BR112019001376B1

BR112019001376B1 - Dispositivo de ressonância magnética nuclear, e, método para caracterizar uma formação subterrânea com ressonância magnética nuclear

Info

Publication number: BR112019001376B1
Application number: BR112019001376-8A
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: 2023-04-04
Also published as: BR112019001376A8; US20180267197A1; EP3459052A4; EP3459052B1; EP3459052A1; US10527748B2; WO2018030992A1; BR112019001376A2

Abstract

Um dispositivo de ressonância magnética nuclear para caracterização subterrânea inclui um corpo de ferramenta, um dispositivo de medição periférico e um controlador. O corpo da ferramenta inclui um ímã permanente localizado no mesmo, o ímã permanente induzindo um campo magnético estático (B0) numa região de interesse. O dispositivo de medição periférico é acoplado ao corpo da ferramenta. O dispositivo de medição inclui uma bobina de radiofrequência controlável para gerar um campo magnético de radiofrequência (B1) na região de interesse, receber um sinal de resposta ou ambos. O controlador é comunicativamente acoplado à bobina de radiofrequência e controlável para acionar a bobina de radiofrequência, processar o sinal de resposta ou ambos.

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 a perfilagem de ressonância magnética nuclear (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 de perfilagem de NMR especializadas.

[002] As ferramentas de perfilagem de NMR incluem um mecanismo que é colocado perto de uma parede de furo de poço para realizar medições de NMR. A almofada 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) 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 implantado num poço, de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 1C é um diagrama esquemático de uma ferramenta de perfilagem de NMR num ambiente de perfilagem durante a perfuração (LWD), de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 2 é um diagrama transversal de uma ferramenta de perfilagem de NMR implementada em um poço 204, de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 3 é uma vista em perspectiva da ferramenta de perfilagem de NMR, de acordo com modalidades de exemplo; A FIG. 4 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de uma ferramenta de perfilagem de NMR, de acordo com modalidades de exemplo; e A FIG. 5 é uma vista em perspetiva de ainda outra modalidade de uma ferramenta de perfilagem de NMR, de acordo com modalidades de exemplo;

Descrição detalhada

[004] A FIG. 1A é uma vista em elevação desenhada esquematicamente de uma operação de perfilagem de NMR de exemplo 100a. A operação de perfilagem de NMR de exemplo 100a utiliza um sistema de perfilagem de NMR 108 numa região subterrânea 120 por baixo da superfície do solo 106. Uma operação de perfilagem de NMR pode incluir recursos adicionais ou diferentes que não são mostrados na FIG. 1A. Por exemplo, a operação de perfilagem de NMR 100a pode também utilizar 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 exemplo de furo de poço 104 mostrado na FIG. 1A seja desenhado como um furo de poço vertical, o sistema de perfilagem de NMR 108 pode ser usado com furos de poços verticais, furos de poços horizontais, furos de poços oblíquos, furos de poços curvos, ou combinações dos mesmos.

[006] O sistema de perfilagem de NMR de exemplo 108 inclui uma ferramenta de perfilagem 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 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 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 da ferramenta de perfilagem 102. 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 alguns 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 102, ou ambos. Em alguns casos, o subsistema de computação 110 pode ser implementado como uma ou mais estruturas de computação separadas mas em comunicação com o equipamento de superfície 112 e da ferramenta de perfilagem 102.

[008] Em algumas implementações, o subsistema de computação 110 está incorporado na ferramenta de perfilagem 102 e o subsistema de computação 110 e a ferramenta de perfilagem 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 102.

[009] O sistema de perfilagem de NMR 108 pode incluir equipamento de comunicação ou telemetria que permite comunicação entre o subsistema de computação 110, a ferramenta de perfilagem 102 e outros componentes do sistema de perfilagem de NMR 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 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 algumas modalidades, a ferramenta de perfilagem 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 alguns casos, o subsistema de computação 110 recebe dados de perfilagem, sinais de estado ou outros tipos de informações da ferramenta de perfilagem 102 ou de outra fonte.

[0010] Operações de de perfilagem de NMR podem ser realizadas em ligação 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 102 podem ser adaptados para vários tipos de operações de perfilagem de NMR. Por exemplo, a perfilagem de NMR 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 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 alguns exemplos, operações de perfilagem de NMR são realizadas durante operações de perfilagem de cabo de aço. A FIG. 1B mostra um sistema de poço de exemplo 100b que inclui a ferramenta de perfilagem NMR 102 em um ambiente de perfilagem de cabo de aço. Em algumas 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 cabo de aço 102 seja abaixada por cabo de aço ou de perfilagem no furo de poço 104.

