BR112021014437A2 - Caracterização de formação de pulso-eco ultrassônico e calibre - Google Patents
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Abstract
caracterização de formação de pulso-eco ultrassônico e calibre. método pode incluir, usando uma ferramenta de fundo de poço, adquirir dados de eco ultrassônico de um poço, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço.
Description
[0001] Este pedido reivindica a prioridade e o benefício de um Pedido Provisório U.S. 62/795.972, depositado em 23 de janeiro de 2019, que é aqui incorporado por referência.
[0002] Várias operações de campo podem ser realizadas em relação a um ambiente geológico. Essas operações podem incluir operações de exploração, operações de desenvolvimento, operações de produção, etc., com relação a um reservatório no ambiente geológico. Por exemplo, uma operação pode ser uma operação de perfuração onde um poço pode ser perfurado em um ambiente geológico onde o poço pode ser utilizado para formar um poço. Uma sonda pode ser um sistema de componentes que podem ser operados para formar um poço em um ambiente geológico, para transportar equipamentos para dentro e para fora de um poço em um ambiente geológico, etc. Como exemplo, uma sonda pode incluir um sistema que pode ser usado para perfurar um poço e adquirir informações sobre um ambiente geológico, sobre perfuração, etc. Como exemplo, uma sonda pode incluir um ou mais dos seguintes componentes e / ou equipamentos: um tanque de lama, uma bomba de lama, uma torre ou mastro, guinchos, uma mesa rotativa ou um top drive, uma coluna de perfuração, equipamento de geração de energia e equipamentos auxiliares. Por exemplo, uma plataforma offshore pode incluir um ou mais de tais componentes, que podem estar em uma embarcação ou plataforma de perfuração. Por exemplo, uma sonda pode ser utilizada para a operação de uma coluna de perfuração, onde a coluna de perfuração pode incluir uma ou mais ferramentas de fundo de poço que podem ser movidas em um poço através da coluna de perfuração. Por exemplo, uma sonda pode ser utilizada para realizar uma ou mais operações de cabos de aço, onde uma ou mais ferramentas de fundo de poço podem ser movidas em um poço via cabo de aço.
[0003] Um método pode incluir, usando uma ferramenta de fundo de poço, adquirir dados de eco ultrassônico de um poço, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço. Um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador podem incluir instruções executáveis por processador, executáveis para instruir uma ferramenta de fundo de poço para: adquirir dados de eco ultrassônico de um poço, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço. Uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um emissor de energia ultrassônica e um receptor de eco que recebe dados de eco responsivos às emissões de energia ultrassônica; uma pluralidade de filtros configurados para realizar a filtragem de passa banda dos dados de eco em uma ou mais frequências centrais diferentes para gerar dados filtrados; circuitos de telemetria; e um sistema de fundo de poço que controla o emissor de energia ultrassônica e o receptor de eco, controla a pluralidade de filtros, controla a extração de atributos de dados de eco filtrados por passa banda, controla o armazenamento dos atributos e controla a transmissão de pelo menos uma parte dos atributos por meio de circuitos de telemetria. São descritos também vários outros aparelhos, sistemas, métodos etc.
[0004] Este sumário é fornecido para apresentar uma seleção de conceitos que são descritos abaixo na descrição detalhada. Este sumário não se destina a identificar características chave ou essenciais do assunto reivindicado, nem se destina a ser utilizado como um auxílio na limitação do escopo do assunto reivindicado.
[0005] Características e vantagens das implementações descritas podem ser mais facilmente compreendidas através de referências à seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos.
[0006] A Fig. 1 ilustra exemplos de equipamentos em um ambiente geológico;
[0007] a Fig. 2 ilustra um exemplo de um sistema e exemplos de tipos de furos;
[0008] a Fig. 3 ilustra um exemplo de sistema;
[0009] a Fig. 4 ilustra um exemplo de um sistema;
[0010] a Fig. 5 ilustra um exemplo de sistema;
[0011] a Fig. 6 ilustra um exemplo de um sistema;
[0012] a Fig. 7 ilustra exemplos de equipamento;
[0013] as Figs. 8A e 8B ilustram exemplos de equipamentos;
[0014] a Fig. 9 ilustra um exemplo de um sistema de ferramenta de fundo de poço e exemplos de gráficos;
[0015] a Fig. 10 ilustra um exemplo de um processo;
[0016] a Fig. 11 ilustra um exemplo de equipamento;
[0017] a Fig. 12 ilustra um exemplo de circuito;
[0018] a Fig. 13 ilustra exemplos de equipamento operando em diferentes frequências;
[0019] a Fig. 14 ilustra exemplos de imagens de diagramas geradas a partir de dados adquiridos em relação à frequência;
[0020] a Fig. 15 ilustra gráficos de exemplo de dados com respeito a materiais;
[0021] a Fig. 16 ilustra gráficos de exemplo de dados com respeito às frequências e características do material;
[0022] a Fig. 17 ilustra gráficos de exemplo de técnicas operacionais com respeito às características da parede do poço;
[0023] a Fig. 18 ilustra exemplos de métodos;
[0024] a Fig. 19 ilustra um exemplo de um método;
[0025] a Fig. 20 ilustra um exemplo de uma interface gráfica de usuário;
[0026] a Fig. 21 ilustra exemplos de equipamento de computação e rede; e
[0027] a Fig. 22 ilustra exemplos de componentes de um sistema e um sistema em rede.
[0028] A descrição a seguir inclui modalidades do melhor modo atualmente contemplado para praticar as implementações descritas. Esta descrição não deve ser tomada num sentido limitativo, mas é feita apenas com a finalidade de descrever os princípios gerais das implementações. O escopo das implementações descritas deve ser determinado com referência às reivindicações expedidas.
[0029] Várias operações podem ser realizadas em um campo. Por exemplo, considere a exploração como uma fase inicial nas operações de petróleo que inclui gerar um prospecto ou jogo ou ambos, e a perfuração de um poço de exploração ou poço. As fases de avaliação, desenvolvimento e produção podem seguir a exploração bem-sucedida.
[0030] Um poço pode ser referido como um furo de poço e pode incluir uma porção de furo aberto ou uma porção não revestida e / ou pode incluir uma porção revestida. Um poço pode ser definido por uma parede de poço que é composta por uma rocha que limita o poço.
[0031] Quanto a um poço ou poço, seja para uma ou mais de exploração, detecção, produção, injeção ou outra(s) operação(ões), ele pode ser planejado. Tal processo pode ser referido geralmente como planejamento, um processo pelo qual um caminho pode ser mapeado em um ambiente geológico. Tal caminho pode ser referido como uma trajetória, que pode incluir coordenadas em um sistema de coordenadas tridimensional, onde uma medida ao longo da trajetória pode ser uma profundidade medida, uma profundidade vertical total ou outro tipo de medida. Durante a perfuração, investigações de cabo de aço, etc., o equipamento pode ser movido para dentro e / ou para fora de um poço ou poço. Essas operações podem ocorrer ao longo do tempo e podem diferir com relação ao tempo. Um processo de planejamento pode exigir a execução de várias operações, que podem ser seriais, paralelas, seriais e paralelas, etc.
[0032] Como exemplo, um plano de poço pode ser gerado com base, pelo menos em parte, em restrições impostas e informações conhecidas. Como exemplo, um plano de poço pode ser fornecido a um proprietário de poço, aprovado e, em seguida, implementado por um provedor de serviços de perfuração (por exemplo, um perfurador direcional ou "DD"). Em tal exemplo, uma sonda pode ser usada para perfurar, por exemplo, de acordo com um plano de poço. Durante um período de tempo durante o qual um plano de poço é implementado, uma sonda pode fazer a transição de um estado para outro, o que pode ser referido como rigstates. Por exemplo, um estado pode ser um estado de perfuração ou pode ser um estado em que a perfuração em uma formação (por exemplo, rocha) não está ocorrendo (por exemplo, um estado inativo, um estado de manobra interna, um estado de manobra externa, etc. )
[0033] Por exemplo, um sistema de projeto de poço pode ser responsável por uma ou mais capacidades de um sistema de perfuração ou sistemas de perfuração que podem ser utilizados em um local de poço. Como exemplo, um engenheiro de perfuração pode ser chamado para levar em consideração tais capacidades, por exemplo, quando um ou mais de vários projetos e especificações são criados. Por exemplo, um estado como um estado rígido pode corresponder a uma capacidade, por exemplo, enquanto a capacidade está sendo utilizada.
[0034] Por exemplo, um sistema de projeto de poço, que pode ser um sistema de planejamento de poço, pode levar em conta a automação. Por exemplo, onde um local de poço inclui equipamentos de local de poço que podem ser automatizados, por exemplo, por meio de um comando de automação local e / ou remoto, um plano de poço pode ser gerado em formato digital que pode ser utilizado em um sistema de perfuração de poço onde pelo menos alguma quantidade de automação é possível e desejada. Por exemplo, um plano de poço digital pode ser acessível por um sistema de perfuração de poço, onde as informações no plano de poço digital podem ser utilizadas por meio de um ou mais mecanismos de automação do sistema de perfuração de poço para automatizar uma ou mais operações em um local de poço.
[0035] A Fig. 1 mostra um exemplo de um ambiente geológico 120. Na Fig. 1, o ambiente geológico 120 pode ser uma bacia sedimentar que inclui camadas (por exemplo, estratificação) que incluem um reservatório 121 e que pode ser, por exemplo, interceptado por uma falha 123 (por exemplo, ou falhas). Por exemplo, o ambiente geológico 120 pode ser equipado com uma variedade de sensores, detectores, atuadores, etc. Por exemplo, o equipamento 122 pode incluir circuitos de comunicação para receber e / ou transmitir informações com relação a uma ou mais redes 125. Essas informações podem incluir informações associadas a equipamentos de fundo de poço 124, que podem ser equipamentos para adquirir informações, para auxiliar na recuperação de recursos, etc. Outro equipamento 126 pode estar localizado remoto de um local de poço e inclui sensoriamento, detecção, emissão ou outro circuito. Esse equipamento pode incluir circuitos de armazenamento e comunicação para armazenar e comunicar dados, instruções, etc. Como exemplo, uma ou mais peças de equipamento podem fornecer medição, coleta, comunicação, armazenamento,
análise, etc. de dados (por exemplo, para um ou mais recursos produzidos, etc.). Como exemplo, um ou mais satélites podem ser fornecidos para fins de comunicação, aquisição de dados, geolocalização, etc. Por exemplo, a Fig. 1 mostra um satélite em comunicação com a rede 125 que pode ser configurado para comunicações, observando que o satélite pode, adicional ou alternativamente, incluir circuitos para imagens (por exemplo, espacial, espectral, temporal, radiométrica, etc.).
