BR112019011943A2

BR112019011943A2 - método de inversão de geo-orientação implementado por computador, sistema de inversão de geo-orientação e meio de armazenamento legível por computador

Info

Publication number: BR112019011943A2
Application number: BR112019011943-4A
Authority: BR
Inventors: Wu Hsu-Hsiang; Pan Li; Song Rencheng
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2019-10-29
Also published as: AR110824A1; US20190390542A1; CN110191999B; CA3047383C; WO2018144029A1; US11299978B2; CN110191999A; EP3545161B1; EP3545161A1; EP3545161A4; CA3047383A1; AU2017397402A1; SA519400205B1; FR3062674A1

Abstract

sistema e métodos para inversão de geo-orientação são fornecidos. a resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo do percurso de um furo de poço a ser perfurado através de uma formação é predita em diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada uma de uma pluralidade de modelos iniciais da formação. cada modelo inicial representa um número diferente de camadas de formação em uma faixa especificada. a resposta real da ferramenta em relação a um ou mais parâmetros de formação é determinada com base nas medições obtidas durante um estágio atual da operação. a resposta real é comparada com a predita de cada um dos modelos iniciais. pelo menos um dos modelos é selecionado como um modelo de inversão, com base na comparação e um critério de seleção. a inversão é realizada para os estágios subsequentes da operação ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo selecionado. o percurso do furo de poço é ajustado para os estágios subsequentes, com base nos resultados da inversão.

Description

“MÉTODO DE INVERSÃO DE GEO-ORIENTAÇÃO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR, SISTEMA DE INVERSÃO DE GEO-ORIENTAÇÃO E MEIO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR”

CAMPO DA DIVULGAÇÃO [001] A presente divulgação refere-se geralmente à exploração e produção de hidrocarbonetos e, em particular, à inversão de geo-orientação para perfuração direcional de poços de perfuração durante operações de fundo de poço para exploração e produção de hidrocarbonetos.

ANTECEDENTES [002] No campo da exploração e produção de hidrocarbonetos, as ferramentas de perfilagem de fundo de poço são normalmente usadas para fornecer uma indicação das propriedades das formações rochosas que circundam um poço enquanto são perfuradas através das formações. Um exemplo de tal ferramenta de perfilagem de fundo de poço é uma ferramenta de perfilagem de resistividade eletromagnética durante a perfuração (LWD). Tal ferramenta de LWD inclui tipicamente pelo menos uma antena de transmissão e múltiplas antenas de recepção localizadas a diferentes distâncias da antena de transmissão ao longo do eixo da ferramenta. A antena de transmissão é usada para gerar campos eletromagnéticos na formação circundante. Por sua vez, os campos eletromagnéticos na formação induzem uma tensão em cada antena de recepção. A resposta da formação é convertida em um conjunto de parâmetros de inversão, que são usados para estimar várias propriedades da formação. Essa informação é útil para determinar a presença ou ausência de fluidos, como hidrocarbonetos.

[003] A inversão pode ser executada em uma base de ponto a ponto durante as operações de perfilagem de fundo de poço. Para lidar com a heterogeneidade da formação, como os efeitos de ombro a partir dos limites da camada de formação, uma inversão “unidimensional” (ID) pode ser realizada para determinar um modelo de formação em camadas apropriado que corresponde às medições obtidas pela ferramenta de pelo menos um único ponto. Consequentemente, uma inversão 1D baseada em tal modelo de formação pode ser usada para realizar uma análise de “distância para o limite de leito” (DTBB) para mapear limites entre diferentes camadas de formação.

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2/37 [004] No entanto, as técnicas convencionais de inversão de DTBB geralmente requerem um modelo de formação inicial com suposições particulares sobre a formação subjacente. No entanto, as suposições incorretas podem levar a um modelo de formação que não é uma representação precisa da formação real. Tal modelo pode ser mal condicionado para a inversão, devido a sua tendência a produzir resultados de inversão que se encaixam em um mínimo local. Esta tendência se torna pior à medida que o número de camadas de formação na inversão aumenta. Por exemplo, o número das camadas de formação pode ser bastante grande quando a inversão é realizada usando medições profundas coletadas por uma ferramenta de perfilagem de fundo de poço ao longo do alcance dentro da formação.

[005] Como o número de camadas de formação é geralmente uma variável desconhecida na inversão, as técnicas de inversão convencionais usam uma abordagem determinística para realizar a inversão com base em um número de camada préselecionado. O número de camada pré-selecionado é tipicamente baseado, a priori, em informações, por exemplo, um modelo de furo de poço pré-existente, e permanece constante conforme a inversão é realizada ao longo de uma operação de fundo de poço. No entanto, o número da camada selecionada pode desviar-se substancialmente do número real de camadas para as quais a inversão precisa ser executada durante a operação no fundo de poço. Como resultado, incerteza adicional pode ser introduzida no processo de inversão. Embora as técnicas de inversão livre de gradiente, por exemplo, inversão estocástica, possam ser usadas para otimizar o número de camada como uma variável, a eficiência da inversão livre de gradiente é geralmente muito menor do que a inversão determinística devido aos longos tempos de simulação e/ou recursos computacionais adicionais que são necessárias para que tais técnicas livres de gradiente produzam resultados de inversão aceitáveis.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] A FIG. IA é um diagrama de um sistema de perfuração ilustrativo incluindo uma ferramenta de perfilagem para realizar uma operação de fundo de poço em um local do poço.

[007] A FIG. 1B é um diagrama de um sistema de perfuração ilustrativo incluindo

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3/37 uma ferramenta de linha fixa para realizar uma operação de fundo de poço em um local de poço.

[008] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um sistema ilustrativo para planejamento e controle de poço durante operações de fundo de poço em um local de poço. [009] A FIG. 3 é um gráfico de plotagem que ilustra os resultados de uma inversão da distância para o limite de leito (DTBB) para múltiplas camadas de uma formação de subsuperfície.

[0010] A FIG. 4 é um fluxo grama de um processo ilustrativo para inversão de geoorientação durante operações de fundo de poço.

[0011] A FIG. 5 é um fluxograma de um processo ilustrativo para executar uma pluralidade de modelos de inversão em paralelo para inversão de DTBB de múltiplas camadas.

[0012] A FIG. 6 é um diagrama de blocos de um sistema de computador ilustrativo no qual as modalidades da presente divulgação podem ser implementadas.

DESCRIÇÃO DAS MODAEIDADES ILUSTRATIVAS [0013] As modalidades da presente divulgação referem-se a inversão de distância de múltiplas camadas para o limite de leito (DTBB) com múltiplas suposições iniciais para o planejamento e controle de poços baseados no mesmo. Embora a presente divulgação seja aqui descrita com referência a modalidades ilustrativas para aplicações particulares, devese entender que as modalidades não se limitam a estas. Outras modalidades são possíveis, e modificações podem ser feitas nas modalidades dentro do espírito e escopo dos ensinamentos aqui e campos adicionais em que as modalidades seriam de utilidade significativa. Além disso, quando uma característica, estrutura ou característica particular é descrita em relação a uma modalidade, acredita-se que a mesma é do conhecimento de um versado na técnica relevante para implementar tal característica, estrutura ou característica em conexão com outras modalidades quer sejam ou não explicitamente descritas.

[0014] Também seria evidente para um versado na técnica relevante que as modalidades, como aqui descritas, podem ser implementadas em muitas modalidades diferentes de software, hardware, firmware e/ou das entidades ilustradas nas figuras. Qualquer código

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4/37 de software real com o controle especializado de hardware para implementar modalidades não é limitante da descrição detalhada. Assim, o comportamento operacional das modalidades será descrito com o entendimento de que modificações e variações das modalidades são possíveis, dado o nível de detalhe aqui apresentado.

[0015] Na descrição detalhada aqui, referências a “uma modalidade”, “uma modalidade”, “uma modalidade de exemplo”, etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir uma característica, estrutura ou característica particular, mas todas as modalidades podem não incluir necessariamente o recurso, estrutura ou característica particular. Além disso, tais frases não se referem necessariamente à mesma modalidade.

[0016] O termo “adiante” pode ser usado aqui para se referir à direção a jusante ou à direção de fundo de poço (por exemplo, adiante da ponta do furo de poço) em relação a um componente particular de uma coluna de perfuração ou camada atual de uma formação subterrânea na qual o componente da coluna de perfuração está localizado em relação a outras camadas da formação. Salvo indicação em contrário, este termo e outros termos relativos espacialmente que podem ser usados nesta divulgação se destinam a englobar orientações diferentes do aparelho em uso ou operação em adição à orientação representada nas figuras. Por exemplo, um aparelho mostrado nas figuras pode ser, de outro modo, orientado (girado 90 graus ou com outras orientações) e os descritores espacialmente relativos usados aqui podem ser interpretados em conformidade. Assim, se um aparelho nas figuras for girado 180 graus, os elementos descritos como estando “abaixo” ou “em abaixo” de outros elementos ou características seriam então orientados “acima” dos outros elementos ou características.

[0017] Além disso, mesmo que uma figura possa representar um furo de poço vertical, salvo indicação em contrário, deve ser entendido por um versado na técnica que o aparelho de acordo com a presente divulgação é igualmente adequado para uso em poços de petróleo tendo outras orientações incluindo, poços de petróleo horizontais, poços de petróleo desviados ou inclinados, poços de petróleo multilaterais ou semelhantes. Do mesmo modo, salvo indicação em contrário, mesmo que uma figura possa representar uma operação em terra (on shore), deve ser entendido pelos versados na técnica que o aparelho de acordo com a presente divulgação é igualmente adequado para uso em operações (em

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5/37 alto mar) offshore e vice-versa. Além disso, salvo indicação em contrário, mesmo que uma figura possa representar um orifício revestido, deve ser entendido por um versado na técnica que o aparelho de acordo com a presente divulgação é igualmente adequado para uso em operações de orifício aberto.

[0018] Como será descrito em maior detalhe abaixo, as modalidades da presente divulgação podem ser usadas como parte de um serviço de geo-orientação para realizar diferentes etapas de uma operação de fundo de poço dentro de uma formação de reservatório de subsuperfície. Tal operação pode ser, por exemplo, uma operação de perfuração que envolve a perfuração de um furo de poço ao longo de um percurso planejado em direção a uma zona alvo de depósitos de hidrocarbonetos dentro da formação. Os diferentes estágios da operação de perfuração podem corresponder a uma pluralidade de intervalos de operação nos quais o furo de poço é perfurado ao longo do percurso planejado através de múltiplas camadas da formação. Cada intervalo de operação pode ser, por exemplo, um intervalo diferente de profundidade ou tempo durante o qual uma porção do furo de poço é perfurada ao longo do percurso planejado.

