BR112020011339B1 - Sistema e método para determinar a temperatura - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a um sistema e um método para determinação de temperatura que incluem uma fibra óptica e pelo menos duas fontes de laser de pulso para transmitir pulsos de luz com pelo menos dois comprimentos de onda para a fibra óptica. o sistema inclui também um modulador de comprimento de trajetória óptica para modular o comprimento de trajetória óptica da fibra óptica à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica. pelo menos dois fotodetectores detectam a retrodispersão refletida na fibra óptica, e um processador determina a temperatura com base na retrodispersão.
Description
[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido US n° 15/833.054, depositado em 6 de dezembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[002] Na indústria de perfuração e completação, a formação de poços inacabados para o propósito de esforços de exploração e produção pode incluir a determinação de diferentes parâmetros ambientais (por exemplo, temperatura, pressão) e parâmetros específicos de formação (por exemplo, resistividade). A detecção de temperatura distribuída (DTS) é um processo exemplificador de determinação da temperatura em um poço inacabado. A DTS envolve estimar a temperatura com base em diferentes comprimentos de onda de luz dispersa por uma fibra óptica e medida por dispositivos optoeletrônicos.
[003] A técnica poderia se beneficiar de sistemas e métodos que tratam de ruídos sistemáticos na fibra.
[004] Uma modalidade de um sistema para determinar a temperatura inclui uma fibra óptica, ao menos duas fontes de laser de pulso para transmitir pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda para a fibra óptica, e um modulador de comprimento da trajetória óptica para modular o comprimento da trajetória óptica da fibra óptica à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica. Pelo menos dois fotodetectores detectam a retrodispersão refletida na fibra óptica, e um processador determina a temperatura com base na retrodispersão.
[005] Uma modalidade de um método de determinação da temperatura inclui gerar pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda para transmissão para uma fibra óptica, e modular um comprimento de trajetória óptica da fibra óptica à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica. O método também inclui receber retrodispersão da fibra óptica que resulta de reflexões com base na transmissão dos pulsos de luz para a fibra óptica, e processar a retrodispersão para determinar a temperatura.
[006] Uma modalidade de um método para dispor um sistema de detecção de temperatura distribuída para determinar a temperatura inclui posicionar ao menos duas fontes de luz para transmitir pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda e dispor uma fibra óptica para propagar os pulsos de luz. O método inclui também dispor um modulador de comprimento da trajetória óptica para modular o comprimento da trajetória óptica da fibra óptica à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica, e configurar um processador para determinar a temperatura com base na retrodispersão refletida na fibra óptica.
[007] As seguintes descrições não devem ser consideradas limitantes sob nenhum aspecto. Com referência aos desenhos anexos, elementos semelhantes são numerados de maneira semelhante:
[008] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um sistema de detecção de temperatura distribuída (DTS) em um poço inacabado, de acordo com uma ou mais modalidades;
[009] A Figura 2 representa vistas em seção transversal da fibra óptica, de acordo com uma ou mais modalidades;
[0010] A Figura 3 é um diagrama de blocos detalhando o sistema DTS indicado na Figura 1; e
[0011] A Figura 4 é um fluxo de processo de um método de determinação da temperatura com o uso do sistema DTS, de acordo com uma ou mais modalidades.
[0012] A presente invenção apresenta uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e método aqui revelados por meio de exemplificação, mas sem qualquer limitação com referência às figuras.
[0013] Conforme anteriormente observado, a temperatura é um dos parâmetros ambientais que podem ser de interesse na indústria de perfuração e completação. A determinação da temperatura pode ser útil não apenas na estimativa de propriedades de formação, mas também na determinação da adequação da operação de ferramentas. Por exemplo, a perfuração pode ser interrompida quando a temperatura excede um valor especificado a fim de assegurar que ferramentas e instrumentos não sejam danificados. Conforme também observado acima, a DTS é uma técnica conhecida para determinar a temperatura. Em geral, a DTS se refere à transmissão de luz de um ou mais comprimentos de onda para uma fibra óptica, à detecção da luz dispersa (isto é, refletida) em um ou mais comprimentos de onda de interesse e ao processamento das detecções para determinar a temperatura. No entanto, a técnica apresenta um nível de ruídos sistemáticos na fibra óptica. Especificamente, um comprimento de onda dispersa de interesse é usado juntamente com uma estimativa de perda ao longo da distância da fibra óptica. Essa estimativa de perda é afetada pelo nível de ruídos sistemáticos.