[0036] A Fig. 1 também mostra o ambiente geológico 120 como opcionalmente incluindo o equipamento 127 e 128 associado a um poço que inclui uma porção substancialmente horizontal que pode se cruzar com uma ou mais fraturas 129. Por exemplo, considere um poço em uma formação de xisto que pode incluir fraturas naturais, fraturas artificiais (por exemplo, fraturas hidráulicas) ou uma combinação de fraturas naturais e artificiais. Por exemplo, um poço pode ser perfurado para um reservatório que é lateralmente extenso. Em tal exemplo, variações laterais nas propriedades, tensões, etc. podem existir onde uma avaliação de tais variações pode auxiliar no planejamento, operações, etc. para desenvolver o reservatório (por exemplo, via fraturamento, injeção, extração, etc.). Como um exemplo, o equipamento 127 e / ou 128 pode incluir componentes, um sistema, sistemas, etc. para fraturamento, detecção sísmica, análise de dados sísmicos, avaliação de uma ou mais fraturas, injeção, produção, etc. Por exemplo, o equipamento 127 e / ou 128 pode fornecer medição, coleta, comunicação, armazenamento, análise, etc. de dados, como, por exemplo, dados de produção (por exemplo, para um ou mais recursos produzidos). Como exemplo, um ou mais satélites podem ser fornecidos para fins de comunicação, aquisição de dados, etc.
[0037] A Fig. 1 também mostra um exemplo de equipamento 170 e um exemplo de equipamento 180. Esses equipamentos, que podem ser sistemas de componentes, podem ser adequados para uso no ambiente geológico 120. Embora os equipamentos 170 e 180 sejam ilustrados como baseados em terra, vários componentes podem ser adequados para uso em um sistema offshore. Como mostrado na Fig. 1, o equipamento 180 pode ser móvel quando transportado por um veículo; observando que o equipamento 170 pode ser montado, desmontado, transportado e remontado, etc.
[0038] O equipamento 170 inclui uma plataforma 171, uma torre 172, um bloco de coroa 173, uma linha 174, um conjunto de catarina 175, guinchos 176 e um patamar 177 (por exemplo, um monkeyboard). Como um exemplo, a linha 174 pode ser controlada pelo menos em parte através dos guinchos 176 de modo que o conjunto de catarina 175 se desloque em uma direção vertical em relação à plataforma 171. Por exemplo, ao desenhar a linha 174, os guinchos 176 podem fazer com que a linha 174 passe através do bloco de coroa 173 e levante o conjunto de catarina 175 em direção ao céu para longe da plataforma 171; ao passo que, ao permitir a saída da linha 174, os guinchos de perfuração 176 podem fazer com que a linha 174 passe através do bloco de coroa 173 e abaixe o conjunto de catarina 175 em direção à plataforma 171. Onde o conjunto de catarina 175 transporta tubo (por exemplo, revestimento, etc.), o rastreamento do movimento da catarina 175 pode fornecer uma indicação de quanto tubo foi implantado.
[0039] Uma torre pode ser uma estrutura usada para suportar um bloco de coroa e um bloco móvel operativamente acoplado ao bloco de coroa, pelo menos em parte através da linha. Uma torre pode ter formato piramidal e oferecer uma razão resistência-peso adequada. Uma torre pode ser móvel como uma unidade ou peça por peça (por exemplo, para ser montada e desmontada).
[0040] Como exemplo, guinchos de perfuração podem incluir um carretel, freios, uma fonte de energia e diversos dispositivos auxiliares. Os guinchos de tração podem ser desenrolados de forma controlada e alinhados. A linha pode ser enrolada sobre um bloco de coroa e acoplada a um bloco de deslocamento para obter vantagem mecânica em uma forma de "bloquear e atacar" ou "polia". O enrolamento para fora e para dentro da linha pode fazer com que um bloco móvel (por exemplo, e o que quer que esteja pendurado por baixo dele) seja abaixado ou levantado de um poço. O enrolamento fora da linha pode ser acionado pela gravidade e o enrolamento por um motor, um mecanismo, etc. (por exemplo, um motor elétrico, um motor a diesel, etc.).
[0041] Como exemplo, um bloco de coroa pode incluir um conjunto de polias (por exemplo, roldanas) que podem estar localizadas no topo de uma torre ou mastro ou próximo a ela, sobre as quais a linha é passada. Um bloco móvel pode incluir um conjunto de roldanas que podem ser movidas para cima e para baixo em uma torre ou mastro via linha roscada no conjunto de roldanas do bloco móvel e no conjunto de roldanas de um bloco de coroa. Um bloco de coroa, um bloco móvel e uma linha podem formar um sistema de polia de uma torre ou mastro, que pode permitir o manuseio de cargas pesadas (por exemplo, coluna de perfuração, tubo, revestimento, forros, etc.) a serem levantadas ou abaixadas em um poço. Por exemplo, a linha pode ter cerca de um centímetro a cerca de cinco centímetros de diâmetro como, por exemplo, cabo de aço. Através do uso de um conjunto de roldanas, tal linha pode carregar cargas mais pesadas do que a linha poderia suportar como uma única coluna.
[0042] Por exemplo, um torrista pode ser um membro da equipe da plataforma que trabalha em uma plataforma conectada a uma torre ou mastro. Uma torre pode incluir um patamar em que uma pessoa da torre pode ficar. Por exemplo, tal plataforma pode ser cerca de 10 metros ou mais acima de um piso da sonda. Em uma operação denominada manobra para fora do furo (TOH), um torrista pode usar um arnês de segurança que permite inclinar-se para fora do patamar de trabalho (por exemplo, prancha) para alcançar o tubo localizado no ou próximo ao centro de uma torre ou um mastro e lançar uma linha ao redor do tubo e puxá- lo de volta para seu local de armazenamento (por exemplo, escala), por exemplo, até um momento em que seja desejável colocar o tubo de volta no poço. Por exemplo, uma plataforma pode incluir equipamentos automatizados de manuseio de tubos, de modo que o torrista controle o maquinário em vez de manipular fisicamente o tubo.
[0043] Por exemplo, uma manobra pode se referir ao ato de puxar o equipamento de um poço e / ou colocar o equipamento em um poço. Como exemplo, o equipamento pode incluir uma coluna de perfuração que pode ser puxada para fora do furo e / ou colocada ou substituída no furo. Como um exemplo, uma manobra de tubo pode ser realizada onde uma broca de perfuração cedeu ou de outra forma parou de perfurar de forma eficiente e deve ser substituída.
[0044] A Fig. 2 mostra um exemplo de um sistema de local de poço 200 (por exemplo, em um local de poço que pode ser onshore ou offshore). Como mostrado, o sistema de local de poço 200 pode incluir um tanque de lama 201 para reter lama e outro material (por exemplo, onde a lama pode ser um fluido de perfuração), uma linha de sucção 203 que serve como uma entrada para uma bomba de lama 204 para bombear lama do tanque de lama 201 de modo que a lama flua para uma mangueira vibratória 206, um guincho de perfuração 207 para guincho de linha de perfuração ou linhas de perfuração 212, um tubo vertical 208 que recebe lama da mangueira vibratória 206, uma mangueira kelly 209 que recebe lama do tubo vertical 208, um pescoço de ganso ou pescoços de ganso 210, uma catarina 211, um bloco de coroa 213 para transportar a catarina 211 através da linha de perfuração ou linhas de perfuração 212 (ver, por exemplo, o bloco de coroa 173 da Fig. 1), uma torre 214 (ver, por exemplo, a torre 172 da Fig. 1), um kelly 218 ou um top drive 240, uma bucha de acionamento de kelly 219, uma mesa rotativa 220, um piso de perfuração 221, um nipple de sino 222, um ou mais preventores de explosão (BOPs) 223, uma coluna de perfuração 225, uma broca 226, uma cabeça de revestimento 227 e um tubo de fluxo 228 que transporta lama e outro material para, por exemplo, o tanque de lama 201.
[0045] No sistema de exemplo da Fig. 2, um poço 232 é formado em formações de subsuperfície 230 por perfuração rotativa; observando que várias modalidades de exemplo também podem usar perfuração direcional.
[0046] Como mostrado no exemplo da Fig. 2, a coluna de perfuração 225 está suspensa dentro do poço 232 e tem um conjunto de coluna de perfuração 250 que inclui a broca de perfuração 226 em sua extremidade inferior. Por exemplo, o conjunto de coluna de perfuração 250 pode ser um conjunto de fundo de poço (BHA).
[0047] O sistema de local de poço 200 pode fornecer a operação da coluna de perfuração 225 e outras operações. Como mostrado, o sistema de local de poço 200 inclui a plataforma 215 e a torre 214 posicionada sobre o poço 232. Como mencionado, o sistema de local de poço 200 pode incluir a mesa rotativa 220, onde a coluna de perfuração 225 passa através de uma abertura na mesa rotativa 220.
[0048] Como mostrado no exemplo da Fig. 2, o sistema de local de poço 200 pode incluir o kelly 218 e componentes associados, etc., ou um top drive 240 e componentes associados. Quanto a um exemplo de kelly, o kelly 218 pode ser uma barra quadrada ou hexagonal de metal / liga com um furo perfurado na mesma que serve como um caminho de fluxo de lama. O kelly 218 pode ser usado para transmitir movimento rotativo da mesa rotativa 220 por meio da bucha de acionamento de kelly 219 para a coluna de perfuração 225, enquanto permite que a coluna de perfuração 225 seja abaixada ou elevada durante a rotação. O kelly 218 pode passar através da bucha de acionamento de kelly 219, que pode ser acionada pela mesa rotativa 220. Como um exemplo, a mesa rotativa 220 pode incluir uma bucha mestre que acopla operativamente à bucha de acionamento de kelly 219 de modo que a rotação da mesa rotativa 220 possa girar a bucha de acionamento de kelly 219 e, portanto, o kelly 218. A bucha de transmissão kelly 219 pode incluir um perfil interno correspondendo a um perfil externo (por exemplo, quadrado, hexagonal, etc.) do kelly 218; no entanto, com dimensões ligeiramente maiores para que o kelly 218 possa mover-se livremente para cima e para baixo dentro da bucha de transmissão kelly 219.
[0049] Como um exemplo de top drive, o top drive 240 pode fornecer funções desempenhadas por um kelly e uma mesa rotativa. O top drive 240 pode girar a coluna de perfuração 225. Como um exemplo, o top drive 240 pode incluir um ou mais motores (por exemplo, elétricos e / ou hidráulicos) conectados com uma engrenagem apropriada a uma seção curta de tubo chamada quill, que por sua vez pode ser aparafusada em um sub protetor ou coluna de perfuração 225 em si. O top drive 240 pode ser suspenso da catarina 211, de modo que o mecanismo rotativo esteja livre para se deslocar para cima e para baixo na torre
214. Como um exemplo, um top drive 240 pode permitir que a perfuração seja realizada com mais suportes de junta do que uma abordagem Kelly / mesa rotativa.