[0019] Em uma ou mais modalidades, uma ferramenta de fundo de poço disposta dentro do furo de poço pode ser usada para medir as propriedades da formação circundante à medida que o furo de poço é perfurado ao longo de seu percurso planejado. Tais medições podem ser coletadas pela ferramenta de fundo de poço em um ou mais de uma pluralidade de pontos de perfilagem ao longo do percurso do furo de poço à medida que ele é perfurado em diferentes estágios da operação de fundo de poço. A ferramenta de fundo de poço neste exemplo pode ser uma ferramenta de perfilagem de resistividade durante a perfuração (LWD) para medir a resistividade da formação em cada ponto de perfilagem ao longo do percurso do furo de poço. No entanto, deve-se notar que as modalidades não se destinam a ser limitadas às mesmas e que as modalidades divulgadas podem ser aplicadas a outros tipos de ferramentas de fundo de poço, por exemplo, ferramentas acústicas ou ultrassônicas. Além disso, deve-se notar que tais ferramentas podem ser usadas para medir outros tipos de propriedades de formação, por exemplo, permeabilidade, permissividade, etc.

[0020] Em uma ou mais modalidades, uma pluralidade de modelos iniciais da formação

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6/37 pode ser usada para predizer a resposta da ferramenta para diferentes números de camadas de formação ao longo do percurso do furo de poço. Cada um dos modelos iniciais pode ser, por exemplo, um modelo de formação múltiplas camadas representando um número diferente de camadas de formação ao longo de uma faixa especificada. A faixa especificada pode variar de um (para uma formação homogênea) a qualquer número de camadas de formação, por exemplo, dentro de uma faixa de profundidade especificada. Além disso, cada modelo pode ser gerado por diferentes conjuntos de amostragem aleatoriamente de parâmetros de formação para a(s) respectiva(s) camada(s) de formação representada(s) por esse modelo. Os conjuntos amostrados de parâmetros de formação podem se basear, por exemplo, em uma faixa predefinida de parâmetros dentro de alguma distribuição de probabilidade. Tal amostragem pode ser realizada de tal forma que os modelos gerados cubram todos os possíveis parâmetros de formação. Deve ser apreciado que qualquer uma das várias técnicas estatísticas bem conhecidas pode ser usada como desejado para uma implementação particular. Consequentemente, os modelos de inversão gerados podem representar múltiplas suposições iniciais de propriedades de formação para diferentes números de camadas de formação da formação. Estas suposições ou modelos iniciais são então qualificados ou desqualificados para realizar a inversão de DTBB para múltiplas camadas de formação ao longo do percurso do furo de poço durante a operação de fundo de poço.

[0021] Como será descrito mais detalhadamente abaixo, a qualificação dos modelos iniciais para tal inversão de DTBB de múltiplas camadas pode primeiro envolver a comparação de uma resposta predita da ferramenta de fundo de poço com base em cada modelo inicial com a resposta real da ferramenta com base nas medições coletadas pela ferramenta, em um ou mais pontos de perfilagem ao longo do percurso planejado do furo de poço. Os resultados da comparação podem então ser usados para selecionar como modelos de inversão apenas os modelos iniciais que produzem uma resposta predita que corresponda ou se ajuste à resposta real dentro de uma determinada tolerância a erros. Por outro lado, quaisquer modelos iniciais com um desajuste igual ou acima de um determinado limiar de desajuste podem ser desqualificados e removidos do conjunto de modelos selecionados para realizar a inversão. Além do limiar de desajuste, outros

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7/37 critérios de seleção podem ser usados para qualificar o conjunto de modelos iniciais que são selecionados como modelos de inversão para executar a inversão de DTBB durante a operação de fundo de poço. Esses outros critérios de seleção podem incluir, por exemplo, um ou mais fatores de qualidade que fornecem uma indicação da qualidade de cada modelo. Exemplos de tais fatores de qualidade podem incluir, mas não estão limitados à importância do parâmetro do modelo e os intervalos de confiança do modelo para diferentes parâmetros de interesse. Os fatores de qualidade podem ajudar a avaliar a qualidade dos resultados de inversão de DTBB produzidos por um modelo específico, levando a uma melhor avaliação de formação e desempenho operacional, por exemplo, geo-orientação melhorado.

[0022] Como apenas modelos qualificados são selecionados para realizar a inversão de DTBB durante a operação, as técnicas divulgadas podem permitir a convergência global dos resultados de inversão global através dos modelos de inversão selecionados para serem alcançados mais eficientemente em relação ao uso de técnicas convencionais de inversão de DTBB. Para melhorar ainda mais a eficiência, os modelos e respostas previstas podem ser gerados com antecedência. Por exemplo, os modelos e as respostas previstas associados podem ser armazenados em uma base de dados e recuperados durante cada estágio de operação de fundo de poço para propósitos de comparação com a resposta real da ferramenta e qualificação ou seleção dos modelos a serem usados para realizar a inversão durante os estágios subsequentes da operação. Os modelos selecionados podem ser ainda mais refinados com a inversão realizada em cada estágio da operação, de modo a melhor aproximar as propriedades de formação para camadas adicionais da formação. I [0023] As modalidades ilustrativas e metodologias relacionadas da presente divulgação são descritas abaixo em referência às FIGS. 1A-6, uma vez que podem ser empregues, por exemplo, em um sistema de computador ou em uma unidade de controle de superfície de uma sonda de perfuração em um local do poço para planejamento e controle automatizados do poço. Como será descrito em maior detalhe abaixo, tal sistema de planejamento e controle de poços pode ser usado para realizar as técnicas de inversão de DTBB de múltiplas camadas reveladas para geo-orientação de um furo de poço através de diferentes camadas de uma formação. Outras características e vantagens das modalidades divulgadas

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8/37 serão ou se tornarão evidentes para um versado na técnica após análise das seguintes figuras e descrição detalhada. Pretende-se que todas essas características e vantagens adicionais sejam incluídas no escopo das modalidades divulgadas. Além disso, as figuras ilustradas são apenas exemplificadoras e não se destinam a afirmar ou implicar qualquer limitação em relação ao ambiente, arquitetura, projeto ou processo em que diferentes modalidades podem ser implementadas.

[0024] A FIG. IA é um diagrama de um sistema de perfuração ilustrativo 100A incluindo uma ferramenta de perfilagem para realizar uma operação de fundo de poço em um local do poço. Como mostrado na FIG. IA, o sistema 100A inclui uma plataforma de perfuração 102 localizada na superfície de um furo de poço ou furo de poço 126. O furo de poço 126 é perfurado em diferentes camadas de uma formação rochosa subterrânea utilizando uma coluna de perfuração 108 que inclui uma série de tubos de perfuração ligados entre si por juntas de “ferramenta” 107. A plataforma de perfuração 102A está equipada com um torre 104A que suporta um guincho 106A. O guincho 106A suspende um acionamento de topo 110 que é usado para baixar a coluna de perfuração 108 através de uma cabeça de poço 112A e girar a coluna de perfuração 108 dentro do furo de poço 126. Conectado à porção inferior ou extremidade distai da coluna de perfuração 108 está uma composição de fundo (BHA), que inclui uma broca 114, pelo menos uma ferramenta de fundo de poço 132A, e um dispositivo de telemetria 134. Deve ser apreciado que a broca 114, a ferramenta de fundo de poço 132A, e o dispositivo de telemetria 134 podem ser implementados como componentes separados dentro de um alojamento de BHA no final da coluna de perfuração 108. Embora não seja mostrado na FIG. IA, deve também ser apreciado que a BHA pode incluir componentes adicionais para suportar várias funções relacionadas com as operações de perfuração que estão sendo realizadas. Exemplos de tais componentes incluem, mas não estão limitados a, colares de perfuração, estabilizadores, alargadores e abridores de furos.

[0025] A perfuração do furo de poço 126 ocorre quando a broca 114 penetra na formação de subsuperfície enquanto gira no final da coluna de perfuração 108. A broca 114 pode ser girada em conjunto com a rotação da coluna de perfuração 108 por acionamento de topo 110. Adicional ou alternativamente, a broca 114 pode ser girada independentemente do

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9/37 resto da coluna de perfuração 108 por um motor de fundo de poço (não mostrado) posicionado perto da broca 114. Embora o furo de poço 126 seja mostrado na FIG. IA como um furo de poço vertical, deve ser apreciado que o furo de poço 126 possa ser perfurado em uma direção não vertical, horizontal ou quase horizontal, por exemplo, como um poço desviado perfurado em ângulos que se aproximam de ou estão a 90 graus da vertical.

[0026] O fluido de perfuração pode ser bombeado a pressões e volumes elevados por uma bomba de lama 116 através de uma linha de fluxo 118, um tubo de suporte 120, um pescoço de ganso 124, acionamento de topo 110 e a coluna de perfuração 108 para emergir através de bocais ou injetores na broca 114. O fluido de perfuração emergente da ponta de perfuração 114 desloca-se para o fundo de poço de perfuração 126 através de um canal ou anel formado entre o exterior da coluna de perfuração 108 e uma parede do furo de poço 128. O fluido de perfuração passa então por um preventor de erupção (não mostrado especificamente) e por um poço de lama 130 na superfície, onde o fluido é limpo e recirculado pela bomba de lama 116 através da coluna de perfuração 108 e do furo de poço 126. O fluido de perfuração pode ser usado para várias finalidades durante a operação de perfuração incluindo, mas não limitado a, broca de resfriamento 114, transportando aparas desde a base do furo até a superfície, e equilibrando a pressão hidrostática nas formações rochosas.