[0014] As modalidades dos sistemas e métodos aqui detalhados se referem ao uso de uma fibra óptica multimodo e um modulador de comprimento da trajetória óptica para reduzir o nível de ruído na estimativa de perda. A fibra óptica multimodo é uma fibra óptica com um diâmetro do núcleo maior do que uma fibra óptica monomodo que permite que múltiplos modos de luz sejam propagados. Isto é, a luz segue múltiplas trajetórias dentro do núcleo. Com o uso do modulador de comprimento da trajetória óptica para estender e comprimir a fibra óptica à medida que pulsos de luz são transmitidos, diferentes modos de propagação são excitados na fibra óptica para as diferentes transmissões. Embora a operação do modulador de comprimento da trajetória óptica não afete o comprimento de onda dispersa primário de interesse, ela facilita a redução do cálculo da média dos ruídos sistemáticos para melhorar a relação sinal/ruído (SNR) do comprimento de onda dispersa secundário usado para estimar a perda.
[0015] A Figura 1 é uma ilustração em seção transversal de um poço inacabado 1 e um sistema de detecção de temperatura distribuída (DTS) 100, de acordo com modalidades da invenção. A disposição mostrada na Figura 1 é um uso exemplificador do sistema DTS 100. Embora o sistema DTS 100 possa ser usado em outros ambientes ou em outras disposições de subsuperfície, o sistema DTS exemplificador 100 mostrado na Figura 1 é disposto para medir a temperatura em um poço inacabado 1 que penetra na terra 3 incluindo uma formação 4. Um conjunto de ferramentas 10 pode ser abaixado no poço inacabado 1 por uma coluna 2. Em modalidades da invenção, a coluna 2 pode ser uma coluna de revestimento, coluna de produção, um cabo de perfilagem blindado, um cabo delgado ("slickline"), tubo enrolado em espiral ou uma coluna de trabalho. Nas modalidades de medição durante a perfuração (MWD), a coluna 2 pode ser uma coluna de perfuração, e uma broca seria incluída abaixo das ferramentas 10. As informações dos sensores e dispositivos de medição incluídos no conjunto de ferramentas 10 podem ser enviadas para a superfície para processamento pelo sistema de processamento de superfície 130 através de um enlace de fibra ou telemetria.
[0016] Um conversor analógico-digital (conversor A/D) 125 pode ser usado para digitalizar dados obtidos pelo sistema DTS 100 ou por outros sensores. O sistema de processamento 130 (por exemplo, dispositivo de computação) inclui um ou mais processadores e um ou mais dispositivos de memória além de uma interface de entrada e um dispositivo de saída. Em modalidades alternativas, o conversor A/D 125 e o sistema de processamento 130 podem se situar no poço inacabado 1 ou ser distribuídos tanto no poço inacabado 1 quanto na superfície 5. Em ainda outras modalidades, o conversor A/D 125 e o sistema de processamento 130 podem também fazer parte do sistema DTS 100. O sistema DTS 100 inclui uma fibra óptica 110 que é detalhada com referência à Figura 2, e uma unidade de interrogação e detecção 120 que é detalhada com referência à Figura 3. O sistema DTS 100 pode ser usado para monitorar a temperatura no poço inacabado 1. Em outras modalidades, com um poço inacabado revestido 1 ou com o sistema DTS 100 disposto com a fibra óptica 110 ao longo de um duto, o sistema DTS 100 pode ser usado para monitorar a temperatura ao longo do duto, que pode ser disposto na superfície ou em um ambiente submarino.