[0050] No exemplo da Fig. 2, o tanque de lama 201 pode conter lama, que pode ser um ou mais tipos de fluidos de perfuração. Como exemplo, um furo de poço pode ser perfurado para produzir fluido, injetar fluido ou ambos (por exemplo, hidrocarbonetos, minerais, água, etc.).
[0051] No exemplo da Fig. 2, a coluna de perfuração 225 (por exemplo, incluindo uma ou mais ferramentas de fundo de poço) pode ser composta por uma série de tubos conectados por rosca para formar um tubo longo com a broca de perfuração 226 na extremidade inferior da mesma. Conforme a coluna de perfuração 225 é avançada em um furo de poço para perfuração, em algum ponto no tempo antes ou coincidente com a perfuração, a lama pode ser bombeada pela bomba 204 do tanque de lama 201 (por exemplo, ou outra fonte) através das linhas 206, 208 e 209 a uma porta do kelly 218 ou, por exemplo, a uma porta do top drive 240. A lama pode então fluir através de uma passagem (por exemplo, ou passagens) na coluna de perfuração 225 e para fora das portas localizadas na broca de perfuração 226 (ver, por exemplo, uma seta direcional). À medida que a lama sai da coluna de perfuração 225 via portas na broca de perfuração 226, ela pode então circular para cima através de uma região anular entre uma superfície(s) externa(s) da coluna de perfuração 225 e parede(s) circundante(s) (por exemplo, poço aberto, revestimento, etc. .), conforme indicado pelas setas direcionais. De tal forma, a lama lubrifica a broca de perfuração 226 e transporta energia térmica (por exemplo, fricção ou outra energia) e fragmentos e cascalhos de formação para a superfície onde a lama (por exemplo, fragmentos e cascalhos) pode ser retornada ao tanque de lama 201, por exemplo, para recirculação (por exemplo, com processamento para remover fragmentos e cascalhos, etc.).
[0052] A lama bombeada pela bomba 204 na coluna de perfuração 225 pode, após sair da coluna de perfuração 225, formar uma torta de lama que reveste o furo de poço que, entre outras funções, pode reduzir o atrito entre a coluna de perfuração 225 e as paredes circundantes (por exemplo, poço, revestimento, etc.). Uma redução no atrito pode facilitar o avanço ou retração da coluna de perfuração 225. Durante uma operação de perfuração, toda a coluna de perfuração 225 pode ser puxada de um furo de poço e opcionalmente substituída, por exemplo, por uma broca de perfuração nova ou afiada, uma coluna de perfuração de menor diâmetro, etc. Conforme mencionado, o ato de puxar uma coluna de perfuração para fora de um furo ou substituí-la em um furo é referido como manobra. Uma manobra pode ser referida como uma manobra para cima ou uma manobra de ida ou uma manobra para baixo ou uma manobra para dentro, dependendo da direção da manobra.
[0053] Como exemplo, considere uma manobra para baixo onde após a chegada da broca de perfuração 226 da coluna de perfuração 225 em um fundo de um poço, o bombeamento da lama começa a lubrificar a broca de perfuração 226 para fins de perfuração para alargar o furo de poço. Como mencionado, a lama pode ser bombeada pela bomba 204 para uma passagem da coluna de perfuração 225 e, ao encher a passagem, a lama pode ser usada como um meio de transmissão para transmitir energia, por exemplo, energia que pode codificar informações como em telemetria de pulso de lama.
[0054] Como um exemplo, o equipamento de telemetria de pulso de lama pode incluir um dispositivo de fundo de poço configurado para efetuar mudanças na pressão na lama para criar uma onda ou ondas acústicas nas quais as informações podem ser moduladas. Em tal exemplo, as informações do equipamento de fundo de poço (por exemplo, um ou mais módulos da coluna de perfuração 225) podem ser transmitidas poço acima para um dispositivo de fundo de poço, que pode retransmitir essas informações para outro equipamento para processamento, controle, etc.
[0055] Por exemplo, o equipamento de telemetria pode operar por meio da transmissão de energia por meio da própria coluna de perfuração 225. Por exemplo, considere um gerador de sinal que transmite sinais de energia codificados para a coluna de perfuração 225 e repetidores que podem receber essa energia e repeti-la para transmitir ainda mais os sinais de energia codificados (por exemplo, informações, etc.).
[0056] Como um exemplo, a coluna de perfuração 225 pode ser equipada com equipamento de telemetria 252 que inclui um eixo de acionamento rotativo, um impulsor de turbina mecanicamente acoplado ao eixo de transmissão de modo que a lama possa fazer com que o impulsor de turbina gire, um rotor modulador mecanicamente acoplado ao eixo de transmissão de modo que a rotação do impulsor da turbina faça com que o referido rotor do modulador gire, um estator do modulador montado adjacente ou próximo ao rotor do modulador de modo que a rotação do rotor do modulador em relação ao estator do modulador crie pulsos de pressão na lama e um freio controlável para travar seletivamente a rotação do rotor do modulador para modular os pulsos de pressão. Em tal exemplo, um alternador pode ser acoplado ao eixo de transmissão acima mencionado, onde o alternador inclui pelo menos um enrolamento do estator eletricamente acoplado a um circuito de controle para curto- circuitar seletivamente o pelo menos um enrolamento do estator para frear eletromagneticamente o alternador e, assim, frear seletivamente a rotação do rotor modulador para modular os pulsos de pressão na lama.
[0057] No exemplo da Fig. 2, um controle de poço e / ou sistema de aquisição de dados 262 pode incluir circuitos para detectar pulsos de pressão gerados pelo equipamento de telemetria 252 e, por exemplo, comunicar pulsos de pressão detectados ou informações derivadas dos mesmos para processo, controle, etc.
[0058] O conjunto 250 do exemplo ilustrado inclui um módulo de perfilagem durante a perfuração (LWD) 254, um módulo de medição durante a perfuração (MWD) 256, um módulo opcional 258, um sistema orientável rotativo (RSS) e / ou motor 260 e a broca de perfuração 226. Tais componentes ou módulos podem ser referidos como ferramentas em que uma coluna de perfuração pode incluir uma pluralidade de ferramentas.
[0059] Já o RSS envolve tecnologia utilizada para perfuração de direção. A perfuração direcional envolve a perfuração na Terra para formar um poço desviado de modo que a trajetória do poço não seja vertical; em vez disso, a trajetória desvia da vertical ao longo de uma ou mais porções do poço. Como exemplo, considere um alvo que está localizado a uma distância lateral de um local de superfície onde uma sonda pode estar estacionada. Em tal exemplo, a perfuração pode começar com uma porção vertical e, em seguida, desviar da vertical de modo que o poço seja direcionado ao alvo e, eventualmente, alcance o alvo. A perfuração direcional pode ser implementada onde um alvo pode ser inacessível de um local vertical na superfície da Terra, onde existe material na Terra que pode impedir a perfuração ou de outra forma ser prejudicial (por exemplo, considere uma cúpula de sal, etc.), onde uma formação é lateralmente extensa (por exemplo, considere um reservatório relativamente fino,
mas lateralmente extenso), onde vários furos devem ser perfurados a partir de um único poço de superfície, onde um poço de alívio é desejado, etc.
[0060] Uma abordagem para perfuração direcional envolve um motor de lama; no entanto, um motor de lama pode apresentar alguns desafios, dependendo de fatores como taxa de penetração (ROP), peso de transferência para uma broca (por exemplo, peso na broca, WOB) devido ao atrito, etc. Um motor de lama pode ser um motor de deslocamento positivo (PDM) que opera para acionar uma broca durante a perfuração direcional. Um PDM opera quando o fluido de perfuração é bombeado através dele, onde o PDM converte a energia hidráulica do fluido de perfuração em energia mecânica para fazer com que a broca gire. Um PDM pode operar em um chamado modo deslizante, quando a coluna de perfuração não é girada da superfície.
[0061] Um RSS pode perfurar direcionalmente onde houver rotação contínua do equipamento de superfície, o que pode aliviar o deslizamento de um motor dirigível (por exemplo, um PDM). Um RSS pode ser implantado durante a perfuração direcional (por exemplo, poços desviados, horizontais ou de alcance estendido). Um RSS pode ter como objetivo minimizar a interação com a parede do poço, o que pode ajudar a preservar a qualidade do poço. Um RSS pode ter como objetivo exercer uma força lateral relativamente consistente semelhante aos estabilizadores que giram com a coluna de perfuração ou orientam a broca na direção desejada enquanto gira continuamente no mesmo número de rotações por minuto que a coluna de perfuração.
[0062] O módulo LWD 254 pode ser alojado em um tipo adequado de colar de perfuração e pode conter um ou uma pluralidade de tipos selecionados de ferramentas de perfilagem. Também será entendido que mais de um módulo LWD e / ou MWD pode ser empregado, por exemplo, conforme representado pelo módulo 256 do conjunto de coluna de perfuração
250. Onde a posição de um módulo LWD é mencionada, como um exemplo, pode se referir a um módulo na posição do módulo LWD 254, o módulo 256, etc. Um módulo LWD pode incluir recursos para medir, processar e armazenar informações, bem como para se comunicar com o equipamento de superfície. No exemplo ilustrado, o módulo LWD 254 pode incluir um dispositivo de medição sísmica.
[0063] O módulo MWD 256 pode ser alojado em um tipo adequado de colar de perfuração e pode conter um ou mais dispositivos para medir as características da coluna de perfuração 225 e da broca de perfuração 226. Como um exemplo, a ferramenta MWD 254 pode incluir equipamento para gerar energia elétrica, por exemplo, para alimentar vários componentes da coluna de perfuração 225. Como um exemplo, a ferramenta MWD 254 pode incluir o equipamento de telemetria 252, por exemplo, onde o impelidor de turbina pode gerar energia pelo fluxo da lama; sendo entendido que outros sistemas de energia e / ou bateria podem ser empregados para fins de alimentação de vários componentes. Como um exemplo, o módulo MWD 256 pode incluir um ou mais dos seguintes tipos de dispositivos de medição: um dispositivo de medição de peso na broca, um dispositivo de medição de torque, um dispositivo de medição de vibração, um dispositivo de medição de choque, um dispositivo de medição stick slip, um dispositivo de medição de direção e um dispositivo de medição de inclinação.
[0064] A Fig. 2 também mostra alguns exemplos de tipos de furos que podem ser perfurados. Por exemplo, considere um furo inclinado 272, um furo em forma de S 274, um furo profundo inclinado 276 e um furo horizontal 278.
[0065] Como exemplo, uma operação de perfuração pode incluir perfuração direcional onde, por exemplo, pelo menos uma porção de um poço inclui um eixo geométrico curvo. Por exemplo, considere um raio que define a curvatura onde uma inclinação em relação à vertical pode variar até atingir um ângulo entre cerca de 30 graus e cerca de 60 graus ou, por exemplo, um ângulo de cerca de 90 graus ou possivelmente maior que cerca de 90 graus.