[0027] A ferramenta de fundo de poço 132A pode ser usada para coletar informação relacionada com as condições de perfuração do fundo de poço e as propriedades de formação circundantes, bem como o furo de poço 126 é perfurado ao longo de diferentes estágios da operação de perfuração. A ferramenta de fundo de poço 132A pode ser, por exemplo, uma ferramenta de perfilagem de enquanto perfura (LWD) ou uma ferramenta de medição enquanto perfura (MWD) para medir essas condições de fundo de poço e propriedades de formação. Em uma ou mais modalidades, as medições podem ser coletadas ou perfiladas pela ferramenta de fundo de poço 132A em um ou mais pontos de perfilagem correspondendo a cada estágio da operação de perfuração ao longo de uma porção do percurso de poço planejada. Por exemplo, as medições coletadas em cada ponto de perfilagem podem ser acumuladas ao longo da operação de perfuração. Os registros

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10/37 acumulados podem ser armazenados, por exemplo, em uma memória local ou dispositivo de armazenamento acoplado à ferramenta de fundo de poço 132A. Adicional ou alternativamente, as medições de fundo de poço podem ser transferidas da ferramenta de fundo de poço 132A através de uma conexão com fio ou outro percurso de comunicação para um computador 144 localizado na superfície, como será descrito em mais detalhes abaixo. Em uma ou mais modalidades, as técnicas de inversão de DTBB aqui divulgadas podem ser realizadas por computador 144 na superfície com base nas medições que a mesma recebe da ferramenta de fundo de poço 132A. Em algumas implementações, a ferramenta de fundo de poço 132A pode incluir um sistema de processamento integrado e unidade de controle para executar pelo menos uma parte das técnicas de inversão de DTBB divulgadas para propósitos de geo-orientação automatizado do furo de poço 126 ao longo de um percurso planejado ou ajustado através da formação, com base em medições de tempo real obtidas por sensores da ferramenta de fundo de poço 132A. Adicional ou alternativamente, o processamento e controle de geo-orientação podem ser compartilhados entre a unidade de controle de fundo de poço automatizada acima descrita da ferramenta de fundo de poço 132A e o computador 144 na superfície.

[0028] As condições de fundo do poço medidas pela ferramenta de fundo de poço 132A à medida que o furo de poço 126 é perfurado dentro da formação podem incluir, por exemplo e sem limitação, o movimento, localização e orientação da BHA ou conjunto de perfuração. Exemplos de propriedades de formação que podem ser medidas incluem, mas não se limitam a, resistividade de formação, razão de anisotropia, DTBB e ângulo de imersão de uma ou mais camadas de formação. Em uma ou mais modalidades, a ferramenta de fundo de poço 132A pode ser uma ferramenta de LWD de resistividade eletromagnética integrada dentro de uma seção de perfilagem da BHA. Em algumas implementações, a ferramenta de fundo de poço 132A pode estar na forma de um colar de broca localizado imediatamente antes da broca 114 em uma extremidade distal da BHA. A ferramenta de fundo de poço 132A neste exemplo pode ter uma estrutura de antena incluindo uma bobina de transmissor inclinada e duas ou mais bobinas de receptor inclinadas. A bobina de transmissor pode ser configurada para transmitir sinais de busca em frente e/ou de busca ao redor que se propagam através de diferentes áreas da formação

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11/37 rochosa circundante. As bobinas de receptor podem ser configuradas para receber o(s) sinal(is) transmitido(s). Deve ser apreciado que as bobinas de transmissor e de receptor podem ser posicionadas em qualquer uma das várias orientações e ângulos de inclinação, conforme desejado para uma implementação particular. Em uma ou mais modalidades, a ferramenta de fundo de poço 132A pode ter um ponto ou localização de referência designado em relação à qual a posição atual da ferramenta dentro do furo de poço 126 e da formação pode ser medida durante a operação de fundo de poço. Tal ponto de referência da ferramenta pode corresponder, por exemplo, à localização da broca 114 na extremidade distal da BHA. Embora apenas a ferramenta de fundo de poço 132A seja mostrada na FIG. IA, deve ser apreciado que as modalidades divulgadas não se limitam às mesmas e que as ferramentas de fundo de poço adicionais podem ser usadas.

[0029] Em uma ou mais modalidades, a informação coletada pela ferramenta de fundo de poço 132A pode ser transmitida para a superfície através do dispositivo de telemetria 134. O dispositivo de telemetria 134 pode fazer parte de um subsistema de comunicação da coluna de perfuração 108. O dispositivo de telemetria 134 pode ser acoplado de forma comunicativa à ferramenta de fundo de poço 132A para receber dados relacionados com as propriedades de formação e condições de fundo de poço medidas e/ou gravadas pela ferramenta de fundo de poço 132A. O dispositivo de telemetria 134 pode transmitir a informações de fundo de fundo de poço recebidas da ferramenta de fundo de poço 132A para o computador 144 localizado na superfície do local do poço. As informações podem ser transmitidas usando qualquer canal de comunicação adequado (por exemplo, pulsos de pressão dentro do fluido de perfuração que flui na coluna de perfuração 108, telemetria acústica através dos tubos da coluna de perfuração 108, telemetria eletromagnética, fibras ópticas embutidas na coluna de perfuração 108, ou qualquer combinação dos mesmos). Por exemplo, o sistema de perfuração 100A pode empregar telemetria de pulsos de lama para transmitir informações de fundo de poço coletadas pela ferramenta de fundo de poço 132A para a superfície durante a operação de perfuração. No entanto, deve ser apreciado que as modalidades não se limitam a isso e que qualquer um dos vários outros tipos de técnicas de comunicação de dados pode ser usado para enviar as informações de fundo para a superfície. Tais técnicas podem incluir, por exemplo e sem limitação, técnicas de

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[0030] No exemplo de telemetria de pulso de lama acima, o dispositivo de telemetria 134 pode codificar as informações de fundo de poço usando um esquema de compressão de dados e transmitir os dados codificados para a superfície modulando o fluxo do fluido de perfuração através da coluna de perfuração 108 de modo a gerar pulsos de pressão que se propagam para a superfície. Os pulsos de pressão podem ser recebidos na superfície por vários transdutores 136, 138 e 140, que convertem os pulsos recebidos em sinais elétricos para um digitalizador de sinal 142 (por exemplo, um conversor de analógico para digital). Embora três transdutores 136, 138 e 140 sejam mostrados na FIG. IA, números maiores ou menores de transdutores podem ser usados como desejado para uma implementação particular. O digitalizador 142 fornece uma forma digital dos sinais de pressão ao computador 144.

[0031] Em uma ou mais modalidades, o computador 144 pode funcionar como um sistema de controle de superfície da sonda de perfuração 104A para monitorar e controlar as operações de fundo de poço no local do poço. O computador 144 pode ser implementado usando qualquer tipo de dispositivo de computação tendo pelo menos um processador e uma memória. O computador 144 pode processar e decodificar os sinais digitais recebidos do digitalizador 142 utilizando um esquema de decodificação apropriado. Os dados de telemetria decodificados resultantes podem ser analisados e processados adicionalmente pelo computador 144 para apresentar informações úteis a um operador do local do poço. O processamento realizado pelo computador 144 pode incluir a realização de uma inversão de DTBB baseada em um ou mais modelos de inversão de múltiplas camadas selecionados, como descrito acima. Como será descrito em maior detalhe abaixo, os resultados da inversão de DTBB podem então ser usados para tomar decisões apropriadas de geoorientação, por exemplo, para ajustar ou otimizar um percurso do furo de poço 126 que está sendo perfurado através da formação.

[0032] Deve ser apreciado que o computador 144 pode estar localizado na superfície do local do poço, por exemplo, perto do equipamento de perfuração 104A, ou em um local remoto do local do poço. Embora não seja mostrado na FIG. IA, o computador 144 pode

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13/37 ser acoplado de modo comunicativo a um ou mais outros sistemas de computador através de uma rede de comunicação, por exemplo, uma rede de área local, de área média ou ampla, tal como a Internet. Esses outros sistemas de computador podem incluir sistemas de computadores remotos localizados longe do local do poço para monitorar e controlar remotamente as operações do local do poço através da rede de comunicação.

[0033] Para reduzir o ruído nos dados de fundo de poço recebidos na superfície, o sistema de perfuração 100A pode incluir um amortecedor ou descompensador 152 para reduzir o ruído. A linha de fluxo 118 acopla-se a uma câmara de fluido de perfuração 154 no descompensador 152. Um diafragma ou membrana de separação 156 separa a câmara de fluido de perfuração 154 de uma câmara de gás 158. O descompensador 152 pode incluir uma câmara de gás 158 preenchida com nitrogênio em uma porcentagem predeterminada, por exemplo, aproximadamente 50% a 75% da pressão de operação do fluido de perfuração. O diafragma 156 move-se com variações na pressão do fluido de perfuração, permitindo que a câmara de gás se expanda e se contraia, absorvendo assim algumas das flutuações de pressão.

[0034] Além de transmitir as informações coletadas no fundo de poço para a superfície, o dispositivo de telemetria 134 pode receber informações da superfície através de um ou mais dos canais de comunicação acima descritos. As informações recebidas da superfície pode incluir, por exemplo, sinais para controlar o funcionamento da BHA ou componentes individuais dos mesmos. Tais sinais de controle podem ser usados, por exemplo, para atualizar os parâmetros de operação da BHA com o propósito de ajustar uma trajetória ou percurso planejada do furo de poço 126 através da formação durante diferentes estágios da operação de perfuração. Em uma ou mais modalidades, os sinais de controle podem ser representativos da entrada de comandos por um operador do local do poço para fazer ajustes no percurso do furo de poço 126 ou controlar várias variáveis operacionais da operação de perfuração à medida que as condições do fundo de poço mudam ao longo do tempo. Exemplos de tais variáveis operacionais podem incluir, mas não se limitam a, peso na broca, fluxo do fluido de perfuração através do tubo de perfuração, velocidade de rotação da coluna de perfuração e densidade e viscosidade do fluido de perfuração.

[0035] Em uma ou mais modalidades, o computador 144 pode fornecer uma interface que

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14/37 permite ao operador do local do poço na superfície receber indicações das condições de operação no fundo de poço e ajustar um ou mais dos parâmetros controláveis da operação de perfuração em conformidade. A interface pode incluir um visor para apresentar informações relevantes, por exemplo, valores de parâmetros de perfuração ou variáveis operacionais, para o operador durante a operação de perfuração, bem como um dispositivo de entrada de usuário (por exemplo, mouse, teclado, tela sensível ao toque etc.) para receber informações do operador. Por exemplo, o computador 144 pode permitir que um operador selecione opções de análise de resistividade, visualize dados de resistividade coletados, visualize resultados de análise de resistividade e/ou execute outras tarefas relevantes durante a operação de fundo de poço. Conforme as condições de operação do poço podem mudar continuamente ao longo do curso da operação, o operador pode usar a interface fornecida pelo computador 144 para reagir a tais mudanças em tempo real ajustando os parâmetros de perfuração selecionados para aumentar e/ou manter a eficiência de perfuração e assim, otimizar a operação de perfuração.

