BR112019005546B1 - APPARATUS FOR USE IN A HOLE AND METHOD FOR ACOUSTIC DETECTION IN A HOLE - Google Patents

APPARATUS FOR USE IN A HOLE AND METHOD FOR ACOUSTIC DETECTION IN A HOLE Download PDF

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Baker Hughes, A Ge Company, Llc
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Abstract

Métodos, sistemas, dispositivos e produtos para detecção acústica em um furo. As modalidades dos aparelhos compreendem um sensor acústico incluindo: um transdutor de pressão compreendendo um membro de flexão ligado a um meio óptico, o transdutor configurado para converter um sinal de pressão acústica de baixa amplitude e alta frequência dentro de um incidente de pressão de furo de poço nominal no transdutor para uma tensão alternada no meio óptico ao longo de um eixo do meio através do movimento do membro de flexão enquanto se suprime a conversão de sinais de baixa frequência e pressão constante em tensão do meio óptico, o sinal de pressão acústica propagado através de um fluido no fundo do poço acoplado ao transdutor; e um detector configurado para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio ao longo do eixo sendo pelo menos uma propriedade óptica do meio responsiva à tensão alternada no meio, de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo detector represente o sinal acústico.Methods, systems, devices and products for acoustic detection in a borehole. Embodiments of apparatus comprise an acoustic sensor including: a pressure transducer comprising a bending member connected to an optical means, the transducer configured to convert a low amplitude, high frequency acoustic pressure signal into a borehole pressure incident. nominal well in the transducer for an alternating voltage in the optical medium along a medium axis through movement of the bending member while suppressing the conversion of low frequency and constant pressure signals into optical medium voltage, the propagated acoustic pressure signal through a downhole fluid coupled to the transducer; and a detector configured to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium along the axis at least one optical property of the medium being responsive to the alternating voltage in the medium, such that the electromagnetic radiation received by the detector represents the acoustic signal.

Description

CAMPO DA DIVULGAÇÃODISCLOSURE FIELD

[0001] Esta divulgação se refere normalmente às ferramentas de perfuração e, em particular, aos métodos e aparelhos para conduzir a investigação acústica em uma perfuração que intercepta uma formação da terra. Mais particularmente, a divulgação se refere aos sensores e métodos acústicos de utilização de tais sensores acústicos em várias ferramentas, incluindo ferramentas de perfilagem acústica.[0001] This disclosure normally relates to drilling tools and, in particular, to methods and apparatus for conducting acoustic investigation in a borehole that intersects a land formation. More particularly, the disclosure relates to acoustic sensors and methods of using such acoustic sensors in various tools, including acoustic profiling tools.

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃOFUNDAMENTALS OF DISCLOSURE

[0002] Poços de perfuração para vários fins são bem conhecidos. Esses poços podem ser perfurados para fins geotérmicos, para produzir hidrocarbonetos (por exemplo, petróleo e gás), para produzir água e assim por diante. A profundidade do poço pode variar de alguns milhares de pés a 25.000 pés ou mais. Em poços de hidrocarboneto, ferramentas de fundo de poço frequentemente incorporam vários sensores, instrumentos e dispositivos de controle, a fim de realizar qualquer número de operações de fundo de poço. As ferramentas de perfilagem acústica de fundo de poço, que são usadas para investigar recursos de subsuperfície, podem incluir um ou mais transmissores ou fontes acústicas e vários receptores acústicos. Adicional ou alternativamente, sensores acústicos independentes podem ser instalados dentro da perfuração, seja temporária ou permanentemente.[0002] Drilling wells for various purposes are well known. These wells can be drilled for geothermal purposes, to produce hydrocarbons (eg oil and gas), to produce water, and so on. Well depth can range from a few thousand feet to 25,000 feet or more. In hydrocarbon wells, downhole tools often incorporate various sensors, instruments and control devices in order to perform any number of downhole operations. Downhole acoustic profiling tools, which are used to investigate subsurface features, can include one or more acoustic transmitters or sources and multiple acoustic receivers. Additionally or alternatively, independent acoustic sensors can be installed inside the borehole either temporarily or permanently.

[0003] Em alguns casos, os transmissores emitem energia acústica no ambiente subsuperficial que circunda o furo de poço. Os sinais acústicos são refletidos por interfaces associadas ao furo de poço, estruturas do poço e/ou a formação. Os sinais acústicos refletidos são detectados pelos receptores na ferramenta de perfilagem e processados para fornecer estimativas de uma ou mais propriedades do furo de poço, estruturas do poço e/ou da formação. São conhecidos sistemas de perfuração dotados de um sistema acústico de “medição durante a perfilagem” (“LWD”) ou de “medição durante a perfuração” (“MWD”) como parte de um conjunto de fundo ou de um sistema de registro com fio após perfuração com um dispositivo acústico para a medição de propriedades de formações subsuperficiais (durante ou após a perfuração dos furos de poço), tais como, por exemplo, determinar a localização dos limites do leito de formação em torno do conjunto do fundo, como no sistema MWD, ou em torno do sistema de registro com fio.[0003] In some cases, transmitters emit acoustic energy into the subsurface environment surrounding the wellbore. Acoustic signals are reflected by interfaces associated with the wellbore, well structures and/or the formation. The reflected acoustic signals are detected by receivers in the logging tool and processed to provide estimates of one or more properties of the borehole, wellbore structure and/or formation. Drilling systems are known which have an acoustic "measure-while-logging" ("LWD") or "measure-while-drilling" ("MWD") acoustic system as part of a bottom assembly or wired recording system. after drilling with an acoustic device for measuring properties of subsurface formations (during or after drilling the well holes), such as, for example, determining the location of the formation bed boundaries around the bottom assembly, as in MWD system, or around the wired registration system.

[0004] Ao perfurar um furo de poço para recuperar o óleo da terra, geralmente é útil girar ou direcionar a broca do furo de poço para dentro ou para longe dos alvos subterrâneos. Dados acústicos podem ser usados para determinar a localização de uma broca na seção sísmica para facilitar o geo-orientação. Com o Perfil sísmico vertical (VSP), a aquisição pode ser realizada entre uma ou mais fontes acústicas (sísmicas) sobre ou perto da superfície da terra e receptores da terra, como, por exemplo, em um furo de poço. A resposta de um sensor acústico, como um sensor sísmico (por exemplo, um hidrofone) em várias profundidades em um furo de poço para fontes na superfície pode ser registrada como medições no fundo do poço.[0004] When drilling a borehole to recover oil from the earth, it is often helpful to rotate or direct the borehole bit into or away from underground targets. Acoustic data can be used to determine the location of a drill in the seismic section to facilitate geo-orientation. With Vertical Seismic Profiling (VSP), acquisition can be performed between one or more acoustic (seismic) sources on or near the earth's surface and earth receivers, for example in a borehole. The response from an acoustic sensor such as a seismic sensor (eg a hydrophone) at various depths in a borehole to surface sources can be recorded as downhole measurements.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃODISCLOSURE SUMMARY

[0005] Em aspectos, a presente divulgação se refere aos métodos e aparelhos para realizar avaliação da formação em um furo de poço que intercepta uma formação de terra, incluindo a estimativa de pelo menos um parâmetro de interesse relacionado à formação, tal como, por exemplo, uma propriedade de um limite refletivo acústico na formação.[0005] In aspects, the present disclosure refers to the methods and apparatus for carrying out formation evaluation in a wellbore that intersects an earth formation, including the estimation of at least one formation-related parameter of interest, such as, for example, a property of an acoustic reflective boundary in the formation.

[0006] As modalidades dos aparelhos podem compreender um sensor acústico incluindo: um transdutor de pressão compreendendo um elemento de flexão ligado a um meio óptico, o transdutor configurado para converter um sinal acústico de pressão de baixa amplitude e baixa frequência dentro de uma pressão de furo de poço nominal incidente no transdutor para uma tensão alternada no meio óptico ao longo de um eixo do meio através do movimento do elemento de flexão enquanto se suprime a conversão de sinais de baixa frequência e pressão constante em tensão do meio óptico, o sinal acústico de pressão propagado através de um fluido no fundo do poço acoplado ao transdutor; e um detector configurado para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio ao longo do eixo, sendo pelo menos uma propriedade óptica do meio responsiva À tensão alternada no meio, de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo detector represente o sinal acústico. O transdutor de pressão pode compreender uma interface entre reservatórios contendo um fluido de reservatório, com a interface compreendendo o membro de flexão e pelo menos uma abertura que provê a comunicação do fluido do reservatório entre os reservatórios.[0006] Embodiments of apparatus may comprise an acoustic sensor including: a pressure transducer comprising a bending element connected to an optical means, the transducer configured to convert a low amplitude, low frequency acoustic pressure signal into a pressure of nominal borehole incident on the transducer for an alternating voltage in the optical medium along a medium axis through movement of the bending element while suppressing the conversion of low frequency signals and constant pressure into optical medium voltage, the acoustic signal of pressure propagated through a fluid at the bottom of the well coupled to the transducer; and a detector configured to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium along the axis, at least one optical property of the medium being responsive to the alternating voltage in the medium, such that the electromagnetic radiation received by the detector represents the acoustic signal. The pressure transducer may comprise an interface between reservoirs containing a reservoir fluid, with the interface comprising the bending member and at least one aperture providing for communication of reservoir fluid between the reservoirs.

[0007] O aparelho pode compreender uma porção de uma coluna de perfuração e o ruído da pressão ambiente pode compreender a vibração da coluna de perfuração. A radiação recebida compreende pelo menos uma de: i) radiação transmitida através de uma grade de Bragg (FBG) de fibra no meio; ii) radiação refletida de uma grade de Bragg (FBG) de fibra no meio. Uma razão de uma amplitude de sinal média do sinal acústico de pressão de alta frequência para a pressão nominal de furo de poço pode ser inferior a 10-3.[0007] The apparatus may comprise a portion of a drill string and the ambient pressure noise may comprise the vibration of the drill string. The received radiation comprises at least one of: i) radiation transmitted through a fiber Bragg grating (FBG) in the medium; ii) radiation reflected from a fiber Bragg grating (FBG) in the middle. A ratio of an average signal amplitude of the high frequency acoustic pressure signal to the nominal wellbore pressure can be less than 10-3.

[0008] O transdutor de pressão pode ser configurado para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente de baixa frequência. A abertura e os reservatórios podem ser configurados para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente utilizando o fluxo de desvio do fluido do reservatório através da abertura via equalização de pressão. O elemento de flexão pode compreender pelo menos um de: i) uma membrana; e ii) uma barra curvadora. A pelo menos uma abertura pode compreender pelo menos uma de: i) uma fenda no membro de flexão; e ii) um tubo capilar. A pelo menos uma abertura pode compreender uma pluralidade de fendas e o elemento de flexão pode compreender uma parte da interface entre uma primeira fenda da pluralidade e uma segunda fenda da pluralidade.[0008] The pressure transducer can be configured to mechanically filter low frequency ambient pressure noise in fluid. The aperture and reservoirs can be configured to mechanically filter in fluid noise from ambient pressure utilizing the bypass flow of reservoir fluid through the aperture via pressure equalization. The bending element may comprise at least one of: i) a membrane; and ii) a bending bar. The at least one opening may comprise at least one of: i) a slit in the bending member; and ii) a capillary tube. The at least one opening can comprise a plurality of slots and the bending element can comprise a part of the interface between a first slot of the plurality and a second slot of the plurality.

[0009] O transdutor de pressão pode incluir uma segunda interface entre um dos reservatórios e o fluido do fundo do poço, a segunda interface compreendendo um segundo elemento de flexão que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor. Um primeiro reservatório dos reservatórios pode ser definido por um primeiro membro de reservatório e um segundo reservatório dos reservatórios pode ser definido por um segundo membro de reservatório. O primeiro membro de reservatório pode ser recebido pelo segundo membro de reservatório.[0009] The pressure transducer may include a second interface between one of the reservoirs and the downhole fluid, the second interface comprising a second bending element that responds to the high frequency acoustic pressure signal incident on the transducer. A first reservoir of reservoirs may be defined by a first reservoir member and a second reservoir of reservoirs may be defined by a second reservoir member. The first reservoir member is receiveable by the second reservoir member.

[0010] As dimensões e orientações dos reservatórios podem ser configuradas para suprimir os sinais de pressão quasi-hidrostática induzidos por aceleração, produzindo uma pressão no elemento de flexão no primeiro reservatório substancialmente igual a outra pressão no elemento de flexão no segundo reservatório. Em algumas modalidades dos aparelhos, todo plano normal a uma linha que intercepta o centro de gravidade dos volumes combinados de fluido do reservatório intercepta: i) tanto o primeiro reservatório quanto o segundo reservatório ou ii) nem o primeiro reservatório nem o segundo reservatório.[0010] The dimensions and orientations of the reservoirs can be configured to suppress acceleration-induced quasi-hydrostatic pressure signals, producing a pressure in the flexing element in the first reservoir substantially equal to another pressure in the flexing element in the second reservoir. In some embodiments of apparatus, every plane normal to a line intersecting the center of gravity of the combined reservoir fluid volumes intersects: i) both the first reservoir and the second reservoir, or ii) neither the first reservoir nor the second reservoir.

[0011] O transdutor pode compreender um elemento de flexão que suporta o membro de flexão. O transdutor pode compreender um elemento de flexão que suporta o membro de flexão e é configurado para amplificar o movimento do membro de flexão. O meio pode compreender grades de Bragg em fibra posicionadas em relação ao elemento de flexão próximo a uma localização de deslocamento máximo do meio. O transdutor pode incluir um reservatório preenchido com um fluido de dilatação. O fluido de dilatação pode ser configurado para agir, responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência, como um sólido que transmite o sinal acústico de pressão de alta frequência para o membro flexionado e, responsivo ao ruído de pressão ambiente, como um líquido que impede a transmissão do ruído da pressão ambiente para o membro de flexão.[0011] The transducer may comprise a bending member supporting the bending member. The transducer may comprise a bending member that supports the bending member and is configured to amplify movement of the bending member. The medium may comprise fiber Bragg gratings positioned relative to the bending member near a location of maximum displacement of the medium. The transducer may include a reservoir filled with a swelling fluid. The dilation fluid can be configured to act, responsive to the high frequency pressure acoustic signal, as a solid that transmits the high frequency acoustic pressure signal to the flexed limb and, responsive to ambient pressure noise, as a liquid that prevents the transmission of ambient pressure noise to the bending member.

[0012] Os métodos incluem usar um transdutor de pressão compreendendo um membro de flexão ligado a um meio óptico para converter um sinal acústico de pressão de baixa amplitude e baixa frequência dentro de uma pressão de furo de poço nominal incidente no transdutor para uma tensão alternada no meio óptico ao longo de um eixo do meio através do movimento do elemento de flexão enquanto se suprime a conversão de sinais de baixa frequência e pressão constante em tensão do meio óptico, o sinal acústico de pressão propagado através de um fluido no fundo do poço acoplado ao transdutor; e usar um detector para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio ao longo do eixo, sendo pelo menos uma propriedade óptica do meio responsiva à tensão alternada no meio, de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo detector represente o sinal acústico. Os métodos podem incluir o uso de informações de medição acústica para estimar um parâmetro de interesse, tal como uma propriedade da formação ou do furo de poço. O parâmetro de interesse pode ser pelo menos um de: i) uma lentidão de um volume de interesse da formação; ii) uma mensagem de comunicação de dados acústicos; iii) um afastamento do transdutor para uma parede do furo de poço; iv) uma geometria do furo de poço; e v) uma velocidade de som do fluido no fundo do poço.[0012] The methods include using a pressure transducer comprising a bending member connected to an optical means to convert a low-amplitude, low-frequency acoustic pressure signal within a nominal borehole pressure incident on the transducer to an alternating voltage in the optical medium along a medium axis through the movement of the bending element while suppressing the conversion of low frequency and constant pressure signals into voltage of the optical medium, the acoustic pressure signal propagated through a fluid at the bottom of the well coupled to the transducer; and using a detector to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium along the axis, at least one optical property of the medium being responsive to the alternating voltage in the medium such that the electromagnetic radiation received by the detector represents the acoustic signal. Methods may include using acoustic measurement information to estimate a parameter of interest, such as a formation or borehole property. The parameter of interest can be at least one of: i) a slowness of a volume of interest of the formation; ii) an acoustic data communication message; iii) an offset of the transducer to a wellbore wall; iv) a borehole geometry; and v) a sound velocity of the fluid at the bottom of the well.

[0013] Algumas modalidades incluem um produto de meio não transitório, lido por computador e acessível ao processador e com instruções sobre o mesmo que, quando executadas, fazem com que pelo menos um processador execute os métodos descritos anteriormente. As modalidades dos aparelhos podem incluir pelo menos um processador e uma memória de computador acessível a pelo menos um processador compreendendo um meio lido por computador com instruções sobre o mesmo que, quando executada, fazem com que pelo menos um processador execute os métodos descritos anteriormente.[0013] Some embodiments include a non-transient, computer-readable, processor-accessible medium product with instructions thereon that, when executed, cause at least one processor to execute the methods described above. Embodiments of the apparatus may include at least one processor and computer memory accessible to the at least one processor comprising a computer-readable medium with instructions thereon which, when executed, cause the at least one processor to execute the methods described above.