[0066] Por exemplo, um poço direcional pode incluir várias formas, onde cada uma das formas pode ter como objetivo atender a demandas operacionais específicas. Por exemplo, um processo de perfuração pode ser realizado com base em informações como e quando ele é retransmitido a um engenheiro de perfuração. Como exemplo, a inclinação e / ou direção podem ser modificadas com base nas informações recebidas durante um processo de perfuração.
[0067] Como exemplo, o desvio de um poço pode ser realizado em parte pelo uso de um motor de fundo de poço e / ou uma turbina. Quanto a um motor, por exemplo, uma coluna de perfuração pode incluir um motor de deslocamento positivo (PDM).
[0068] Por exemplo, um sistema pode ser um sistema orientável e incluir equipamento para realizar métodos, como geodirecionamento. Conforme mencionado, um sistema dirigível pode ser ou incluir um RSS. Por exemplo, um sistema orientável pode incluir um PDM ou de uma turbina em uma parte inferior de uma coluna de perfuração que, logo acima de uma broca de perfuração, um sub dobrado pode ser montado. Como exemplo, acima de um PDM,
equipamento MWD que fornece dados de interesse em tempo real ou quase real (por exemplo, inclinação, direção, pressão, temperatura, peso real na broca de perfuração, estresse de torque, etc.) e / ou equipamento LWD pode ser instalado. Quanto ao último, o equipamento LWD pode possibilitar o envio para a superfície de vários tipos de dados de interesse, incluindo, por exemplo, dados geológicos (por exemplo, perfil de raios gama, resistividade, densidade e perfis sônicos, etc.).
[0069] O acoplamento de sensores que fornecem informações sobre o curso de uma trajetória de poço, em tempo real ou quase em tempo real, com, por exemplo, um ou mais perfis caracterizando as formações de um ponto de vista geológico, pode permitir a implementação de um método de geodirecionamento. Tal método pode incluir navegar em um ambiente de subsuperfície, por exemplo, para seguir uma rota desejada para alcançar um alvo ou alvos desejados.
[0070] Como exemplo, uma coluna de perfuração pode incluir uma ferramenta de nêutrons de densidade azimutal (ADN) para medir densidade e porosidade; uma ferramenta MWD para medir inclinação, azimute e choques; uma ferramenta de resistividade dupla compensada (CDR) para medir resistividade e fenômenos relacionados a raios gama; um ou mais estabilizadores de calibre variável; uma ou mais juntas de dobra; e uma ferramenta de geodirecionamento, que pode incluir um motor e, opcionalmente, equipamento para medir e / ou responder a um ou mais fenômenos relacionados à inclinação, resistividade e raios gama.
[0071] Como exemplo, o geodirecionamento pode incluir controle direcional intencional de um furo de poço com base nos resultados de medições de perfilagem geológica de fundo de poço de uma maneira que visa manter um furo de poço direcional dentro de uma região desejada, zona (por exemplo, uma zona de pagamento), etc. Como um exemplo, o geodirecionamento pode incluir direcionar um poço para mantê-lo em uma seção particular de um reservatório, por exemplo, para minimizar o rompimento de gás e / ou água e, por exemplo, para maximizar a produção econômica de um poço que inclui o furo de poço.
[0072] Com referência novamente à Fig. 2, o sistema de local de poço 200 pode incluir um ou mais sensores 264 que estão operativamente acoplados ao sistema de controle e / ou aquisição de dados 262. Por exemplo, um sensor ou sensores podem estar em locais de superfície. Por exemplo, um sensor ou sensores podem estar em locais de fundo de poço. Por exemplo, um sensor ou sensores podem estar em um ou mais locais remotos que não estão a uma distância da ordem de cerca de cem metros do sistema de local de poço 200.
Como um exemplo, um sensor ou sensor pode estar em um local de poço desviado, onde o sistema de local de poço 200 e o local de poço desviado estão em um campo comum (por exemplo, campo de petróleo e / ou gás).
[0073] Por exemplo, um ou mais dos sensores 264 podem ser fornecidos para rastreamento de tubo, rastreamento de movimento de pelo menos uma porção de uma coluna de perfuração, etc.
[0074] Como exemplo, o sistema 200 pode incluir um ou mais sensores 266 que podem detectar e / ou transmitir sinais para um conduto de fluido, como um conduto de fluido de perfuração (por exemplo, um conduto de lama de perfuração). Por exemplo, no sistema 200, um ou mais sensores 266 podem ser operativamente acoplados a porções do tubo vertical 208 através do qual a lama flui. Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode gerar pulsos que podem se deslocar através da lama e ser detectados por um ou mais dos um ou mais sensores 266. Em tal exemplo, a ferramenta de fundo de poço pode incluir circuitos associados, como, por exemplo, circuitos de codificação que podem codificar sinais, por exemplo, para reduzir as demandas quanto à transmissão. Como um exemplo, os circuitos na superfície podem incluir circuitos de decodificação para decodificar informações codificadas transmitidas pelo menos em parte via telemetria de pulso de lama. Como um exemplo, os circuitos na superfície podem incluir circuitos codificadores e / ou circuitos decodificadores e circuitos de fundo de poço podem incluir circuitos codificadores e / ou circuitos decodificadores. Como exemplo, o sistema 200 pode incluir um transmissor que pode gerar sinais que podem ser transmitidos no fundo do poço via lama (por exemplo, fluido de perfuração) como um meio de transmissão.
[0075] Por exemplo, uma ou mais porções de uma coluna de perfuração podem ficar presas. O termo preso pode se referir a um ou mais de vários graus de incapacidade de mover ou remover uma coluna de perfuração de um poço. Por exemplo, em uma condição presa, pode ser possível girar o tubo ou abaixá-lo de volta para um poço ou, por exemplo, em uma condição presa, pode haver uma incapacidade de mover a coluna de perfuração axialmente no poço, embora em alguma quantidade de rotação possa ser possível. Por exemplo, em uma condição presa, pode haver uma incapacidade de mover pelo menos uma porção da coluna de perfuração axialmente e rotacionalmente.
[0076] Quanto ao termo "tubo preso", pode se referir a uma porção de uma coluna de perfuração que não pode ser girada ou movida axialmente. Como exemplo, uma condição referida como "aderência diferencial" pode ser uma condição pela qual a coluna de perfuração não pode ser movida (por exemplo, girada ou alternada) ao longo do eixo geométrico do poço. A aderência diferencial pode ocorrer quando forças de alto contato causadas por baixas pressões de reservatório, altas pressões de furo de poço, ou ambas, são exercidas sobre uma área suficientemente grande da coluna de perfuração. A aderência diferencial pode ter tempo e custo financeiro.
[0077] Por exemplo, uma força de aderência pode ser um produto da pressão diferencial entre o furo de poço e o reservatório e a área sobre a qual a pressão diferencial está agindo. Isso significa que uma pressão diferencial relativamente baixa (delta p) aplicada em uma grande área de trabalho pode ser tão eficaz para colar tubos quanto uma alta pressão diferencial aplicada em uma área pequena.
[0078] Como um exemplo, uma condição referida como "aderência mecânica" pode ser uma condição em que ocorre a limitação ou prevenção do movimento da coluna de perfuração por um mecanismo diferente de aderência de pressão diferencial. A aderência mecânica pode ser causada, por exemplo, por uma ou mais sucatas no furo, anomalias da geometria do furo de poço, cimento, chavetas ou um acúmulo de fragmentos e cascalhos no espaço anular. Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode gerar atributos que podem caracterizar fragmentos e cascalhos, a presença de fragmentos e cascalhos, etc., onde os atributos podem ser utilizados para controlar a perfuração. Por exemplo, uma ferramenta ultrassônica de fundo de poço que pode operar usando várias frequências pode gerar atributos que podem caracterizar fragmentos e cascalhos, a presença de fragmentos e cascalhos, etc., o que pode informar uma operação de perfuração quanto ao risco de aderência, pois pode ser gerenciável por meio de uma ou mais ações (por exemplo, controle de peso na broca, rotação do motor de lama, rotação de superfície, controle de fluxo de lama, etc.).
[0079] Conforme mencionado, uma coluna de perfuração pode incluir várias ferramentas que podem fazer medições. Por exemplo, uma ferramenta de cabo de aço ou outro tipo de ferramenta pode ser utilizada para fazer medições. Por exemplo, uma ferramenta pode ser configurada para adquirir imagens de furos elétricos. Como exemplo, a ferramenta Fullbore Formation MicroImager (FMI) (Schlumberger Limited, Houston, Texas) pode adquirir dados de imagem de poço. Uma sequência de aquisição de dados para tal ferramenta pode incluir a execução da ferramenta em um poço com as almofadas de aquisição fechadas, abrindo e pressionando as almofadas contra uma parede do poço, fornecendo corrente elétrica para o material que define o poço durante a translação da ferramenta no poço, e detecção de corrente remotamente, que é alterada por interações com o material.
[0080] A análise das informações de formação pode revelar características como, por exemplo, drusas, planos de dissolução (por exemplo, dissolução ao longo dos planos de estratificação), características relacionadas ao estresse, eventos de imersão, etc. Como exemplo, uma ferramenta pode adquirir informações que podem ajudar a caracterizar um reservatório, opcionalmente um reservatório fraturado onde as fraturas podem ser naturais e / ou artificiais (por exemplo, fraturas hidráulicas). Como exemplo, as informações adquiridas por uma ferramenta ou ferramentas podem ser analisadas usando uma estrutura como a estrutura TECHLOG. Como exemplo, a estrutura TECHLOG pode ser interoperável com uma ou mais estruturas como, por exemplo, a estrutura PETREL.
[0081] A Fig. 3 mostra um exemplo de um sistema 300 que inclui uma estrutura de fluxo de trabalho de perfuração 301, uma estrutura de sísmica para simulação 302, uma estrutura de perfuração 304, uma camada de cliente 310, uma camada de aplicativos 340 e uma camada de armazenamento 360. Como mostrado, a camada de cliente 310 pode estar em comunicação com a camada de aplicativos 340 e a camada de aplicativos 340 pode estar em comunicação com a camada de armazenamento 360.
[0082] A camada de cliente 310 pode incluir recursos que permitem o acesso e interações por meio de uma ou mais redes privadas 312, uma ou mais plataformas móveis e / ou redes móveis 314 e por meio da "nuvem" 316, que podem ser considerados para incluir equipamentos distribuídos que formam uma rede, como uma rede de redes.
[0083] No exemplo da Fig. 3, a camada de aplicativos 340 inclui a estrutura de fluxo de trabalho de perfuração 301. A camada de aplicativos 340 também inclui um componente de gerenciamento de banco de dados 342 que inclui um ou mais módulos de mecanismo de busca.