[0036] A FIG. 1B é um diagrama de um sistema de perfuração ilustrativo 100B incluindo uma ferramenta de fundo de poço 132B como uma alternativa ao sistema de perfuração 100A incluindo a ferramenta de fundo de poço 132A da FIG. IA, como descrito acima, para realizar a operação de fundo de poço. Como mostrado na FIG. 1B, uma plataforma de perfuração 102B está equipada com uma torre 104B que suporta um guincho 106B. Um cabo 141 de guincho 106B é usado para baixar a ferramenta de fundo de poço 132B através de uma cabeça de poço 112B dentro do furo de poço. A ferramenta de fundo de poço 132B pode ser uma ferramenta de perfilagem de linha fixa para a condução de operações de perfilagem de fundo de poço em vários momentos durante o processo de perfuração. Por exemplo, uma coluna de perfuração (por exemplo, coluna de perfuração 108, como mostrado na FIG. IA e descrita acima) pode ser removida do furo de poço periodicamente e a ferramenta de fundo de poço 132B pode ser inserida com o propósito de medir as propriedades de formação na área que circunda o furo de poço em várias profundidades dentro da formação. A ferramenta de fundo de poço 132B neste exemplo pode ser uma sonda de perfilagem na forma de uma sonda acústica suspensa por um cabo 141. O cabo 141 pode ter condutores para transportar energia para a sonda e telemetria da

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15/37 sonda para a superfície. A ferramenta de fundo de poço 132B pode ter almofadas e/ou molas de centralização para manter a ferramenta perto do eixo do furo de poço enquanto a ferramenta é puxada para cima. A ferramenta de fundo de poço 132B pode incluir uma variedade de transmissores/receptores para medir a resistividade de formação, etc. Uma instalação de perfilagem 143 coleta medições de resistividade da ferramenta de fundo de poço 132B e inclui um computador 145 para processar e armazenar as medidas de resistividade coletadas por sensores de perfilagem de linha fixa da sonda de perfilagem.

[0037] Como o computador 144 da FIG. IA, como descrito acima, o computador 145 pode ser usado para monitorar e controlar as operações de fundo de poço no local do poço. O computador 145 pode ser implementado usando qualquer tipo de dispositivo de computação tendo pelo menos um processador e uma memória. Também, como o computador 144 da FIG. IA, o processamento realizado pelo computador 145 pode incluir a realização de uma inversão de DTBB baseada em um ou mais modelos de inversão múltiplas camadas selecionados. Os resultados de inversão de DTBB podem então ser usados para tomar decisões apropriadas de geo-orientação, por exemplo, para ajustar ou otimizar um percurso do poço sendo perfurado através da formação. Em uma ou mais modalidades, o computador 144 e o computador 145 das FIGS. IA e 1B, respectivamente, podem ser usados para implementar um sistema de planejamento e controle de poços para operações de fundo de poço realizadas nos respectivos locais dos poços. Um exemplo de tal sistema de planejamento e controle de poços será descrito em maior detalhe abaixo em relação à FIG. 2.

[0038] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um sistema 200 ilustrativo para planejamento e controle de poço durante operações de fundo de poço em um local de poço. Como mostrado na FIG. 2, o sistema 200 inclui um planejador de poço 210, uma memória 220, uma interface gráfica de usuário (GUI) 230 e uma interface de rede 240. Em uma ou mais modalidades, o planejador de poço 210, memória 220, GUI 230 e interface de rede 240 podem ser acoplados de forma comunicativa entre si através de um barramento interno do sistema 200. Embora apenas o planejador de poço 210, memória 220, GUI 230 e interface de rede 240 sejam mostrados na FIG. 2, deve ser apreciado que o sistema 200 pode incluir componentes, módulos e/ou subcomponentes adicionais, conforme desejado para uma

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16/37 implementação particular.

[0039] O sistema 200 pode ser implementado usando qualquer tipo de dispositivo de computação que tenha pelo menos um processador e um meio de armazenamento legível pelo processador para armazenar dados e instruções executáveis pelo processador. Exemplos de tal dispositivo de computação incluem, mas não estão limitados a, um telefone celular, um assistente digital pessoal (PDA), um computador tipo tablet, um laptop, um desktop, uma estação de trabalho, um servidor, um cluster de computadores, um set-top box ou outro tipo de dispositivo de computação. Um tal dispositivo de computação pode também incluir uma interface de entrada/saída (I/O) para receber entradas ou comandos do usuário através de um dispositivo de entrada do usuário (não mostrado). O dispositivo de entrada de usuário pode ser, por exemplo e sem limitação, um mouse, um teclado QWERTY ou T9, uma tela sensível ao toque, um tablet gráfica ou um microfone. A interface de I/O também pode ser usada pelo dispositivo de computação para produzir ou apresentar informação através de um dispositivo de saída (não mostrado). O dispositivo de saída pode ser, por exemplo, um visor acoplado ou integrado ao dispositivo de computação para exibir uma representação digital da informação que está sendo apresentada ao usuário. A interface de I/O no exemplo mostrado na FIG. 2 pode ser acoplada a GUI 230 para receber entrada de um usuário 202, por exemplo, um operador de poço, e exibir informações e conteúdo para o usuário 202 com base na entrada recebida. GUI 230 pode ser qualquer tipo de visor GUI acoplado ao sistema 200.

[0040] Como será descrito em maior detalhe abaixo, a memória 220 pode ser usada para armazenar informações acessíveis pelo planejador 210 e qualquer um dos seus componentes para implementar a funcionalidade da presente divulgação. A memória 220 pode ser qualquer tipo de meio de gravação acoplado a um circuito integrado que controla o acesso ao meio de gravação. O meio de gravação pode ser, por exemplo e sem limitação, uma memória semicondutora, um disco rígido ou um tipo similar de memória ou dispositivo de armazenamento. Em algumas implementações, a memória 220 pode ser um armazenamento de dados remoto, por exemplo, um local de armazenamento baseado em nuvem, acoplado de forma comunicativa ao sistema 200 através de uma rede 204 via interface de rede 240. A rede 204 pode ser qualquer tipo de rede ou combinação de redes

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17/37 usadas para comunicar informações entre diferentes dispositivos de computação. A rede 204 pode incluir, mas não está limitada a, uma rede com fio (por exemplo, Ethernet) ou sem fio (por exemplo, Wi-Fi ou telecomunicações móveis). Além disso, a rede 204 pode incluir, mas não está limitada a, uma rede de área local, rede de área média e/ou rede de área ampla, como a Internet.

[0041] Em uma ou mais modalidades, o planejador de poço 210 inclui um gerenciador de dados 212, um modelador de inversão 214 e um controlador de percurso de poço 216. O gerenciador de dados 212 pode ser usado para obter informações relacionadas com operações de fundo de poço sendo realizadas em um local do poço. A operação de fundo de poço pode ser uma operação de perfuração para perfurar um poço (por exemplo, o furo de poço 126 da FIG. IA, como descrito acima) ao longo de uma percurso planejado através de diferentes camadas de uma formação de subsuperfície. Tal informação pode incluir medições em tempo real das propriedades de formação coletadas por uma ferramenta de fundo de poço (por exemplo, a ferramenta de fundo de poço 132A da FIG. IA, como descrito acima) quando o poço é perfurado ao longo do percurso. A ferramenta de fundo de poço pode ser acoplada ao conjunto do orifício de fundo de uma coluna de perfuração (por exemplo, a coluna de perfuração 108 da FIG. IA, como descrito acima) disposto dentro do poço. Em algumas implementações, a ferramenta de fundo de poço pode ser uma ferramenta de LWD de resistividade eletromagnética para medir a resistividade da formação circundante em áreas à frente da ferramenta (look-ahead) e/ou ao redor da ferramenta (look-around). As medições coletadas pela ferramenta de fundo de poço podem ser armazenadas na memória 220 como dados de fundo de poço 222.

[0042] Em uma ou mais modalidades, o modelador de inversão 214 pode predizer uma resposta da ferramenta de fundo de poço para uma pluralidade de camadas de formação ao longo do percurso do poço, com base em cada uma de uma pluralidade de modelos iniciais 224 das camadas de formação. Como descrito acima, cada modelo inicial pode ser um modelo de formação de múltiplas camadas gerado por diferentes conjuntos de amostragem aleatoriamente de parâmetros de formação, de tal modo que os modelos gerados cubram todos os parâmetros possíveis para as múltiplas camadas de formação de interesse. Tal amostragem pode ser realizada usando qualquer uma das várias técnicas estatísticas, por

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18/37 exemplo, com base em uma faixa predefinida de parâmetros dentro de alguma distribuição de probabilidade.

[0043] Em uma ou mais modalidades, os modelos iniciais 224 podem ser armazenados dentro da memória 220 depois de serem gerados pelo modelador de inversão 214 durante a operação de fundo de poço, por exemplo, antes de alcançar um ponto de perfilagem ao longo de uma porção do percurso durante um estágio atual da operação que está sendo executada. A resposta predita da ferramenta de fundo de poço com base em cada modelo inicial pode também ser armazenada na memória 220 como respostas previstas 226. Alternativamente, os modelos de inversão 224 e/ou as respostas previstas 226 podem ter sido previamente gerados e armazenados em uma base de dados remota (DB) 250. Portanto, os modelos de inversão 224 e as respostas previstas 226 neste exemplo podem ter sido recuperados pelo modelador de inversão 214 de DB 250 através da interface de rede 240 e rede 204 e depois armazenados na memória 220 para uso durante a operação de fundo de poço. DB 250 pode ser qualquer dispositivo ou sistema de armazenamento de dados remoto usado para armazenar qualquer um dos vários tipos de informação acessível ao modelador de inversão 214 e outros componentes do planejador de poço 210 via rede 204 para realizar as técnicas de inversão de DTBB aqui divulgadas.

[0044] Em uma ou mais modalidades, o modelador de inversão 214 pode comparar a resposta predita de cada um dos modelos iniciais 224 com a resposta real da ferramenta, com base em medições dos parâmetros de formação obtidos da ferramenta (e armazenados na memória 220 como dados de fundo de poço 222) durante o estágio de corrente da operação do fundo de poço. O modelador de inversão 214 pode então selecionar um ou mais modelos iniciais 224 como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos um critério de seleção. O critério de seleção pode ser, por exemplo, um limiar de desajuste usado para selecionar apenas os modelos iniciais que produzem uma resposta predita que corresponda ou se ajuste à resposta real dentro de uma determinada tolerância a erros. Assim, quaisquer modelos iniciais 224 com um desajuste igual ou acima de um determinado limiar de desajuste podem ser desqualificados e removidos do conjunto de modelos selecionados para realizar a inversão.