[0014] Exemplos de algumas características da divulgação podem ser resumidos de uma forma bastante ampla aqui a fim de que a descrição detalhada dos mesmos possa ser mais bem compreendida e a fim de que as contribuições que elas representam para a técnica possam ser reconhecidas.[0014] Examples of some features of the disclosure can be summarized quite broadly here in order that the detailed description thereof can be better understood and in order that the contributions they represent to the art can be recognized.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0015] Para uma compreensão detalhada da presente divulgação, deve ser feita referência à seguinte descrição detalhada das modalidades tomada em conjunto com os desenhos anexos nos quais os elementos semelhantes receberam numerais semelhantes, em que: As FIGS. 1A e 1B ilustram os componentes de sistemas de acordo com as modalidades da presente divulgação; As FIGS. 2A a 2C são diagramas esquemáticos que ilustram a operação de modalidades do dispositivo incluindo sensores acústicos de acordo com modalidades da presente divulgação; FIG. 3A mostra um diagrama esquemático que ilustra um sensor acústico de acordo com as modalidades da presente divulgação; FIG. 3B ilustra um sensor incluindo múltiplos transdutores de pressão em uma única fibra; As FIGS. 4A a 4H ilustram transdutores de acordo com as modalidades da presente divulgação; As FIGS. 5A e 5B ilustram componentes do transdutor de acordo com as modalidades da presente divulgação; A FIG. 6 ilustra outro transdutor de acordo com as modalidades da presente divulgação; A FIG. 7A mostra um fluxograma que ilustra os métodos para realizar a perfilagem de poços em um furo de poço que intercepta uma formação de terra de acordo com as modalidades da presente divulgação; A FIG. 7B mostra um fluxograma que ilustra os métodos para obter dados acústicos.[0015] For a detailed understanding of the present disclosure, reference should be made to the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings in which like elements have been given like numerals, in which: FIGS. 1A and 1B illustrate components of systems in accordance with embodiments of the present disclosure; FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams illustrating operation of device embodiments including acoustic sensors in accordance with embodiments of the present disclosure; FIG. 3A shows a schematic diagram illustrating an acoustic sensor in accordance with the embodiments of the present disclosure; FIG. 3B illustrates a sensor including multiple pressure transducers in a single fiber; FIGS. 4A to 4H illustrate transducers in accordance with embodiments of the present disclosure; FIGS. 5A and 5B illustrate transducer components in accordance with embodiments of the present disclosure; FIG. 6 illustrates another transducer in accordance with embodiments of the present disclosure; FIG. 7A shows a flowchart illustrating methods for performing well logging in a borehole intersecting an earth formation in accordance with the embodiments of the present disclosure; FIG. 7B shows a flowchart illustrating methods for obtaining acoustic data.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0016] Aspectos da presente divulgação se referem aos aparelhos e métodos para a perfilagem de poços acústicos, incluindo a medição e interpretação de fenômenos físicos indicativos de parâmetros de interesse da formação, do furo de poço ou dos fluidos do fundo de poço, incluindo perfil sísmico vertical (utilizando medições sísmicas do furo de poço). Os aspectos da presente divulgação incluem um novo sensor acústico (por exemplo, um hidrofone) bem adequado para detectar diferenças de pressão muito pequenas (por exemplo, sinais acústicos) em um ambiente de alta pressão. Os aspectos da divulgação podem ser adequados para a detecção de limites refletivos acusticamente (aqui referidos como “refletores” ou “limites”), por exemplo, estruturas geológicas e parâmetros relacionados de interesse (por exemplo, propriedades desses limites) de dados de conjuntos acústicos de furo de poço.[0016] Aspects of this disclosure refer to apparatus and methods for profiling acoustic wells, including the measurement and interpretation of physical phenomena indicative of parameters of interest in the formation, the wellbore or the bottom-hole fluids, including profile vertical seismic (using borehole seismic measurements). Aspects of the present disclosure include a novel acoustic sensor (e.g., a hydrophone) well suited to detecting very small pressure differences (e.g., acoustic signals) in a high-pressure environment. Aspects of the disclosure may be suitable for detecting acoustically reflective boundaries (herein referred to as "reflectors" or "boundaries"), e.g. geological structures and related parameters of interest (e.g. properties of those boundaries) from acoustic ensemble data well hole.

[0017] Os aspectos da divulgação incluem a aquisição de um perfil sísmico vertical (VSP) usando um sensor dentro do furo do poço e uma fonte na superfície próxima ao poço. Medições VSP podem resultar em imagens de maior resolução que imagens sísmicas de superfície. Medições VSP também podem ser usadas para olhar para frente da broca durante as operações de perfuração. Uma fonte sísmica de superfície (por exemplo, um vibrador de placa em terra, uma pistola de ar no mar) pode ser usada para gerar os sinais acústicos detectados.[0017] Aspects of the disclosure include acquisition of a vertical seismic profile (VSP) using a sensor inside the wellbore and a surface source close to the wellbore. VSP measurements can result in higher resolution images than surface seismic images. VSP measurements can also be used to look ahead of the bit during drilling operations. A surface seismic source (eg plate shaker on land, air gun at sea) can be used to generate the detected acoustic signals.

[0018] As modalidades da divulgação incluem métodos de avaliação de uma formação de terra. Os métodos podem incluir a implementação de um conjunto de receptores sísmicos em um furo de poço e o registro de sinais sísmicos no conjunto de receptores que respondem a uma ativação de uma fonte sísmica em uma pluralidade de posições na superfície da terra. Para uma geometria de contorno, o método pode ainda incluir estimativas, desde tempos de viagem de ondas sísmicas da pluralidade de posições de origem até a pluralidade de receptores, velocidades de propagação de ondas sísmicas ao longo de uma pluralidade de intervalos. Os parâmetros estimados (por exemplo, velocidades verticais, parâmetros estimados de anisotropia, etc.) podem ser usados para processar mais dados sísmicos de superfície para fornecer uma imagem sísmica em profundidade para fins de interpretação.[0018] Disclosure modalities include methods of evaluating a land formation. Methods may include deploying a set of seismic receivers in a borehole and recording seismic signals on the set of receivers that respond to an activation of a seismic source at a plurality of positions on the earth's surface. For a boundary geometry, the method may further include estimations, from travel times of seismic waves from the plurality of source positions to the plurality of receivers, propagation velocities of seismic waves over a plurality of intervals. The estimated parameters (eg vertical velocities, estimated anisotropy parameters, etc.) can be used to process further surface seismic data to provide a depth seismic image for interpretation purposes.

[0019] Os aspectos da divulgação podem se referir à inversão sísmica, em que os dados de reflexão sísmica são processados para recuperar os parâmetros de interesse incluindo as propriedades de um volume de interesse da formação, tal como uma porção da matriz de rocha saturada. Tais parâmetros podem incluir impedância acústica, impedância de cisalhamento, densidade, parâmetros de anisotropia e assim por diante. A execução da inversão pode incluir o uso de outras restrições geradas a partir de medições adicionais do reservatório (por exemplo, registros de poços). Outros aspectos se referem à estimativa de lentidão de formação, mensagens de comunicação de dados acústicos (por exemplo, pulso de lama, etc.), isolamento acústico, paquímetro acústico, medições gerais da velocidade do som e assim por diante.[0019] Disclosure aspects may refer to seismic inversion, in which seismic reflection data are processed to recover the parameters of interest including the properties of a formation volume of interest, such as a portion of the saturated rock matrix. Such parameters may include acoustic impedance, shear impedance, density, anisotropy parameters and so on. Performing the inversion may include the use of other constraints generated from additional reservoir measurements (eg well logs). Other aspects relate to formation slowness estimation, acoustic data communication messages (eg, mud pulse, etc.), acoustic insulation, acoustic caliper, general sound velocity measurements, and so on.

[0020] Sabe-se detectar sinais acústicos em líquidos com hidrofones empregando fibras ópticas que transportam grades de Bragg (FBG) de fibra. Esses sensores usam o FBG em combinação com um transdutor de pressão que converte o sinal acústico (por exemplo, pressões alternadas) em tensão alternada que atua na fibra óptica ao longo do eixo da fibra. O FBG reflete uma pequena porção espectral da luz que se propaga na fibra óptica. O comprimento de onda central deste espectro muda com a quantidade medida (por exemplo, pressão), que é detectada usando um detector óptico em uma extremidade da fibra (detectando o espectro refletido ou o restante).[0020] It is known to detect acoustic signals in liquids with hydrophones employing optical fibers carrying fiber Bragg gratings (FBG). These sensors use the FBG in combination with a pressure transducer that converts the acoustic signal (eg alternating pressures) into an alternating voltage that acts on the optical fiber along the fiber axis. The FBG reflects a small spectral portion of the light that propagates in the optical fiber. The central wavelength of this spectrum changes with the measured quantity (eg pressure), which is detected using an optical detector at one end of the fiber (detecting the reflected spectrum or the remainder).

[0021] Em aspectos da presente divulgação, as grades de Bragg podem ser escritas na fibra ou outro meio óptico (por exemplo, vidro a granel ou folha de vidro) utilizando um laser de fentossegundo. Esta técnica permite a impressão de várias formas de grade, modificando o período e profundidade de grade e, portanto, perceber uma grande variedade de efeitos, incluindo grades apodizadas, pi-deslocado e chilreado, entre outros. Além disso, este processo pode ser aplicado a fibras ópticas padrão. Ao contrário, os métodos baseados em luz UV, que podem ser vantajosos em aplicações particulares, podem requerer núcleos de fibra fotossensíveis e podem sofrer escurecimento por hidrogênio em condições de fundo de poço. O uso do processo baseado em laser de fentossegundo pode aumentar a vida útil da fibra e reduzir potencialmente os custos de embalagem.[0021] In aspects of the present disclosure, Bragg gratings can be written onto the fiber or other optical medium (e.g. bulk glass or sheet glass) using a femtosecond laser. This technique allows printing of various grid shapes, modifying grid period and depth, and therefore realizing a wide variety of effects, including apodized, pi-shifted, and chirped grids, among others. Furthermore, this process can be applied to standard optical fibers. In contrast, UV light-based methods, which may be advantageous in particular applications, may require photosensitive fiber cores and may undergo hydrogen darkening under downhole conditions. Using the femtosecond laser-based process can increase fiber life and potentially reduce packaging costs.

[0022] Para obter hidrocarbonetos, tais como óleo e gás, os poços (furos de poços) são perfurados através de formações de subsuperfície contendo hidrocarbonetos. Recentemente, poços horizontais, que se estendem de vários milhares de metros (poços de “alcance estendido”), foram perfurados para acessar as reservas de hidrocarbonetos nos flancos do reservatório e desenvolver campos de satélites de plataformas marítimas existentes. As ferramentas de perfilagem acústica de fundo de poço, que são usadas para investigar recursos de subsuperfície, podem incluir um ou mais transmissores ou fontes acústicas e vários receptores acústicos. Alternativamente, o furo perfurado pode ser equipado com sensores acústicos independentes.[0022] To obtain hydrocarbons such as oil and gas, wells (well holes) are drilled through subsurface formations containing hydrocarbons. Recently, horizontal wells extending several thousand meters (“extended reach” wells) have been drilled to access hydrocarbon reserves on the reservoir flanks and to develop satellite fields from existing offshore platforms. Downhole acoustic profiling tools, which are used to investigate subsurface features, can include one or more acoustic transmitters or sources and multiple acoustic receivers. Alternatively, the drilled hole can be equipped with independent acoustic sensors.

[0023] As condições ambientais em poços profundos de petróleo, tais como, por exemplo, poços subterrâneos ou submarinos, são muito severas. As temperaturas podem se aproximar de 250 graus Celsius e as pressões podem atingir 20 a 30.000 psi (200 MPa) ou mais. Além das rigorosas especificações das ferramentas necessárias para evitar o desgaste prematuro ou a falha, essas pressões muito altas também exacerbam a pequena amplitude do sinal desejado e tornam problemática a detecção precisa do sinal. A variação no sinal acústico de pressão pode ser, por exemplo, 1 Pa a 10 kPa (10-4 a 1 psi), na pressão de deslocamento constante muito grande provida pela pressão ambiente do furo. Assim, uma razão de uma amplitude de sinal média do sinal acústico de pressão de alta frequência para a pressão nominal do furo é muitas vezes inferior a 10-3 e pode atingir o intervalo de 10-4 a 10-6 ou menos. Por exemplo, pode ser desejável que uma pressão de sinal inferior a 0,1 psi seja detectada em uma pressão de deslocamento de 20.000 psi ou mais.[0023] The environmental conditions in deep oil wells, such as, for example, underground or subsea wells, are very severe. Temperatures can approach 250 degrees Celsius and pressures can reach 20 to 30,000 psi (200 MPa) or more. In addition to the stringent tooling specifications needed to prevent premature wear or failure, these very high pressures also exacerbate the small amplitude of the desired signal and make accurate signal detection problematic. The variation in the acoustic pressure signal can be, for example, 1 Pa to 10 kPa (10-4 to 1 psi), at the very large constant displacement pressure provided by the ambient borehole pressure. Thus, a ratio of an average signal amplitude of the high frequency pressure acoustic signal to the nominal borehole pressure is often less than 10-3 and can range from 10-4 to 10-6 or less. For example, it may be desirable for a signal pressure of less than 0.1 psi to be detected at a displacement pressure of 20,000 psi or greater.

[0024] Assim, os aspectos da presente divulgação incluem métodos e aparelhos para uso em um furo que detecta os sinais acústicos. As modalidades gerais do aparelho podem compreender um sensor acústico incluindo um transdutor de pressão que compreende um membro de flexão ligado a um meio óptico. Um sinal acústico de pressão pode ser propagado através de um fluido no fundo do poço acoplado ao transdutor. O transdutor pode ser configurado para converter um sinal acústico de pressão de baixa amplitude e alta frequência dentro de uma pressão de furo nominal incidente no transdutor para uma tensão alternada no meio óptico ao longo de um eixo do meio através do movimento do membro de flexão. A configuração pode ser de maneira tal que isto seja conseguido ao mesmo tempo em que se suprime a conversão tanto de sinais de baixa frequência quanto de sinais de pressão constante em tensão do meio óptico. O transdutor de pressão pode ser configurado adicionalmente para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente de baixa frequência.[0024] Thus, aspects of the present disclosure include methods and apparatus for use in a hole that detect acoustic signals. General embodiments of the apparatus may comprise an acoustic sensor including a pressure transducer comprising a bending member connected to an optical means. An acoustic pressure signal can be propagated through a downhole fluid coupled to the transducer. The transducer may be configured to convert a low amplitude, high frequency acoustic pressure signal within a nominal bore pressure incident on the transducer to an alternating voltage in the optical medium along a medium axis through movement of the bending member. The configuration can be such that this is achieved while suppressing the conversion of both low frequency signals and constant pressure signals into voltage from the optical medium. The pressure transducer can be further configured to mechanically filter out low frequency ambient pressure noise in fluid.

[0025] Um detector pode ser configurado para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio ao longo do eixo, com a pelo menos uma propriedade óptica do meio sendo responsiva à tensão alternada no meio, de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo meio detector represente o sinal acústico. Ver, por exemplo, a Patente US 6.396.572 de Chang et al.[0025] A detector may be configured to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium along the axis, with the at least one optical property of the medium being responsive to the alternating voltage in the medium, such that the electromagnetic radiation received by the detector medium represents the acoustic signal. See, for example, US Patent 6,396,572 to Chang et al.

[0026] Em modalidades particulares, o transdutor de pressão compreende uma interface entre os reservatórios contendo um fluido de reservatório. A interface pode incluir o elemento de flexão e pelo menos uma abertura que permite a comunicação do fluido do reservatório entre os reservatórios. A abertura e os reservatórios podem ser configurados para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente utilizando o fluxo de desvio do fluido do reservatório através da abertura via equalização de pressão. O transdutor de pressão pode incluir adicionalmente uma segunda interface entre um dos reservatórios e o fluido do fundo do poço, a segunda interface compreendendo um segundo membro de flexão que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor. O transdutor pode incluir um elemento de flexão que suporta o membro de flexão.[0026] In particular embodiments, the pressure transducer comprises an interface between reservoirs containing a reservoir fluid. The interface may include the flex element and at least one opening that allows communication of reservoir fluid between the reservoirs. The aperture and reservoirs can be configured to mechanically filter in fluid noise from ambient pressure utilizing the bypass flow of reservoir fluid through the aperture via pressure equalization. The pressure transducer may further include a second interface between one of the reservoirs and the downhole fluid, the second interface comprising a second bending member that responds to the high frequency acoustic pressure signal incident on the transducer. The transducer may include a bending member that supports the bending member.

[0027] Em outras modalidades, o transdutor pode ser implementado com um reservatório preenchido com um fluido de dilatação. O fluido de dilatação pode ser configurado para agir, responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência, como um sólido que transmite o sinal acústico de pressão de alta frequência para o membro de flexão; responsivo ao ruído de pressão ambiente, o fluido de dilatação pode ser configurado para agir como um líquido que impede a transmissão do ruído da pressão ambiente para o membro de flexão.[0027] In other embodiments, the transducer can be implemented with a reservoir filled with an expansion fluid. The dilating fluid can be configured to act, responsive to the high frequency pressure acoustic signal, like a solid transmitting the high frequency pressure acoustic signal to the bending member; Responsive to ambient pressure noise, the swelling fluid can be configured to act as a liquid preventing the transmission of ambient pressure noise to the bending member.

[0028] Aspectos da presente divulgação se referem à utilização de pelo menos um sensor acústico como parte de uma ou mais ferramentas de registro de poços acústicos no poço ou sistemas de sensores distribuídos para produzir informações acústicas que respondem a um sinal de pressão recebido no sensor da formação da terra. O sinal pode ser de natureza sísmica ou pode ser gerado de excitações no furo. Pelo menos um receptor acústico pode ser disposto no furo. A informação é indicativa de um parâmetro de interesse. O termo “informação”, tal como aqui utilizado, inclui qualquer forma de informação (analógica, digital, EM, impressa, etc.) e pode incluir um ou mais de: dados brutos, dados processados e sinais.[0028] Aspects of the present disclosure refer to the use of at least one acoustic sensor as part of one or more acoustic well recording tools in the well or distributed sensor systems to produce acoustic information that responds to a pressure signal received at the sensor of earth formation. The signal may be seismic in nature or may be generated from excitations in the borehole. At least one acoustic receiver can be disposed in the hole. The information is indicative of a parameter of interest. The term "information", as used herein, includes any form of information (analog, digital, EM, print, etc.) and can include one or more of: raw data, processed data and signals.

[0029] Os métodos podem incluir estimar um parâmetro de interesse a partir da informação, avaliar a formação usando o parâmetro de interesse e/ou realizar outras operações de furo ou formação na dependência da localização dos pontos de reflexão, a localização do limite, o parâmetro de interesse da fronteira ou outros parâmetros de interesse derivados destes. Em modalidades particulares, um estado de operações de perfuração, características do poço ou formação ou orientação de componentes da ferramenta de fundo de poço, pode ser estimado usando o parâmetro de interesse e então usado na execução de uma operação como descrito anteriormente.[0029] The methods may include estimating a parameter of interest from the information, evaluating the formation using the parameter of interest and/or performing other drilling or formation operations depending on the location of the reflection points, the location of the boundary, the boundary parameter of interest or other parameters of interest derived from these. In particular embodiments, a state of drilling operations, wellbore characteristics or formation or orientation of downhole tool components, can be estimated using the parameter of interest and then used in performing an operation as described above.

[0030] Aspectos da presente divulgação estão sujeitos à aplicação em várias modalidades diferentes. O sensor pode ser usado em conjunto com um transportador, como uma coluna de perfuração, uma bobina, uma linha de elástica, uma linha eletrônica, uma linha fixa, etc. O sensor pode ser disposto na ferramenta para medição, implantado a partir da ferramenta ou implantado separadamente (precedendo ou subsequentemente ao transporte da ferramenta no furo). Os sensores, ferramentas de furo e outros componentes do sistema podem ser acoplados ou combinados com ferramentas adicionais incluindo, por exemplo, algum ou todo o sistema de processamento de informação, como mostrado na FIG. 1B, discutido em mais detalhes a seguir. Em algumas modalidades gerais, o transportador é implementado como uma coluna de ferramenta de um sistema de perfuração e a perfilagem de furo de poço acústica pode ser caracterizada como operações de “perfilagem durante perfuração” (LWD) ou “medição durante perfuração” (MWD). Como aqui descrito, “poço” ou “furo de poço” se refere a um único furo que constitui a totalidade ou parte de um poço perfurado. Dependendo da configuração, os sistemas mostrados aqui podem ser usados durante a perfuração e/ou após a formação do furo de poço incluindo, em alguns casos, após a instalação da infraestrutura de revestimento ou de produção. Embora um sistema de terra seja mostrado, os ensinamentos da presente divulgação também podem ser utilizados em aplicações marítimas ou submarinas. Como aqui descrito, “formações” se referem às várias características e materiais que podem ser encontrados em um ambiente de subsuperfície e circundam o furo.[0030] Aspects of the present disclosure are subject to application in several different embodiments. The sensor can be used together with a conveyor, such as a drill string, a coil, an elastic line, an electronic line, a fixed line, etc. The sensor can be disposed on the tool for measurement, deployed from the tool, or deployed separately (preceding or subsequent to transporting the tool into the hole). The sensors, hole tools and other components of the system can be coupled or combined with additional tools including, for example, some or all of the information processing system, as shown in FIG. 1B, discussed in more detail below. In some general embodiments, the conveyor is implemented as a tool string of a drilling system, and acoustic borehole logging can be characterized as "logging while drilling" (LWD) or "measuring while drilling" (MWD) operations. . As described herein, "well" or "wellhole" refers to a single hole that constitutes all or part of a drilled well. Depending on the configuration, the systems shown here can be used during drilling and/or after wellbore formation including, in some cases, after installation of casing or production infrastructure. Although a land system is shown, the teachings of the present disclosure can also be used in marine or subsea applications. As described herein, “formations” refer to the various features and materials that can be found in a subsurface environment and surround the borehole.