[0012] Em alguns exemplos, operações de perfilagem de NMR são realizadas durante operações de perfuração. A FIG. 1C mostra um sistema de poço de exemplo 100c que inclui a ferramenta de perfilagem de NMR 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 alguns 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 102 e outros componentes. As ferramentas de perfilagem podem incluir ferramentas de medição durante a perfuração (MWD), ferramentas LWD e outras.

[0013] Em algumas implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem 102 inclui uma ferramenta de NMR para obter medições de NMR da região subterrânea 120. Como mostrado, por exemplo, na FIG. 1B, a ferramenta de perfilagem 102 pode ser suspensa no furo de poço 104 por uma tubulação em bobina, 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 algumas implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem 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 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 algumas implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem 102 coleta dados durante operações de perfuração quando ela se move para baixo através da região de interesse. Em algumas implementações de exemplo, a ferramenta de perfilagem 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] Em algumas implementações, a ferramenta de perfilagem 102 coleta dados em pontos de perfilagem distintos no furo de poço 104. Por exemplo, a ferramenta de perfilagem 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 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.

[0015] O subsistema de computação 110 pode receber e analisar os dados de medição da ferramenta de perfilagem 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 102 no furo de poço 104.

[0016] Em algumas implementações, a ferramenta de perfilagem 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.

[0017] A FIG. 2 representa um diagrama transversal de uma ferramenta de perfilagem de NMR 200 implantada no interior de um fundo de poço 204 através de um cabo fixo 224, de acordo com uma ou mais modalidades. Esta modalidade de exemplo apresenta uma aplicação de cabo de aço da ferramenta de perfilagem de NMR 200, mas a perfilagem de NMR 200 também pode fazer parte de um conjunto de perfuração como discutido acima. A ferramenta 200 inclui um corpo de ferramenta 206 e um dispositivo de medição periférico e/ou extensível 210. Um ou vários ímãs 208 podem estar localizados dentro ou no corpo da ferramenta 206, tal como os imãs 208a-c. Os ímãs 208 estão localizados externos ao dispositivo de medição 210 e, em algumas modalidades, os ímãs 208 são ímãs permanentes.

[0018] A configuração dos ímãs 208 na ferramenta 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 208 podem ser posicionados em qualquer outra orientação, com diferentes orientações de polaridade, tamanhos, formas, posicionamento. Podem também existir mais ou menos ímãs 208 do que os ilustrados na FIG. 2. A colocação dos ímãs no interior do corpo da ferramenta em vez de no dispositivo de medição 210 permite uma faixa mais ampla de configurações de ímãs, o que permite formas de campos magnéticos estáticos mais personalizáveis e desejáveis.

[0019] O dispositivo de medição 210 pode incluir uma almofada extensível a partir do corpo da ferramenta 206 e pode compreender qualquer forma adequada. Em algumas modalidades, o dispositivo de medição 210 pode ser mecanicamente acoplado ao corpo de ferramenta 206 através de um braço extensível 212 ou qualquer tipo de mecanismo de extensão, tal como mas não limitado a um braço telescópico ou extensão de tesoura, entre outros.

[0020] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de medição 210 pode ser armazenado numa porção rebaixada 214 do corpo de ferramenta 206 quando numa posição retraída. O dispositivo de medição 210 pode estar localizado em qualquer lugar em volta ou no corpo da ferramenta 206, tal como abaixo, acima, no lado de, e semelhantes. O dispositivo de medição 210 pode ser estendido a partir do corpo de ferramenta 206 para uma posição estendida para estar perto ou em contato com a parede de poço 216, como ilustrado na FIG. 2. Numa ou mais modalidades, o dispositivo de medição 210 pode ser extensível a várias distâncias, de modo a acomodar furos de poço 204 de tamanhos diferentes e/ou ajustar melhor a posição do dispositivo de medição 210 em relação à parede do poço 216.

[0021] O dispositivo de medição 210 inclui uma antena ou bobina de radiofrequência (RF) 218 configurada para emitir sinais de NMR. A bobina 218 pode estar localizada numa superfície do dispositivo de medição 210 ou embutida dentro do dispositivo de medição 210.