[0045] Além do limiar de desajuste, outros critérios de seleção podem ser usados para

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19/37 qualificar o conjunto de modelos iniciais que são selecionados como modelos de inversão para executar a inversão de DTBB durante a operação de fundo de poço. Por exemplo, tal outro critério de seleção pode ser um parâmetro de formação particular de interesse, por exemplo, contraste de resistividade ou resistividade. O contraste de resistividade pode representar uma transição de gradiente de resistividade de formação entre diferentes camadas de formação. Neste exemplo, cada um dos modelos iniciais 224 pode ser usado para estimar ou predizer o contraste de resistividade através de diferentes camadas de formação. O contraste de resistividade previsto de cada modelo pode então ser comparado com informações anteriores indicando o contraste de resistividade real ou conhecido entre as camadas de formação. Tal informação anterior pode incluir, por exemplo, valores de resistividade reais que foram previamente adquiridos para cada camada de formação por uma ferramenta de LWD de resistividade eletromagnética de fundo de poço dentro de um poço de deslocamento próximo. O contraste de resistividade neste exemplo pode ser usado para selecionar como modelos de inversão apenas os modelos iniciais 224 para os quais a comparação revela valores de resistividade previstos que são consistentes com (por exemplo, dentro de uma dada tolerância de erro de) os valores de resistividade reais ou conhecidos ao longo de diferentes camadas de formação. Deve ser apreciado que uma comparação semelhante pode ser realizada para valores de resistividade previstos e reais correspondendo a um ou mais pontos de perfilagem dentro da mesma camada de formação. Deve também ser apreciado que as medições da resistividade de formação real podem ser obtidas e comparadas com os valores de resistividade previstos em tempo real durante a operação no fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço. Além disso, embora o exemplo acima seja descrito no contexto dos contrastes de resistividade, deve ser apreciado que as técnicas divulgadas possam ser aplicadas a outros parâmetros/propriedades de formação relevantes, como desejado para uma implementação particular.

[0046] O contraste de resistividade ou outro parâmetro de formação no exemplo acima pode servir como um critério de seleção secundário que pode ser usado em conjunto com o limiar de desajuste para qualificar ou refinar ainda adicionalmente o conjunto de modelos iniciais 224 de acordo com um parâmetro de formação particular de interesse e um desajuste ou tolerância de erro associada.

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20/37 [0047] Outro exemplo de um critério de seleção secundário é um fator de qualidade que pode ser usado para avaliar a qualidade ou precisão de cada modelo inicial com relação a um ou mais parâmetros de inversão de interesse. Exemplos de tais fatores de qualidade podem incluir, mas não estão limitados à importância do parâmetro do modelo, os intervalos de confiança do modelo e sensibilidade da ferramenta de fundo de poço. A sensibilidade da ferramenta de fundo de poço em particular pode ser usada, por exemplo, para filtrar ou desqualificar quaisquer modelos iniciais que tenham definições de DTBB tão distantes da posição atual da ferramenta dentro da formação que estejam além das capacidades da ferramenta ou faixa de sensibilidade. Em uma ou mais modalidades, um ou mais dos critérios de seleção descritos acima podem ser selecionados ou especificados por um usuário 202 via GUI 230.

[0048] Em uma ou mais modalidades, o modelador de inversão 214 pode usar o(s) modelo(s) de inversão selecionado(s) dos modelos iniciais 224 para realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço. Os resultados da inversão realizada usando o(s) modelo(s) selecionado(s) podem ser exibidos para o usuário 202 do sistema 200 via GUI 230. Em algumas implementações, uma representação gráfica dos resultados da inversão pode ser exibida via GUI 230.

[0049] A FIG. 3 é um gráfico de plotagem 300 que ilustra um exemplo de uma representação gráfica da resistividade de formação versus profundidade resultante de uma inversão de distância para limite do leito (DTBB) com múltiplas suposições iniciais para múltiplas camadas de uma formação de subsuperfície. As múltiplas suposições iniciais neste exemplo podem corresponder aos modelos iniciais 224 da FIG. 2, como descrito acima.

[0050] Em uma ou mais modalidades, o controlador de percurso de poço 216 pode usar os resultados da inversão pelo modelador de inversão 214 para ajustar ou otimizar o percurso do furo de poço. Um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço podem então ser realizados ao longo do percurso ajustado ou otimizado do furo de poço.

[0051] Deve ser apreciado que o planejador de poço 210 e seus componentes (incluindo o gerenciador de dados 212, o modelador de inversão 214 e o controlador de percurso de

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21/37 poço 216) podem ser implementados em software, firmware, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Além disso, deve ser apreciado que as modalidades do planejador de poço 210, gerenciador de dados 212, modelador de inversão 214, e controlador de percurso de poço 216, ou porções das mesmas, podem ser implementadas para execução em qualquer tipo de dispositivo de processamento incluindo, mas não limitado a, computador, estação de trabalho, sistema embutido, dispositivo de rede, dispositivo móvel, ou outro tipo de processador ou sistema de computador capaz de executar a funcionalidade aqui descrita.

[0052] A FIG. 4 é um fluxograma de um processo ilustrativo 400 para inversão de geoorientação com múltiplas suposições iniciais durante operações de fundo de poço. Para propósito de discussão, o processo 400 será descrito com referência ao sistema 100A da FIG. IA, como descrito acima. No entanto, o processo 400 não se destina a ser limitado a isso. Além disso, para propósitos de discussão, o processo 400 será descrito usando o sistema 200 da FIG. 2, como descrito acima, mas não se destina a ser limitado a isso. Por exemplo, o processo 400 pode ser implementado usando o planejador de poço 210 da FIG. 2, como descrito acima.

[0053] Como mostrado na FIG. 4, o processo começa no bloco 402, que inclui predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais da formação. Como descrito acima, cada um dos modelos iniciais pode representar um número diferente de camadas de formação ao longo de um faixa especificada de um para qualquer número (N) de camadas. Assim, um modelo de uma camada pode ser um modelo de camada única representando uma formação homogênea, e uma camada N pode ser um modelo de formação de múltiplas camadas representando uma pluralidade de camadas de formação. Cada um dos modelos iniciais pode ser gerado por diferentes conjuntos de amostragem aleatoriamente de parâmetros de formação para múltiplas camadas de formação, por exemplo, com base em uma faixa predefinida de parâmetros dentro de alguma distribuição de probabilidade. Tal amostragem pode ser realizada de tal forma que os modelos gerados cubram todos os possíveis parâmetros de formação.

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Consequentemente, os modelos de inversão gerados podem representar múltiplas suposições iniciais de propriedades de formação para múltiplas camadas da formação.

[0054] Em uma ou mais modalidades, o bloco 402 inclui a realização de modelagem direta para predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço para o número diferente de camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais. Por exemplo, a resposta da ferramenta de fundo de poço pode ser predita no bloco 402 para cada uma das camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais ao longo de uma faixa de profundidade especificada dentro da formação de subsuperfície.

[0055] No bloco 404, uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação é determinada, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço. Como será descrito em maior detalhe abaixo, as medições da ferramenta de fundo de poço podem ser usadas para qualificar os modelos iniciais para executar a inversão de DTBB para múltiplas camadas de formação ao longo do percurso do poço durante a operação de fundo de poço.

[0056] A qualificação dos modelos iniciais pode começar no bloco 406, que inclui a comparação da resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais. A comparação no bloco 406 pode incluir, por exemplo, determinar uma quantidade de desvio entre as medições reais das propriedades de formação obtidas pela ferramenta de fundo de poço e a resposta predita da ferramenta para cada modelo inicial. Por exemplo, um valor de desajuste representando a quantidade de desvio pode ser calculado para cada modelo inicial com base na comparação entre a resposta predita e a resposta real da ferramenta. As respostas previstas neste exemplo podem incluir valores estimados para um ou mais parâmetros de formação de interesse ao longo do percurso do furo de poço, com base em cada um dos modelos iniciais. O um ou mais parâmetros de formação podem ser selecionados do grupo que consiste em: uma resistividade de uma camada de formação atual; uma resistividade de cada uma dentre uma ou mais camadas de formação adicionais localizadas à frente da camada de formação de corrente ao longo do percurso do furo de poço; uma distância entre a camada de formação

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23/37 atual e uma ou mais camadas de formação adicionais; um contraste de resistividade representando uma transição de gradiente de resistividade de formação entre a camada de formação atual e a uma ou mais camadas de formação adicionais; e um ângulo de imersão da camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais. O valor de desajuste, portanto, pode representar a quantidade de desvio entre os valores previstos de um ou mais destes parâmetros de formação de cada modelo e os valores reais dos parâmetros de formação com base nas medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço.

[0057] No bloco 408, pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais é selecionado como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção. Como descrito acima, o critério de seleção pode ser um limiar de desajuste, em que apenas os modelos iniciais para os quais o valor de desajuste está abaixo do limiar de desajuste são selecionados. A comparação no bloco 406 acima e a seleção do(s) modelo(s) com base no critério de seleção no bloco 408 podem assegurar que apenas modelos qualificados sejam usados para a inversão realizada no bloco 410. Em algumas implementações, a qualificação dos modelos iniciais para inversão pode ser realizada em paralelo, como mostrado na FIG. 5.

[0058] A FIG. 5 é um fluxograma de um processo ilustrativo 500 para executar múltiplos modelos iniciais em paralelo para inversão de DTBB de múltiplas camadas. No bloco 502, uma pluralidade de modelos iniciais para a inversão de DTBB de múltiplas camadas pode ser gerada por diferentes conjuntos de amostragem aleatoriamente de parâmetros de formação, como descrito acima. Alternativamente, os modelos iniciais podem ser predefinidos e recuperados de uma base de dados, por exemplo, DB 250 da FIG. 2, como descrito acima. Os parâmetros de formação representados por cada modelo inicial podem incluir, mas não estão limitados a, resistividade, posição e imersão de cada uma ou mais camadas de formação representadas por esse modelo. Como muitas vezes é difícil saber o número de camadas da formação atual, cada modelo inicial pode ser definido com um número diferente de camadas em um faixa especificada de 1 a N, por exemplo, de um modelo de 1-camada representando uma camada única ou formação homogênea a um modelo de N-camadas representando um número N de camadas de formação, onde N pode

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24/37 ser qualquer número (por exemplo, 20 camadas em uma faixa de profundidade especificada dentro da formação). Como mostrado pelo exemplo da FIG. 5, um primeiro modelo inicial pode ser um modelo de 2 camadas, um segundo modelo inicial pode ser um modelo de 3 camadas e um terceiro modelo inicial pode ser um modelo de 4 camadas e assim por diante. O número de camadas pode ser especificado, por exemplo, por um usuário, tal como um operador de poço (por exemplo, o usuário 202 da FIG. 2, como descrito acima), durante uma operação de fundo de poço.