[0017] A Figura 2 representa vistas em seção transversal de uma porção da fibra óptica 110, de acordo com modalidades exemplificadoras. A fibra óptica 110 é uma fibra óptica multimodo com um núcleo 210 e um revestimento 220 ao redor do núcleo 210. Como a Figura 2 indica, a luz segue múltiplas trajetórias A, B, C dentro do núcleo 210 ricocheteando em diferentes pontos entre o contorno do núcleo 210 e o revestimento 220 que circunda o núcleo 210 ou passando através do núcleo 210. Conforme discutido em mais detalhes abaixo, as trajetórias A, B, C mudam quando o comprimento de trajetória óptica da fibra óptica 110 é alterado. Isso é mostrado para a fibra óptica estirada 110’. A luz segue trajetórias A’, B’ e C’. Apenas a trajetória B’ é inalterada entre a fibra óptica 110 e a fibra óptica estirada 110’.
[0018] A Figura 3 é um diagrama de blocos detalhando o sistema DTS100, de acordo com uma ou mais modalidades. A unidade de interrogação 120, que pode ser disposta na superfície 5, conforme mostrado na Figura 1, inclui fontes de laser de pulso 310. As fontes de laser de pulso 310 podem ser acionadores de pulso de alta tensão, de acordo com uma modalidade exemplificadora. Pelo menos duas fontes de laser de pulso 310 produzem pulsos de luz em um primeiro comprimento de onda 320-1 e pulsos de luz em um segundo comprimento de onda 320-2. Os pares de comprimentos de onda exemplificadores podem ter valores na ordem de 1.000 nanômetros (nm) a 1.700 nm, e os pares de comprimentos de onda exemplificadores incluem 1.030 nm e 1.060, 1.450 nm e 1.550 nm, 1.470 nm e 1.550 nm e 1.550 nm e 1650 nm. Opcionalmente, a unidade de interrogação e detecção 120 pode incluir um amplificador 325-1 para os pulsos de luz no primeiro comprimento de onda 320-1, um amplificador 325-2 para os pulsos de luz no segundo comprimento de onda 320-2, ou ambos. Um multiplexador (MUX) 330-1 atua essencialmente como uma passagem, de acordo com modalidades exemplificadoras, já que os pulsos de luz no primeiro comprimento de onda 320-1 e os pulsos de luz no segundo comprimento de onda 3202 são gerados consecutivamente, de modo que apenas um é direcionado para o MUX 330-1 de cada vez.
[0019] Um pulso de luz no primeiro comprimento de onda 320-1 ou um pulso de luz no segundo comprimento de onda 320-2 é emitido, em sucessão através do MUX 330-1 para a fibra óptica 110. Conforme anteriormente observado, a fibra óptica 110 é uma fibra óptica multimodo. Em sistemas de detecção de temperatura da técnica anterior, o ruído na estimativa de perda usada para determinar a temperatura foi reduzido com base no cálculo da média das medições de temperatura obtida estatisticamente com múltiplos pulsos em cada um dos dois comprimentos de onda. De acordo com modalidades aqui detalhadas, o modulador de comprimento da trajetória óptica 340 melhora o resultado desse cálculo da média estatística.
[0020] Os traços de dispersão de Rayleigh diferem da curva de perda verdadeira da fibra óptica 110 devido a uma forma de ruído do tipo "speckle" (interferência) chamado de ruído de Rayleigh coerente. Esse ruído de Rayleigh coerente apresenta um padrão diferente para cada modo que é excitado em uma fibra óptica multimodo 110. Através da modulação do modulador de comprimento da trajetória óptica 340 e obtenção de diferentes modos nos pulsos de luz óptica de saída no primeiro comprimento de onda 320-1 e pulsos de luz no segundo comprimento de onda 320-2, pode ser medido um grande número de traços de Rayleigh que terão todos diferentes padrões de ruído de Rayleigh coerente. Uma vez calculada a média de todos esses traços em conjunto (ou combinados matematicamente através de algum outro processo), os traços de Rayleigh se tornam significativamente mais suaves e se aproximam mais da curva de perda verdadeira da fibra óptica 110. Isso permite o cálculo de traços de temperatura de ruído mais baixos e mais precisos. Isso é discutido em mais detalhes com referência à Figura 4.