[0031] As FIGS. 1A e 1B ilustram os componentes de sistemas de acordo com as modalidades da presente divulgação. A FIG. 1A ilustra esquematicamente um sistema 100 tendo uma ferramenta de fundo de poço 10 configurada para adquirir informação para estimar um parâmetro de interesse de fundo de poço (por exemplo, um valor de uma propriedade da formação 80, furo 50 ou fluido de fundo de poço 90 nele) usando um instrumento de medição acústico. 40. Um módulo do transdutor 45 pode definir uma porção da superfície exterior do instrumento, se estender do corpo de ferramenta 30 para dentro do furo ou ser arrastado atrás do corpo de ferramenta 30. O pelo menos um instrumento de medição 40 responde ao parâmetro de interesse. Exemplos não limitantes de fluidos de fundo de poço incluem fluidos de perfuração, fluidos de retorno, fluidos de formação, fluidos de produção contendo um ou mais hidrocarbonetos, óleos e solventes utilizados em conjunto com ferramentas de fundo de poço, água, salmoura, fluidos projetados e combinações dos mesmos.[0031] FIGS. 1A and 1B illustrate components of systems in accordance with embodiments of the present disclosure. FIG. 1A schematically illustrates a system 100 having a downhole tool 10 configured to acquire information to estimate a downhole parameter of interest (e.g., a value of a formation property 80, hole 50, or downhole fluid 90 on it) using an acoustic measuring instrument. 40. A transducer module 45 may define a portion of the instrument's exterior surface, extend from the tool body 30 into the hole, or be drawn behind the tool body 30. The at least one measurement instrument 40 responds to the parameter of interest. Non-limiting examples of downhole fluids include drilling fluids, return fluids, formation fluids, production fluids containing one or more hydrocarbons, oils and solvents used in conjunction with downhole tools, water, brine, projected fluids and combinations thereof.

[0032] O sistema 100 pode incluir uma torre convencional 60 erguida num piso de torre 70. Um dispositivo de transporte (transportador 15) que pode ser rígido ou não rígido pode ser configurado para transportar a ferramenta de fundo de poço 10 para o furo de poço 50 próximo a um volume de interesse 80 de uma formação de terra 85. O transportador 15 pode ser uma coluna de perfuração, tubulação espiralada, um cabo liso, uma linha eletrônica, um cabo de aço, etc. A ferramenta de fundo de poço 10 pode ser acoplada ou combinada com ferramentas adicionais, por exemplo, parte ou todo o sistema de processamento de informação (inserir). Assim, dependendo da configuração, a ferramenta 10 pode ser usada durante a perfuração e/ou após o furo de poço 50 ter sido formado. Como aqui descrito, “poço” ou “furo de poço” se refere a um único furo que constitui a totalidade ou parte de um poço perfurado. Embora um sistema de terra seja mostrado, os ensinamentos da presente divulgação também podem ser utilizados em aplicações marítimas ou submarinas. O transportador 15 pode incluir condutores embutidos para energia e/ou dados para fornecer sinal e/ou comunicação de energia entre o equipamento de superfície e de poço (por exemplo, um cabo de sete condutores). O transportador 15 pode incluir um conjunto de fundo de poço pode incluir um motor de perfuração para girar uma broca de perfuração.[0032] The system 100 may include a conventional tower 60 erected on a tower floor 70. A transport device (conveyor 15) which may be rigid or non-rigid may be configured to transport the downhole tool 10 to the drill hole. well 50 close to a volume of interest 80 of an earth formation 85. The conveyor 15 may be a drill string, coiled tubing, a flat cable, an electronic line, a steel cable, etc. The downhole tool 10 can be coupled or combined with additional tools, for example part or all of the information processing system (insert). Thus, depending on the configuration, the tool 10 can be used during drilling and/or after the wellbore 50 has been formed. As described herein, "well" or "wellhole" refers to a single hole that constitutes all or part of a drilled well. Although a land system is shown, the teachings of the present disclosure can also be used in marine or subsea applications. Conveyor 15 may include embedded power and/or data conductors to provide signal and/or power communication between surface and downhole equipment (e.g., a seven-conductor cable). The conveyor 15 may include a downhole assembly may include a drill motor for rotating a drill bit.

[0033] O fluido do fundo de poço (por exemplo, fluido de perfuração ou “lama”) 90 pode estar presente entre a formação 85 e a ferramenta de fundo de poço 10. Um sistema de controle de superfície 65 recebe sinais do (s) instrumento (s) de medição acústica (s) 40 e outros sensores utilizados no sistema 100 e processa esses sinais de acordo com instruções programadas fornecidas ao sistema de controle da superfície 65. O sistema de controle de superfície 65 pode exibir os parâmetros desejados e outras informações em um visor/monitor que é utilizado por um operador. O sistema de controle de superfície 65 pode se comunicar ainda com um sistema de controle de fundo de poço 20 em uma localização adequada na ferramenta de fundo de poço 10. O sistema de controle de superfície 65 pode processar dados relacionados às operações e dados dos sensores 40 e pode controlar uma ou mais operações de fundo do poço realizadas pelo sistema 100.[0033] The downhole fluid (e.g., drilling fluid or "mud") 90 may be present between the formation 85 and the downhole tool 10. A surface control system 65 receives signals from the (s) ) acoustic measurement instrument(s) 40 and other sensors used in the system 100 and processes these signals in accordance with programmed instructions supplied to the surface control system 65. The surface control system 65 can display the desired parameters and other information on a display/monitor that is used by an operator. The surface control system 65 can further communicate with a downhole control system 20 at a suitable location on the downhole tool 10. The surface control system 65 can process data related to operations and sensor data 40 and may control one or more downhole operations performed by system 100.

[0034] Em uma modalidade, os componentes eletrônicos 30 associados ao sensor 40 podem ser configurados para registrar e/ou processar a informação obtida. Certas modalidades da presente divulgação podem ser implementadas com um ambiente de hardware que inclui um processador de informação 17, um meio de armazenamento de informação 13, um dispositivo de entrada 11, memória de processador 9 e pode incluir meio de armazenamento de informação periférica 19. O ambiente de hardware pode estar no poço, na sonda ou em um local remoto. Além disso, os vários componentes do ambiente de hardware podem ser distribuídos entre esses locais. O dispositivo de entrada 11 pode ser qualquer leitor de dados ou dispositivo de entrada do usuário, como leitor de cartão de dados, teclado, porta USB, etc. O meio de armazenamento de informação 13 armazena a informação fornecida pelos detectores. O suporte de armazenamento de informações 13 pode incluir qualquer meio não transitório legível por computador para armazenamento padrão de informações do computador, como uma unidade USB, cartão de memória, disco rígido, RAM removível, EPROMs, EAROMs, memórias de flash e discos ópticos ou outro sistema de armazenamento de memória comumente usado sistema conhecido por um versado na matéria, incluindo o armazenamento baseado na Internet. O meio de armazenamento de informações 13 armazena um programa que, quando executado, faz com que o processador de informação 17 execute o método divulgado. O meio de armazenamento de informação 13 também pode armazenar a informação de formação fornecida pelo usuário, ou a informação de formação pode ser armazenada num meio de armazenamento de informação periférica 19, que pode ser qualquer dispositivo de armazenamento de informação de computador padrão, como uma unidade USB, cartão de memória, disco rígido, memória RAM removível ou outro sistema de armazenamento de memória comumente usado por um versado na técnica, incluindo o armazenamento baseado na Internet. O processador de informação 17 pode ser qualquer forma de computador ou hardware de processamento matemático, incluindo hardware baseado na Internet. Quando o programa é carregado a partir do meio de armazenamento de informações 13 na memória do processador 9 (por exemplo, RAM do computador), o programa, quando executado, faz com que o processador de informações 17 recupere informações de detector a partir do meio de armazenamento de informação 13 ou do meio de armazenamento de informações periférico 19 e processe as informações para estimar um parâmetro de interesse. O processador de informação 17 pode estar localizado na superfície ou no fundo de poço.[0034] In one embodiment, the electronic components 30 associated with the sensor 40 can be configured to record and/or process the information obtained. Certain embodiments of the present disclosure may be implemented with a hardware environment that includes an information processor 17, an information storage medium 13, an input device 11, processor memory 9 and may include peripheral information storage medium 19. The hardware environment can be in the well, on the rig or at a remote location. Additionally, the various components of the hardware environment can be distributed across these locations. Input device 11 can be any data reader or user input device such as data card reader, keyboard, USB port, etc. The information storage means 13 stores the information provided by the detectors. The information storage medium 13 may include any non-transient computer-readable medium for standard computer information storage, such as a USB drive, memory card, hard disk, removable RAM, EPROMs, EAROMs, flash memories and optical discs or another commonly used memory storage system known to one of ordinary skill in the art, including Internet-based storage. Information storage means 13 stores a program that, when executed, causes information processor 17 to perform the disclosed method. The information storage medium 13 may also store training information provided by the user, or the training information may be stored on a peripheral information storage medium 19, which may be any standard computer information storage device, such as a USB drive, memory card, hard disk, removable RAM or other memory storage system commonly used by one skilled in the art, including Internet-based storage. Information processor 17 can be any form of computer or math processing hardware, including Internet-based hardware. When the program is loaded from the information storage medium 13 into the memory of the processor 9 (e.g., computer RAM), the program, when executed, causes the information processor 17 to retrieve detector information from the medium. of information storage 13 or peripheral information storage medium 19 and process the information to estimate a parameter of interest. The information processor 17 can be located at the surface or downhole.

[0035] O termo “informação” como usado aqui inclui qualquer forma de informações (analógica, digital, EM, impressa, etc.). Tal como aqui utilizado, um processador é qualquer dispositivo de processamento de informações que transmite, recebe, manipula, converte, calcula, modula, transpõe, transporta, armazena ou utiliza informações. Em vários aspectos não limitativos da divulgação, um dispositivo de processamento de informação inclui um computador que executa instruções programadas para executar vários métodos. Essas instruções podem fornecer a operação do equipamento, controle, coleta e análise de dados e outras funções além das funções descritas nesta divulgação. O processador pode executar instruções armazenadas em memória de computador acessíveis ao processador ou pode empregar lógica implementada como matrizes de portas programáveis em campo ('FPGAs'), circuitos integrados específicos da aplicação ('ASICs'), outro hardware de lógica combinatória ou sequencial e assim por diante.[0035] The term “information” as used herein includes any form of information (analog, digital, EM, print, etc.). As used herein, a processor is any information processing device that transmits, receives, manipulates, converts, computes, modulates, transposes, transports, stores or uses information. In various non-limiting aspects of the disclosure, an information processing device includes a computer that executes programmed instructions to perform various methods. These instructions may provide for equipment operation, control, data collection and analysis, and other functions in addition to the functions described in this disclosure. The processor may execute instructions stored in computer memory accessible to the processor, or it may employ logic implemented as field-programmable gate arrays ('FPGAs'), application-specific integrated circuits ('ASICs'), other combinatorial or sequential logic hardware, and so on.

[0036] Para realizar as medições durante um único desarme, a ferramenta pode usar uma transmissão de alta largura de banda para transmitir as informações adquiridas pelos detectores 20, 30 para a superfície para análise. Por exemplo, uma linha de comunicação para transmitir a informação adquirida pode ser uma fibra óptica, um condutor de metal ou qualquer outro meio condutor de sinal adequado. Deve-se perceber que o uso de uma linha de comunicação de “alta largura de banda” pode permitir que o pessoal de superfície monitore e controle as operações em “tempo quase real.”[0036] To perform the measurements during a single trip, the tool can use a high bandwidth transmission to transmit the information acquired by the detectors 20, 30 to the surface for analysis. For example, a communication line for transmitting the acquired information can be an optical fiber, a metal conductor or any other suitable signal conducting medium. It should be realized that the use of a “high bandwidth” communication line can allow surface personnel to monitor and control operations in “near real time.”

[0037] Um ponto de novidade do sistema ilustrado na FIG. 1A é que o sistema de controle de superfície 65 e/ou o sistema de controle de fundo de poço 20 estão configurados para executar certos métodos (discutidos a seguir) que não estão na técnica anterior. Um sistema de controle de superfície ou sistema de controle de fundo de poço pode ser configurado para controlar a ferramenta descrita anteriormente e quaisquer sensores incorporados e para estimar um parâmetro de interesse de acordo com os métodos aqui descritos.[0037] A novelty point of the system illustrated in FIG. 1A is that surface control system 65 and/or downhole control system 20 are configured to perform certain methods (discussed below) that are not in the prior art. A surface control system or downhole control system can be configured to control the previously described tool and any incorporated sensors and to estimate a parameter of interest according to the methods described herein.

[0038] Aspectos da presente divulgação estão sujeitos à aplicação em várias modalidades diferentes. Em algumas modalidades gerais, o transportador 15 é implementado como uma coluna de ferramenta de um sistema de perfuração e as medições tomadas no poço podem ser caracterizadas como operações de “perfilagem durante a perfuração” (LWD) ou “medição durante a perfuração” (MWD).[0038] Aspects of the present disclosure are subject to application in several different embodiments. In some general embodiments, the conveyor 15 is implemented as a tool string of a drilling system and the measurements taken in the well can be characterized as "profiling while drilling" (LWD) or "measuring while drilling" (MWD) operations. ).

[0039] A FIG. 1B mostra uma modalidade exemplar de um sistema MWD para avaliação de uma formação de terra utilizando medições de uma ferramenta de medição acústica. O sistema 101 inclui um transportador 111 que é mostrado disposto em um furo de poço ou poço 50 que penetra pelo menos em uma formação de terra 195. O sistema 101 também inclui uma ferramenta 110 configurada para fazer medições acústicas no furo.[0039] FIG. 1B shows an exemplary embodiment of an MWD system for evaluating a land formation using measurements from an acoustic measurement tool. System 101 includes a conveyor 111 that is shown disposed in a borehole or shaft 50 that penetrates at least one earth formation 195. System 101 also includes a tool 110 configured to take acoustic measurements in the borehole.

[0040] A FIG 1B mostra uma coluna de perfuração 120 incluindo um conjunto de fundo de poço (BHA) 190 transportada no poço 50 como o transportador. O sistema de perfuração 101 inclui uma torre convencional 111 erguida em uma plataforma ou piso 112 que apoia uma mesa rotativa 114 que é girada por um motor principal, tal como um motor elétrico (não mostrado) a uma velocidade de rotação desejada. Uma tubulação (tal como tubo de perfuração articulado 122), tendo o conjunto de perfuração 190 fixado na sua extremidade inferior da superfície para a base 151 do fundo 50. Uma broca de perfuração 150, fixada ao conjunto de perfuração 190, desintegra as formações geológicas quando ela é girada para perfurar furo 50. A coluna de perfuração 120 é acoplada a um guincho de perfuração 130 por meio de uma junta kelly 121, pivô 128 e linha 129 através de uma polia. O guincho de perfuração 130 é operado para controlar o peso na broca (“WOB”). A coluna de perfuração 120 pode ser girada por um top drive (não mostrado) em vez do motor principal e da mesa rotativa 114. Alternativamente, uma tubulação espiralada pode ser usada como a tubulação 122. Um injetor de tubulação 114a pode ser usado para transportar a tubulação espiralada tendo o conjunto de perfuração fixado na sua extremidade inferior. As operações dos guinchos de perfuração 130 e do injetor de tubulação 114a são conhecidas na técnica e, portanto, não são aqui descritas em detalhes.[0040] FIG 1B shows a drill string 120 including a downhole assembly (BHA) 190 carried in well 50 as the conveyor. The drilling system 101 includes a conventional turret 111 raised on a platform or floor 112 that supports a rotary table 114 that is rotated by a prime mover, such as an electric motor (not shown) at a desired rotational speed. A pipeline (such as articulated drill pipe 122), having the drill assembly 190 attached at its lower end from the surface to the base 151 of the bottom 50. A drill bit 150, attached to the drill assembly 190, disrupts geological formations when it is rotated to drill hole 50. The drill string 120 is coupled to a drill winch 130 via a kelly joint 121, pivot 128 and line 129 via a pulley. The drill winch 130 is operated to control the weight on the bit (“WOB”). Drill string 120 can be rotated by a top drive (not shown) instead of the main motor and rotary table 114. Alternatively, spiral tubing can be used as tubing 122. A tubing injector 114a can be used to convey the spiral piping having the perforation set fixed at its lower end. The operations of the drill winches 130 and the pipe injector 114a are known in the art and therefore are not described in detail here.

[0041] Deve-se entender que as modalidades da presente divulgação são bem adequadas para uso em poços tendo várias configurações, incluindo poços horizontais, poços desviados, poços inclinados, poços multilaterais e assim por diante. Consequentemente, o uso de termos direcionais aqui (por exemplo, acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, mais acima, mais abaixo, furo acima, furo abaixo, etc.) se refere à direção de deslocamento ao longo do furo, seja em direção ou afastado da superfície, com a direção para cima sendo em direção à superfície e a direção para baixo sendo afastado da superfície.[0041] It is to be understood that the embodiments of the present disclosure are well suited for use in wells having various configurations, including horizontal wells, deviated wells, inclined wells, multilateral wells, and so on. Consequently, the use of directional terms here (eg, up, down, top, bottom, up, down, up, down, hole up, hole down, etc.) refers to the direction of travel along the hole, either towards or away from the surface, with the upward direction being towards the surface and the downward direction being away from the surface.

