2 numa região de interesse dentro do corpo de ferramenta. Exemplo 7: O dispositivo do exemplo 1, em que o módulo de sondagem é extensível para o exterior a partir do corpo de ferramenta. Exemplo 8: O dispositivo do exemplo 1, em que o módulo de sondagem é separado do ímã permanente. Exemplo 9: Uma caracterização subterrânea e dispositivo de amostragem de fluidos para testar um amostra de fluido de uma formação subterrânea, compreendendo: um controlador; um corpo de ferramenta incluindo um módulo de teste de fluido configurado para receber a amostra de fluido, um ímã permanente gerando um campo magnético estático B0, o ímã permanente localizado dentro do corpo de ferramenta e uma bobina de radiofrequência localizada dentro do corpo de ferramenta e acoplada ao controlador, em que a bobina de radiofrequência gera um campo magnético de radiofrequência B2 em resposta a um primeiro sinal do controlador; e um módulo de sondagem extensível do corpo de ferramenta e configurado para retirar o fluido da formação e distribuir o fluido para a amostra de fluido para o módulo de teste de fluido, em que o módulo de sondagem inclui uma bobina de radiofrequência de sonda acoplada ao controlador que gera um campo magnético de radiofrequência B1 em resposta a um segundo sinal do controlado Exemplo 10: O dispositivo do exemplo 9, em que B0 é substancialmente ortogonal a B1 numa região de interesse externa ao corpo de ferramenta. Exemplo 11: O dispositivo do exemplo 9, em que B0 é substancialmente ortogonal a B2 numa região de interesse dentro do corpo de ferramenta. Exemplo 12: O dispositivo do exemplo 9, em que a bobina de radiofrequência está configurada para sensorear um sinal de ressonância magnética nuclear interna. Exemplo 13: O dispositivo do exemplo 9, em que a bobina de radiofrequência da sonda é controlável para sensorear um sinal de ressonância magnética nuclear externa. Exemplo 14: O dispositivo do exemplo 9, em que o corpo de ferramenta compreende uma microbobina, uma bobina de calços ou ambas. Exemplo 15: O dispositivo do exemplo 9, em que a bobina de radiofrequência envolve o módulo de teste de fluido. Exemplo 16: O dispositivo do exemplo 9, em que a bobina de radiofrequência está localizada dentro do módulo de teste de fluido. Exemplo 17: Um método de caracterização subterrânea, compreendendo: induzir um campo magnético B0 através de um ímã permanente localizado dentro de um corpo de ferramenta de um dispositivo de ressonância magnética nuclear; gerar um campo magnético de radiofrequência B1 numa região de interesse externa ao corpo de ferramenta através de uma bobina de radiofrequência externa localizada num módulo de sondagem do dispositivo de ressonância magnética nuclear; gerar um campo magnético de frequência de rádio B2 numa região de interesse dentro do corpo de ferramenta através de uma bobina de radiofrequência interna localizada no corpo de ferramenta do dispositivo de ressonância magnética nuclear; receber um sinal de ressonância magnética nuclear externa da região de interesse externa; e receber um sinal de ressonância magnética nuclear interna da região de interesse interna. Exemplo 18: O método do exemplo 17, compreendendo ainda realizar espectroscopia de ressonância magnética nuclear. Exemplo 19: O método do exemplo 17, compreendendo ainda realizar análise de deslocamento químico. Exemplo 20: O método do exemplo 17, compreendendo ainda retirar fluido de uma formação através do módulo de sondagem. Exemplo 21: O método do exemplo 17, compreendendo ainda gerar um gradiente de campo de pulsos. Exemplo 22: O método do exemplo 17, compreendendo ainda: mover o módulo de sondagem, alterando assim a região de interesse; e coletar o sinal de ressonância magnética nuclear externo recebido sobre a região de interesse em mudança.

[0029] Esta discussão é dirigida a várias modalidades da invenção. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Certas características das modalidades podem ser mostradas exageradas em escala ou de forma um tanto esquemática e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no interesse de clareza e concisão. Embora uma ou mais dessas modalidades possam ser preferenciais, as modalidades apresentadas não devem ser interpretadas ou de outro modo usadas como limitando o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações. Será plenamente reconhecido que os diferentes ensinamentos das modalidades discutidas podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir resultados desejados. Além disso, um versado na técnica entenderá que a descrição tem ampla aplicação e a discussão de qualquer modalidade se destina apenas a ser exemplar dessa modalidade e não se destina a sugerir que o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações, é limitado a essa modalidade.

[0030] Certos termos são usados ao longo da descrição e das reivindicações para se referir a características ou componentes particulares. Como será apreciado por um versado na técnica, diferentes pessoas podem se referir à mesma característica ou componente por nomes diferentes. Este documento não pretende distinguir entre componentes ou características que diferem em nome, mas não em função, a menos que especificamente declarado. Na discussão e nas reivindicações, os termos "incluindo" e "compreendendo" são utilizados de uma forma aberta e, assim, devem ser interpretados para significar "incluindo, mas não se limitando a ...". Além disso, o termo "acoplar" ou "acopla" se destina a significar ou uma conexão indireta ou uma direta. Além disso, os termos "axial" e "axialmente" geralmente significam ao longo de ou paralelo a um eixo central (por exemplo, eixo central de um corpo ou um orifício), enquanto os termos "radial" e "radialmente" geralmente significam perpendicular ao eixo central. O uso de "superior", "inferior", "acima", "abaixo" e variações destes termos é feito por conveniência, mas não exige qualquer orientação específica dos componentes.