[0021] O modulador de comprimento da trajetória óptica 340 pode ser um extensor de fibra, por exemplo, e altera o comprimento de trajetória óptica no núcleo 210 da fibra óptica 110 de modo que as trajetórias (por exemplo, A, B, C na Figura 2) tomadas pelo pulso de luz sejam diferentes toda vez que o modulador de comprimento da trajetória óptica 340 operar na fibra óptica 110. A operação do modulador de comprimento da trajetória óptica 340 pode estar em um padrão de dente de serra de modo que o estiramento na fibra óptica 110 seja aumentado até um comprimento máximo e, então liberado até o comprimento original. A operação do modulador de comprimento da trajetória óptica 340 pode, em vez disso, ser aleatória e não ser sincronizada com a geração dos pulsos de luz pelas fontes de laser de pulso 310.
[0022] Conforme mostrado na Figura 3, o sistema DTS 100 inclui também um circulador 350 e, de acordo com modalidades alternativas, o modulador de comprimento da trajetória óptica 340 pode ser disposto em cada lado do circulador 350. As três posições 1, 2, 3 são indicadas para o circulador 350. Na posição 1, um pulso de luz no primeiro comprimento de onda 320-1 ou um pulso de luz no segundo comprimento de onda 320-2, afetado pelo modulador de comprimento da trajetória óptica 340, é inserido como entrada. O circulador 350 fornece essa entrada para a posição 2 que é uma continuação da fibra óptica 110 no poço inacabado 1. Uma bobina de referência 355 é mostrada. A bobina de referência 355 é uma porção da fibra óptica 110 que é mantida a uma temperatura conhecida e usada para normalizar as medições de retrodispersão, de acordo com um método de calibração conhecido.
[0023] Quando um pulso de luz no primeiro comprimento de onda 320-1 ou um pulso de luz no segundo comprimento de onda 320-2 se deslocada para baixo da fibra óptica 110, a dispersão de Raman antiStokes e a dispersão de Rayleigh são refletidas de volta para a posição 2 do circulador 350 e fornecidas para a posição 3 do circulador 350. Na posição 3 do circulador 350, a retrodispersão é separada por uma outro MUX 330-2 em dois fotodetectores 360-1, 360-2, em que cada um detecta um dos comprimentos de onda. As saídas dos fotodetectores 360-1, 360-2 são processadas para determinar a temperatura. Na modalidade exemplificadora mostrada na Figura 3, o processamento é feito pelo conversor A/D 125 e pelo sistema de processamento 130. Qualquer reflexão para o circulador 350 na posição 3 é descartada. O processamento para determinar a temperatura é discutido com referência à Figura 4.
[0024] A Figura 4 mostra um fluxo de processo de um método de determinação da temperatura com o uso do sistema DTS 100, de acordo com uma ou mais modalidades. No bloco 410, a geração de pulsos com duas ou mais fontes de luz inclui o uso das fontes de laser de pulso 310 discutidas com referência à Figura 3, por exemplo. As fontes de laser de pulso 310 geram pulsos em um primeiro comprimento de onda 3201 e em um segundo comprimento de onda 320-2. A modulação do comprimento de trajetória óptica, no bloco 420, se refere à excitação de diferentes modos de propagação na fibra óptica 110 através da operação do modulador de comprimento da trajetória óptica 340. A transmissão de luz na fibra óptica 110 para o poço inacabado 1, no bloco 430, é baseada no circulador 350.
[0025] No bloco 440, a recepção da retrodispersão ocorre através do circulador 350 nos fotodetectores 360-1, 360-2. De acordo com uma modalidade exemplificadora, a dispersão de Raman anti-Stokes e a dispersão de Rayleigh são recebidas como resultado de um dos comprimentos de onda (por exemplo, com base nos pulsos no primeiro comprimento de onda 320-1). O sinal de Raman anti-Stokes AS é aproximado como:
[0026] F(T) inclui todos os termos dependentes de temperatura, α (Àp) é a atenuação de pulso para o pulso que se desloca para baixo da fibra óptica 110 (no poço inacabado 1), e α (Àas) é a atenuação para a retrodispersão que se desloca para cima da fibra óptica 110 após ser submetida ao efeito de dispersão de Raman (anti-Stokes). Àas é o comprimento de onda da dispersão de Raman anti-Stokes, e Àp é o comprimento de onda do pulso de luz incidente (320-1, 320-2). Dessa forma, o sinal de Raman anti-Stokes AS "vê" a perda em dois comprimentos de onda diferentes (Àp e Àas). A fim de corrigir a perda na fibra óptica 110 para o sinal de Raman anti-Stokes AS, a retrodispersão de Rayleigh deve ser medida em dois comprimentos de onda diferentes.