[0042] Um fluido de perfuração adequado 131 (também referido como a “lama”) de uma fonte 132 da mesma, tal como um depósito de lama, é circulado sob pressão através da coluna de perfuração 120 por uma bomba de lama 134. O fluido de perfuração 131 passa da bomba de lama 134 para a coluna de perfuração 120 através de um descarregador de surgência 136 e da linha de fluido 138. O fluido de perfuração 131a da tubulação de perfuração descarrega na base do furo 151 através de aberturas na broca de perfuração 150. O fluido de perfuração de retorno 131b circula furo acima através do espaço anular 127 entre a coluna de perfuração 120 e o poço 50 e retorna ao depósito de lama 132 através de uma linha de retorno 135 e tela de fragmentos e cascalhos de perfuração 185 que remove os fragmentos e cascalhos de perfuração 186 do fluido de perfuração de retorno 131b . Um sensor S1 na linha 138 fornece informações sobre a vazão do fluido. Um sensor de torque de superfície S2 e um sensor S3 associado à coluna de perfuração 120, respectivamente, fornecem informações sobre o torque e a velocidade de rotação da coluna de perfuração 120. A velocidade de injeção da tubulação é determinada pelo sensor S5, enquanto o sensor S6 fornece a carga de gancho da coluna de perfuração 120.[0042] A suitable drilling fluid 131 (also referred to as the "mud") from a source 132 thereof, such as a mud deposit, is circulated under pressure through the drill string 120 by a mud pump 134. Drilling fluid 131 passes from the mud pump 134 to the drill string 120 through a surge discharger 136 and fluid line 138. Drilling fluid 131a from the drill pipe discharges at the base of the hole 151 through openings in the bit drilling 150. Return drilling fluid 131b circulates uphole through annular space 127 between drill string 120 and well 50 and returns to mud pit 132 via a return line 135 and drilling 185 which removes drill cuttings and cuttings 186 from return drilling fluid 131b. An S1 sensor on line 138 provides information about fluid flow. A surface torque sensor S2 and a sensor S3 associated with the drill string 120, respectively, provide information on the torque and rotational speed of the drill string 120. The pipe injection speed is determined by the sensor S5, while the sensor S6 provides the hook load of drill string 120.

[0043] O sistema de controle de poço 147 é colocado na extremidade superior do poço 50. O sistema de controle de poço 147 inclui uma pilha de conjuntos de preventores (BOP) 115 e um estrangulamento de superfície 149 em comunicação com o anular de furo de poço 127. O estrangulamento de superfície 149 pode controlar o fluxo de fluido para fora do poço 50 para fornecer uma contrapressão conforme necessário para controlar o poço.[0043] The well control system 147 is placed at the upper end of the well 50. The well control system 147 includes a stack of preventer sets (BOP) 115 and a surface choke 149 in communication with the bore ring wellhead 127. The surface choke 149 can control the flow of fluid out of the wellbore 50 to provide a back pressure as needed to control the wellbore.

[0044] Em algumas aplicações, a broca de perfuração 150 é girada apenas girando o tubo de perfuração 122. No entanto, em muitas outras aplicações, um motor de fundo de poço 155 (motor de lama) disposto na BHA 190 também gira a broca de perfuração 150. A taxa de penetração (ROP) para uma dada BHA depende grandemente do WOB ou da força de empuxo na broca de perfuração 150 e da sua velocidade de rotação.[0044] In some applications, the drill bit 150 is rotated just by turning the drill pipe 122. However, in many other applications, a downhole motor 155 (mud motor) arranged in the BHA 190 also rotates the bit drill bit 150. The rate of penetration (ROP) for a given BHA depends greatly on the WOB or thrust force on the drill bit 150 and its speed of rotation.

[0045] Uma unidade de controle de superfície ou controlador 140 recebe sinais dos sensores e dispositivos de fundo de poço através de um sensor 143 colocado na linha de fluido 138 e sinais dos sensores S1-S6 e outros sensores utilizados no sistema 101 e processa esses sinais de acordo com instruções programadas fornecidas à unidade de controle de superfície 140. A unidade de controle de superfície 140 exibe parâmetros de perfuração e outros parâmetros de interesse relacionados com o poço, a formação e operações de perfuração e outras informações desejadas em um mostrador/monitor 141 que é usado por um operador para controlar as operações de perfuração. A unidade de controle de superfície 140 pode ser uma unidade baseada em computador que pode incluir um processador 142 (tal como um microprocessador), um dispositivo de armazenamento 144, tal como uma memória de estado sólido, fita ou disco rígido e um ou mais programas de computador 146 no dispositivo de armazenamento 144 que são acessíveis ao processador 142 para executar instruções contidas em tais programas. A unidade de controle de superfície 140 pode ainda comunicar com uma unidade de controle remota 148. A unidade de controle de superfície 140 pode processar dados relacionados com as operações de perfuração, dados dos sensores e dispositivos na superfície e dados recebidos do fundo de poço, e pode controlar uma ou mais operações dos dispositivos de fundo de poço e de superfície. Os dados podem ser transmitidos em formato analógico ou digital.[0045] A surface control unit or controller 140 receives signals from sensors and downhole devices through a sensor 143 placed in the fluid line 138 and signals from sensors S1-S6 and other sensors used in the system 101 and processes these signals in accordance with programmed instructions supplied to the surface control unit 140. The surface control unit 140 displays drilling parameters and other parameters of interest related to the wellbore, formation and drilling operations and other desired information on a display/ monitor 141 which is used by an operator to control drilling operations. The surface control unit 140 may be a computer based unit which may include a processor 142 (such as a microprocessor), a storage device 144 such as solid state memory, tape or hard disk and one or more programs computer files 146 on storage device 144 that are accessible to processor 142 for executing instructions contained in such programs. The surface control unit 140 can further communicate with a remote control unit 148. The surface control unit 140 can process data related to drilling operations, data from sensors and devices on the surface and data received from downhole, and can control one or more downhole and surface device operations. Data can be transmitted in analog or digital format.

[0046] O BHA 190 pode incluir uma ferramenta 110 configurada para realizar medições acústicas. O BHA 190 também pode conter outros sensores ou dispositivos de avaliação de formação (também denominados sensores de medição durante a perfuração (“MWD”) ou perfilagem durante a perfuração (“LWD”)) que determinam a resistividade, densidade, porosidade, permeabilidade, propriedades acústicas, propriedades de ressonância magnética nuclear, pressões de formação, propriedades ou características dos fluidos no fundo de poço e outras propriedades desejadas da formação 195 que circunda o BHA 150. Por conveniência, todos esses sensores são geralmente denotados aqui pelo numeral 165. A BHA 190 pode ainda incluir uma variedade de outros sensores e dispositivos 159 para determinar uma ou mais propriedades da BHA 190, tal como vibração, momento de flexão, aceleração, oscilações, turbilhonamento, prisão-deslizamento, peso na broca, taxa de fluxo de fluido, pressão, temperatura, taxa de penetração, azimute, face da ferramenta, rotação da broca de perfuração, etc.[0046] The BHA 190 may include a tool 110 configured to perform acoustic measurements. The BHA 190 may also contain other sensors or formation evaluation devices (also called measurement while drilling (“MWD”) or profiling while drilling (“LWD”) sensors) that determine resistivity, density, porosity, permeability, acoustic properties, nuclear magnetic resonance properties, formation pressures, downhole fluid properties or characteristics, and other desired properties of the formation 195 surrounding the BHA 150. For convenience, all of these sensors are generally denoted herein by the numeral 165. BHA 190 can further include a variety of other sensors and devices 159 for determining one or more properties of the BHA 190, such as vibration, bending moment, acceleration, oscillations, eddying, stick-slip, weight on bit, fluid flow rate , pressure, temperature, penetration rate, azimuth, tool face, drill bit rotation, etc.

[0047] A BHA 190 pode incluir um aparelho ou ferramenta de orientação 158 para orientar a broca de perfuração 50 ao longo de um caminho de perfuração desejado. Em um aspecto, o aparelho de orientação pode incluir uma unidade de orientação 160 tendo uma série de elementos de aplicação de força 161a-161n. Os elementos de aplicação de força podem ser montados diretamente na coluna de perfuração, ou podem ser pelo menos parcialmente integrados ao motor de perfuração. Em outro aspecto, os elementos de aplicação de força podem ser montados em uma luva a qual é rotativa em torno do eixo central da coluna de perfuração. Os elementos de aplicação de força podem ser ativados usando atuadores eletromecânicos, eletro- hidráulicos ou lama-hidráulicos. Em ainda outra modalidade, o aparelho de orientação pode incluir uma unidade de orientação 158 tendo um sub dobrado e um primeiro dispositivo de orientação 158a para orientar o sub dobrado no furo de poço e o segundo dispositivo de orientação 158b para manter o sub dobrado ao longo de uma direção de perfuração selecionada. A unidade de direcionamento 158, 160 pode incluir inclinômetros e magnetômetros próximos da broca.[0047] The BHA 190 may include a guiding apparatus or tool 158 for guiding the drill bit 50 along a desired drill path. In one aspect, the targeting apparatus may include a targeting unit 160 having an array of force-applying elements 161a-161n. The force application elements can be mounted directly on the drill string, or they can be at least partially integrated into the drill motor. In another aspect, the force application elements may be mounted on a sleeve which is rotatable about the central axis of the drill string. The force application elements can be activated using electromechanical, electro-hydraulic or mud-hydraulic actuators. In yet another embodiment, the orienting apparatus may include a orienting unit 158 having a sub-bent and a first orienting device 158a for orienting the sub-bent in the borehole and a second orienting device 158b for maintaining the sub-bent along the shaft. from a selected drilling direction. The targeting unit 158, 160 may include inclinometers and magnetometers close to the drill.

[0048] O sistema de perfuração 101 pode incluir sensores, circuitos e software e algoritmos de processamento para fornecer informações sobre parâmetros de perfuração desejados relativos ao BHA, coluna de perfuração, broca de perfuração e equipamento de fundo de poço, tal como um motor de perfuração, unidade de direcionamento, impulsores, etc. Muitos sistemas de perfuração atuais, especialmente para perfuração de furos de poço altamente desviados e horizontais, utilizam tubulação espiralada para transportar o conjunto de perfuração para o fundo de poço. Em tais aplicações, um impulsor pode ser implantado na coluna de perfuração 120 para fornecer a força requerida na broca de perfuração.[0048] The drilling system 101 may include sensors, circuits and software and processing algorithms to provide information about desired drilling parameters relating to the BHA, drill string, drill bit and downhole equipment, such as a drill motor drilling, steering unit, impellers, etc. Many current drilling systems, especially for drilling highly offset and horizontal boreholes, use spiral tubing to transport the drill set to the downhole. In such applications, an impeller can be implanted in the drillstring 120 to provide the required force on the drill bit.

[0049] Sensores exemplificativos para determinar parâmetros de perfuração incluem, mas não estão limitados a sensores de broca de perfuração, um sensor de RPM, um sensor de peso na broca, sensores para medir parâmetros de motor de lama (por exemplo, temperatura do estator do motor de lama, pressão diferencial através de um motor de lama e taxa de fluxo de fluido através de um motor de lama) e sensores para medir aceleração, vibração, giro, deslocamento radial, prisão-deslizamento, torque, choque, vibração, deformação, tensão, momento de flexão, ressalto de broca, empuxo axial, fricção, rotação para trás, empenamento da BHA e empuxo radial. Sensores distribuídos ao longo da coluna de perfuração podem medir quantidades físicas, tal como aceleração e deformação da coluna de perfuração, pressões internas no furo da coluna de perfuração, pressão externa no anular, vibração, temperatura, intensidades de campo elétrico e magnético dentro da coluna de perfuração, furo da coluna de perfuração, etc. Sistemas adequados para fazer medições dinâmicas de fundo de poço incluem COPILOT, um sistema de medição de fundo de poço fabricado pela BAKER HUGHES INCORPORATED.[0049] Exemplary sensors for determining drilling parameters include, but are not limited to, drill bit sensors, an RPM sensor, a weight sensor on the bit, sensors for measuring mud motor parameters (for example, stator temperature of mud motor, differential pressure through a mud motor, and fluid flow rate through a mud motor) and sensors to measure acceleration, vibration, swing, radial displacement, snag-slip, torque, shock, vibration, strain , tension, bending moment, drill kickback, axial thrust, friction, backward rotation, BHA bending and radial thrust. Sensors distributed along the drill string can measure physical quantities such as acceleration and deformation of the drill string, internal pressures in the drill string hole, external pressure in the annulus, vibration, temperature, electric and magnetic field strengths within the drill string drilling rig, drill string hole, etc. Suitable systems for making dynamic downhole measurements include COPILOT, a downhole measurement system manufactured by BAKER HUGHES INCORPORATED.

[0050] O sistema de perfuração 101 pode incluir um ou mais processadores de fundo de poço num local adequado, tal como 193 na BHA 190. O(s) processador(es) pode(m) ser um microprocessador que utiliza um programa de computador implementado em um meio legível por computador não transitório adequado que permite ao processador realizar o controle do sistema 101 e o processamento de informações, tal como informações dos sensores. O meio legível por computador não transitório pode incluir uma ou mais ROMs, EPROMs, EAROMs, EEPROMs, memórias flash, RAMs, discos rígidos e/ou discos ópticos. Outros equipamentos, tal como barramentos de energia e de dados, fontes de energia e semelhantes serão evidentes para um perito na arte. Numa modalidade, o sistema MWD utiliza telemetria de pulso de lama para comunicar dados de uma localização de fundo de poço para a superfície enquanto as operações de perfuração ocorrem. O processador de superfície 142 pode processar os dados medidos de superfície, juntamente com os dados transmitidos do processador de fundo de poço, para avaliar a formação.[0050] The drilling system 101 may include one or more downhole processors in a suitable location, such as 193 in the BHA 190. The processor(s) may be a microprocessor using a computer program implemented on a suitable non-transient computer-readable medium that allows the processor to perform control of system 101 and processing of information, such as sensor information. The non-transient computer-readable medium may include one or more ROMs, EPROMs, EAROMs, EEPROMs, flash memories, RAMs, hard disks and/or optical disks. Other equipment such as power and data buses, power supplies and the like will be apparent to one skilled in the art. In one embodiment, the MWD system utilizes mud pulse telemetry to communicate data from a downhole location to the surface while drilling operations are taking place. The surface processor 142 can process the measured surface data, along with the data transmitted from the downhole processor, to evaluate the formation.

[0051] O processador de superfície 142 ou o processador de fundo de poço 193 também pode ser configurado para controlar o aparelho de orientação 158, a bomba de lama 134, o guincho de perfuração 130, a mesa rotativa 114, o motor de fundo de poço 155, outros componentes da BHA 190 ou outros componentes do sistema de perfuração 101. O processador de superfície 142 ou o processador de fundo de poço 193 podem ser configurados para controlar os sensores descritos acima e para estimar um parâmetro de interesse de acordo com os métodos aqui descritos.[0051] The surface processor 142 or the downhole processor 193 can also be configured to control the guidance apparatus 158, the mud pump 134, the drill winch 130, the rotary table 114, the downhole motor well 155, other components of the BHA 190 or other components of the drilling system 101. The surface processor 142 or the downhole processor 193 can be configured to control the sensors described above and to estimate a parameter of interest according to the methods described here.

[0052] O controle destes componentes pode ser realizado usando um ou mais modelos utilizando métodos descritos abaixo. Por exemplo, o processador de superfície 142 ou o processador de fundo de poço 193 pode ser configurado para modificar operações de perfuração i) autonomamente mediante condições de disparo, ii) em resposta a comandos do operador, ou iii) combinações destes. Tais modificações podem incluir a alteração dos parâmetros de perfuração, a direção da broca (por exemplo, geo-orientação), a alteração do programa de fluido de perfuração, a ativação de medidas de controle de poço e assim por diante. O controle desses dispositivos e dos vários processos do sistema de perfuração geralmente pode ser realizado de forma completamente automática ou através da interação com o pessoal através de notificações, representações gráficas, interfaces de usuário e semelhantes. Informações de referência acessíveis ao processador também podem ser usadas. Em algumas modalidades gerais, o processador de superfície 142, o processador de fundo de poço 193 ou outros processadores (por exemplo, processadores remotos) podem ser configurados para operar a ferramenta evanescente 110 para gerar uma onda evanescente e medir os sinais.[0052] The control of these components can be performed using one or more models using methods described below. For example, surface processor 142 or downhole processor 193 can be configured to modify drilling operations i) autonomously upon trigger conditions, ii) in response to operator commands, or iii) combinations thereof. Such modifications could include changing the drilling parameters, the direction of the bit (eg geo-orientation), changing the drilling fluid program, activating well control measures and so on. Control of these devices and the various processes of the drilling system can usually be accomplished completely automatically or through interaction with personnel through notifications, graphical representations, user interfaces and the like. Reference information accessible to the processor may also be used. In some general embodiments, surface processor 142, downhole processor 193, or other processors (e.g., remote processors) can be configured to operate evanescent tool 110 to generate an evanescent wave and measure signals.

[0053] O sistema 101 pode incluir qualquer número de ferramentas de fundo de poço para vários processos incluindo perfuração de formação, geo-orientação e avaliação de formação (FE) para fazer medições elétricas em função da profundidade e/ou tempo de uma ou mais propriedades físicas dentro ou ao redor de um poço, incluindo um volume de interesse da formação interceptada pelo furo. A ferramenta 110 pode ser incluída ou incorporada como uma BHA, componente de coluna de perfuração ou outro transportador adequado.[0053] System 101 may include any number of downhole tools for various processes including formation drilling, geo-guidance and formation evaluation (FE) to make electrical measurements as a function of depth and/or time of one or more physical properties in or around a well, including a volume of interest of formation intercepted by the hole. Tool 110 may be included or incorporated as a BHA, drill string component, or other suitable carrier.

[0054] Embora uma coluna de perfuração 120 seja mostrada como um dispositivo de transporte para a ferramenta 110, deve ser entendido que modalidades da presente divulgação podem ser usadas em conexão com ferramentas transportadas via sistemas de transporte rígidos (por exemplo, tubular articulado ou tubulação espiralada) bem como não rígidos (por exemplo, cabo de aço, cabo liso, linha eletrônica, etc.). O sistema de perfuração 101 pode incluir uma composição de fundo e/ou sensores e equipamentos para implementação de modalidades da presente divulgação em qualquer uma de uma coluna de perfuração ou um cabo de aço.[0054] Although a drill string 120 is shown as a transport device for the tool 110, it should be understood that embodiments of the present disclosure may be used in connection with tools transported via rigid transport systems (e.g., articulated tubular or pipe spiral) as well as non-rigid (e.g. steel cable, flat cable, electronic line, etc.). Drilling system 101 may include bottom composition and/or sensors and equipment for implementing embodiments of the present disclosure on either a drill string or a wire rope.

[0055] Modelos matemáticos, tabelas de consulta ou outros modelos que representam relações entre os sinais e os valores dos parâmetros podem ser usados para caracterizar a formação, a localização do furo ou as operações na formação; otimizar um ou mais parâmetros operacionais de uma produção ou desenvolvimento; e assim por diante. O sistema pode realizar estas ações por meio de notificações, conselhos e/ou controle inteligente. Vários tipos de parâmetros de fundo de poço podem ser determinados utilizando medições de acordo com a presente divulgação e fazendo avaliações de acordo com formas de realização divulgadas aqui.[0055] Mathematical models, lookup tables or other models that represent relationships between signals and parameter values can be used to characterize the formation, the location of the hole or the operations in the formation; optimize one or more operational parameters of a production or development; and so on. The system can perform these actions through notifications, advice and/or smart control. Various types of downhole parameters can be determined using measurements in accordance with the present disclosure and making assessments in accordance with embodiments disclosed herein.