[0022] Durante uma operação de medição de NMR, a ferramenta 200 é trazida para uma posição dentro do poço 204, aproximando-se de uma região de interesse 220 na formação circundante. Os imãs 208 estão posicionados para gerar um campo magnético, B0, na região de interesse 220. A bobina 218 no dispositivo de medição 210 é acionada para gerar um campo magnético de radiofrequência, B1, na região de interesse 220. Em algumas modalidades, B0 e B1 são substancialmente ortogonais na região de interesse 220. Em algumas modalidades, o 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, B0 para a forma desejada. Os campos combinados B0 e B1 causam spins nucleares de polarização na formação, que, em algumas modalidades, são sensoreados pela bobina de RF 218, constituindo dados de perfilagem de NMR. Em algumas outras modalidades, os spins nucleares são sensoreados por uma bobina ou detector de RF separado. A bobina 218 pode incluir uma bobina radial, que produz um campo de RF radial B1 como ilustrado nas FIGS. 2 e 3, ou uma bobina tangencial que produz um campo de RF tangencial B1 como ilustrado na FIG. 5. Numa ou mais modalidades, a bobina 218 pode incluir uma bobina radial e uma bobina tangencial. Como ilustrado na ferramenta de corte 600 da FIG. 6, em algumas modalidades, o dispositivo de medição 610 pode incluir mais do que uma bobina 618 posicionada em qualquer posição em relação uma à outra, gerando um campo de RF combinado.

[0023] A bobina de RF 218 é acoplada eletricamente a e acionada por um controlador 222 Em uma ou mais modalidades, o controlador 222 está localizado dentro da ferramenta 200. O controlador 222 recebe e/ou processa os dados de NMR coletados pela bobina de RF 218 e comunica os dados no topo de poço. A bobina de RF 218 pode ser acionada em várias frequências ajustáveis com base no campo e esquema de pulso desejados. O controlador 222 pode também ser acoplado em comunicação para o subsistema de computador 110 através de um canal de comunicação, como um cabo de cabo de aço, e ser alimentado por uma fonte de energia local ou acima do solo através do cabo de cabo de aço.

[0024] A FIG. 3 representa uma vista em perspectiva de um exemplo da ferramenta de perfilagem de NMR 200, que inclui o corpo da ferramenta 206, os ímãs 208 e o dispositivo de medição 210. O dispositivo de medição 210 pode ter um contorno curvo 306 para contatar eficazmente a parede curva do furo de poço 216. Na FIG. 3, a bobina de RF 218 é acoplada à superfície externa 304 do dispositivo de medição 210. A bobina de RF 218 pode ser colocada em contato com a parede de furo de poço 216 quando o dispositivo de medição 210 está na posição estendida.

[0025] Na modalidade da FIG. 3, o campo magnético, B0, está substancialmente numa direção longitudinal (ou na direção z) e no campo magnético RF, B1, produzido pela bobina de RF radial 218 é substancialmente transversal e perpendicular à direção do campo magnético estático, B0. Os imãs superior e inferior 208a, 208c podem ser do mesmo tamanho e forma e configurados simetricamente em relação ao plano perpendicular ao eixo do ímã 208b no meio dos dois ímãs. Os imãs 208a, 208c produzem uma isolinha de campo magnético estático de forma côncava na área de interesse 220. A fim de combinar o isolamento do campo magnético estático com a sensibilidade de campo de RF o mais próximo possível, um pequeno imã 208b é colocado no meio para impulsionar o campo magnético, B0, na região intermediária e formar um campo magnético estático, B0, que é substancialmente diretamente na frente da janela da bobina de RF. As formas dos ímãs 208 não estão limitadas a cilindros. Por exemplo, ímãs em forma de anel podem ser usados se for necessário espaço para outros componentes.

[0026] A FIG. 4 representa uma vista em perspectiva de outra modalidade de uma ferramenta de perfilagem de NMR 400. A ferramenta 400 inclui um corpo de ferramenta 406 tendo um ímã 408 localizado na mesma. Nesta modalidade de exemplo, existe um único ímã longo 408 com pólos localizados nos seus lados 416a, 416b em vez de nas suas extremidades 418a, 418b. A ferramenta 400 também inclui um dispositivo de medição 410 com uma bobina RF 414 semelhante à da FIG. 3 Em algumas modalidades, os pólos do ímã 408 estão alinhados tangencialmente à bobina de RF 414. Tal configuração do imã 408 e da bobina de RF 414, que é uma bobina de RF radial 414, pode ser usada para gerar um campo magnético estático tangencial, B0, e um campo magnético de RF radial, B1, em uma área de interesse dentro de uma formação. Em algumas modalidades, o dispositivo de medição 410 também inclui um material de ímã macio 402. Em certas modalidades, pode ser preferível criar anisotropia macroscópica no material magnético de ímã 402, ou criando folgas na direção tangencial, ou utilizando um material anisotrópico que tenha uma permeabilidade substancialmente mais baixa na direção tangencial.