[0084] Como um exemplo, o componente de gerenciamento de banco de dados 342 pode incluir um ou mais módulos de mecanismo de busca que fornecem para pesquisar uma ou mais informações que podem ser armazenadas em um ou mais repositórios de dados. Como exemplo, o ambiente de conhecimento STUDIO E&P (Schlumberger Ltd., Houston, Texas) inclui a funcionalidade de pesquisa STUDIO FIND, que fornece um mecanismo de busca. A funcionalidade de pesquisa STUDIO FIND também fornece indexação de conteúdo, por exemplo, para criar um ou mais índices. Como exemplo, a funcionalidade de pesquisa pode fornecer acesso a conteúdo público, conteúdo privado ou ambos, que podem existir em um ou mais bancos de dados, por exemplo, opcionalmente distribuídos e acessíveis através de uma intranet, Internet ou uma ou mais outras redes. Como exemplo, um mecanismo de pesquisa pode ser configurado para aplicar um ou mais filtros de um conjunto ou conjuntos de filtros, por exemplo, para permitir que os usuários filtrem dados que podem não ser de interesse.
[0085] Como exemplo, uma estrutura pode fornecer interação com um mecanismo de pesquisa e, por exemplo, recursos associados, como recursos da funcionalidade de pesquisa STUDIO FIND. Como exemplo, uma estrutura pode fornecer a implementação de um ou mais filtros espaciais (por exemplo, com base em uma área visualizada em um display, dados estáticos, etc.). Como exemplo, uma pesquisa pode fornecer acesso a dados dinâmicos (por exemplo, dados “ao vivo” de uma ou mais fontes), que podem estar disponíveis por meio de uma ou mais redes (por exemplo, com fio, sem fio, etc.). Como exemplo, um ou mais módulos podem ser opcionalmente implementados dentro de uma estrutura ou, por exemplo, de uma maneira operativamente acoplada a uma estrutura (por exemplo, como um add-on, um plug-in, etc.). Como exemplo, um módulo para estruturar os resultados da pesquisa (por exemplo, em uma lista, uma estrutura de árvore hierárquica, etc.) pode opcionalmente ser implementado dentro de uma estrutura ou, por exemplo, de uma maneira operativamente acoplada a uma estrutura (por exemplo, como um add-on, um plug-in, etc.).
[0086] No exemplo da Fig. 3, a camada de aplicativos 340 pode incluir a comunicação com um ou mais recursos, como, por exemplo, a estrutura sísmica para simulação 302, a estrutura de perfuração 304 e / ou um ou mais locais, que podem ser ou incluir um ou mais poços desviados. Como um exemplo, a camada de aplicativos 340 pode ser implementada para um local de poço particular, onde as informações podem ser processadas como parte de um fluxo de trabalho para operações, tais como, por exemplo, operações realizadas, sendo realizadas e / ou a serem realizadas no local de poço particular. Por exemplo, uma operação pode envolver perfuração direcional, por exemplo, via geodirecionamento.
[0087] No exemplo da Fig. 3, a camada de armazenamento 360 pode incluir vários tipos de dados, informações, etc., que podem ser armazenados em um ou mais bancos de dados 362. Por exemplo, um ou mais servidores 364 podem fornecer gerenciamento, acesso, etc., a dados, informações, etc., armazenados em um ou mais bancos de dados 462. Como um exemplo, o componente de gerenciamento de banco de dados 342 pode fornecer para pesquisa de dados, informações, etc., armazenados em um ou mais bancos de dados 362.
[0088] Por exemplo, o componente de gerenciamento de banco de dados 342 pode incluir recursos para indexação, etc. A título de exemplo, as informações podem ser indexadas, pelo menos em parte, com relação ao local do poço. Por exemplo, onde a camada de aplicativos 440 é implementada para executar um ou mais fluxos de trabalho associados a um determinado local de poço, dados, informações, etc., associados a esse local de poço particular podem ser indexados com base, pelo menos em parte, no local de poço sendo um parâmetro de índice ( por exemplo, um parâmetro de pesquisa).
[0089] Como exemplo, o sistema 300 da Fig. 3 pode ser implementado para executar uma ou mais porções de um ou mais fluxos de trabalho associados ao sistema 200 da Fig. 2. Por exemplo, a estrutura de fluxo de trabalho de perfuração 301 pode interagir com uma estrutura de dados técnicos e a estrutura de perfuração 304 antes, durante e / ou após o desempenho de uma ou mais operações de perfuração. Em tal exemplo, uma ou mais operações de perfuração podem ser realizadas em um ambiente geológico (ver, por exemplo, o ambiente 150 da Fig. 1) usando um ou mais tipos de equipamentos (ver, por exemplo, equipamento das Figs. 1 e 2).
[0090] Como exemplo, uma arquitetura utilizada em um sistema como, por exemplo, o sistema 300 pode incluir recursos da arquitetura AZURE (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Por exemplo, um bloco de portal em nuvem pode incluir um ou mais recursos de um portal AZURE que pode gerenciar, mediar, etc., o acesso a um ou mais serviços, dados, conexões, redes, dispositivos, etc.
[0091] Por exemplo, o sistema 300 pode incluir uma plataforma e infraestrutura de computação em nuvem, por exemplo, para construir, implantar e gerenciar aplicativos e serviços (por exemplo, por meio de uma rede de datacenters, etc.). Como exemplo, tal plataforma de nuvem pode fornecer serviços PaaS e IaaS e suportar uma ou mais linguagens de programação, ferramentas e estruturas diferentes, etc.
[0092] A Fig. 4 mostra um exemplo de um sistema de local de poço 400, especificamente, a Fig. 4 mostra o sistema de local de poço 400 em uma vista lateral aproximada e uma vista plana aproximada junto com um diagrama de blocos de um sistema 470.
[0093] No exemplo da Fig. 4, o sistema de local de poço 400 pode incluir uma cabine 410, uma mesa rotativa 422, guinchos 424, um mastro 426 (por exemplo, opcionalmente carregando um top drive, etc.), tanques de lama 430 (por exemplo, com uma ou mais bombas, um ou mais agitadores, etc.), um ou mais edifícios de bombas 440, um edifício de caldeira 442, um edifício de HPU 444 (por exemplo, com um tanque de combustível de plataforma, etc.), um edifício de combinação 448 (por exemplo, com um ou mais geradores, etc.), tubos 462, uma passarela 464, um flare 468, etc. Tal equipamento pode incluir uma ou mais funções associadas e / ou um ou mais riscos operacionais associados, que podem ser riscos de tempo, recursos e / ou humanos.
[0094] Como mostrado no exemplo da Fig. 4, o sistema de local de poço 400 pode incluir um sistema 470 que inclui um ou mais processadores 472, memória 474 operativamente acoplada a pelo menos um dos um ou mais processadores 472, instruções 476 que podem ser, por exemplo, armazenadas na memória 474 e uma ou mais interfaces 478. Como um exemplo, o sistema 470 pode incluir um ou mais meios legíveis por processador que incluem instruções executáveis por processador executáveis por pelo menos um dos um ou mais processadores 472 para fazer com que o sistema 470 controle um ou mais aspectos do sistema de local de poço 400. Em tal exemplo, a memória 474 pode ser ou incluir um ou mais meios legíveis por processador, onde as instruções executáveis por processador podem ser ou incluir instruções. Por exemplo, um meio legível por processador pode ser um meio de armazenamento legível por computador que não é um sinal e que não é uma onda transportadora.
[0095] A Fig. 4 também mostra uma bateria 480 que pode ser operativamente acoplada ao sistema 470, por exemplo, para alimentar o sistema 470. Por exemplo, a bateria 480 pode ser uma bateria reserva que opera quando outra fonte de alimentação não está disponível para alimentar o sistema 470. Por exemplo, a bateria 480 pode ser operativamente acoplada a uma rede, que pode ser uma rede em nuvem. Como um exemplo, a bateria 480 pode incluir circuitos de bateria inteligente e pode ser operativamente acoplada a uma ou mais peças de equipamento por meio de um SMBus ou outro tipo de barramento.
[0096] No exemplo da Fig. 4, os serviços 490 são mostrados como estando disponíveis, por exemplo, por meio de uma plataforma de nuvem. Tais serviços podem incluir serviços de dados 492, serviços de consulta 494 e serviços de perfuração 496. Como um exemplo, os serviços 490 podem ser parte de um sistema, como o sistema 300 da Fig. 3.
[0097] Como um exemplo, um sistema tal como, por exemplo, o sistema 300 da Fig. 3 pode ser utilizado para realizar um fluxo de trabalho. Tal sistema pode ser distribuído e permitir interações de fluxo de trabalho colaborativo e pode ser considerado uma plataforma (por exemplo, uma estrutura para interações colaborativas, etc.).
[0098] Por exemplo, um fluxo de trabalho pode começar com um estágio de avaliação, que pode incluir um provedor de serviços geológicos avaliando uma formação. Como um exemplo, um provedor de serviços geológicos pode realizar a avaliação da formação usando um sistema de computação executando um pacote de software adaptado para tal atividade; ou, por exemplo, uma ou mais outras plataformas geológicas adequadas podem ser empregadas (por exemplo, alternativamente ou adicionalmente). Por exemplo, o provedor de serviços geológicos pode avaliar a formação, por exemplo, usando modelos terrestres, modelos geofísicos, modelos de bacia, modelos petrotécnicos, combinações dos mesmos e / ou semelhantes. Tais modelos podem levar em consideração uma variedade de entradas diferentes, incluindo dados de poço de compensação, dados sísmicos, dados de poço piloto, outros dados geológicos, etc. Os modelos e / ou a entrada podem ser armazenados no banco de dados mantido pelo servidor e acessado pelo provedor de serviços geológicos.
[0099] Por exemplo, um fluxo de trabalho pode progredir para um provedor de serviços de geologia e geofísica ("G&G"), que pode gerar uma trajetória de poço, que pode envolver a execução de um ou mais pacotes de software G&G. Exemplos de tais pacotes de software incluem a estrutura PETREL. Como exemplo, uma estrutura pode ser implementada dentro ou de uma maneira operacionalmente acoplada ao ambiente de exploração e produção cognitiva DELFI (E&P) (Schlumberger, Houston, Texas), que é um ambiente colaborativo seguro, cognitivo e baseado em nuvem que integra dados e fluxos de trabalho com tecnologias digitais, como inteligência artificial e aprendizado de máquina. Por exemplo, tal ambiente pode fornecer operações que envolvem uma ou mais estruturas.