[0056] A patente U.S. 7.035.165 de Tang que tem o mesmo requerente que a presente divulgação e cujo conteúdo está aqui incorporado por referência divulga um método no qual uma pluralidade de medições acústicas de múltiplos componentes são obtidas em uma pluralidade de profundidade e para uma pluralidade de espaçamentos de fonte-receptor na ferramenta de perfilagem. Um sensor de orientação na ferramenta de perfilagem, como um magnetômetro, pode ser usado para obter uma medição de orientação indicativa de uma orientação da ferramenta de perfilagem. As medições de múltiplos componentes são giradas para um sistema de coordenadas fixo (como um sistema baseado em terra definido em relação ao norte magnético ou geográfico) usando a medida de orientação, fornecendo medições de múltiplos componentes rotacionadas. As medições de múltiplos componentes rotacionados são processadas para fornecer uma imagem da subsuperfície.[0056] The U.S. patent U.S. Patent No. 7,035,165 to Tang, which is assigned to the same assignee as the present disclosure and whose contents are incorporated herein by reference, discloses a method in which a plurality of multi-component acoustic measurements are obtained at a plurality of depths and for a plurality of source spacings. -receiver in the profiling tool. An orientation sensor on the profiling tool, such as a magnetometer, can be used to obtain an orientation measurement indicative of an orientation of the profiling tool. Multi-component measurements are rotated to a fixed coordinate system (such as an earth-based system defined relative to magnetic or geographic north) using the orientation measure, providing rotated multi-component measurements. Measurements from multiple rotated components are processed to provide a subsurface image.

[0057] A patente US 8.055.448 B2 de Mathiszik et al., que tem o mesmo requerente da presente divulgação e cujo conteúdo está aqui incorporado por referência, divulga melhorias adicionais no imageamento acústico MWD. Uma ferramenta de perfilagem acústica de fundo de poço é usada para gerar uma onda de poço guiada que se propaga para a formação como uma onda do corpo, reflete a partir de uma interface e é convertida novamente em uma onda de furo guiada. Ondas guiadas dos furos resultantes da reflexão da onda do corpo são usadas para imagear um refletor. A patente US 8.811.114 B2 de Geerits et al., que tem o mesmo requerente da presente divulgação e cujo conteúdo está aqui incorporado por referência, divulga melhorias adicionais no imageamento acústico MWD.[0057] US Patent 8,055,448 B2 to Mathiszik et al., which is co-assigned as the present disclosure and whose contents are incorporated herein by reference, discloses further improvements in MWD acoustic imaging. A downhole acoustic logging tool is used to generate a guided downhole wave that propagates into the formation as a body wave, reflects off an interface and is converted back into a guided borehole wave. Guided waves from holes resulting from body wave reflection are used to image a reflector. US Patent 8,811,114 B2 to Geerits et al., which is co-applicant with the present disclosure and the contents of which are incorporated herein by reference, discloses further improvements in MWD acoustic imaging.

[0058] As FIGS. 2A a 2C são diagramas esquemáticos que ilustram a operação de modalidades do dispositivo incluindo sensores acústicos de acordo com as modalidades da presente divulgação. Em modalidades gerais do dispositivo, um sensor de acordo com a presente divulgação pode ser implementado como uma sonda e instalado em um fluido no fundo do poço. Esta instalação pode ser permanente ou temporária e pode envolver ser suspensa em um fluido por meio de corrente individual ou comum, flutuando livremente ou sendo presa ao furo de poço. Assim, a sonda pode ser estacionária ou estar em movimento após a instalação.[0058] FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams illustrating the operation of embodiments of device including acoustic sensors in accordance with embodiments of the present disclosure. In general device embodiments, a sensor according to the present disclosure can be implemented as a probe and installed in a downhole fluid. This installation can be permanent or temporary and can involve being suspended in a fluid by means of individual or common chain, free floating or being attached to the borehole. Thus, the probe can be stationary or moving after installation.

[0059] Referindo-se à FIG. 2A, o sistema 200 compreende uma pluralidade de sondas 202 suspensas em um fluido 90 em um furo 50 pela corrente 204. Um exterior do alojamento da sonda pode ser imerso no fluido do fundo do poço durante a instalação. Em modalidades alternativas, a sonda 202 pode ser retrátil; por exemplo, quando em funcionamento, a sonda pode ser inserida ou colocada no fluido no fundo do poço e depois retraída para limpeza ou para permitir outras operações no furo.[0059] Referring to FIG. 2A, the system 200 comprises a plurality of probes 202 suspended in a fluid 90 in a hole 50 by chain 204. An exterior of the probe housing may be immersed in the downhole fluid during installation. In alternative embodiments, probe 202 may be retractable; for example, when in operation, the probe can be inserted or placed in the downhole fluid and then retracted for cleaning or to allow further downhole operations.

[0060] A FIG. 2B é uma ilustração esquemática que mostra a aquisição de medição de VSP de acordo com as modalidades da presente divulgação. A plataforma 221 reside na superfície da terra 223. Esta pode ser uma plataforma de perfuração ou pode ser uma plataforma de mastro que transmite uma linha fixa para um furo 201. O furo 201 penetra nas camadas 203, 205. Posicionados no furo 201 estão os sensores sísmicos designados por 211a, 211b, 211c, 211d e assim por diante. Cada um dos sensores pode ser um sensor (por exemplo, um hidrofone) de acordo com as modalidades da presente divulgação. Os dados para um único deslocamento VSP são tipicamente adquiridos usando uma única fonte sísmica, tal como 225a na superfície (ou dentro de um corpo de água na superfície). Em referência à FIG. 2B, uma superfície de um corpo de água pode ser considerada uma superfície de terra. Um percurso de raios exemplares que representa a propagação de energia sísmica da fonte 225a para um detector 211d é representado pelo raio 227a que é refletido do fundo da camada 205 no limite 206 e alcança o receptor 211d ao longo do trajeto de raios representado por 229a.[0060] FIG. 2B is a schematic illustration showing VSP measurement acquisition in accordance with the embodiments of the present disclosure. Platform 221 resides on land surface 223. This may be a drilling rig, or it may be a mast platform that transmits a fixed line to a hole 201. Hole 201 penetrates layers 203, 205. Positioned in hole 201 are the seismic sensors designated by 211a, 211b, 211c, 211d and so on. Each of the sensors may be a sensor (e.g., a hydrophone) in accordance with the embodiments of the present disclosure. Data for a single VSP displacement is typically acquired using a single seismic source, such as 225a at the surface (or within a surface body of water). Referring to FIG. 2B, a surface of a body of water can be considered a land surface. An exemplary ray path representing propagation of seismic energy from source 225a to a detector 211d is represented by ray 227a which is reflected from the bottom of layer 205 at boundary 206 and reaches receiver 211d along the ray path represented by 229a.

[0061] Em um tipo típico de operação VSP, os dados resultantes da operação de uma fonte em uma única posição, tal como 225a, são registados em cada um dos receptores 211 a, 211 b, 211 c, 211 d, etc. no furo. A análise dos dados refletidos pode fornecer informações sobre as velocidades sísmicas na subsuperfície e a configuração dos limites da camada. Em um VSP com caminhamento, este processo é repetido para operação da fonte em uma pluralidade de posições de fonte, tais como 225b, 225c. A aquisição de dados de uma pluralidade de posições de fonte em uma pluralidade de detectores fornece uma amostragem redundante da região subsuperficial, tornando possível determinar a velocidade da subsuperfície com base nos tempos de percurso dos raios entre cada uma das fontes e cada um dos os receptores. Esta determinação da velocidade usando tempos de viagem é chamada de “inversão tomográfica” e inúmeros pacotes de processamento estão disponíveis comercialmente e como software de código aberto (por exemplo, OpenTOAST) que realiza esta inversão tomográfica de dados de tempo de viagem sísmica. O processamento de medições VSP para caracterizar a formação é um campo bem desenvolvido. Ver, por exemplo, a Patente US 7.751.279 de Aronstam e Patente US 7.751.279 de Zhao et al., aqui incorporada por referência em sua totalidade.[0061] In a typical type of VSP operation, data resulting from operating a source at a single position, such as 225a, is recorded at each of the receivers 211a, 211b, 211c, 211d, etc. in the hole. Analysis of the reflected data can provide information about seismic velocities in the subsurface and the configuration of layer boundaries. In a trailing VSP, this process is repeated for source operation at a plurality of source positions, such as 225b, 225c. Acquiring data from a plurality of source positions at a plurality of detectors provides redundant sampling of the subsurface region, making it possible to determine the subsurface velocity based on the travel times of the rays between each of the sources and each of the receivers. . This velocity determination using travel times is called “tomographic inversion” and numerous processing packages are available commercially and as open source software (eg OpenTOAST) that perform this tomographic inversion of seismic travel time data. Processing VSP measurements to characterize formation is a well-developed field. See, for example, US Patent 7,751,279 to Aronstam and US Patent 7,751,279 to Zhao et al., incorporated herein by reference in its entirety.

[0062] FIG. 2C mostra uma geometria simulada de um levantamento sísmico de superfície. Um furo vertical foi considerado, as fontes foram “refletidas” no furo para localizações receptoras simuladas na superfície 285 a, 285 b, 285 c. Da mesma forma, os caminhos de raios também foram refletidos para dar caminhos de raios simulados no lado esquerdo do furo. Em operação, os métodos incluem a implementação em um furo de conjunto de receptores sísmicos aqui descritos e o registro de sinais sísmicos no conjunto de receptores que respondem a uma ativação de uma fonte sísmica em uma pluralidade de posições na superfície da terra. Para técnicas de caminhamento, o método inclui ainda estimativas, de tempos de viagem de ondas sísmicas da pluralidade de posições de origem até a pluralidade de receptores, velocidades de propagação vertical de ondas sísmicas em uma pluralidade de intervalos e dois parâmetros de anisotropia ε e δ relacionados a um curva de movimento normal de ondas de compressão para a pluralidade de intervalos. As velocidades verticais estimadas e os parâmetros de anisotropia de intervalo estimados podem ser utilizados para processar mais os dados sísmicos de superfície para fornecer uma imagem sísmica em profundidade para fins de interpretação. Para uma geometria de VSP de caminhamento ou 3D multiazimutal, o método pode ainda incluir estimativas, de tempos de viagem de ondas sísmicas da pluralidade de posições de fonte em torno do poço até a pluralidade de receptores, velocidades de ondas sísmicas de propagação vertical em uma pluralidade de intervalos e cinco parâmetros de anisotropia ortorrômbica ε1, ε1, δ1, δ2 e δ3 relacionados a uma velocidade normal de deslocamento de ondas compressionais para a pluralidade de intervalos. As velocidades verticais estimadas e os parâmetros estimados de anisotropia podem ser usados para processar adicionalmente os dados sísmicos de superfície para fornecer uma imagem sísmica em profundidade para fins de interpretação. Ver, por exemplo, a Patente US 8.750.074 de Blias, aqui incorporada por referência na sua totalidade.[0062] FIG. 2C shows simulated geometry from a surface seismic survey. A vertical hole was considered, sources were “reflected” in the hole to simulated receiver locations on the surface 285 a, 285 b, 285 c. Likewise, the ray paths were also reflected to give simulated ray paths on the left side of the hole. In operation, the methods include deploying in a borehole the array of seismic receivers described herein and recording seismic signals in the array of receivers that respond to an activation of a seismic source at a plurality of positions on the earth's surface. For traversal techniques, the method further includes estimates of travel times of seismic waves from the plurality of source positions to the plurality of receivers, vertical propagation velocities of seismic waves in a plurality of intervals and two anisotropy parameters ε and δ related to a normal motion curve of compression waves for the plurality of intervals. The estimated vertical velocities and the estimated range anisotropy parameters can be used to further process the surface seismic data to provide a depth seismic image for interpretation purposes. For a multiazimuth 3D or walking VSP geometry, the method may further include estimates, of travel times of seismic waves from the plurality of source positions around the wellbore to the plurality of receivers, velocities of vertically propagating seismic waves in a plurality of intervals and five parameters of orthorhombic anisotropy ε1, ε1, δ1, δ2 and δ3 related to a normal velocity of displacement of compressional waves for the plurality of intervals. The estimated vertical velocities and estimated anisotropy parameters can be used to further process the surface seismic data to provide a depth seismic image for interpretation purposes. See, for example, Blias US Patent 8,750,074, incorporated herein by reference in its entirety.

Hidrophone da fibra óptica do fundo do poçoDownhole fiber optic hydrophone

[0063] A FIG. 3A mostra um diagrama esquemático que ilustra um sensor acústico de acordo com as modalidades da presente divulgação. O sensor 300 faz parte de um instrumento de medição configurado para ser transportado em um furo 50. O sensor 300 pode incluir um transdutor de pressão 302 e um interrogador 304. O transdutor de pressão 302 compreende um corpo do transdutor 312 tendo uma porção (por exemplo, face 322) imersa no fluido do fundo do poço. O corpo do transdutor 312 pode ser desacoplado mecanicamente do corpo da ferramenta do sensor (colar de perfuração, linha fixa, etc.) de modo a isolar o corpo do transdutor 312 da transmissão de som da estrutura. Um sinal acústico de pressão se propaga através de um fluido no fundo do poço acoplado ao transdutor. Em algumas modalidades, alguns (ou todos) os instrumentos podem se projetar do corpo da ferramenta para dentro do furo. O transdutor 302 é configurado para converter um sinal acústico de pressão dentro de uma pressão de furo nominal incidente no transdutor para uma tensão alternada em um meio óptico (por exemplo, fibra óptica 303).[0063] FIG. 3A shows a schematic diagram illustrating an acoustic sensor in accordance with embodiments of the present disclosure. The sensor 300 is part of a measurement instrument configured to be carried in a bore 50. The sensor 300 may include a pressure transducer 302 and an interrogator 304. The pressure transducer 302 comprises a transducer body 312 having a portion (for example, face 322) immersed in the downhole fluid. The transducer body 312 may be mechanically disengaged from the sensor tool body (drill collar, fixed line, etc.) in order to isolate the transducer body 312 from sound transmission from the structure. An acoustic pressure signal propagates through a downhole fluid coupled to the transducer. In some embodiments, some (or all) of the instruments may protrude from the tool body into the hole. Transducer 302 is configured to convert an acoustic pressure signal within a nominal bore pressure incident on the transducer to an alternating voltage in an optical medium (eg, optical fiber 303).

[0064] A fibra 303 inclui grades de Bragg em fibra ('FBG') 305. Essas grades de Bragg em fibra são um tipo de refletor de Bragg distribuído em um segmento de fibra óptica (por exemplo, usando pulsos de um laser de fentossegundo) que reflete a luz centrada em um determinado comprimento de onda como, por exemplo, criando uma variação periódica no índice de refração do núcleo da fibra e gerando assim um espelho dielétrico específico do comprimento de onda. A FBG 305 reflete uma pequena porção espectral de radiação eletromagnética (por exemplo, luz) que se propaga na fibra óptica 303, permitindo que uma porção restante se desloque.[0064] Fiber 303 includes fiber Bragg gratings ('FBG') 305. These fiber Bragg gratings are a type of Bragg reflector distributed in a fiber optic segment (for example, using pulses from a femtosecond laser ) that reflects light centered on a certain wavelength, for example, creating a periodic variation in the refractive index of the fiber core and thus generating a wavelength-specific dielectric mirror. FBG 305 reflects a small spectral portion of electromagnetic radiation (eg, light) that propagates in optical fiber 303, allowing a remaining portion to drift.

[0065] A radiação eletromagnética é fornecida por uma fonte de energia 308, tal como uma fonte de luz configurada para fornecer luz para os sensores através da fibra óptica. Como um exemplo, a fonte de energia pode ser uma fonte de luz laser sintonizável que é configurada para fornecer uma luz com um comprimento de onda que varre uma faixa de comprimentos de onda a uma taxa selecionada, mas a fonte de energia pode ser qualquer fonte de luz sintonizável ou fonte de luz de comprimento de onda que cobre uma faixa de comprimentos de onda incluindo luz visível, ultravioleta e infravermelha. Como outro exemplo, um diodo emissor de luz ou um diodo superluminescente pode ser acoplado opticamente à fibra 303 para prover um feixe de luz infravermelha. A fonte de energia 308 pode opcionalmente ser incorporada como parte do interrogador 304, como mostrado na FIG. 3A.[0065] The electromagnetic radiation is provided by a power source 308, such as a light source configured to deliver light to the sensors via the optical fiber. As an example, the power source could be a tunable laser light source that is configured to deliver light with a wavelength that scans a range of wavelengths at a selected rate, but the power source could be any source. tunable light source or wavelength light source covering a range of wavelengths including visible, ultraviolet, and infrared light. As another example, a light emitting diode or a superluminescent diode can be optically coupled to fiber 303 to provide a beam of infrared light. Power source 308 may optionally be incorporated as part of interrogator 304, as shown in FIG. 3A.

[0066] O comprimento de onda central da porção espectral refletida (“espectro refletido” ou “espectro de reflexão”) é sensível aos parâmetros físicos da fibra incluindo, particularmente, a tensão ao longo do eixo da fibra. Devido à configuração do transdutor, a tensão na fibra é representativa da pressão. Assim, o comprimento de onda central do espectro muda com as mudanças de pressão no transdutor e é indicativo do sinal de pressão acústica no sensor.[0066] The central wavelength of the reflected spectral portion (“reflected spectrum” or “reflection spectrum”) is sensitive to the physical parameters of the fiber including, in particular, the tension along the fiber axis. Due to the transducer configuration, the tension in the fiber is representative of the pressure. Thus, the central wavelength of the spectrum changes with changes in transducer pressure and is indicative of the acoustic pressure signal at the sensor.

[0067] A fibra óptica 303 pode passar através do transdutor 302 e para o interrogador 304. O interrogador 304 (implementado usando, por exemplo, um ou mais fotodetectores, dispositivos de carga acoplada, conversores óptico-elétricos ou semelhantes) é acoplado opticamente à fibra 303 e detecta sinais eletromagnéticos (por exemplo, luz) recebidos da fibra.[0067] The optical fiber 303 can pass through the transducer 302 and into the interrogator 304. The interrogator 304 (implemented using, for example, one or more photodetectors, charge-coupled devices, optical-to-electrical converters, or the like) is optically coupled to the fiber 303 and detects electromagnetic signals (eg light) received from the fiber.

[0068] Um mecanismo de acoplamento ou separação de luz 307, tal como um circulador óptico ou divisor de fibra óptica, pode ser usado para acoplar ou separar sinais ópticos que viajam em direções opostas na fibra 303 como, por exemplo, fornecendo luz da fonte de luz 308 ao transdutor 302 através da fibra 303 e enviando a luz que volta da fibra do transdutor 302 para o detector espectral 306. O detector espectral 306 gera informação de medição indicativa do sinal de pressão com base nos sinais eletromagnéticos que respondem à reflexão parcial da energia eletromagnética.[0068] A light coupling or separation mechanism 307, such as an optical circulator or optical fiber splitter, can be used to couple or separate optical signals traveling in opposite directions in the fiber 303, for example, supplying light from the source of light 308 to transducer 302 through fiber 303 and sending light back from transducer fiber 302 to spectral detector 306. Spectral detector 306 generates measurement information indicative of the pressure signal based on electromagnetic signals that respond to partial reflection of electromagnetic energy.