[0059] No bloco 504, cada modelo é usado para predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço para uma pluralidade de camadas de formação. Em algumas implementações, as respostas previstas baseadas em cada modelo também podem ser predefinidas e recuperadas do banco de dados juntamente com o modelo correspondente. Como os modelos iniciais e as respostas previstas são baseados apenas em parâmetros amostrados aleatoriamente, nenhuma informação prévia, como de um poço de compensação, é necessária para o fluxo de trabalho de inversão. No entanto, deve ser apreciado que, em algumas implementações, as informações prévias, por exemplo, limites de parâmetros predeterminados, podem ser incorporadas ao fluxo de trabalho de inversão. Deve também ser apreciado que qualquer número de modelos iniciais pode ser usado para realizar a inversão para qualquer número de camadas de formação.

[0060] Como descrito acima, a ferramenta para o fundo de poço pode estar disposta dentro de um furo de poço enquanto é perfurada ao longo de um percurso através de múltiplas camadas da formação. As respostas previstas podem incluir propriedades de formação previstas ou estimadas ou parâmetros para diferentes camadas de formação à frente de uma camada atual da formação na qual a ferramenta está localizada. As propriedades/parâmetros de formação estimados podem incluir, por exemplo, uma resistividade da camada de formação atual na localização atual da ferramenta, uma resistividade à frente da camada de formação à frente da localização atual e uma distância da posição atual até a próxima camada de formação à frente. Os modelos iniciais e as respostas previstas associadas a cada modelo podem representar várias suposições iniciais para a inversão de DTBB neste exemplo.

[0061] No bloco 506, as respostas previstas de cada modelo são comparadas e refinadas

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25/37 com medições reais das propriedades de formação, conforme coletadas pela ferramenta no fundo de poço durante a operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço através da formação. Por exemplo, o bloco 506 pode incluir a realização de inversão para cada suposição/modelo inicial com limites mínimos e máximos especificados dos parâmetros de formação representados por cada modelo. No bloco 508, pelo menos um dos modelos pode ser selecionado como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos um critério de seleção, como descrito acima. O(s) modelo(s) selecionado(s) neste exemplo pode(m) ser o modelo mais ideal para executar a inversão de DTBB de múltiplas camadas ao longo do percurso do furo de poço.

[0062] Em algumas implementações, dois ou mais modelos podem ser selecionados e combinados para formar um único modelo de inversão. O modelo de inversão pode ser um modelo de múltiplas camadas representando as diferentes camadas de formação que são representadas por cada um dos modelos selecionados. Os modelos selecionados neste exemplo podem ser combinados usando qualquer uma das várias técnicas. Em uma ou mais modalidades, versões pixelizadas dos modelos selecionados podem ser geradas substituindo os valores de parâmetros associados a cada modelo com valores de pixel correspondentes calculados para esse modelo. Cada valor de pixel pode representar um valor para um pixel em uma imagem do modelo de formação subjacente. Tais modelos pixelizados (ou os valores de pixels correspondentes para cada um dos modelos iniciais selecionados) podem então ser calculados em média para produzir o modelo de inversão simples.

[0063] Voltando ao processo 400 da FIG. 4, o(s) modelo(s) de inversão selecionado(s) pode(m) ser usado(s) no bloco (410) para realizar a inversão de um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço. A inversão pode ser uma inversão de DTBB de múltiplas camadas executada em cada ponto de perfilagem da ferramenta de fundo para um número especificado de camadas de formação ao longo do percurso do furo de poço. O número de [0064] Processo 400 prossegue então para o bloco 412, o qual inclui o ajuste do percurso do furo de poço para a realização de um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão

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26/37 selecionado. No bloco 414, um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço podem ser realizados com base no percurso ajustado do furo de poço através da formação de subsuperfície.

[0065] A FIG. 6 é um diagrama de blocos de um sistema de computador ilustrativo 600 no qual as modalidades da presente divulgação podem ser implementadas. Por exemplo, os processos 400 e 500 das FIGS. 4 e 5, como descrito acima, bem como o sistema 200 da FIG. 2 podem ser implementados usando o sistema 600. O sistema 600 pode ser um computador, telefone, PDA ou qualquer outro tipo de dispositivo eletrônico. Tal dispositivo eletrônico inclui vários tipos de meios legíveis por computador e interfaces para vários outros tipos de meios legíveis por computador. Como mostrado na FIG. 6, o sistema 600 inclui um dispositivo de armazenamento permanente 602, uma memória de sistema 604, uma interface de dispositivo de saída 606, um barramento de comunicações de sistema 608, uma memória somente de leitura (ROM) 610, unidade(s) de processamento 612, uma interface de dispositivo de entrada 614 e uma interface de rede 616.

[0066] O barramento 608 representa coletivamente todos os barramentos de sistema, periféricos e chipset que conectam de forma comunicativa os inúmeros dispositivos internos do sistema 600. Por exemplo, o barramento 608 conecta de forma comunicativa unidade(s) de processamento 612 com ROM 610, memória de sistema 604 e dispositivo de armazenamento permanente 602.

[0067] Destas várias unidades de memória, a(s) unidade(s) de processamento 612 recupera instruções para executar e dados de processo para executar os processos da divulgação em questão. As unidades de processamento podem ser um único processador ou um processador de múltiplos núcleos em diferentes implementações.

[0068] A ROM 610 armazena dados estáticos e instruções necessárias ao processamento da(s) unidade(s) 612 e de outros módulos do sistema 600. O dispositivo de armazenamento permanente 602, por outro lado, é um dispositivo de memória de leitura e escrita. Este dispositivo é uma unidade de memória não volátil que armazena instruções e dados mesmo quando o sistema 600 está desligado. Algumas implementações da divulgação em questão usam um dispositivo de armazenamento em massa (tal como um disco magnético ou óptico e sua unidade de disco correspondente) como dispositivo de

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27/37 armazenamento permanente 602.

[0069] Outras implementações usam um dispositivo de armazenamento removível (como um disquete, unidade flash e sua unidade de disco correspondente) como dispositivo de armazenamento permanente 602. Tal como o dispositivo de armazenamento permanente 602, a memória do sistema 604 é um dispositivo de memória de leitura e escrita. No entanto, ao contrário do dispositivo de armazenamento 602, a memória de sistema 604 é uma memória volátil de leitura e escrita, como uma memória de acesso aleatório. A memória do sistema 604 armazena algumas das instruções e dados que o processador precisa em tempo de execução. Em algumas implementações, os processos da divulgação em questão são armazenados na memória do sistema 604, dispositivo de armazenamento permanente 602 e/ou ROM 610. Por exemplo, as várias unidades de memória incluem instruções para projeto de cadeia de tubos auxiliado por computador com base em projetos de cadeias existentes de acordo com algumas implementações. A partir destas várias unidades de memória, a(s) unidade(s) de processamento 612 recupera(m) instruções para executar e dados de processo para executar os processos de algumas implementações.

[0070] O barramento 608 também se conecta às interfaces de dispositivo de entrada e saída 614 e 606. A interface do dispositivo de entrada 614 permite que o usuário comunique informações e selecione comandos para o sistema 600. Os dispositivos de entrada usados com a interface do dispositivo de entrada 614 incluem, por exemplo, teclados alfanuméricos, QWERTY ou T9, microfones e dispositivos apontadores (também chamados de “dispositivos de controle do cursor”). As interfaces de dispositivo de saída 606 permitem, por exemplo, a exibição de imagens geradas pelo sistema 600. Os dispositivos de saída usados com interface de dispositivo de saída 606 incluem, por exemplo, impressoras e dispositivos de exibição, tais como tubos de raios catódicos (CRT) ou telas de cristal líquido (LCD). Algumas implementações incluem dispositivos como uma tela sensível ao toque que funciona como dispositivo de entrada e saída. Deve ser apreciado que as modalidades da presente divulgação podem ser implementadas usando um computador incluindo qualquer um dos vários tipos de dispositivos de entrada e saída para permitir a interação com um usuário. Essa interação pode incluir feedback de ou para o usuário em diferentes formas de feedback sensorial, incluindo, mas não limitado a,

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28/37 feedback visual, feedback auditivo ou feedback tátil. Além disso, a entrada do usuário pode ser recebida de qualquer forma, incluindo, mas não se limitando a, entrada acústica, de fala ou tátil. Além disso, a interação com o usuário pode incluir a transmissão e o recebimento de diferentes tipos de informações, por exemplo, na forma de documentos, de e para o usuário por meio das interfaces descritas acima.

[0071] Também, como mostrado na FIG. 6, o barramento 608 também acopla o sistema 600 a uma rede pública ou privada (não mostrada) ou combinação de redes através de uma interface de rede 616. Tal rede pode incluir, por exemplo, uma rede de área local (“LAN”), como uma Intranet ou uma rede de área ampla (“WAN”), como a Internet. Qualquer um ou todos os componentes do sistema 600 podem ser usados em conjunto com a divulgação em questão.

[0072] Estas funções descritas acima podem ser implementadas em circuitos eletrônicos digitais, em software de computador, firmware ou hardware. As técnicas podem ser implementadas usando um ou mais produtos de programas de computador. Os processadores e computadores programáveis podem ser incluídos ou empacotados como dispositivos móveis. Os processos e fluxos lógicos podem ser realizados por um ou mais processadores programáveis e por um ou mais circuitos lógicos programáveis. Os dispositivos de computação de propósito geral e especial e dispositivos de armazenamento podem ser interconectados através de redes de comunicação.

[0073] Algumas implementações incluem componentes eletrônicos, como microprocessadores, armazenamento e memória que armazenam instruções de programas de computador em um meio legível por máquina ou legível por computador (alternativamente referido como meio de armazenamento legível por computador, meio legível por máquina ou meio de armazenamento legível por máquina). Alguns exemplos de tais meios legíveis por computador incluem RAM, ROM, discos compactos somente para leitura (CD-ROM), discos compactos graváveis (CD-R), discos compactos regraváveis (CD-RW), discos versáteis digitais somente leitura (por exemplo, DVD-ROM, DVD-ROM de camada dupla), uma variedade de DVDs graváveis/regraváveis (por exemplo, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, etc.), memória flash (por exemplo, cartões SD, cartões mini-SD, cartões micro-SD, etc.), discos rígidos magnéticos e/ou de estado

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29/37 sólido, discos Blu-Ray® somente de leitura e graváveis, discos ópticos de ultradensidade, qualquer outro meio óptico ou magnético e disquetes. O meio legível por computador pode armazenar um programa de computador que é executável por pelo menos uma unidade de processamento e inclui conjuntos de instruções para executar várias operações. Exemplos de programas de computador ou código de computador incluem código de máquina, como é produzido por um compilador, e arquivos, incluindo códigos de nível superior que são executados por um computador, um componente eletrônico ou um microprocessador usando um interpretador.