[0027] O segundo sinal de Rayleigh RAp (por exemplo, que resulta dos pulsos no segundo comprimento de onda 320-2) é dado por:
[0028] α representa todas as constantes geométricas e fundamentais associadas a RAp. No caso de dispersão de Rayleigh (elástica), não há mudança no comprimento de onda entre o pulso (associado à luz injetada) que se desloca para baixo da fibra óptica 110 e a retrodispersão (associada à dispersão de Rayleigh) que se desloca para cima da fibra óptica 110. Dessa forma, α (Àp) é usado duas vezes na Equação 2. O sinal de Rayleigh (intensidade de luz resultante da dispersão de Rayleigh) RAas em termos do comprimento de onda de dispersão de Raman anti-Stokes Àas é dado por:
[0029] K representa todas as constantes geométricas e fundamentais associadas a RAas. Conforme observado com referência a RAp, não há mudança no comprimento de onda entre o pulso (associado à luz injetada) que se desloca para baixo da fibra óptica 110 e a retrodispersão (associada à dispersão de Rayleigh) que se desloca para cima da fibra óptica 110. Dessa forma, α (Àas) é usado duas vezes na Equação 3.
[0030] No bloco 450, o processamento de retrodispersão para determinar a temperatura inclui computar a temperatura com base no sinal de Raman anti-Stokes AS (de acordo com a Equação 1), no sinal de Rayleigh RAp (de acordo com a Equação 2), e no sinal de Rayleigh RAas (de acordo com a Equação 3) como:
[0031] Com base nas Equações 1 a 3, a Equação 4 pode ser reescrita como:
[0032] As equações acima não são diferentes daquelas usadas na detecção de temperatura baseada na dispersão de Raman anti-Stokes e de Rayleigh. No entanto, mediante a modulação do comprimento de trajetória óptica da fibra óptica 110, com o uso do modulador de comprimento da trajetória óptica 340, a determinação de temperaturas é mais precisa devido ao ruído reduzido na estimativa de perda que é fornecida pela dispersão de Rayleigh. Especificamente, calcula-se a média dos sinais de Rayleigh resultantes dos dois comprimentos de onda diferentes, determinados de acordo com as Equações 2 e 3, antes da determinação de temperatura de acordo com a Equação 5.
[0033] Serão apresentadas a seguir algumas modalidades referentes à revelação supracitada: Modalidade 1: Um sistema de determinação de temperatura que compreende uma fibra óptica; pelo menos duas fontes de laser de pulso configuradas para transmitir pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda para a fibra óptica; um modulador de comprimento da trajetória óptica configurado para modular o comprimento de trajetória óptica da fibra óptica à medida que pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica; pelo menos dois fotodetectores configurados para detectar a retrodispersão refletida na fibra óptica; e um processador configurado para determinar a temperatura com base na retrodispersão.
[0034] Modalidade 2: O sistema de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente um circulador configurado para direcionar a retrodispersão para o processador.
[0035] Modalidade 3: O sistema de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente um multiplexador configurado para receber a retrodispersão a partir do circulador e separar a retrodispersão de acordo com os pelo menos dois comprimentos de onda.
[0036] Modalidade 4: O sistema de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente um amplificador óptico configurado para amplificar os pulsos de luz de um dentre os pelo menos dois comprimentos de onda.
[0037] Modalidade 5: O sistema de qualquer modalidade anterior, em que o processador é configurado para determinar a temperatura de acordo com:, em que:
[0038] AS é um sinal de Raman anti-Stokes obtido a partir da retrodispersão, e RAp e RAas são sinais de Rayleigh obtidos respectivamente com o uso de comprimentos de onda incidente e retrodispersa.