[00100] Como um exemplo, um provedor de serviços G&G pode determinar uma trajetória de poço ou uma seção da mesma, com base em, por exemplo, um ou mais modelos fornecidos por uma avaliação de formação e / ou outros dados, por exemplo, conforme acessados a partir de um ou mais bancos de dados (por exemplo, mantidos por um ou mais servidores, etc.). Como exemplo, uma trajetória de poço pode levar em consideração várias restrições de "base de projeto" (BOD), como localização geral da superfície, localização do alvo (por exemplo, reservatório) e semelhantes. Por exemplo, uma trajetória pode incorporar informações sobre ferramentas, conjuntos de fundo de poço, tamanhos de revestimento, etc., que podem ser usados na perfuração do poço. Uma determinação de trajetória de poço pode levar em consideração uma variedade de outros parâmetros, incluindo tolerâncias de risco, pesos e / ou planos de fluidos, pressões de fundo de poço, tempo de perfuração, etc.
[00101] Como exemplo, um fluxo de trabalho pode progredir para um primeiro provedor de serviços de engenharia (por exemplo, uma ou mais máquinas de processamento associadas a ele), que pode validar uma trajetória de poço e, por exemplo, projeto de poço de alívio. Esse processo de validação pode incluir a avaliação de propriedades físicas, cálculos, tolerâncias de risco, integração com outros aspectos de um fluxo de trabalho, etc. Como um exemplo, um ou mais parâmetros para tais determinações podem ser mantidos por um servidor e / ou pelo primeiro provedor de serviços de engenharia; observando que um ou mais modelo(s), trajetória(s) de poço, etc. podem ser mantidos por um servidor e acessados pelo primeiro provedor de serviços de engenharia. Por exemplo, o primeiro provedor de serviços de engenharia pode incluir um ou mais sistemas de computação executando um ou mais pacotes de software. Por exemplo, onde o primeiro provedor de serviços de engenharia rejeita ou sugere um ajuste a uma trajetória de poço, a trajetória de poço pode ser ajustada ou uma mensagem ou outra notificação enviada ao provedor de serviços G&G solicitando tal modificação.
[00102] Como um exemplo, um ou mais provedores de serviços de engenharia (por exemplo, primeiro, segundo, etc.) podem fornecer um projeto de revestimento, projeto de composição de fundo (BHA), projeto de fluido e / ou semelhantes, para implementar uma trajetória de poço. Em algumas modalidades, um segundo provedor de serviços de engenharia pode executar tal projeto usando um ou mais aplicativos de software. Tais projetos podem ser armazenados em um ou mais bancos de dados mantidos por um ou mais servidores, que podem, por exemplo, empregar ferramentas de estrutura STUDIO e podem ser acessados por um ou mais dos outros provedores de serviço em um fluxo de trabalho.
[00103] Por exemplo, um segundo provedor de serviços de engenharia pode buscar a aprovação de um terceiro provedor de serviços de engenharia para um ou mais projetos estabelecidos junto com uma trajetória de poço. Em tal exemplo, o terceiro provedor de serviços de engenharia pode considerar vários fatores para determinar se o plano de engenharia de poço é aceitável, como variáveis econômicas (por exemplo, previsões de produção de petróleo, custos por barril, risco, tempo de perfuração, etc.), e pode solicitar autorização para despesas, como de representante da empresa operadora, representante do proprietário do poço ou semelhantes. Como exemplo, pelo menos alguns dos dados nos quais tais determinações são baseadas podem ser armazenados em um ou mais bancos de dados mantidos por um ou mais servidores. Por exemplo, um primeiro, um segundo e / ou um terceiro prestador de serviços de engenharia pode ser fornecido por uma única equipe de engenheiros ou mesmo um único engenheiro e, portanto, podem ou não ser entidades separadas.
[00104] Por exemplo, onde a economia pode ser inaceitável ou sujeita a autorização sendo negada, um provedor de serviços de engenharia pode sugerir mudanças no revestimento, uma composição de fundo de poço e / ou projeto de fluido ou de outra forma notificar e / ou devolver o controle para uma engenharia diferente provedor de serviços, de modo que ajustes possam ser feitos no revestimento, uma composição de fundo e / ou projeto de fluido. Onde modificar um ou mais de tais projetos é impraticável dentro de restrições de poço, trajetória, etc., o provedor de serviços de engenharia pode sugerir um ajuste para a trajetória do poço e / ou um fluxo de trabalho pode retornar ou notificar um provedor de serviços de engenharia inicial e / ou um provedor de serviços G&G de modo que um ou ambos possam modificar a trajetória do poço.
[00105] Por exemplo, um fluxo de trabalho pode incluir a consideração de uma trajetória de poço, incluindo um plano de engenharia de poço aceito e uma avaliação de formação. Tal fluxo de trabalho pode, então, passar o controle para um provedor de serviços de perfuração, que pode implementar o plano de engenharia de poço, estabelecendo uma perfuração segura e eficiente, mantendo a integridade do poço e relatando o progresso, bem como os parâmetros operacionais. Como um exemplo, os parâmetros operacionais, a formação encontrada, os dados coletados durante a perfuração (por exemplo, usando a tecnologia de perfilagem durante a perfuração ou medição durante a perfuração), podem ser devolvidos a um provedor de serviços geológicos para avaliação. Como um exemplo, o provedor de serviços geológicos pode então reavaliar a trajetória do poço, ou um ou mais outros aspectos do plano de engenharia do poço, e pode, em alguns casos, e potencialmente dentro de restrições predeterminadas, ajustar o plano de engenharia do poço de acordo com o parâmetros de perfuração da vida real (por exemplo, com base em dados adquiridos no campo, etc.).
[00106] Quer o poço esteja totalmente perfurado ou uma seção do mesmo seja concluída, dependendo da modalidade específica, um fluxo de trabalho pode prosseguir para uma pós-revisão. Como exemplo, uma pós-revisão pode incluir a revisão do desempenho de perfuração. Como exemplo, uma avaliação posterior pode incluir ainda relatar o desempenho da perfuração (por exemplo, para um ou mais fornecedores de serviços relevantes de engenharia, geologia ou G&G).
[00107] Várias atividades de um fluxo de trabalho podem ser realizadas consecutivamente e / ou podem ser realizadas fora de ordem (por exemplo, com base parcialmente em informações de modelos, poços próximos, etc. para preencher lacunas nas informações que devem ser fornecidas por outro provedor de serviços). Por exemplo, realizar uma atividade pode afetar os resultados ou a base para outra atividade e, portanto, pode, manual ou automaticamente, exigir uma variação em uma ou mais atividades de fluxo de trabalho, produtos de trabalho, etc. Como um exemplo, um servidor pode permitir o armazenamento de informações em um banco de dados central acessível a vários provedores de serviços, onde variações podem ser buscadas por comunicação com um provedor de serviços apropriado, podem ser feitas automaticamente ou podem aparecer como sugestões para o provedor de serviços relevante. Tal abordagem pode ser considerada uma abordagem holística para um fluxo de trabalho de poço, em comparação com uma abordagem sequencial fragmentada.
[00108] Por exemplo, várias ações de um fluxo de trabalho podem ser repetidas várias vezes durante a perfuração de um furo de poço. Por exemplo, em um ou mais sistemas automatizados, o feedback de um provedor de serviços de perfuração pode ser fornecido em ou quase em tempo real, e os dados adquiridos durante a perfuração podem ser fornecidos a um ou mais outros provedores de serviços, que podem ajustar sua parte do fluxo de trabalho em conformidade. Como pode haver dependências em outras áreas do fluxo de trabalho, tais ajustes podem permear o fluxo de trabalho, por exemplo, de forma automatizada. Em algumas modalidades, um processo cíclico pode, adicionalmente ou em vez disso, prosseguir após um determinado objetivo de perfuração ser alcançado, como a completação de uma seção do furo de poço e / ou após a perfuração de todo o furo de poço, ou em uma base por dia, por semana, por mês, etc.
[00109] O planejamento de poço pode incluir determinar um caminho de um poço que pode se estender até um reservatório, por exemplo, para produzir fluidos economicamente, como hidrocarbonetos a partir dos mesmos. O planejamento de poço pode incluir selecionar um conjunto de perfuração e / ou completação que pode ser usado para implementar um plano de poço. Como exemplo, várias restrições podem ser impostas como parte do planejamento de poço que pode impactar o projeto de um poço. Como exemplo, tais restrições podem ser impostas com base, pelo menos em parte, nas informações quanto à geologia conhecida de um domínio subterrâneo, a presença de um ou mais outros poços (por exemplo, reais e / ou planejados, etc.) em uma área (por exemplo, considere evitar colisões), etc. Como exemplo, uma ou mais restrições podem ser impostas com base, pelo menos em parte, nas características de uma ou mais ferramentas, componentes, etc. Por exemplo, uma ou mais restrições podem ser baseadas, pelo menos em parte, em fatores associados ao tempo de perfuração e / ou tolerância ao risco.
[00110] A Fig. 5 mostra um exemplo de um ambiente 501 que inclui uma porção subterrânea 503, onde uma sonda 510 está posicionada em um local de superfície acima de um poço 520. No exemplo da Fig. 5, vários equipamentos de serviços de cabos de aço podem ser operados para executar um ou mais serviços de cabos de aço incluindo, por exemplo, aquisição de dados de uma ou mais posições dentro do poço 520.
[00111] No exemplo da Fig. 5, o poço 520 inclui tubo de perfuração 522, uma sapata de revestimento, um sub de entrada lateral de cabo (CSES) 523, um adaptador de conector úmido 526 e uma seção de furo aberto 528. Como um exemplo, o poço 520 pode ser um poço vertical ou um poço desviado onde uma ou mais porções do poço podem ser verticais e uma ou mais porções do poço podem ser desviadas, incluindo substancialmente horizontal.
[00112] No exemplo da Fig. 5, o CSES 523 inclui uma braçadeira de cabo 525, um conjunto de vedação de packoff 527 e uma válvula de retenção 529. Esses componentes podem fornecer a inserção de um cabo de perfilagem 530 que inclui uma porção 532 que passa fora do tubo de perfuração 522 para ser inserida no tubo de perfuração 522 de modo que pelo menos uma parte 534 do cabo de perfilagem passe dentro do tubo de perfuração
522. No exemplo da Fig. 5, o cabo de perfilagem 530 passa pelo adaptador de conexão úmida 526 e para a seção do furo aberto 528 para uma coluna de perfilagem 540.
[00113] Como mostrado no exemplo da Fig. 5, um caminhão de perfilagem 550 (por exemplo, um veículo de serviços de cabo de aço) pode implantar o cabo de aço 530 sob o controle de um sistema 560. Como mostrado no exemplo da Fig. 5, o sistema 560 pode incluir um ou mais processadores 562, memória 564 operativamente acoplada a pelo menos um dos um ou mais processadores 562, instruções 566 que podem ser, por exemplo, armazenadas na memória 564 e uma ou mais interfaces 568. Como um exemplo, o sistema 560 pode incluir um ou mais meios legíveis por processador que incluem instruções executáveis por processador executáveis por pelo menos um dos um ou mais processadores 562 para fazer o sistema 560 controlar um ou mais aspectos do equipamento da coluna de perfilagem 540 e / ou o caminhão de perfilagem 550. Em tal exemplo, a memória 564 pode ser ou incluir um ou mais meios legíveis por processador, onde as instruções executáveis por processador podem ser ou incluir instruções. Por exemplo, um meio legível por processador pode ser um meio de armazenamento legível por computador que não é um sinal e que não é uma onda transportadora.