[0069] O sensor 300 pode incluir o circuito 310 para fazer medições utilizando o interrogador 304. O circuito 310 pode incluir uma unidade de controle ligada operativamente à fonte 308 e ao detector espectral 306. O circuito 310 pode ser implementado, pelo menos em parte, como o pelo menos um processador descrito anteriormente com referência à FIG. 1A e 1B ou pode ser um processador adicional ou outro circuito de suporte. Em algumas implementações, partes do circuito 310 podem estar localizadas no instrumento, em outros locais na ferramenta (incluindo, por exemplo, em outros subs) ou na superfície.[0069] Sensor 300 may include circuit 310 for making measurements using interrogator 304. Circuit 310 may include a control unit operatively connected to source 308 and spectral detector 306. Circuit 310 may be implemented, at least in part , such as the at least one processor described above with reference to FIG. 1A and 1B or it may be an additional processor or other support circuitry. In some implementations, parts of circuit 310 may be located in the instrument, in other locations in the tool (including, for example, in other subs), or on the surface.

[0070] Em funcionamento, o instrumento pode ser controlado pelo circuito 310, incluindo a unidade de controle (por exemplo, um processador), que aciona a fonte de energia 308 enquanto a parte do transdutor (por exemplo, face 322) é submersa no fluido do fundo do poço e recebe informação de medição (por exemplo, dados) do detector espectral 306.[0070] In operation, the instrument can be controlled by the circuit 310, including the control unit (for example, a processor), which drives the power source 308 while the transducer part (for example, face 322) is submerged in the downhole fluid and receives measurement information (e.g., data) from spectral detector 306.

[0071] O interrogador 304 é assim configurado para gerar infor mação de medição acústica que responde à radiação eletromagnética recebida (por exemplo, o espectro refletido) transmitida através do meio. Alternativamente, o comprimento de onda central pode ser detectado usando um detector óptico na extremidade oposta da detecção de fibra ou a porção restante do espectro original. Um valor variável com o tempo do comprimento de onda central pode ser usado para gerar um valor variável com o tempo do sinal de pressão acústico. O detector espectral 306 pode ser implementado, por exemplo, utilizando um ou mais fotodetectores que correspondem ao comprimento de onda desejado.[0071] The interrogator 304 is thus configured to generate acoustic measurement information that responds to received electromagnetic radiation (eg, the reflected spectrum) transmitted through the medium. Alternatively, the center wavelength can be detected using an optical detector at the opposite end of the fiber detection or the remaining portion of the original spectrum. A time-varying value of the center wavelength can be used to generate a time-varying value of the acoustic pressure signal. Spectral detector 306 can be implemented, for example, using one or more photodetectors that correspond to the desired wavelength.

[0072] FIG. 3B ilustra um sensor incluindo múltiplos transdutores de pressão 341, 342, 343 em uma única fibra. A seção da fibra que corresponde a cada transdutor inclui uma grade de Bragg específica. O comprimento de onda característico de cada uma das redes é espaçado do das redes restantes, de tal modo que o sinal para um transdutor particular possa ser recuperado. Um desmultiplexador espectral 355, tal como um conjunto de grades de Bragg adicionais no lado do detector, separa os sinais para um conjunto correspondente de fotodetectores 360, 361, 362, com uma grade de Bragg e um fotodetector para cada transdutor. Esta configuração permite a interrogação simultânea de dois ou mais sensores.[0072] FIG. 3B illustrates a sensor including multiple pressure transducers 341, 342, 343 on a single fiber. The fiber section corresponding to each transducer includes a specific Bragg grid. The characteristic wavelength of each of the networks is spaced from that of the remaining networks, such that the signal for a particular transducer can be recovered. A spectral demultiplexer 355, such as a set of additional Bragg gratings on the detector side, splits the signals to a corresponding set of photodetectors 360, 361, 362, with one Bragg grating and one photodetector for each transducer. This configuration allows the simultaneous interrogation of two or more sensors.

[0073] O transdutor de pressão 302 é configurado para converter um sinal acústico de pressão de alta frequência e baixa amplitude dentro de uma pressão de furo nominal incidente no transdutor em uma tensão alternada no meio óptico ao longo de um eixo do meio através do movimento de um elemento de flexão enquanto suprime a conversão de sinais de baixa frequência e pressão constante na tensão do meio óptico.[0073] The pressure transducer 302 is configured to convert a high-frequency, low-amplitude acoustic pressure signal within a nominal bore pressure incident on the transducer into an alternating voltage in the optical medium along a medium axis through movement of a bending element while suppressing the conversion of low frequency signals and constant pressure in the optical medium voltage.

Transdutor de sensor de alto deslocamentohigh displacement sensor transducer

[0074] As FIGS. 4A a 4H ilustram transdutores de acordo com as modalidades da presente divulgação. Referindo-se à FIG. 4A, o transdutor 400 inclui um corpo de transdutor 406 que contém um primeiro reservatório 408 e um segundo reservatório 410. O transdutor de pressão 400 compreende uma interface 424 entre os reservatórios. O corpo 406 e a interface 424 podem ser fabricados de silício, vidro, estruturas cristalinas, compósitos ou semelhantes, tais como, por exemplo, aglutinando pastilhas, por fabricação subtrativa (por exemplo, ataque químico, ablação por laser), etc. Cada reservatório é preenchido com o mesmo tipo de fluido do reservatório (por exemplo, óleo de silicone) e a interface 424 inclui pelo menos uma abertura para comunicação do fluido do reservatório entre o primeiro reservatório 408 e um segundo reservatório 410. A abertura é um 404 capilar. Outras implementações podem usar mais de um capilar ou podem usar um tipo diferente de abertura.[0074] FIGS. 4A to 4H illustrate transducers in accordance with embodiments of the present disclosure. Referring to FIG. 4A, transducer 400 includes a transducer body 406 that contains a first reservoir 408 and a second reservoir 410. Pressure transducer 400 comprises an interface 424 between the reservoirs. Body 406 and interface 424 can be fabricated from silicon, glass, crystalline structures, composites, or the like, such as, for example, by bonding wafers, by subtractive fabrication (eg, etching, laser ablation), etc. Each reservoir is filled with the same type of reservoir fluid (e.g., silicone oil) and the interface 424 includes at least one reservoir fluid communication port between the first reservoir 408 and a second reservoir 410. The aperture is a 404 capillary. Other implementations may use more than one capillary or may use a different type of aperture.

[0075] A interface 424 também inclui um elemento de flexão, implementado como membrana flexível 420. A membrana flexível 420 pode ser feita de um polímero ligado ao corpo (por exemplo, difluoreto de polivinilideno ('PVDF')). Em outras implementações, o elemento de flexão pode ser uma pastilha adicional colada no lugar ou pode ser criado através da fabricação subtrativa do corpo 406. Um segmento de fibra óptica 403 está ligado à membrana que inclui um FBG próximo do ponto de ligação. A fibra pode ser ligada usando um processo de adesivo, solda, soldagem ou emenda. A fibra óptica pode atravessar a membrana no centro na direção normal e é anexada à membrana no ponto limite. Uma segunda interface separa um dos reservatórios 408 e o fluido do fundo do poço 90. A segunda interface compreende um segundo elemento de flexão 422 que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor.[0075] Interface 424 also includes a flexing element, implemented as flexible membrane 420. Flexible membrane 420 may be made of a polymer bonded to the body (eg, polyvinylidene difluoride ('PVDF')). In other implementations, the bending element may be an additional patch glued in place, or it may be created by subtractive fabrication of the body 406. A fiber optic segment 403 is attached to the membrane that includes an FBG near the attachment point. The fiber can be bonded using an adhesive, solder, solder or splicing process. The optical fiber can cross the membrane at the center in the normal direction and is attached to the membrane at the boundary point. A second interface separates one of the reservoirs 408 and the downhole fluid 90. The second interface comprises a second bending element 422 that responds to the high frequency pressure acoustic signal incident on the transducer.

[0076] O FBG pode ser escrito na fibra usando um laser de fentossegundo. Isso permite a impressão de várias formas de rede, modificando o período e profundidade de rede e, portanto, para perceber formações de rede apodizada, pi-deslocada e chilreada. Além disso, este processo pode ser aplicado a fibras ópticas padrão, ao contrário dos métodos a base de luz UV que requerem núcleos de fibra fotossensíveis.[0076] The FBG can be written into the fiber using a femtosecond laser. This allows printing of various lattice shapes, modifying the period and lattice depth, and therefore to perceive apodized, pi-shifted and chirped lattice formations. Furthermore, this process can be applied to standard optical fibers, unlike UV light-based methods that require photosensitive fiber cores.

[0077] Os sinais acústicos no fluido do fundo do poço são incidentes na membrana 422. O fluido do reservatório 408 atrás (no interior) da membrana 422 sofre uma pressão ambiente elevada a partir do fluido do fundo do poço, mas esta pressão é equalizada através da membrana 424 através do capilar 404. A resposta do fluido interior para o corpo do transdutor 406, na presença do capilar 404, a pressão constante ou de baixa frequência, é equalizada através do capilar sem resposta apreciável no (movimento da) membrana 420. Pode-se dizer que o capilar 404 pode, portanto, filtrar o sinal de baixa frequência. Ao contrário, um sinal de alta frequência incidente na membrana 422 provoca uma resposta simétrica na membrana 420, com o sinal de deformação correspondente gerado na fibra. Com pressões elevadas equalizadas em todos os fluidos, a resposta na membrana 420 e, portanto, na fibra, apresenta fidelidade notável (por exemplo, na ordem de menos de 10 por cento por MPa de pressão diferencial, menos de 5 por cento por MPa de pressão diferencial, ou até e incluindo 1 por cento de pressão diferencial MPa ou melhor). O corpo do transdutor 406 pode ser desacoplado mecanicamente do corpo da ferramenta do sensor (colar de perfuração, linha fixa, etc.) de modo a isolar o corpo do transdutor 406 da transmissão de som da estrutura.[0077] The acoustic signals in the downhole fluid are incident on the membrane 422. The fluid in the reservoir 408 behind (inside) the membrane 422 undergoes a high ambient pressure from the downhole fluid, but this pressure is equalized through membrane 424 through capillary 404. The response of the interior fluid to the transducer body 406, in the presence of capillary 404, at constant or low frequency pressure, is equalized through the capillary with no appreciable response in (movement of) membrane 420 It can be said that the capillary 404 can therefore filter out the low frequency signal. In contrast, a high frequency signal incident on membrane 422 causes a symmetric response in membrane 420, with the corresponding strain signal generated in the fiber. With high pressures equalized in all fluids, the response in the 420 membrane, and therefore in the fiber, exhibits remarkable fidelity (e.g., on the order of less than 10 percent per MPa of differential pressure, less than 5 percent per MPa of differential pressure, or up to and including 1 percent differential pressure MPa or better). The transducer body 406 may be mechanically disengaged from the sensor tool body (drill collar, fixed line, etc.) in order to isolate the transducer body 406 from sound transmission from the structure.

[0078] O resultado coletivo desses recursos é que o transdutor de pressão é configurado para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente de baixa frequência usando o fluxo de desvio do fluido do reservatório através da abertura via equalização de pressão. Isto é conseguido através do desvio de fluido com uma seção transversal configurada para compensar lentamente transportando a pressão diferencial entre os dois reservatórios. Na FIG. 4A, o desvio é realizado introduzindo o capilar 404 com diâmetro e comprimento apropriados entre os dois reservatórios cheios de óleo de silício para a frequência de corte desejada (f):

Figure img0001
em que é o comprimento do tubo capilar; é o raio do tubo capilar; é o volume do reservatório atrás do tubo capilar; é a viscosidade dinâmica do fluido; é a densidade do fluido; é a velocidade do som do fluido.[0078] The collective result of these features is that the pressure transducer is configured to mechanically filter low-frequency ambient pressure noise into the fluid using bypass flow of reservoir fluid through the port via pressure equalization. This is achieved by diverting fluid with a cross section configured to compensate by slowly carrying the differential pressure between the two reservoirs. In FIG. 4A, the bypass is performed by introducing the capillary 404 of appropriate diameter and length between the two reservoirs filled with silicon oil for the desired cut-off frequency (f):
Figure img0001
where is the length of the capillary tube; is the radius of the capillary tube; is the volume of the reservoir behind the capillary tube; is the dynamic viscosity of the fluid; is the density of the fluid; is the speed of sound of the fluid.

[0079] As FIGS. 4B e 4C ilustram outro transdutor de acordo com modalidades da presente divulgação. A FIG. 4B é uma vista lateral do transdutor 430. A FIG. 4C é uma vista de topo da interface 444. O transdutor 430 inclui um corpo transdutor 436 que contém um primeiro reservatório 438 e um segundo reservatório 440. Em algumas implementações, os reservatórios 438 e 440 podem ser configurados, de maneira tal que suas respectivas extensões máximas em uma direção normal à interface 444 sejam iguais (e opostas). Essa configuração pode resultar em uma compensação efetiva das diferenças de pressão que ocorrem na interface devido à pressão quase hidrostática. O corpo do transdutor 436 também pode ser desacoplado mecanicamente do corpo da ferramenta do sensor (colar de perfuração, linha fixa, etc.) de modo a isolar o corpo do transdutor 436 da transmissão de som da estrutura. O transdutor de pressão 430 compreende uma interface 444 entre os reservatórios. Cada reservatório é preenchido com o mesmo tipo de fluido do reservatório (por exemplo, óleo de silicone) e a interface 444 inclui duas aberturas para comunicação do fluido do reservatório entre o primeiro reservatório 438 e um segundo reservatório 440. As aberturas compreendem fendas 451, 452 na interface 444. Outras implementações podem adicionalmente usar um capilar ou podem usar mais ou menos aberturas de várias dimensões.[0079] FIGS. 4B and 4C illustrate another transducer in accordance with embodiments of the present disclosure. FIG. 4B is a side view of transducer 430. FIG. 4C is a top view of interface 444. Transducer 430 includes a transducer body 436 that contains a first reservoir 438 and a second reservoir 440. In some implementations, reservoirs 438 and 440 can be configured such that their respective lengths maxima in a direction normal to the 444 interface are equal (and opposite). This configuration can result in effective compensation of pressure differences that occur at the interface due to quasi-hydrostatic pressure. The transducer body 436 may also be mechanically decoupled from the sensor tool body (drill collar, fixed line, etc.) in order to isolate the transducer body 436 from sound transmission from the structure. Pressure transducer 430 comprises an interface 444 between the reservoirs. Each reservoir is filled with the same type of reservoir fluid (e.g., silicone oil) and the interface 444 includes two openings for communicating reservoir fluid between the first reservoir 438 and a second reservoir 440. The openings comprise slots 451, 452 on the 444 interface. Other implementations may additionally use a capillary or may use more or less openings of various dimensions.

[0080] O elemento de flexão 421 é implementado como uma porção da interface entre uma primeira fenda 451 da pluralidade e uma segunda fenda 452 da pluralidade que forma uma barra curvadora. Um segmento de fibra óptica 433 é fixado (por exemplo, usando adesivos) ao membro de flexão 421 e inclui um FBG centrado sobre o acessório. Uma segunda interface separa um dos reservatórios 438 e o fluido do fundo do poço 90. A segunda interface compreende um segundo membro de flexão 432 (por exemplo, uma membrana) que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor.[0080] The bending element 421 is implemented as a portion of the interface between a first slot 451 of the plurality and a second slot 452 of the plurality forming a bending bar. A fiber optic segment 433 is attached (e.g., using adhesives) to bending member 421 and includes an FBG centered over the fixture. A second interface separates one of the reservoirs 438 and the downhole fluid 90. The second interface comprises a second bending member 432 (e.g., a membrane) that responds to the high frequency acoustic pressure signal incident on the transducer.

[0081] Como antes, os sinais acústicos no fluido do fundo do poço são incidentes na membrana externa 452. A pressão de baixa frequência é equalizada através da interface através das fendas capilares 451 e 452, evitando ao mesmo tempo uma resposta apreciável correspondente no membro 421, filtrando assim o sinal de pressão de baixa frequência e a pressão constante. Mais uma vez, com pressões elevadas equalizadas em todos os fluidos, a resposta no membro 421 e, portanto, na fibra é muito melhorada a partir das técnicas tradicionais. O desvio é realizado configurando as fendas 451 e 452 tendo dimensões apropriadas entre os dois reservatórios preenchidos com óleo de silício para a frequência de corte desejada (f):

Figure img0002
em que é o comprimento da fenda; é a altura da fenda; é- é a largura da fenda; é o volume do reservatório atrás da fenda; é a viscosidade dinâmica do fluido; é a densidade do fluido; é a velocidade do som do fluido.[0081] As before, the acoustic signals in the downhole fluid are incident on the outer membrane 452. The low frequency pressure is equalized across the interface through the capillary slits 451 and 452, while avoiding a corresponding appreciable response in the member 421, thus filtering out the low frequency pressure signal and constant pressure. Again, with high pressures equalized across all fluids, the response in the 421 member and therefore the fiber is greatly improved from traditional techniques. The bypass is performed by setting slots 451 and 452 having appropriate dimensions between the two silicon oil filled reservoirs to the desired cutoff frequency (f):
Figure img0002
where is the length of the slit; is the height of the slit; is- is the width of the slit; is the volume of the reservoir behind the slit; is the dynamic viscosity of the fluid; is the density of the fluid; is the speed of sound of the fluid.

[0082] As FIGS. 4D a 4H ilustram outro transdutor de acordo com as modalidades da presente divulgação. A FIG. 4D é uma vista lateral do transdutor 470. A FIG. 4E é uma segunda vista lateral do transdutor 470 perpendicular à primeira vista. O transdutor 470 inclui um corpo de transdutor 476 que contém um primeiro reservatório 478 e um segundo reservatório 480. Cada reservatório é preenchido com o mesmo tipo de fluido de reservatório (por exemplo, óleo de silicone) e uma interface 474 entre os reservatórios inclui as aberturas 481 e 482 que permitem a comunicação do fluido do reservatório entre o primeiro reservatório 478 e o segundo reservatório 480. Uma segunda interface compreende um segundo membro de flexão 472 (por exemplo, uma membrana) que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor. A FIG. 4F é uma vista de topo da interface. Um segmento de fibra óptica 483 é fixado (por exemplo, usando adesivos) ao membro de flexão 491 e inclui um FBG 493 centrado sobre o acessório, como anteriormente.[0082] FIGS. 4D to 4H illustrate another transducer in accordance with embodiments of the present disclosure. FIG. 4D is a side view of transducer 470. FIG. 4E is a second side view of transducer 470 perpendicular to the first view. Transducer 470 includes a transducer body 476 that contains a first reservoir 478 and a second reservoir 480. Each reservoir is filled with the same type of reservoir fluid (e.g., silicone oil) and an interface 474 between the reservoirs includes the openings 481 and 482 that allow communication of reservoir fluid between the first reservoir 478 and the second reservoir 480. A second interface comprises a second bending member 472 (e.g., a membrane) that responds to the high frequency pressure acoustic signal incident on the transducer. FIG. 4F is a top view of the interface. A fiber optic segment 483 is attached (e.g., using adhesives) to bending member 491 and includes an FBG 493 centered over the fixture, as before.