[0027] A FIG. 5 representa uma vista em perspectiva de outra modalidade de uma ferramenta de perfilagem de NMR 500. A ferramenta 500 inclui um corpo de ferramenta 506 tendo um ímã 508 localizado no mesmo. Nesta modalidade de exemplo, existe um único ímã longo 508 com pólos localizados nos seus lados 516a, 516b em vez de nas suas extremidades 518a, 518b. A ferramenta 500 também inclui um dispositivo de medição 510 com uma bobina de RF 514. Em algumas modalidades, a bobina de RF 514 é uma bobina tangencial e gera um campo magnético de RF tangencial, B1. O imã 508 pode ser orientado de modo que os polos fiquem alinhados ortogonalmente à bobina de RF 514, gerando assim um campo magnético radial estático, B0.

[0028] Em adição às modalidades descritas acima, muitos exemplos de combinações específicas estão dentro do escopo da divulgação, alguns dos quais são detalhados abaixo. Exemplo 1: Um dispositivo de ressonância magnética nuclear para caracterização subterrânea, compreendendo: um corpo de ferramenta; um controlador; um dispositivo de medição acoplado e extensível a partir do corpo da ferramenta, o dispositivo de medição incluindo uma bobina de radiofrequência que gera um campo magnético de radiofrequência (B1) em resposta a um sinal do controlador; e um ímã permanente acoplado ao corpo da ferramenta e separado do dispositivo de medição, o ímã permanente gerando um campo magnético estático (B0). Exemplo 2: O dispositivo da reivindicação 1, compreendendo ainda uma pluralidade de ímãs permanentes acoplados ao corpo da ferramenta. Exemplo 3: O dispositivo da reivindicação 1, em que B0 é substancialmente ortogonal a B1 numa região de interesse. Exemplo 4: O dispositivo da reivindicação 1, em que o corpo da ferramenta está acoplado a um cabo fixo. Exemplo 5: O dispositivo da reivindicação 1, em que a bobina de radiofrequência é controlável para receber um sinal produzido pelo spin nuclear induzido por B0, B1, ou ambos. Exemplo 6: O dispositivo da reivindicação 1, em que o dispositivo de medição compreende um material magnético macio. Exemplo 7: O dispositivo da reivindicação 1, em que a bobina de radiofrequência é acionável num esquema de frequência e pulso ajustável. Exemplo 8: O dispositivo da reivindicação 1, em que o ímã permanente está localizado dentro do corpo da ferramenta. Exemplo 9: Um dispositivo de ressonância magnética nuclear para caracterização subterrânea, compreendendo: um corpo de ferramenta compreendendo um ímã permanente localizado no mesmo, o ímã permanente que induz um campo magnético estático (B0) numa região de interesse; um dispositivo de medição periférica acoplado ao corpo da ferramenta, o dispositivo de medição compreendendo uma bobina de radiofrequência é controlável para gerar um campo magnético de radiofrequência (B1) na região de interesse, receber um sinal de resposta ou ambos; e um controlador comunicativamente acoplado à bobina de radiofrequência, o controlador é controlável para acionar a bobina de radiofrequência, processar o sinal de resposta ou ambos. Exemplo 10: O dispositivo da reivindicação 9, em que o dispositivo de medição é extensível para a região de interesse. Exemplo 11: O dispositivo da reivindicação 9, em que a bobina de radiofrequência compreende uma bobina radial, uma bobina tangencial ou ambas. Exemplo 12: O dispositivo da reivindicação 9, em que a bobina de radiofrequência é controlável para fornecer pulsos de ressonância magnética nuclear à região de interesse. Exemplo 13: O dispositivo da reivindicação 9, em que o dispositivo de medição compreende um material magnético macio. Exemplo 14: O dispositivo da reivindicação 9, em que B0 é substancialmente ortogonal a B1 numa região de interesse. Exemplo 15: O dispositivo da reivindicação 9, em que a bobina de radiofrequência está localizada numa superfície do dispositivo de medição ou embutida dentro do dispositivo de medição. Exemplo 16: Um método para caracterizar uma formação subterrânea com ressonância magnética nuclear, compreendendo: induzir um campo magnético estático (B0) através de um ímã permanente acoplado a ou dentro de um corpo de ferramenta de um dispositivo de ressonância magnética nuclear; gerar um campo magnético de radiofrequência (B1) através de uma primeira bobina de radiofrequência localizada num dispositivo de medição do dispositivo de ressonância magnética nuclear; e receber um sinal de resposta à ressonância magnética nuclear através da bobina de radiofrequência ou de uma segunda bobina de radiofrequência. Exemplo 17: O método da reivindicação 16, compreendendo ainda acionar a bobina de radiofrequência a uma frequência ajustável, esquema de pulsos, ou ambos. Exemplo 18: O método da reivindicação 16, compreendendo ainda mover o dispositivo de ressonância magnética nuclear para uma região de um poço aproximada de uma área de interesse. Exemplo 19: O método da reivindicação 16, compreendendo ainda estender o dispositivo de medição do dispositivo de ressonância magnética nuclear para uma parede do furo de poço. Exemplo 20: O método da reivindicação 16, compreendendo ainda processar o sinal de resposta de ressonância magnética nuclear em dados de caracterização de poços.