[0039] Modalidade 6: O sistema de qualquer modalidade anterior, em que a fibra óptica é uma fibra óptica multimodo.
[0040] Modalidade 7: Um método de determinação da temperatura que compreende gerar pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda para a transmissão para uma fibra óptica; modular um comprimento de trajetória óptica da fibra óptica à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica; receber retrodispersão a partir da fibra óptica que resulta em reflexões com base na transmissão dos pulsos de luz para a fibra óptica; e processamento, com o uso de um processador, da retrodispersão para determinar a temperatura.
[0041] Modalidade 8: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente direcionar a retrodispersão a partir da fibra óptica para o processador com o uso de um circulador.
[0042] Modalidade 9: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente separar a retrodispersão do circulador para os pelo menos dois comprimentos de onda.
[0043] Modalidade 10: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente detectar a retrodispersão nos pelo menos dois comprimentos de onda com pelo menos dois fotodetectores.
[0044] Modalidade 11: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente amplificar os pulsos de luz em um dentre os pelo menos dois comprimentos de onda com o uso de um amplificador óptico.
[0045] Modalidade 12: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente determinar a temperatura de acordo com: , em que:
[0046] AS é um sinal de Raman anti-Stokes obtido a partir da retrodispersão e RAp e RAas são sinais de Rayleigh obtidos respectivamente com o uso de comprimentos de onda incidente e retrodispersa.
[0047] Modalidade 13: Um método para dispor um sistema de detecção de temperatura distribuída para determinar a temperatura que compreende dispor pelo menos duas fontes de luz para transmitir pulsos de luz com ao menos dois comprimentos de onda; dispor uma fibra óptica para propagar os pulsos de luz; dispor um modulador de comprimento da trajetória óptica para modular o comprimento de trajetória óptica da fibra óptica à medida que pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica; e configurar um processador para determinar a temperatura com base na retrodispersão refletida na fibra óptica.
[0048] Modalidade 14: O método de qualquer modalidade anterior, em que a disposição de pelo menos duas fontes de luz inclui posicionar ao menos duas fontes de laser de pulso.
[0049] Modalidade 15: O método de qualquer modalidade anterior, em que a disposição da fibra óptica inclui dispor uma fibra óptica multimodo para propagar a pulsos de luz por meio de duas ou mais trajetórias através da fibra óptica.
[0050] Modalidade 16: Método, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, que compreende adicionalmente dispor um circulador para desviar a retrodispersão da fibra óptica para o processador.
[0051] Modalidade 17: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente posicionar um multiplexador para receber a retrodispersão desviada pelo circulador e separar a retrodispersão de acordo com comprimento de onda.
[0052] Modalidade 18: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente pelo menos dois fotodetectores para receber a retrodispersão em um dos respectivos comprimentos de onda.
[0053] Modalidade 19: O método de qualquer modalidade anterior, que compreende adicionalmente posicionar um amplificador óptico para amplificar os pulsos de luz com um dentre os ao menos dois comprimentos de onda.
[0054] Modalidade 20: O método de qualquer modalidade anterior, em que a configuração do processador inclui configurar o processador para determinar a temperatura de acordo com: , em que:
[0055] AS é um sinal de Raman anti-Stokes obtido a partir da retrodispersão e RAp e RAas são sinais de Rayleigh obtidos respectivamente com o uso de comprimentos de onda incidente e retrodispersa.
[0056] O uso dos termos "um", "uma", "o" e "a" e referências similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve ser interpretado como abrangendo tanto o singular quanto o plural, exceto onde indicado em contrário na presente invenção ou claramente contradito pelo contexto. Além disso, deve ser considerado adicionalmente que os termos "primeiro", "segundo" e similares na presente invenção não denotam qualquer ordem, quantidade ou importância sendo ao invés disso usados para distinguir um elemento de outro. O modificador "cerca de" usado em conexão com uma quantidade é inclusivo do valor declarado e tem o significado ditado pelo contexto (por exemplo, ele inclui o grau de erro associado à medição da quantidade específica).