[0083] O transdutor 470 representa um transdutor configurado para compensação de vibração. Como anteriormente em relação às FIGS. 4B e 4C, a extensão máxima dos reservatórios 478 e 480 em relação à interface 474 em uma direção normal à interface 474 pode ser igual e esta configuração pode resultar em uma compensação eficaz das diferenças de pressão que ocorrem na interface devido a uma pressão quasi-hidrostática. De modo a obter o mesmo efeito em todas as direções, o transdutor 470 pode ser configurado de maneira tal que os reservatórios superior e inferior 478 e 480 possam satisfazer a mesma condição em duas direções perpendiculares e, respectivamente, perpendiculares 494 e 495.[0083] Transducer 470 represents a transducer configured for vibration compensation. As previously with respect to FIGS. 4B and 4C, the maximum extent of the reservoirs 478 and 480 relative to the interface 474 in a direction normal to the interface 474 can be equal, and this configuration can result in effective compensation for pressure differences that occur across the interface due to near- hydrostatic. In order to obtain the same effect in all directions, the transducer 470 can be configured in such a way that the upper and lower reservoirs 478 and 480 can satisfy the same condition in two perpendicular directions and, respectively, perpendicular 494 and 495.

[0084] As FIGS. 4G e 4H ilustram uma construção do transdutor 470. A FIG. 4G mostra uma vista lateral do membro de reservatório superior 497 e a FIG. 4H mostra uma vista frontal do membro de reservatório inferior 498. Cada reservatório é simétrico em duas dimensões. O membro de reservatório inferior 498 é configurado para receber o membro de reservatório superior 497. Girando o reservatório superior 497 em 90 graus e acoplando os membros do reservatório como um conjunto de interbloqueio, o transdutor 470 pode ser construído. Os membros de reservatório também são configurados de maneira tal que o membro de reservatório superior 497 seja substancialmente simétrico ao membro de reservatório inferior 498. O membro reservatório superior 497 pode ter dimensões substancialmente idênticas ao membro reservatório inferior 498, mas orientações diferentes quando alinhadas para a montagem. O volume de fluido dos reservatórios é substancialmente o mesmo. Assim, os reservatórios têm uma forma e respectiva orientação que resulta na supressão de qualquer sinal de pressão quasi-hidrostática induzida por aceleração. Isto é conseguido garantindo que a pressão no membro de flexão seja idêntica em ambos os reservatórios.[0084] FIGS. 4G and 4H illustrate a transducer construction 470. FIG. 4G shows a side view of upper reservoir member 497, and FIG. 4H shows a front view of lower reservoir member 498. Each reservoir is symmetrical in two dimensions. Lower reservoir member 498 is configured to receive upper reservoir member 497. By rotating upper reservoir member 497 90 degrees and coupling the reservoir members as an interlocking assembly, transducer 470 can be constructed. The reservoir members are also configured such that the upper reservoir member 497 is substantially symmetrical to the lower reservoir member 498. The upper reservoir member 497 can have substantially identical dimensions to the lower reservoir member 498, but different orientations when aligned to the assembly. The fluid volume of the reservoirs is substantially the same. Thus, the reservoirs have a shape and their orientation which results in the suppression of any sign of quasi-hydrostatic pressure induced by acceleration. This is achieved by ensuring that the pressure on the bending member is identical in both reservoirs.

[0085] As FIGS. 5A e 5B ilustram componentes do transdutor de acordo com as modalidades da presente divulgação. O transdutor 500 inclui uma placa de vidro 544, que age como uma grade de interface de uma maneira semelhante à interface 444. Um reservatório adicional pode ser formado acima da placa de vidro 544 por uma extensão de um corpo de transdutor e membranas (não mostradas). O transdutor de pressão 500 compreende um membro de flexão 521. O membro de flexão 521 é implementado como uma porção da interface entre uma primeira fenda 551 da pluralidade e uma segunda fenda 552 da pluralidade que forma uma barra curvadora. Um segmento de fibra óptica 533 é fixado (por exemplo, usando adesivos) ao membro de flexão 521. O elemento de flexão 550 suporta o membro de flexão 521. O elemento de flexão inclui um entalhe 554 no qual reside a fibra óptica 533 e uma cavidade 555. O FBG 503 dentro da fibra óptica 533 está posicionado acima da cavidade 555 a uma distância do entalhe configurada para a deformação elástica máxima dentro da fibra a partir da alavancagem gerada do elemento de flexão na extremidade do entalhe. O perfil de cunha do elemento de flexão resulta em massa reduzida e, assim, aumenta a frequência fundamental em relação a outras modalidades (por exemplo, aproximando-se de 10 kHz, ou mais).[0085] FIGS. 5A and 5B illustrate transducer components in accordance with embodiments of the present disclosure. Transducer 500 includes a glass plate 544, which acts as an interface grid in a similar manner to interface 444. An additional reservoir may be formed above the glass plate 544 by an extension of a transducer body and membranes (not shown). ). The pressure transducer 500 comprises a bending member 521. The bending member 521 is implemented as an interface portion between a first slot 551 of the plurality and a second slot 552 of the plurality that forms a bending bar. An optical fiber segment 533 is attached (e.g., using adhesives) to the bending member 521. The bending member 550 supports the bending member 521. The bending member includes a notch 554 in which the optical fiber 533 resides and a cavity 555. The FBG 503 within the optical fiber 533 is positioned above the cavity 555 at a distance from the notch configured for maximum elastic deformation within the fiber from the leverage generated from the bending element at the end of the notch. The wedge profile of the bending element results in reduced mass and thus increases the fundamental frequency over other embodiments (e.g. approaching 10 kHz or more).

[0086] A FIG. 6 ilustra outro transdutor de acordo com as modali dades da presente divulgação. O transdutor pode ser implementado com um reservatório preenchido com um fluido de dilatação. O fluido de dilatação pode ser configurado para agir, responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência, como um sólido que transmite o sinal acústico de pressão de alta frequência para o membro de flexão; responsivo ao ruído de pressão ambiente, o fluido de dilatação pode ser configurado para agir como um líquido que impede a transmissão do ruído da pressão ambiente para o membro de flexão.[0086] FIG. 6 illustrates another transducer in accordance with the embodiments of the present disclosure. The transducer can be implemented with a reservoir filled with a swelling fluid. The dilating fluid can be configured to act, responsive to the high frequency pressure acoustic signal, like a solid transmitting the high frequency pressure acoustic signal to the bending member; Responsive to ambient pressure noise, the swelling fluid can be configured to act as a liquid preventing the transmission of ambient pressure noise to the bending member.

[0087] O transdutor 600 inclui um corpo de transdutor 606 contendo um reservatório 608. Os elementos de flexão 622 são implementados como uma pluralidade de membros de polarização 621 (por exemplo, molas) dentro do reservatório 608 que polariza uma pluralidade de membros de impacto de onda 634 (por exemplo, discos planares) que são conectados com um segmento de fibra óptica 633 (que se estende através o corpo 606). Um FBG 603 é centrado entre os discos 634. A fibra óptica pode atravessar (e estar ligada a) cada disco 634 no centro em uma direção normal. Uma interface 607 separa um do reservatório 608 e o fluido do fundo do poço 90. A interface compreende uma membrana exterior 652 que responde ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor.[0087] The transducer 600 includes a transducer body 606 containing a reservoir 608. The bending elements 622 are implemented as a plurality of biasing members 621 (e.g., springs) within the reservoir 608 that bias a plurality of impact members waveforms 634 (e.g., planar disks) which are connected with an optical fiber segment 633 (which extends through body 606). An FBG 603 is centered between the disks 634. The optical fiber can pass through (and be connected to) each disk 634 at the center in a normal direction. An interface 607 separates one of the reservoir 608 and the downhole fluid 90. The interface comprises an outer membrane 652 which responds to the high frequency pressure acoustic signal incident on the transducer.

[0088] O reservatório 608 é preenchido com um fluido de dilatação. O fluido de dilatação é configurado para agir, responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência, como um sólido que transmite o sinal acústico de pressão de alta frequência para o membro de flexão; responsivo ao ruído de pressão ambiente ou pressão constante, entretanto, o fluido de dilatação é configurado para agir como um líquido que impede assim a transmissão do ruído da pressão ambiente para o membro de flexão.[0088] Reservoir 608 is filled with an expansion fluid. The dilating fluid is configured to act, responsive to the high frequency pressure acoustic signal, like a solid transmitting the high frequency pressure acoustic signal to the bending member; responsive to ambient pressure noise or constant pressure, however, the dilating fluid is configured to act like a liquid thus preventing the transmission of ambient pressure noise to the bending member.

[0089] Como anteriormente, os sinais acústicos no fluido do fundo do poço são incidentes na membrana externa 652. Responsivo os sinais acústicos de alta frequência passados para o reservatório 608 pela membrana 652, o fluido de dilatação age como um sólido transmitindo o sinal para os elementos de impacto 634, o que alivia a tensão na fibra 633. Ao contrário, baixa frequência ou pressão constante são absorvidas no fluido em modo líquido, resultando na supressão desses sinais.[0089] As before, the acoustic signals in the downhole fluid are incident on the outer membrane 652. Responsive to the high frequency acoustic signals passed to the reservoir 608 by the membrane 652, the swelling fluid acts as a solid transmitting the signal to the impact elements 634, which relieves the stress on the fiber 633. Conversely, low frequency or constant pressure are absorbed into the fluid in liquid mode, resulting in the suppression of these signals.

[0090] Os transdutores descritos anteriormente, juntamente com as fibras ópticas e FBGs, constituem sensores que são sensíveis a variações de pressão dinâmica induzidas acusticamente, mas insensíveis a pressões variáveis constantes e lentas. Assim, as modalidades do transdutor anterior podem ser insensíveis a ondas de pressão abaixo de uma frequência particular, tal como, por exemplo, 10 kHz, 1 kHz, 100 Hz ou 10 Hz ou abaixo. Isso torna o sensor insensível a pressões compatíveis com o ambiente nominal do fundo de poço sem diminuir a sensibilidade aos sinais acústicos.[0090] The transducers described above, together with optical fibers and FBGs, constitute sensors that are sensitive to acoustically induced dynamic pressure variations, but insensitive to constant and slow variable pressures. Thus, the foregoing transducer embodiments may be insensitive to pressure waves below a particular frequency, such as, for example, 10 kHz, 1 kHz, 100 Hz, or 10 Hz or below. This makes the sensor insensitive to pressures compatible with the nominal downhole environment without decreasing sensitivity to acoustic signals.

[0091] A FIG. 7A mostra um fluxograma 700 que ilustra os métodos para realizar a perfilagem de poços em um furo que intercepta uma formação de terra de acordo com as modalidades da presente divulgação. Na etapa opcional 710, um sensor acústico de acordo com a presente divulgação está posicionado no furo. Por exemplo, uma ferramenta de perfilagem acústico de poço pode ser transportada em um furo usando um transportador. O furo pode ser preenchido com fluido no fundo do poço, tal como, por exemplo, fluido de perfuração. Em outros exemplos, uma sonda de sensor pode ser instalada na formação. Ver, por exemplo, a Patente US 7.201.221 de Tubel et al, que é comumente controlada e está aqui incorporada por referência em sua totalidade.[0091] FIG. 7A shows a flowchart 700 illustrating methods for performing well logging in a borehole intersecting an earth formation in accordance with embodiments of the present disclosure. At optional step 710, an acoustic sensor according to the present disclosure is positioned in the hole. For example, an acoustic well logging tool can be transported in a hole using a conveyor. The hole can be filled with downhole fluid, such as, for example, drilling fluid. In other examples, a sensor probe can be installed in the formation. See, for example, US Patent 7,201,221 to Tubel et al, which is commonly owned and is incorporated herein by reference in its entirety.

[0092] A etapa opcional 720 do método 700 pode incluir a obtenção de dados acústicos com o sensor acústico. A etapa 720 pode incluir a geração de uma pluralidade de sinais acústicos dentro do furo, ou de dispositivos sísmicos na superfície e gerar dados de ondas acústicas em pelo menos um furo do sensor em resposta aos sinais acústicos recebidos no sensor, tal como, por exemplo, um pluralidade de reflexões acústicas de ondas acústicas de um limite responsivo aos sinais acústicos transmitidos.[0092] Optional step 720 of method 700 may include obtaining acoustic data with the acoustic sensor. Step 720 may include generating a plurality of acoustic signals within the borehole, or from seismic devices on the surface and generating acoustic wave data in at least one borehole of the sensor in response to acoustic signals received at the sensor, such as, for example , a plurality of acoustic reflections of acoustic waves from a boundary responsive to transmitted acoustic signals.

[0093] A etapa 730 compreende a caracterização da formação utilizando os dados acústicos, incluindo a geração de informação de formação. A etapa 730 pode incluir a utilização da localização na formação para cada ponto de reflexão para estimar pelo menos uma propriedade do limite refletivo acústico. Isso pode incluir estimar, a partir dos dados acústicos, a distância de um limite, uma imersão, uma localização do limite na formação e assim por diante. A etapa opcional 740 compreende transmitir informação de formação no interior. A etapa opcional 750 compreende a realização de operações adicionais na formação, dependendo da informação de formação.[0093] Step 730 comprises characterizing the formation using the acoustic data, including generating formation information. Step 730 may include using the location in the formation for each reflection point to estimate at least one property of the acoustic reflective boundary. This can include estimating from the acoustic data the distance to a boundary, an immersion, a boundary location in the formation, and so on. Optional step 740 comprises transmitting training information into the interior. Optional step 750 comprises performing additional operations on the formation depending on the formation information.

[0094] A FIG. 7B mostra um fluxograma 760 que ilustra os métodos para obter dados acústicos. A etapa 770 compreende a utilização de um transdutor de pressão compreendendo um elemento de flexão ligado a um meio acústico para converter um sinal de pressão acústico de alta frequência de baixa amplitude em uma pressão de perfuração nominal incidente no transdutor de pressão para uma tensão alternada no meio acústico ao longo de um eixo do meio acústico por meio do movimento do membro de flexão. Isso pode ser feito diminuindo um deslocamento de pressão devido à pressão nominal do furo.[0094] FIG. 7B shows a flowchart 760 illustrating methods for obtaining acoustic data. Step 770 comprises using a pressure transducer comprising a bending member connected to an acoustic means to convert a low amplitude high frequency acoustic pressure signal at a nominal bore pressure incident on the pressure transducer to an alternating voltage on the pressure transducer. acoustic medium along an axis of the acoustic medium through movement of the bending member. This can be done by decreasing a pressure offset due to the nominal hole pressure.

[0095] A etapa 780 compreende a utilização de um detector para gerar informação de medição acústica que responde à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio ao longo do eixo. A pelo menos uma propriedade óptica do meio que responde à tensão alternada no meio, de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo detector represente o sinal acústico.[0095] Step 780 comprises using a detector to generate acoustic measurement information that responds to received electromagnetic radiation transmitted through the medium along the axis. The at least one optical property of the medium that responds to the alternating voltage in the medium, in such a way that the electromagnetic radiation received by the detector represents the acoustic signal.

[0096] Os métodos opcionais podem incluir a estimativa de um parâmetro de interesse da formação e o uso do parâmetro de interesse para estimar uma característica de uma formação ou para conduzir outras operações. A estimativa do parâmetro pode incluir o uso de um modelo. Em algumas modalidades, o modelo pode incluir, mas não está limitado a, um ou mais de: (i) uma equação matemática, (ii) um algoritmo, (iii) uma técnica de deconvolução, e assim por diante. Informações de referência acessíveis ao processador também podem ser usadas.[0096] Optional methods may include estimating a formation parameter of interest and using the parameter of interest to estimate a characteristic of a formation or to conduct other operations. Parameter estimation may include the use of a model. In some embodiments, the model may include, but is not limited to, one or more of: (i) a mathematical equation, (ii) an algorithm, (iii) a deconvolution technique, and so on. Reference information accessible to the processor may also be used.

[0097] As modalidades do método podem incluir a realização de operações adicionais na formação de terra, dependendo da informação de formação, das propriedades estimadas do (s) refletor (es) ou dos modelos criados usando esses. As operações adicionais podem incluir pelo menos uma de: i) geo-orientação; ii) perfurar furos adicionais na formação; iii) realizar medições adicionais na formação; iv) estimar parâmetros adicionais da formação; v) instalar equipamentos no furo; vi) avaliar a formação; vii) otimizar o desenvolvimento atual ou futuro na formação ou em uma formação semelhante; viii) otimizar a exploração atual ou futura na formação ou na formação semelhante; ix) perfurar o furo; e x) produzir um ou mais hidrocarbonetos da formação na formação.[0097] The modalities of the method may include performing additional operations on the earth formation, depending on the formation information, the estimated properties of the reflector(s) or the models created using these. Additional operations may include at least one of: i) geo-orientation; ii) drill additional holes in the formation; iii) carry out additional measurements in the formation; iv) estimating additional training parameters; v) install equipment in the hole; vi) evaluate training; vii) optimize current or future development in training or similar training; viii) optimize current or future exploration in the formation or similar formation; ix) drilling the hole; and x) producing one or more hydrocarbons from the formation to the formation.

[0098] Os parâmetros estimados de interesse podem ser armazenados (registrados) como informação ou representados visualmente em um mostrador. Os parâmetros de interesse podem ser transmitidos antes ou depois do armazenamento ou exibição. Por exemplo, a informação pode ser transmitida para outros componentes de fundo de poço ou para a superfície para armazenamento, exibição ou processamento adicional. Os aspectos da presente divulgação se referem à modelagem de um volume de uma formação de terra usando o parâmetro estimado de interesse, tal como, por exemplo, associando valores de parâmetros estimados com partes do volume de interesse aos quais eles correspondem ou representando os limites e a formação em um sistema de coordenadas global. O modelo da formação de terra gerado e mantido nos aspectos da divulgação pode ser implementado como uma representação da formação de terra armazenada como informação. A informação (por exemplo, dados) também pode ser transmitida, armazenada em um meio lido por máquina não transitório e/ou executado (por exemplo, representado visualmente) em um mostrador.[0098] The estimated parameters of interest can be stored (registered) as information or represented visually on a display. Parameters of interest can be passed before or after storage or display. For example, information can be transmitted to other downhole components or to the surface for storage, display or further processing. Aspects of the present disclosure relate to modeling a volume of a land formation using the estimated parameter of interest, such as, for example, associating estimated parameter values with parts of the volume of interest to which they correspond or representing the boundaries and training in a global coordinate system. The land formation model generated and maintained in the disclosure aspects can be implemented as a representation of the land formation stored as information. Information (eg, data) may also be transmitted, stored on a non-transient machine-readable medium, and/or executed (eg, represented visually) on a display.