[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 ressonância magnética nuclear para caracterização subterrânea, compreendendo: um corpo de ferramenta (206); um controlador (222); e um dispositivo de medição (210) acoplado ao referido corpo de ferramenta (206) e extensível a partir do mesmo; caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um ímã permanente (208a, 208b, 208c) acoplado ao corpo de ferramenta (206) e localizado fora do dispositivo de medição (210), em que o dispositivo de medição (210) inclui uma bobina de radiofrequência (218) que gera um campo magnético de radiofrequência (B1) em resposta a um sinal do controlador (222), em que o ímã permanente (208a, 208b, 208c) gera um campo magnético estático (B0), em que a bobina de radiofrequência (218) é controlável para receber um sinal produzido por spin nuclear induzido por B0, B1 ou ambos, e em que o campo B0 tem uma direção longitudinal em uma região de interesse (220).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de ímãs permanentes (208a, 208b, 208c) acoplados ao corpo de ferramenta (206) ou localizados dentro do corpo de ferramenta (206).

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que B0 é ortogonal a B1 na região de interesse (220).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de ferramenta (206) é acoplado a um cabo fixo (224).

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (218) é acionável em um esquema de frequência e pulso ajustável.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (210) é extensível para a região de interesse (220).

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (218) compreende uma bobina radial, uma bobina tangencial ou ambas.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bobina de radiofrequência (218) é controlável para fornecer pulsos de ressonância magnética nuclear à região de interesse (220), ou está localizada em uma superfície do dispositivo de medição (210) ou embutida dentro do dispositivo de medição (210).

9. Método para caracterizar uma formação subterrânea com ressonância magnética nuclear, caracterizado pelo fato de que compreende: induzir um campo magnético estático (B0) através de um ímã permanente (208a, 208b, 208c) acoplado a um corpo de ferramenta (206) ou dentro do dito corpo de ferramenta (206) de um dispositivo de ressonância magnética nuclear; gerar um campo magnético de radiofrequência (B1) através de uma primeira bobina de radiofrequência (218) localizada em um dispositivo de medição (210) do dispositivo de ressonância magnética nuclear, o referido dispositivo de medição (210) sendo acoplado ao corpo de ferramenta (206) e extensível a partir do mesmo; e receber um sinal de resposta à ressonância magnética nuclear através da bobina de radiofrequência (218) ou de uma segunda bobina de radiofrequência (618), em que o ímã permanente (208a, 208b, 208c) está localizado fora do dispositivo de medição (210), e em que o campo B0 tem uma direção longitudinal em uma região de interesse (220).

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda acionar a bobina de radiofrequência (218) a uma frequência ajustável, um esquema de pulsos, ou ambos.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda mover o dispositivo de ressonância magnética nuclear para uma região de um poço aproximada da área de interesse (220).

12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda estender o dispositivo de medição (210) a partir do dispositivo de ressonância magnética nuclear para uma parede de furo de poço (216).

13. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda processar o sinal de resposta à ressonância magnética nuclear em dados de caracterização de poços.