[0057] Os ensinamentos da presente revelação podem ser usados em uma variedade de operações de poços. Essas operações podem envolver o uso de um ou mais agentes de tratamento para tratar uma formação os fluidos residentes em uma formação, um furo de poço e/ou equipamentos no furo de poço, como uma tubulação de produção. Os agentes de tratamento podem estar sob a forma de líquidos, gases, sólidos semissólidos e misturas dos mesmos. Os agentes de tratamento ilustrativos incluem, mas não se limitam a, fluidos de fraturamento, ácidos vapor água, salmoura, agentes anticorrosão, cimento, modificadores de permeabilidade, lamas de perfuração, emulsificantes, desemulsificantes, sinalizadores, melhoradores de fluxo, etc. As operações de poços ilustrativas incluem, mas não se limitam a, fraturamento hidráulico, estimulação, injeção de sinalizador, limpeza, acidificação, injeção de vapor, injeção de água, cimentação etc.
[0058] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade ou modalidades exemplificativas, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem que se afaste do escopo da invenção. Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou um material específico aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não se limite à modalidade específica apresentada como o melhor modo contemplado para realizar a presente invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se enquadrem no escopo das reivindicações. Além disso, nos desenhos e na descrição, foram reveladas modalidades exemplificativas da invenção e, embora termos específicos possam ter sido empregados, eles são usados, a menos que seja afirmado de outra forma, em um sentido genérico e descritivo apenas e não para fins de limitação, portanto o escopo da invenção não é assim limitado.
Claims (10)
1. Sistema (100) para determinar a temperatura, caracterizado pelo fato de que o sistema (100) compreende: uma fibra óptica (110); pelo menos duas fontes de laser de pulso (310) configuradas para transmitir pulsos de luz com pelo menos dois comprimentos de onda (320) para a fibra óptica (110); um modulador de comprimento de trajetória óptica (340) configurado para modular o comprimento da trajetória óptica da fibra óptica (110) à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica (110); pelo menos dois fotodetectores (360) configurados para detectar retrodispersão refletida na fibra óptica (110) resultantes dos pulsos de luz transmitidos para a fibra ótica (110); e um processador (130) configurado para determinar a temperatura com base na retrodispersão, em que o processador (130) é configurado para determinar a temperatura de acordo com: , em que: AS é um sinal de Raman anti-Stokes obtido a partir da retrodispersão e RAp e RAas são sinais de Rayleigh obtidos respectivamente com o uso de comprimentos de onda incidente e retrodispersa.
2. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um circulador (350) configurado para direcionar a retrodispersão para o processador (130).
3. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um multiplexador (330-2) configurado para receber a retrodispersão do circulador (350) e separar a retrodispersão de acordo com os pelo menos dois comprimentos de onda.
4. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um amplificador óptico (325) configurado para amplificar os pulsos de luz de um dentre os pelo menos dois comprimentos de onda (320).
5. Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra óptica (110) é uma fibra óptica multimodo.
6. Método para determinar a temperatura, caracterizado pelo fato de que o método compreende: gerar (410) pulsos de luz com pelo menos dois comprimentos de onda (320) para transmissão a uma fibra óptica (110); modular (420) um comprimento da trajetória óptica da fibra óptica (110) à medida que os pulsos de luz são transmitidos para a fibra óptica (110); receber (440) a retrodispersão da fibra óptica (110) resultante de reflexões com base na transmissão dos pulsos de luz para a fibra óptica (110); e processar (450), com o uso de um processador (130), a retrodispersão para determinar a temperatura; e determinar a temperatura de acordo com: , em que: AS é um sinal de Raman anti-Stokes obtido a partir da retrodispersão e RAp e RAas são sinais de Rayleigh obtidos respectivamente com o uso de comprimentos de onda incidente e retrodispersa.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente direcionar a retrodispersão a partir da fibra óptica (110) para o processador (130) com o uso de um circulador (350).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente separar a retrodispersão do circulador (350) para os pelo menos dois comprimentos de onda.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente detectar a retrodispersão nos pelo menos dois comprimentos de onda com pelo menos dois fotodetectores (360).
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente amplificar os pulsos de luz em um dentre os pelo menos dois comprimentos de onda com o uso de um amplificador óptico (325).
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