[0099] O processamento das medições por um processador pode ocorrer na ferramenta, na superfície ou em um local remoto. A aquisição de dados pode ser controlada pelo menos em parte pelos eletrônicos. Implícito no controle e processamento dos dados está o uso de um programa de computador em um meio legível por máquina não transitório adequado que permite aos processadores executar o controle e o processamento. O meio legível por máquina não transitório pode incluir ROMs, EPROMs, EEPROMs, memórias flash e discos ópticos. O termo processador se destina a incluir dispositivos como um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA).[0099] The processing of measurements by a processor can occur in the tool, on the surface or in a remote location. Data acquisition can be controlled at least in part by electronics. Implicit in controlling and processing the data is the use of a computer program on a suitable non-transient machine-readable medium that allows the processors to perform control and processing. Non-transient machine-readable media may include ROMs, EPROMs, EEPROMs, flash memories and optical discs. The term processor is intended to include devices such as a field-programmable gate array (FPGA).

[00100] O termo “dispositivo de transporte” como usado anteriormente significa qualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou elemento que possa ser usado para transportar, alojar, suportar ou, de outra forma, facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou elemento. Dispositivos de transporte não limitativos exemplares incluem colunas de perfuração do tipo de tubo espiralado, do tipo de tubo articulado e qualquer combinação ou porção das mesmas. Outros exemplos de dispositivos de transporte incluem tubos de revestimento, cabos de aço, sondas de cabo de aço, sondas de cabo liso, drop shots, subs de fundo de poço, BHA's, insertos de coluna de perfuração, módulos, alojamentos internos e porções de substrato dos mesmos, tratores de autopropulsão. Conforme usado anteriormente, o termo “sub” se refere a qualquer estrutura que esteja configurada para encerrar parcialmente, encerrar completamente, alojar ou suportar um dispositivo. O termo “informação”, conforme usado anteriormente, inclui qualquer forma de informação (Analógica, digital, EM, impressa, etc.). O termo “processador” ou “dispositivo de processamento de informação” aqui inclui, mas não está limitado a, qualquer dispositivo que transmite, recebe, manipula, converte, calcula, modula, transpõe, transporta, armazena ou utiliza de outra forma a informação. Um dispositivo de processamento de informação pode incluir um microprocessador, memória residente e periféricos para executar instruções programadas. O processador pode executar instruções armazenadas em memória de computador acessíveis ao processador ou pode empregar lógica implementada como matrizes de portas programáveis em campo ('FPGAs'), circuitos integrados específicos da aplicação ('ASICs'), outro hardware de lógica combinatória ou sequencial e assim por diante. Assim, um processador pode ser configurado para executar um ou mais métodos como descrito aqui e a configuração do processador pode incluir conexão operativa com memória residente e periféricos para executar instruções programadas.[00100] The term “transport device” as used above means any device, device component, combination of devices, means and/or element that can be used to transport, house, support or otherwise facilitate the use of another device, device component, combination of devices, means and/or element. Exemplary non-limiting conveying devices include spiral tube type drill strings, swivel tube type drill strings, and any combination or portion thereof. Other examples of conveying devices include casing tubes, wire ropes, wire rope rigs, smooth cable rigs, drop shots, downhole subs, BHA's, drill string inserts, modules, internal housings and portions of their substrate, self-propelled tractors. As used previously, the term “sub” refers to any structure that is configured to partially enclose, fully enclose, house or support a device. The term “information”, as used above, includes any form of information (Analog, Digital, EM, Print, etc.). The term "processor" or "information processing device" herein includes, but is not limited to, any device that transmits, receives, manipulates, converts, calculates, modulates, transposes, transports, stores or otherwise uses information. An information processing device may include a microprocessor, resident memory and peripherals for executing programmed instructions. The processor may execute instructions stored in computer memory accessible to the processor, or it may employ logic implemented as field-programmable gate arrays ('FPGAs'), application-specific integrated circuits ('ASICs'), other combinatorial or sequential logic hardware, and so on. Thus, a processor can be configured to perform one or more methods as described herein, and the processor configuration can include operative connection to resident memory and peripherals to execute programmed instructions.

[00101] Como aqui utilizado, o termo “fluido” e “fluidos” se refere a um ou mais gases, um ou mais líquidos e suas misturas. Um “fluido de fundo de poço”, tal como aqui utilizado, inclui qualquer gás, líquido, fluido sólido e outros materiais com uma propriedade fluida e relacionados com a recuperação de hidrocarbonetos. Um fluido de fundo de poço pode ser natural ou artificial e pode ser transportado para o poço ou pode ser recuperado de um local no fundo do poço. Exemplos não limitantes de fluidos de fundo de poço incluem fluidos de perfuração, fluidos de retorno, fluidos de formação, fluidos de produção contendo um ou mais hidrocarbonetos, fluidos projetados, óleos e solventes utilizados em conjunto com ferramentas de poço, água, salmoura e combinações dos mesmos. Um “fluido projetado” pode ser usado aqui para significar um fluido criado pelo homem formulado para uma finalidade particular. O termo “geo-orientação” pode se referir à mudança de direção da broca, parada da progressão da broca ou avanço contínuo da broca.[00101] As used herein, the term “fluid” and “fluids” refers to one or more gases, one or more liquids and mixtures thereof. A "downhole fluid", as used herein, includes any gas, liquid, solid fluid and other materials with a fluid property and related to the recovery of hydrocarbons. A downhole fluid can be natural or artificial and can be transported into the well or can be recovered from a downhole location. Non-limiting examples of downhole fluids include drilling fluids, return fluids, formation fluids, production fluids containing one or more hydrocarbons, spray fluids, oils and solvents used in conjunction with downhole tools, water, brine, and combinations of the same. An "engineered fluid" can be used here to mean a man-made fluid formulated for a particular purpose. The term “geo-orientation” can refer to changing the direction of the drill, stopping drill progression, or continuing to advance the drill.

[00102] É evidente que os valores de lentidão e velocidade podem ser utilizados indiferentemente nas técnicas aqui divulgadas. Os parâmetros lentidão e velocidade estão inversamente relacionados e a medição de um ou outro pode ser convertida para o outro por relações matemáticas simples, que são bem conhecidas na técnica. Assim, o termo “lentidão”, como usado aqui, pode se referir à lentidão como tradicionalmente entendido, assim como outros equivalentes paramétricos.[00102] It is evident that the values of slowness and speed can be used interchangeably in the techniques disclosed herein. The slowness and speed parameters are inversely related and the measurement of one or the other can be converted to the other by simple mathematical relationships, which are well known in the art. Thus, the term "slowness", as used here, can refer to slowness as traditionally understood, as well as other parametric equivalents.

[00103] O termo perfil sísmico vertical ('VSP') como aqui utilizado deve significar qualquer VSP de deslocamento zero, VSP de desvio, VSP de caminhamento, VSP de passagem acima, VSP de proximidade de sal, VSP de onda de cisalhamento e ruído de perfuração ou VSP sísmica durante a perfuração. O sinal acústico significa qualquer sinal medido ou processado acusticamente, incluindo sinais sísmicos. Os termos “variação rápida” ou “alta frequência”, como aqui utilizados, se referem às características de frequência que correspondem aos sinais acústicos típicos utilizados para aplicações de medição no fundo do poço. Os termos “variando lentamente” ou “baixa frequência”, como aqui utilizados, se referem às características de frequência que correspondem aos sinais acústicos abaixo de um nível que representa as medições acústicas desejadas e podem ser representadas por ondas de pressão abaixo de uma frequência de corte como 10 kHz, 1 kHz, 100 Hz, 10 Hz ou abaixo. O ruído de pressão ambiente deve ser entendido para se referir a variações de pressão sem sinal, que são endêmicas para aplicações em furos, incluindo pressões de baixa frequência, como vibração de ferramentas. O ruído de pressão ambiente de filtração mecânica pode, portanto, suprimir a vibração da ferramenta de ruído ambiente, como o ruído da bomba. A vibração da ferramenta pode ter uma frequência característica de 80 a 500 Hz, em comparação a um sinal acústico de 1kHz ou mais.[00103] The term vertical seismic profile ('VSP') as used herein shall mean any zero displacement VSP, drift VSP, walking VSP, overhead pass VSP, salt proximity VSP, noise and shear wave VSP drilling equipment or seismic VSP while drilling. Acoustic signal means any acoustically measured or processed signal, including seismic signals. The terms "rapid variation" or "high frequency", as used herein, refer to frequency characteristics that correspond to typical acoustic signals used for downhole measurement applications. The terms "slowly varying" or "low frequency" as used herein refer to the frequency characteristics that correspond to acoustic signals below a level representing the desired acoustic measurements and can be represented by pressure waves below a frequency of cut as 10 kHz, 1 kHz, 100 Hz, 10 Hz or below. Ambient pressure noise should be understood to refer to unsigned pressure variations, which are endemic to downhole applications, including low frequency pressures such as tool vibration. Mechanical filtration ambient pressure noise can therefore suppress tool vibration from ambient noise such as pump noise. Tool vibration can have a characteristic frequency of 80 to 500 Hz, compared to an acoustic signal of 1kHz or more.

[00104] Embora a divulgação anterior se refira às modalidades de um modo da divulgação, várias modificações serão evidentes para os versados na técnica. Pretende-se que todas as variações sejam adotadas pela divulgação anterior.[00104] Although the foregoing disclosure refers to embodiments of one mode of the disclosure, various modifications will be apparent to those skilled in the art. All variations are intended to be adopted by the prior disclosure.

Claims (14)

1. Aparelho para uso em um furo, compreendendo: um sensor acústico (300) incluindo: um transdutor de pressão (302, 400) compreendendo um elemento de flexão (420) ligado a um meio óptico (433), o transdutor (302, 400) configurado para converter um sinal de pressão acústica de baixa amplitude e alta frequência dentro de uma pressão de furo nominal incidente no transdutor (302, 400) para uma deformação alternada no meio óptico (433) ao longo de um eixo do meio óptico (433) através do movimento do membro de flexão (420) enquanto suprime a conversão de sinais de baixa frequência e pressão constante em tensão do meio óptico (433), o sinal de pressão acústica propagado através de um fluido no fundo do poço (90) acoplado ao transdutor (302, 400); e um detector (304) configurado para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio (433) ao longo do eixo, a pelo menos uma propriedade óptica do meio (433) sendo responsiva à tensão alternada no meio (433), de maneira tal que a radiação eletromagnética recebida pelo detector (304) represente o sinal acústico, caracterizado pelo fato de que o transdutor de pressão (302, 400) compreende uma interface (424) entre reservatórios (408, 410), cada reservatório (408, 410) contendo um mesmo fluido de reservatório, a interface (424) compreendendo pelo menos uma abertura (404) provendo a comunicação do fluido do reservatório entre os reservatórios (408, 410) e o membro de flexão (420) ligado a interface (424).1. Apparatus for use in a borehole, comprising: an acoustic sensor (300) including: a pressure transducer (302, 400) comprising a bending element (420) connected to an optical means (433), the transducer (302, 400) configured to convert a low amplitude, high frequency acoustic pressure signal within a nominal bore pressure incident on the transducer (302, 400) to an alternating deformation in the optical medium (433) along an axis of the optical medium ( 433) through movement of the bending member (420) while suppressing the conversion of low frequency and constant pressure signals into voltage from the optical medium (433), the acoustic pressure signal propagated through a downhole fluid (90) coupled to the transducer (302, 400); and a detector (304) configured to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium (433) along the axis, the at least one optical property of the medium (433) being responsive to alternating voltage in the medium (433) ), in such a way that the electromagnetic radiation received by the detector (304) represents the acoustic signal, characterized in that the pressure transducer (302, 400) comprises an interface (424) between reservoirs (408, 410), each reservoir (408, 410) containing a same reservoir fluid, the interface (424) comprising at least one opening (404) providing reservoir fluid communication between the reservoirs (408, 410) and the bending member (420) connected to interface (424). 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transdutor de pressão (302, 400) é configurado para filtrar mecanicamente em fluido ruído de pressão ambiente de baixa frequência.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure transducer (302, 400) is configured to mechanically filter low-frequency ambient pressure noise in fluid. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura (404) e os reservatórios (408, 410) podem ser configurados para filtrar mecanicamente em fluido ruído da pressão ambiente utilizando o fluxo de desvio do fluido do reservatório através da abertura (404) via equalização de pressão.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one opening (404) and the reservoirs (408, 410) can be configured to mechanically filter ambient pressure noise fluid using the fluid bypass flow from the reservoir through the opening (404) via pressure equalization. 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de flexão (420) compreende pelo menos um de: i) uma membrana (420); e ii) uma barra curvadora (421).Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending member (420) comprises at least one of: i) a membrane (420); and ii) a bending bar (421). 5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura (404) compreende pelo menos uma de: i) uma fenda no membro de flexão (451, 452); e ii) um tubo capilar (404).Apparatus according to claim 4, characterized in that the at least one opening (404) comprises at least one of: i) a slot in the bending member (451, 452); and ii) a capillary tube (404). 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura (404) compreende uma pluralidade de fendas e o membro de flexão (420) compreende uma porção da interface entre uma primeira fenda (451) da pluralidade e uma segunda fenda (452) da pluralidade.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the at least one opening (404) comprises a plurality of slots and the bending member (420) comprises a portion of the interface between a first slot (451) of the plurality and a second slot (452) of the plurality. 7. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transdutor de pressão (302, 400) compreende uma segunda interface entre um dos reservatórios (408) e o fluido do fundo do poço (90), a segunda interface compreendendo um segundo membro de flexão (422) responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência incidente no transdutor (302, 400).7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure transducer (302, 400) comprises a second interface between one of the reservoirs (408) and the downhole fluid (90), the second interface comprising a second bending member (422) responsive to the high frequency acoustic pressure signal incident on the transducer (302, 400). 8. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um primeiro reservatório dos reservatórios é definido por um primeiro membro reservatório (497) e um segundo reservatório dos reservatórios é definido por um segundo membro reservatório (498) e o primeiro reservatório (497) é recebido por o segundo membro de reservatório (498), e em que as dimensões e orientações dos reservatórios são configuradas para suprimir os sinais de pressão quasi-hidrostática induzidos por aceleração, produzindo uma pressão no membro de flexão (420) no primeiro reservatório igual a outra pressão no membro de flexão (420) no segundo reservatório.8. Apparatus according to claim 1, characterized in that a first reservoir of reservoirs is defined by a first reservoir member (497) and a second reservoir of reservoirs is defined by a second reservoir member (498) and the first reservoir (497) is received by the second reservoir member (498), and wherein the dimensions and orientations of the reservoirs are configured to suppress acceleration-induced quasi-hydrostatic pressure signals, producing a pressure on the bending member (420) at the first reservoir equal to another pressure in the bending member (420) in the second reservoir. 9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que todo plano normal a uma linha que intercepta o centro de gravidade dos volumes combinados de fluido do reservatório intercepta: i) tanto o primeiro reservatório quanto o segundo reservatório ou ii) nem o primeiro reservatório nem o segundo reservatório.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that every plane normal to a line that intersects the center of gravity of the combined volumes of fluid in the reservoir intersects: i) both the first reservoir and the second reservoir or ii) neither the first reservoir nor the second reservoir. 10. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transdutor (302, 400) compreender um elemento de flexão (550) que suporta o membro de flexão (420) e é configurado para amplificar o movimento do membro de flexão (420).10. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transducer (302, 400) comprises a bending element (550) that supports the bending member (420) and is configured to amplify the movement of the bending member (420). 11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o meio (433) compreende grades de Bragg em fibra (503) posicionadas em relação ao elemento de flexão (550) próximo a uma localização de deslocamento máximo do meio (433).11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the means (433) comprises fiber Bragg gratings (503) positioned relative to the bending element (550) close to a location of maximum displacement of the means (433 ). 12. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transdutor (302, 400) compreende um reservatório (608) preenchido com um fluido de dilatação, o fluido de dilatação configurado para agir, responsivo ao sinal acústico de pressão de alta frequência, como um sólido que transmite o sinal acústico de pressão de alta frequência ao membro de flexão (420) e ao fluido de dilatação configurado para agir, responsivo ao ruído da pressão ambiente, como um líquido que impede a transmissão do ruído da pressão ambiente para o membro de flexão (420).12. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transducer (302, 400) comprises a reservoir (608) filled with an expansion fluid, the expansion fluid configured to act responsive to the acoustic pressure signal of high frequency, such as a solid transmitting the high frequency pressure acoustic signal to the bending member (420) and the expanding fluid configured to act, responsive to ambient pressure noise, such as a liquid preventing the transmission of pressure noise environment for the bending member (420). 13. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende uma porção de uma coluna de perfuração e o ruído de pressão ambiente compreende vibração da coluna de perfuração.13. Apparatus according to claim 1, characterized in that the apparatus comprises a portion of a drill string and the ambient pressure noise comprises vibration of the drill string. 14. Método para detecção acústica em um furo, em que o método compreendendo: utilizar um transdutor de pressão (302, 400) compreendendo um membro de flexão (420) ligado a um meio óptico (433) para converter um sinal de pressão acústica de baixa amplitude e alta frequência dentro de uma pressão nominal de furo incidente no transdutor de pressão (302, 400) para uma deformação alternada no meio óptico (433) ao longo de um eixo do meio óptico (433) via movimento do membro de flexão (420) enquanto suprime a conversão dos sinais de baixa frequência e pressão constante em tensão do meio óptico (433), o sinal de pressão acústica propagado através de um fluido no fundo do poço (90) acoplado ao transdutor (302, 400); e usar um detector (304) para gerar informação de medição acústica responsiva à radiação eletromagnética recebida transmitida através do meio (433) ao longo do eixo, pelo menos uma propriedade óptica do meio (433) sendo responsiva à tensão alternada no meio (433), tal que a radiação eletromagnética recebida pelo meio detector (304) represente o sinal acústico, caracterizado pelo fato de que o transdutor de pressão (302, 400) compreende uma interface (424) entre reservatórios (408, 410) , cada reservatório (408, 410) contendo um mesmo fluido de reservatório, a interface (424) compreendendo pelo menos uma abertura (404) provendo a comunicação do fluido do reservatório entre os reservatórios (408, 410) e o membro de flexão (420) ligado a interface (424).14. A method for acoustic detection in a hole, the method comprising: using a pressure transducer (302, 400) comprising a bending member (420) connected to an optical means (433) to convert an acoustic pressure signal from low amplitude and high frequency within a nominal bore pressure incident on the pressure transducer (302, 400) for an alternating deformation of the optical medium (433) along an axis of the optical medium (433) via movement of the bending member ( 420) while suppressing the conversion of the low frequency and constant pressure signals into voltage from the optical medium (433), the acoustic pressure signal propagated through a downhole fluid (90) coupled to the transducer (302, 400); and using a detector (304) to generate acoustic measurement information responsive to received electromagnetic radiation transmitted through the medium (433) along the axis, at least one optical property of the medium (433) being responsive to alternating voltage in the medium (433) , such that the electromagnetic radiation received by the detector means (304) represents the acoustic signal, characterized in that the pressure transducer (302, 400) comprises an interface (424) between reservoirs (408, 410), each reservoir (408 , 410) containing a same reservoir fluid, the interface (424) comprising at least one opening (404) providing reservoir fluid communication between the reservoirs (408, 410) and the bending member (420) connected to the interface ( 424).
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