[0031] A referência ao longo deste relatório descritivo a "uma modalidade", "a modalidade" ou linguagem semelhante significa que um recurso, estrutura ou característica particular descrita em relação à modalidade pode estar incluída em pelo menos uma modalidade da presente divulgação. Assim, o aparecimento das frases "na modalidade", "em uma modalidade" e linguagem semelhante ao longo deste relatório descritivo pode se referi, mas não necessariamente se refere, à mesma modalidade.

[0032] Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação a detalhes específicos, não significa que tais detalhes devem ser considerados como limitações sobre o escopo da invenção, exceto na medida em que eles sejam incluídos nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Dispositivo de caracterização subterrânea e amostragem de fluido para testar um amostra de fluido de uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo de ferramenta (202), incluindo um módulo de teste de fluido configurado para reter a amostra de fluido (212), um ímã (206) permanente configurado para gerar um campo magnético estático B0 que se estende tanto através do corpo de ferramenta (202) quanto para dentro da formação, e uma bobina de radiofrequência (220) localizada dentro do corpo de ferramenta (202), onde a bobina de radiofrequência (220) gera um campo magnético de radiofrequência B2 em resposta a um primeiro sinal de controle; um módulo de sondagem acoplado ao corpo de ferramenta e configurado para retirar a amostra de fluido da formação e distribuir a amostra de fluido (212) para o módulo de teste de fluido, em que o módulo de sondagem inclui uma bobina de radiofrequência (220) de sonda que gera um campo magnético de radiofrequência B1 em resposta a um segundo sinal de controle em que B0 é ortogonal a B1 em uma região de interesse externa ao corpo de ferramenta (202); e em que B0 é ortogonal a B2 em uma região de interesse dentro do corpo de ferramenta (202).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de sondagem compreende uma almofada de vedação (228) configurada para vedar contra a formação.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (220) da sonda está embutida dentro da almofada de vedação (228).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de sondagem compreende um material magnético suave.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de sondagem é extensível para o exterior a partir do corpo de ferramenta.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de sondagem é separado do ímã (206) permanente.

7. Dispositivo de caracterização subterrânea e amostragem de fluido para testar um amostra de fluido (212) de uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende: um controlador; um corpo de ferramenta (202) incluindo um módulo de teste de fluido configurado para receber a amostra de fluido (212), um ímã (206) permanente configurado para gerar um campo magnético estático B0 que se estende tanto através do corpo de ferramenta (202) quanto para dentro da formação, o ímã (206) permanente localizado dentro do corpo de ferramenta (202) e uma bobina de radiofrequência (220) localizada dentro do corpo de ferramenta (202) e acoplada ao controlador, em que a bobina de radiofrequência (220) gera um campo magnético de radiofrequência B2 em resposta a um primeiro sinal do controlador; um módulo de sondagem extensível do corpo de ferramenta (202) e configurado para retirar o fluido da formação e distribuir o fluido para a amostra de fluido (212) para o módulo de teste de fluido, em que o módulo de sondagem inclui uma bobina de radiofrequência (220) de sonda acoplada ao controlador que gera um campo magnético de radiofrequência B1 em resposta a um segundo sinal do controlado; em que B0 é ortogonal a B1 em uma região de interesse externa ao corpo de ferramenta (202); e em que B0 é ortogonal a B2 em uma região de interesse dentro do corpo de ferramenta (202).

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (220) está configurada para detectar um sinal de ressonância magnética nuclear interna.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (220) da sonda é controlável para sensorear um sinal de ressonância magnética nuclear externa.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o corpo de ferramenta (202) compreende uma microbobina, uma bobina de calços ou ambas.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (220) envolve o módulo de teste de fluido.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (220) está localizada dentro do módulo de teste de fluido.

13. Método de caracterização subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende: induzir um campo magnético B0 tanto no corpo de ferramenta (202) quanto na formação através de um ímã (206) permanente localizado dentro de um corpo de ferramenta (202) de um dispositivo de ressonância magnética nuclear; gerar um campo magnético de radiofrequência B1 numa região de interesse externa ao corpo de ferramenta (202) através de uma bobina de radiofrequência (220) externa localizada num módulo de sondagem do dispositivo de ressonância magnética nuclear em que B0 é ortogonal a B1 em uma região de interesse externa ao corpo de ferramenta (202); gerar um campo magnético de frequência de rádio B2 numa região de interesse dentro do corpo de ferramenta (202) através de uma bobina de radiofrequência (220) interna localizada no corpo de ferramenta (202) do dispositivo de ressonância magnética nuclearem que B0 é ortogonal a B2 em uma região de interesse dentro do corpo de ferramenta (202); receber um sinal de ressonância magnética nuclear externa da região de interesse externa; e receber um sinal de ressonância magnética nuclear interna da região de interesse interna.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda realizar espectroscopia de ressonância magnética nuclear.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda realizar análise de deslocamento químico.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda retirar fluido de uma formação através do módulo de sondagem.

17. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda gerar um gradiente de campo de pulsos.

18. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: mover o módulo de sondagem, alterando assim a região de interesse; e coletar o sinal de ressonância magnética nuclear externo recebido sobre a região de interesse em mudança.