[00114] A Fig. 5 também mostra uma bateria 570 que pode ser operativamente acoplada ao sistema 560, por exemplo, para alimentar o sistema 560. Por exemplo, a bateria 570 pode ser uma bateria reserva que opera quando outra fonte de alimentação não está disponível para alimentar o sistema 560 (por exemplo, através de um gerador do caminhão de cabos 550, um gerador separado, uma linha de energia, etc.). Por exemplo, a bateria 570 pode ser operativamente acoplada a uma rede, que pode ser uma rede em nuvem. Como um exemplo, a bateria 570 pode incluir circuitos de bateria inteligente e pode ser operativamente acoplada a uma ou mais peças de equipamento por meio de um SMBus ou outro tipo de barramento.
[00115] Por exemplo, o sistema 560 pode ser operativamente acoplado a uma camada de cliente 580. No exemplo da Fig. 5, a camada de cliente 580 pode incluir recursos que permitem o acesso e interações por meio de uma ou mais redes privadas 582, uma ou mais plataformas móveis e / ou redes móveis 584 e por meio da "nuvem" 586, que podem ser considerados para incluir equipamentos distribuídos que formam uma rede, como uma rede de redes. Como exemplo, o sistema 560 pode incluir circuitos para estabelecer uma pluralidade de conexões (por exemplo, sessões). Como exemplo, as conexões podem ser feitas por meio de um ou mais tipos de redes. Como exemplo, as conexões podem ser do tipo cliente-servidor de conexões em que o sistema 560 opera como um servidor em uma arquitetura cliente-servidor. Por exemplo, os clientes podem fazer login no sistema 560, onde vários clientes podem ser tratados, opcionalmente simultaneamente.
[00116] A Fig. 6 mostra um diagrama esquemático que descreve um exemplo de uma operação de perfuração de um poço direcional em múltiplas seções. A operação de perfuração representada na Fig. 6 inclui um sistema de perfuração de local de poço 600 e uma ferramenta de gerenciamento de campo 620 para gerenciar várias operações associadas à perfuração de um poço 650 de um poço direcional 617. O sistema de perfuração de local de poço 600 inclui vários componentes (por exemplo, coluna de perfuração 612, espaço anular 613, composição de fundo (BHA) 614, kelly 615, tanque de lama 616, etc.). Como mostrado no exemplo da Fig. 6, um reservatório alvo pode estar localizado longe (em oposição a diretamente abaixo) do local de superfície do poço 617. Em tal exemplo, ferramentas ou técnicas especiais podem ser usadas para garantir que o caminho ao longo do furo perfurado 650 alcance o local específico do reservatório alvo.
[00117] Por exemplo, o BHA 614 pode incluir sensores 608, um sistema orientável rotativo 609 e uma broca 610 para direcionar a perfuração em direção ao alvo guiada por um programa de levantamento predeterminado para medir detalhes de localização no poço. Além disso, a formação subterrânea através da qual o poço direcional 617 é perfurado pode incluir múltiplas camadas (não mostradas) com diferentes composições, características geofísicas e condições geológicas. Tanto o planejamento de perfuração durante a fase de projeto do poço quanto a perfuração real de acordo com o plano de perfuração na fase de perfuração podem ser realizados em múltiplas seções (por exemplo, seções 601, 602, 603 e 604) correspondentes às múltiplas camadas na formação subterrânea. Por exemplo, certas seções (por exemplo, seções 601 e 602) podem usar revestimento reforçado 607 de cimento 606 devido às composições de formação particulares, características geofísicas e condições geológicas.
[00118] No exemplo da Fig. 6, uma unidade de superfície 611 pode ser operativamente ligada ao sistema de perfuração de local de poço 600 e à ferramenta de gerenciamento de campo 620 via links de comunicação 618. A unidade de superfície 611 pode ser configurada com funcionalidades para controlar e monitorar as atividades de perfuração por seções em tempo real através dos links de comunicação 618. A ferramenta de gerenciamento de campo 620 pode ser configurada com funcionalidades para armazenar dados de campo petrolífero (por exemplo, dados históricos, dados reais, dados de superfície, dados de subsuperfície, dados de equipamento, dados geológicos, dados geofísicos, dados alvo, dados antialvo, etc.) e determinar fatores relevantes para configurar um modelo de perfuração e gerar um plano de perfuração. Os dados do campo petrolífero, o modelo de perfuração e o plano de perfuração podem ser transmitidos através do link de comunicação 618 de acordo com um fluxo de trabalho de operação de perfuração. Os links de comunicação 618 podem incluir um subconjunto de comunicação.
[00119] Durante várias operações em um local de poço (consulte, por exemplo, as Figs. 1, 2, 4, 5 e 6), os dados podem ser adquiridos para análise e / ou monitoramento de uma ou mais operações. Tais dados podem incluir, por exemplo, formação subterrânea, equipamento, histórico e / ou outros dados. Os dados estáticos podem se referir a, por exemplo, estrutura de formação e estratigrafia geológica que definem as estruturas geológicas da formação subterrânea. Os dados estáticos também podem incluir dados sobre um poço, como diâmetros internos, diâmetros externos e profundidades. Os dados dinâmicos podem se referir a, por exemplo, fluidos fluindo através das estruturas geológicas da formação subterrânea ao longo do tempo. Os dados dinâmicos podem incluir, por exemplo, pressões, composições de fluidos (por exemplo, razão de óleo de gás, corte de água e / ou outras informações de composição de fluido) e estados de vários equipamentos e outras informações.
[00120] Os dados estáticos e dinâmicos coletados por meio de um poço, uma formação, equipamento, etc. podem ser usados para criar e / ou atualizar um modelo tridimensional de uma ou mais formações de subsuperfície. Como um exemplo, dados estáticos e dinâmicos de um ou mais outros furos, campos, etc. podem ser usados para criar e / ou atualizar um modelo tridimensional. Como um exemplo, sensores de hardware, amostragem de núcleo e técnicas de perfilagem de poço podem ser usados para coletar dados. Como exemplo, as medições estáticas podem ser reunidas usando medições de fundo de poço, como amostragem de testemunho e técnicas de perfilagem de poço. A perfilagem de poço envolve implantar uma ferramenta de fundo de poço no furo de poço para coletar várias medições de fundo de poço, como densidade, resistividade, etc., em várias profundidades. Tal perfilagem de poço pode ser realizada usando, por exemplo, uma ferramenta de perfuração e / ou uma ferramenta de cabo de aço ou sensores localizados em equipamentos de produção de fundo de poço. Uma vez que um poço é formado e concluído, dependendo da finalidade do poço (por exemplo, injeção e / ou produção), o fluido pode fluir para a superfície (por exemplo, e / ou da superfície) usando tubulação e outros equipamentos de completação. Conforme o fluido passa, várias medições dinâmicas, como taxas de fluxo de fluido, pressão e composição, podem ser monitoradas. Esses parâmetros podem ser usados para determinar várias características de uma formação subterrânea, equipamento de fundo de poço, operações de fundo de poço, etc.
[00121] Por exemplo, um sistema pode incluir uma estrutura que pode adquirir dados, como, por exemplo, dados em tempo real associados a uma ou mais operações, como, por exemplo, uma operação de perfuração ou operações de perfuração. Como exemplo, considere a estrutura do kit de ferramentas PERFORM (Schlumberger Limited, Houston, Texas).
[00122] Como exemplo, um serviço pode ser ou incluir um ou mais OPTIDRILL, OPTILOG e / ou outros serviços comercializados pela Schlumberger Limited, Houston, Texas.
[00123] A tecnologia OPTIDRILL pode ajudar a gerenciar as condições de fundo de poço e a dinâmica do BHA como um serviço de inteligência de perfuração em tempo real. O serviço pode incorporar uma exibição de rigsite (por exemplo, uma exibição de poço) de dados integrados de fundo de poço e de superfície que fornecem informações acionáveis para mitigar riscos e aumentar a eficiência. Como exemplo, tais dados podem ser armazenados, por exemplo, em um sistema de banco de dados (por exemplo, considere um sistema de banco de dados associado à estrutura STUDIO).
[00124] A tecnologia OPTILOG pode ajudar a avaliar o desempenho do sistema de perfuração com medições em um ou vários locais da dinâmica de perfuração e temperatura interna de um gravador. Como exemplo, os dados pós-execução podem ser analisados para fornecer entrada para o planejamento futuro de poços.
[00125] Como exemplo, as informações de um banco de dados de broca de perfuração podem ser acessadas e utilizadas. Por exemplo, considere as informações da Smith Bits (Schlumberger Limited, Houston, Texas), que podem incluir informações de várias operações (por exemplo, operações de perfuração) associadas a várias brocas de perfuração, condições de perfuração, tipos de formação, etc.
[00126] Como exemplo, um ou mais serviços QTRAC (Schlumberger Limited, Houston Texas) podem ser fornecidos para uma ou mais operações de local de poço. Em tal exemplo, os dados podem ser adquiridos e armazenados onde tais dados podem incluir dados de série temporal que podem ser recebidos e analisados, etc.
[00127] Por exemplo, um ou mais serviços M-I SWACO (M-I L.L.C., Houston, Texas) podem ser fornecidos para uma ou mais operações de locação de poço. Por exemplo, considere serviços para completação de valor agregado e fluidos de perfuração de reservatório, aditivos, ferramentas de limpeza e engenharia. Em tal exemplo, os dados podem ser adquiridos e armazenados onde tais dados podem incluir dados de série temporal que podem ser recebidos e analisados, etc.
[00128] Como exemplo, um ou mais serviços ONE-TRAX (por exemplo, por meio da plataforma de software ONE-TRAX, M-I L.L.C., Houston, Texas) podem ser fornecidos para uma ou mais operações de local de poço. Em tal exemplo, os dados podem ser adquiridos e armazenados onde tais dados podem incluir dados de série temporal que podem ser recebidos e analisados, etc.