[0074] Embora a discussão acima se refira principalmente a processadores de múltiplos núcleos ou microprocessadores que executam software, algumas implementações são realizadas por um ou mais circuitos integrados, como circuitos integrados específicos de aplicativos (ASICs) ou matrizes de porta programáveis no campo (FPGAs). Em algumas implementações, tais circuitos integrados executam instruções que são armazenadas no próprio circuito. Portanto, as instruções para executar os processos 400 e 500 das FIGS. 4 e 5, respectivamente, como descrito acima, podem ser implementadas usando o sistema 600 ou qualquer sistema de computador tendo circuito de processamento ou um produto de programa de computador incluindo instruções armazenadas no mesmo, que, quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que o processador execute funções relacionadas a esses métodos.

[0075] Conforme usado neste relatório descritivo e em quaisquer reivindicações deste pedido de patente, os termos “computador”, “servidor”, “processador” e “memória” referem-se a dispositivos eletrônicos ou outros dispositivos tecnológicos. Estes termos excluem pessoas ou grupos de pessoas. Como usado aqui, os termos “meio legível por computador” e “meios legíveis por computador” referem-se geralmente a meios de armazenamento eletrônico tangíveis, físicos e não transitórios que armazenam informação de uma forma que é legível por um computador.

[0076] As modalidades do assunto descrito neste relatório descritivo podem ser implementadas em um sistema de computação que inclui um componente de back end, por exemplo, como um servidor de dados ou que inclui um componente de middleware, por exemplo, um servidor de aplicativos ou que inclui um componente front end, por exemplo,

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30/37 um computador de cliente com uma interface gráfica de usuário ou um navegador da Web por meio do qual um usuário pode interagir com uma implementação do assunto descrito neste relatório descritivo, ou qualquer combinação de um ou mais desses componentes de back end, middleware ou front end. Os componentes do sistema podem ser interconectados por qualquer forma ou meio de comunicação de dados digitais, por exemplo, uma rede de comunicação. Exemplos de redes de comunicação incluem uma rede Ide área local (“LAN”) e uma rede área ampla (“WAN”), uma rede inter-redes (por exemplo, a Internet) e redes de ponto-a-ponto (peer-to-peer) (por exemplo, redes ponto a ponto ad hoc).

[0077] O sistema de computação pode incluir clientes e servidores. Um cliente e um servidor geralmente são remotos entre si e geralmente interagem através de uma rede de comunicação. A relação de cliente e servidor surge em virtude de programas de computador em execução nos respectivos computadores e tendo um relacionamento de cliente-servidor entre si. Em algumas modalidades, um servidor transmite dados (por exemplo, uma página da web) para um dispositivo de cliente (por exemplo, para propósitos de exibição de dados e recebimento de entrada do usuário de um usuário que interage com o dispositivo de cliente). Os dados gerados no dispositivo de cliente (por exemplo, um resultado da interação do usuário) podem ser recebidos do dispositivo de cliente no servidor.

[0078] Entende-se que qualquer ordem específica ou hierarquia de etapas nos processos divulgados é uma ilustração de abordagens exemplificadoras. Com base nas preferências de projeto, entende-se que a ordem específica ou a hierarquia de etapas nos processos pode ser reorganizada ou que todas as etapas ilustradas sejam executadas. Algumas das etapas podem ser executadas simultaneamente. Por exemplo, em determinadas circunstâncias, o processamento de multitarefa e paralelo podem ser vantajosos. Além disso, a separação de vários componentes do sistema nas modalidades descritas acima não deve ser entendida como exigindo tal separação em todas as modalidades, e deve ser entendido que os componentes e sistemas de programas descritos podem ser geralmente integrados em um único produto de software ou embalados em vários produtos de software.

[0079] Além disso, as metodologias exemplificadoras aqui descritas podem ser

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31/37 implementadas por um sistema incluindo circuitos de processamento ou um produto de programa de computador incluindo instruções que, quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que o processador execute qualquer uma das metodologias aqui descritas.

[0080] Como descrito acima, as modalidades da presente divulgação são particularmente úteis para a inversão de geo-orientação. Em uma modalidade da presente divulgação, um método implementado por computador de inversão de geo-orientação inclui: predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais representando um número diferente de camadas de formação ao longo de um faixa especificada; determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço; comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais; selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção; realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para a realização de um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado. Do mesmo modo, é divulgado um meio de armazenamento legível por computador com instruções armazenadas no mesmo. As instruções, quando executadas por um computador, fazem com que o computador execute uma série de funções, incluindo funções para: predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais

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32/37 representando um número diferente de camadas de formação ao longo de um faixa especificada; determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço; comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais; selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção; realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para a realização de um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado.

[0081] Uma ou mais das modalidades anteriores podem incluir ainda: diferentes conjuntos de amostragem aleatoriamente de parâmetros de formação com base em faixas de parâmetros predefinidas dentro de uma distribuição de probabilidade associada à formação de subsuperfície; e gerar a pluralidade de modelos iniciais com base nos conjuntos amostrados aleatoriamente de parâmetros de formação. Além disso, uma ou mais das modalidades anteriores podem incluir qualquer um dos seguintes elementos, sozinhos ou em combinação uns com os outros: a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita antes que a inversão seja realizada durante o estágio atual da operação de fundo de poço; a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita para cada uma das camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais ao longo de uma faixa de profundidade especificada dentro da formação de subsuperfície; realização da modelagem direta para predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço para o número diferente de camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais; o critério de seleção é um limiar de desajuste; a predição de uma resposta inclui estimar valores para um ou mais parâmetros de formação ao longo do percurso do furo de poço, com base em cada um da pluralidade de modelos iniciais; a comparação inclui o cálculo de um valor de desajuste representando uma quantidade de desvio entre as medições obtidas

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33/37 pela ferramenta de fundo de poço e os valores estimados de um ou mais parâmetros de formação de cada um da pluralidade de modelos iniciais; a seleção inclui selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais para os quais o valor de desajuste esteja abaixo do limiar de desajuste; a ferramenta de fundo de poço é acoplada a uma composição de fundo de uma coluna de perfuração disposta dentro do poço e o ajuste inclui ajustar um ou mais parâmetros de operação do conjunto de orifício de fundo para direcionar o furo de poço enquanto o mesmo é perfurado pela formação de subsuperfície durante um ou mais segundos estágios da operação de fundo de poço; a ferramenta de fundo de poço é uma ferramenta de resistividade eletromagnética que mede o um ou mais parâmetros de formação; e um ou mais parâmetros de formação são selecionados do grupo que consiste em: uma resistividade de uma camada de formação atual; uma resistividade de cada uma dentre uma ou mais camadas de formação adicionais localizadas à frente da camada de formação de corrente ao longo do percurso do furo de poço; uma distância entre a camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais; um contraste de resistividade representando uma transição de gradiente de resistividade de formação entre a camada de formação atual e a uma ou mais camadas de formação adicionais; e um ângulo de imersão da camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais. [0082] Além disso, um sistema para inversão de geo-orientação foi descrito. O sistema inclui pelo menos um processador e uma memória acoplada ao processador com instruções armazenadas no mesmo, as quais, quando executadas pelo processador, fazem com que o processador realize funções incluindo funções para: predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais representando um número diferente de camadas de formação ao longo de um faixa especificada; determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço; comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com

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34/37 a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais; selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção; realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para a realização de um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado.

[0083] Em uma ou mais modalidades, o sistema pode incluir ainda qualquer uma das seguintes funções ou elementos, sozinhos ou em combinação uns com os outros: amostrar aleatoriamente diferentes conjuntos de parâmetros de formação com base em faixas de parâmetros predefinidas dentro de uma distribuição de probabilidade associada à formação de subsuperfície; gerar a pluralidade de modelos iniciais baseados nos conjuntos aleatoriamente amostrados de parâmetros de formação; a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita antes que a inversão seja realizada durante o estágio atual da operação de fundo de poço; a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita antes do estágio atual da operação de fundo de poço, e as funções desempenhadas pelo processador incluem funções para obter a resposta predita para cada um dos modelos iniciais a partir de uma base de dados através de uma rede de comunicação; a resposta da ferramenta no fundo de poço é predita para cada uma das camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais ao longo de uma faixa de profundidade especificada dentro da formação de subsuperfície; realizar a modelagem direta para predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço para o número diferente de camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais; o critério de seleção é um limiar de desajuste, e as funções desempenhadas pelo processador incluem funções para estimar valores para um ou mais parâmetros de formação ao longo do percurso do furo de poço, com base em cada um dos vários modelos iniciais, calcular um valor de desajuste representando uma quantidade de desvio entre as medições obtidas pela ferramenta de fundo de poço e os valores estimados de um ou mais parâmetros de formação de cada um da pluralidade de modelos iniciais, e selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais para os quais o valor de desajuste está abaixo do limiar de desajuste; a ferramenta

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35/37 de fundo de poço é acoplada a uma composição de fundo de uma coluna de perfuração disposta dentro do furo de poço e as funções desempenhadas pelo processador incluem funções para ajustar um ou mais parâmetros de operação do conjunto de orifício de fundo para direcionar o orifício do furo de poço à medida que o mesmo é perfurado através da formação de subsuperfície durante o um ou mais segundos estágios da operação de fundo de poço; a ferramenta de fundo é uma ferramenta de resistividade eletromagnética que mede o um ou mais parâmetros de formação, e um ou mais parâmetros de formação são selecionados do grupo que consiste em: uma resistividade de uma camada de formação atual; uma resistividade de cada uma dentre uma ou mais camadas de formação adicionais localizadas à frente da camada de formação de corrente ao longo do percurso do furo de poço; uma distância entre a camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais; um contraste de resistividade representando uma transição de gradiente de resistividade de formação entre a camada de formação atual e a uma ou mais camadas de formação adicionais; e um ângulo de imersão da camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais.

[0084] Embora tenham sido descritos detalhes específicos sobre as modalidades acima, as descrições de hardware e software acima destinam-se apenas a exemplos de modalidades e não se destinam a limitar a estrutura ou implementação das modalidades divulgadas. Por exemplo, embora muitos outros componentes internos do sistema 600 não sejam mostrados, os versados na técnica apreciarão que tais componentes e sua interconexão são bem conhecidos.

[0085] Além disso, certos aspectos das modalidades divulgadas, como delineado acima, podem ser incorporados em software que é executado usando uma ou mais unidades/componentes de processamento. Aspectos de programa da tecnologia podem ser pensados como “produtos” ou “artigos de fabricação” tipicamente na forma de código executável e/ou dados associados que são transportados ou incorporados em um tipo de meio legível por máquina. Meios do tipo “armazenamento” tangíveis não transitórios incluem qualquer ou toda a memória ou outro armazenamento para computadores, processadores ou similares, ou módulos associados dos mesmos, como várias memórias semicondutoras, unidades de fita, unidades de disco, discos ópticos ou magnéticos, e

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36/37 similares, que podem fornecer armazenamento a qualquer momento para a programação do software.

[0086] Adicionalmente, os fluxogramas e diagramas de blocos nas figuras ilustram a arquitetura, funcionalidade e operação de possíveis implementações de sistemas, métodos e produtos de programas de computador de acordo com várias modalidades da presente divulgação. Deve-se notar também que, em algumas implementações alternativas, as funções observadas no bloco podem ocorrer fora da ordem indicada nas figuras. Por exemplo, dois blocos mostrados em sucessão podem, de fato, ser executados substancialmente ao mesmo tempo, ou os blocos podem às vezes ser executados na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Também será notado que cada bloco de diagramas de bloco e/ou ilustração de fluxograma, e combinações de blocos nos diagramas de bloco e/ou ilustração de fluxograma, pode ser implementado por sistemas baseados em hardware de propósito especial que executam as funções ou atos especificados, ou combinações de hardware de finalidade especial e instruções de computador.

[0087] As modalidades de exemplo específicas acima não se destinam a limitar o escopo das reivindicações. As modalidades exemplificadoras podem ser modificadas incluindo, excluindo ou combinando uma ou mais características ou funções descritas na divulgação.

[0088] Como usado aqui, as formas singulares “um”, “uma” e “o, a” pretendem incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será entendido ainda que os termos “compreende” e/ou “compreendendo” quando usados neste relatório descritivo e/ou reivindicações, especificam a presença de características estabelecidas, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. As estruturas, materiais, atos e equivalentes correspondentes de todos os meios ou elementos de passo e função nas reivindicações abaixo destinam-se a incluir qualquer estrutura, material ou ato para desempenhar a função em combinação com outros elementos reivindicados conforme reivindicado especificamente. A descrição da presente divulgação foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição, mas não se destina a ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma divulgada. Muitas modificações e variações serão evidentes para

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37/37 aquelas pessoas versadas na técnica sem se afastarem do escopo e do espírito da divulgação. As modalidades ilustrativas aqui descritas são fornecidas para explicar os princípios da divulgação e da sua aplicação prática, e para permitir que outros versados na técnica compreendam que as modalidades divulgadas podem ser modificadas como desejado para uma implementação ou uso particular. O escopo das reivindicações se destina a cobrir amplamente as modalidades divulgadas e qualquer uma de tal modificação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de inversão de geo-orientação implementado por computador, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de um furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais representando um diferente número de camadas de formação ao longo de uma faixa especificada;

determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço;

comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais;

selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção;

realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para realizar o um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

amostrar aleatoriamente diferentes conjuntos de parâmetros de formação com base em intervalos de parâmetros predefinidos dentro de uma distribuição de probabilidade associada à formação de subsuperfície; e gerar a pluralidade de modelos iniciais baseados nos conjuntos aleatoriamente amostrados de parâmetros de formação.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a geração

Petição 870190053929, de 12/06/2019, pág. 44/66 in da pluralidade de modelos iniciais e a predição da resposta com base nos modelos iniciais são executadas durante o estágio atual da operação de fundo de poço e antes da execução da inversão.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a geração da pluralidade de modelos iniciais e a predição da resposta com base nos modelos iniciais são executadas antes do estágio atual da operação de fundo de poço, e o método caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

obter a resposta predita para cada um da pluralidade de modelos iniciais a partir de uma base de dados através de uma rede de comunicação.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita para cada uma das camadas de formação representadas por cada uma da pluralidade de modelos iniciais ao longo de uma faixa de profundidade especificada dentro da formação de subsuperfície.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço compreende: realizar a modelagem direta para predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço para o número diferente de camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a predição compreende:

estimar valores para um ou mais parâmetros de formação ao longo do percurso do furo de poço, com base em cada um dos vários modelos iniciais, em que a comparação compreende:

calcular um valor de desajuste representando uma quantidade de desvio entre as medições obtidas pela ferramenta de fundo de poço e os valores estimados de um ou mais parâmetros de formação de cada um dos vários modelos iniciais, em que o critério de seleção é um limiar de desajuste, e em que a seleção compreende:

selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais para os quais o valor de desajuste está abaixo do limiar de desajuste.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a

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3Π ferramenta de fundo de poço é acoplada a uma composição de fundo de uma coluna de perfuração disposta dentro do furo de poço, e o ajuste do percurso do furo de poço compreende:

ajustar um ou mais parâmetros de operação do conjunto de orifício de fundo para direcionar o furo de poço enquanto ele é perfurado através da formação de subsuperfície durante o um ou mais segundos estágios da operação de fundo de poço.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é uma ferramenta de resistividade eletromagnética que mede o um ou mais parâmetros de formação, e o um ou mais parâmetros de formação são selecionados do grupo que consiste em: uma resistividade de uma camada de formação atual; uma resistividade de cada uma dentre uma ou mais camadas de formação adicionais localizadas à frente da camada de formação de corrente ao longo do percurso do furo de poço; uma distância entre a camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais; um contraste de resistividade representando uma transição de gradiente de resistividade de formação entre a camada de formação atual e a uma ou mais camadas de formação adicionais; e um ângulo de imersão da camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais.
10. Sistema de inversão de geo-orientação, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

pelo menos um processador; e uma memória acoplada ao processador com instruções armazenadas no mesmo, as quais, quando executadas pelo processador, fazem com que o processador realize funções incluindo funções para:

predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de um furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais representando um diferente número de camadas de formação ao longo de uma faixa especificada;

determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais

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4/7 parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço;

comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais;

selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção;

realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para realizar o um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as funções desempenhadas pelo processador incluem ainda funções para:

amostrar aleatoriamente diferentes conjuntos de parâmetros de formação com base em intervalos de parâmetros predefinidos dentro de uma distribuição de probabilidade associada à formação de subsuperfície; e gerar a pluralidade de modelos iniciais baseados nos conjuntos aleatoriamente amostrados de parâmetros de formação.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita antes da inversão ser realizada durante o estágio atual da operação de fundo de poço.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita antes do estágio atual da operação de fundo de poço, e as funções desempenhadas pelo processador incluem ainda funções para: obter a resposta predita para cada um dos modelos iniciais a partir de uma base de dados através de uma rede de comunicação.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a resposta da ferramenta de fundo de poço é predita para cada uma das camadas de formação representadas por cada uma da pluralidade de modelos iniciais ao longo de uma faixa de

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5/7 profundidade especificada dentro da formação de subsuperfície.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as funções desempenhadas pelo processador incluem ainda funções para: realizar a modelagem direta para predizer a resposta da ferramenta de fundo de poço para o número diferente de camadas de formação representadas por cada um da pluralidade de modelos iniciais.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o critério de seleção é um limiar de desajuste e as funções executadas pelo processador incluem ainda funções para:

estimar valores para um ou mais parâmetros de formação ao longo do percurso do furo de poço, com base em cada um dos vários modelos iniciais, calcular um valor de desajuste representando uma quantidade de desvio entre as medições obtidas pela ferramenta de fundo de poço e os valores estimados de um ou mais parâmetros de formação de cada um dos vários modelos iniciais; e selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais para os quais o valor de desajuste está abaixo do limiar de desajuste.
17. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é acoplada a uma composição de fundo de uma coluna de perfuração disposta dentro do furo de poço, e as funções executadas pelo processador incluem ainda funções para:

ajustar um ou mais parâmetros de operação do conjunto de orifício de fundo para direcionar o furo de poço enquanto ele é perfurado através da formação de subsuperfície durante o um ou mais segundos estágios da operação de fundo de poço.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é uma ferramenta de resistividade eletromagnética que mede o um ou mais parâmetros de formação, e o um ou mais parâmetros de formação são selecionados do grupo que consiste em: uma resistividade de uma camada de formação atual; uma resistividade de cada uma dentre uma ou mais camadas de formação adicionais localizadas à frente da camada de formação de corrente ao longo do percurso do furo de poço; uma distância entre a camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação

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6Π adicionais; um contraste de resistividade representando uma transição de gradiente de resistividade de formação entre a camada de formação atual e a uma ou mais camadas de formação adicionais; e um ângulo de imersão da camada de formação atual e uma ou mais camadas de formação adicionais.
19. Meio de armazenamento legível por computador, caracterizado pelo fato de que tem instruções armazenadas no mesmo, as quais quando executadas por um computador, fazem com que o computador execute uma pluralidade de funções, incluindo funções para: predizer uma resposta de uma ferramenta de fundo de poço ao longo de um percurso de um furo de poço a ser perfurado através de uma formação de subsuperfície através de diferentes estágios de uma operação de fundo de poço, com base em cada um de uma pluralidade de modelos iniciais de formação de subsuperfície, cada um dos modelos iniciais representando um diferente número de camadas de formação ao longo de uma faixa especificada;

determinar uma resposta real da ferramenta de fundo de poço em relação a um ou mais parâmetros de formação, com base em medições obtidas a partir da ferramenta de fundo de poço à medida que o furo de poço é perfurado ao longo do percurso durante um estágio de corrente da operação de fundo de poço;

comparar a resposta real da ferramenta de fundo de poço com a resposta predita de cada um da pluralidade de modelos iniciais;

selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais como um modelo de inversão, com base na comparação e pelo menos em um critério de seleção;

realizar a inversão para um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço ao longo do percurso do furo de poço, com base no modelo de inversão selecionado; e ajustar o percurso do furo de poço para realizar o um ou mais estágios subsequentes da operação de fundo de poço, com base nos resultados da inversão usando o modelo de inversão selecionado.
20. Meio de armazenamento legível em computador, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o critério de seleção é um limiar de desajuste e as funções desempenhadas pelo computador incluem ainda funções para:

estimar valores para um ou mais parâmetros de formação ao longo do percurso do furo de

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7/7 poço, com base em cada um dos vários modelos iniciais, calcular um valor de desajuste representando uma quantidade de desvio entre as medições obtidas pela ferramenta de fundo de poço e os valores estimados de um ou mais parâmetros de formação de cada um dos vários modelos iniciais; e selecionar pelo menos um da pluralidade de modelos iniciais para os quais o valor de desajuste está abaixo do limiar de desajuste.