[00129] Quanto à perfuração, uma medição pode ser o peso na broca, que pode ser adquirido por meio de uma ou mais peças de equipamento (por exemplo, superfície e / ou subsuperfície). O peso real na broca (WOB) pode ser fornecido em parte por comandos, que são peças tubulares de parede espessa usinadas a partir de barras sólidas de aço (por exemplo, aço carbono puro, etc.) e / ou liga de níquel-cobre não magnética ou outras ligas não magnéticas premium. A gravidade pode atuar sobre a grande massa dos colares de perfuração para fornecer força para baixo para que as brocas quebrem a rocha com eficiência. Para controlar com precisão a quantidade de força aplicada à broca, um perfurador e / ou um sistema de controle pode monitorar o peso da superfície medido por meio de um ou mais sensores enquanto a broca está logo fora do fundo de um furo de poço, onde uma coluna de perfuração (e a broca) é lenta e cuidadosamente abaixada até tocar o fundo e conforme o perfurador continua a abaixar o topo da coluna de perfuração de modo que mais e mais peso seja aplicado à broca e, correspondentemente, menos peso seja medido pendurado na superfície. Como exemplo, se a medição da superfície mostra 20.000 libras (por exemplo, 9080 kg) menos peso do que com a broca fora do fundo, então um sistema de controle pode determinar 20.000 libras (por exemplo, 9080 kg de força) força na broca (por exemplo, em um furo vertical). Vários sensores MWD de fundo de poço podem medir WOB, que pode ser mais preciso do que medições de superfície. Como exemplo, um sensor MWD pode medir WOB e transmitir os dados WOB medidos para a superfície (por exemplo, um sistema de controle de superfície, um controlador de superfície, etc.). Como pode ser apreciado, WOB é uma variável que pode mudar durante as operações de perfuração e pode ser utilizada em uma abordagem de série temporal para determinar tipos de ações, grau de ações, sucesso de ações, falha de ações, etc.
[00130] Várias operações podem ser realizadas de uma maneira que utiliza uma ou mais peças de equipamento que se movem. Por exemplo, considere um bloco, que pode ser um bloco móvel. Um bloco móvel pode incluir um conjunto de roldanas que se movem para cima e para baixo em uma torre. Em tal exemplo, o cabo metálico pode ser enfiado através do conjunto de roldanas que é rosqueado (ou "enrolado") de volta ao(s) bloco(s) de coroa estacionário localizado no topo da torre. Tal sistema de polia pode fornecer vantagem mecânica para a ação do cabo de aço, permitindo que cargas pesadas (por exemplo, coluna de perfuração, revestimento e forros) sejam levantadas ou abaixadas em um poço. Tais operações podem incluir operações de manobra interna ou operações de manobra externa de uma ou mais peças de equipamento em relação a um poço, um poço, etc.
[00131] Como exemplo, o equipamento pode ser utilizado para adquirir medições de calibrador (por exemplo, medições de calibrador de poço). O conhecimento de um diâmetro de poço enquanto ele está sendo perfurado pode ser utilizado para executar uma ou mais ações corretivas, opcionalmente em tempo real. Tal abordagem pode ajudar a diminuir o tempo não produtivo (NPT), por exemplo, como manobrar uma coluna de perfuração e conduzir atividades de perfilagem de furo aberto. Por exemplo, se o diâmetro de um poço estiver acima do calibre, tal fato pode indicar que há fluxo de lama inadequado ou uma característica química de lama inadequada ou que a pressão hidrostática do poço é muito baixa ou que existe alguma outra fonte de instabilidade de furo de poço. Por exemplo, se o diâmetro de um poço estiver abaixo do calibre ou do tamanho nominal, tal fato pode indicar que a broca está desgastada e deve ser substituída de modo a ajudar a reduzir a demanda por atividades posteriores de alargamento de poço, etc. Os dados do diâmetro do poço podem ser utilizados para ajudar a reduzir o risco de emperramento (por exemplo, tubo preso). Como um exemplo, o monitoramento do diâmetro do poço quando uma coluna de perfuração é desarmada para fora do poço pode fornecer dados a um perfurador a respeito das características adequadas do fluido de perfuração conforme se relacionam com as propriedades da formação.
[00132] O conhecimento do diâmetro do poço pode ajudar um sondador quando os furos desviados estão sendo perfurados. Quando um poço está fora do calibre, a perfuração direcional pode se tornar mais difícil porque a coluna de perfuração, a composição de fundo (BHA) e os estabilizadores de colar podem não entrar em contato (por exemplo, contato total, etc.) com as paredes do poço, conforme previsto pelo perfurador. O conhecimento em tempo real do diâmetro do poço pode ser utilizado para tomar decisões de perfuração direcional. Essas decisões podem reduzir o NPT (por exemplo, manobra, etc.).
[00133] Em operações LWD, certas medições (por exemplo, nucleares, sônicas, medições de resistividade de uma formação) podem ser sensíveis ao diâmetro do poço. O conhecimento do diâmetro do poço sob certas circunstâncias pode ser útil para validar ou ajustar tais medições.
[00134] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir transdutores ultrassônicos em lados diametralmente opostos de um sub de perfuração. Tal ferramenta pode ser configurada para receber ecos de pulsos ultrassônicos emitidos das paredes do poço; no entanto, tal recepção pode ser ruidosa, por exemplo, devido ao ruído do equipamento, fragmentos e cascalhos de perfuração no fluido de perfuração, etc. As medições podem ser um tanto imprecisas onde uma ferramenta (por exemplo, um sub de uma coluna de perfuração) não está centralizada com o eixo geométrico do poço. Tal imprecisão pode ocorrer onde o sub de perfuração está adjacente à parede do poço e o diâmetro do sub é menor do que o diâmetro do poço. Sob tais condições, o "diâmetro" detectado pelo sub de perfuração pode ser na realidade uma corda do poço que é menor do que o diâmetro real do poço.
[00135] Como exemplo, uma ferramenta pode fornecer detecção de influxo de gás de poço. O influxo de gás ou um “chute” em um poço pode ser um perigo na perfuração, pois os chutes, se não controlados, podem aumentar o risco ou causar rupturas. Como um chute pode levar a uma explosão com possíveis resultados prejudiciais, uma sonda adaptada para inclusão em um membro da coluna de perfuração pode ser utilizada para detectar condições. Tal sonda pode incluir um transdutor ultrassônico que serve para emitir pulsos acústicos e receber sinais de eco. Uma folga no caminho dos pulsos ultrassônicos é fornecida de modo que o fluido de perfuração possa entrar na folga. As reflexões de uma superfície próxima da folga e de uma superfície distante da folga podem ser analisadas. Tal análise pode permitir a determinação da velocidade do som do fluido de perfuração, atenuação acústica, o produto da densidade e compressibilidade do fluido, viscosidade, etc. No entanto, em um ambiente de medição durante a perfuração de fundo de poço, porque a folga da sonda pode rapidamente ficar endurecida ou preenchida com partículas de lama, pode não ser prático. Tal endurecimento da folga pode tornar a sonda inoperável para determinar as características do fluido de perfuração de fundo de poço. Além disso, a presença de fragmentos e cascalhos no fluido de perfuração pode afetar os reflexos recebidos por um transdutor ultrassônico.
[00136] Por exemplo, uma ferramenta pode fornecer emissões ultrassônicas e recepção de eco em um ambiente de perfuração, por exemplo, durante uma operação de perfuração em que a ferramenta faz parte de uma coluna de perfuração.
[00137] Por exemplo, um ambiente de perfuração no qual um sensor ultrassônico deve funcionar, se for para medir as características do poço e do fluido de perfuração durante a perfuração, pode apresentar alguns desafios. Por exemplo, choques e vibrações de até 650 G's / ms da coluna de perfuração podem confundir um conjunto de sensor ultrassônico mal construído e instrumentado. Os sensores de medição durante a perfuração podem ser construídos com integridade para sobreviver por vários dias ou mais. Tais sensores podem ser mais robustos do que sensores de perfilagem de cabo de aço, porque a perfuração tende a continuar por um tempo prolongado (por exemplo, mais tempo do que a operação de cabo de aço). O ruído criado pela velocidade do fluido de perfuração (por exemplo, através de ferramentas de perfuração e / ou anulares) e / ou por ferramentas que impactam formações rochosas podem apresentar problemas de sinal para ruído. Como exemplo, pode ser utilizado um sensor de integridade suficiente para suportar pressões de até 20.000 psi ou mais e temperaturas de até 150 graus C ou mais, bem como, por exemplo, abrasão mecânica considerável (por exemplo, e impactos diretos na face do sensor).
[00138] Como um exemplo, uma ferramenta pode realizar medições durante a perfuração de um diâmetro de poço e afastamento de ferramenta por meio de técnicas de pulso-eco, por exemplo, reconhecendo e atenuando reflexos de fragmentos e cascalhos no fluido de perfuração retornando à superfície entre a ferramenta e a parede do poço ( por exemplo, anular da parede da ferramenta). Uma ferramenta pode incluir circuitos que podem ser configurados para processar estatisticamente a medição no fundo do poço (por exemplo, para melhorar a precisão de tais medições).
[00139] Como um exemplo, o equipamento pode incluir um suporte para um sensor de pulso-eco em ou próximo a um estabilizador de uma ferramenta de perfuração, o que pode ajudar a minimizar imprecisões causadas por tal ferramenta não ser centralizada com o eixo geométrico de um poço.
[00140] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir circuitos de telemetria, que podem, por exemplo, fornecer comunicação com uma unidade de superfície (por exemplo, direta e / ou indiretamente).
[00141] Como um exemplo, um sistema ultrassônico pode ser disposto dentro de um aparelho de medição durante a perfuração (MWD) ou perfilagem durante a perfuração (LWD) para realizar um ou mais dentre monitoramento de calibrador de poço, detecção de influxo de gás, imageamento, etc.
[00142] Como exemplo, um sistema pode incluir um transceptor ultrassônico instalado em um colar de perfuração. Tal colar de perfuração pode funcionar no processo de perfuração para colocar peso na broca, etc. Em outras palavras, ele pode funcionar como um colar de perfuração comum independente do aparelho de medição MWD. Como um exemplo, um segundo transceptor pode ser instalado em uma posição oposta azimutal do primeiro transceptor no mesmo colar e aproximadamente na mesma posição axial (por exemplo, dentro de vários centímetros). Tal segundo transceptor pode ser utilizado para melhorar a confiabilidade de uma ou mais medições, processos, etc.
[00143] Por exemplo, um transceptor pode gerar um pulso ultrassônico na lama em uma direção como uma direção perpendicular a uma face de um colar. Em tal exemplo, um pulso de onda pode se deslocar através da lama, refletir de uma superfície de formação e retornar ao mesmo transceptor que, após o pulso ultrassônico ter sido emitido, atua como um receptor. O tempo de deslocamento do pulso na lama pode ser proporcional à distância de afastamento da ferramenta da parede do poço.
[00144] Como exemplo, um transceptor pode incluir uma "linha de retardo" sólida entre um sensor de cerâmica e o fluido de perfuração. Tal "linha de retardo" pode refletir uma parte do pulso sônico emitido de volta para o sensor a partir da interface da linha de retardo e a lama. A amplitude de tal pulso pode estar relacionada à impedância sônica da lama. Essa impedância sônica pode depender diretamente da quantidade de gás na lama (por exemplo, na densidade da lama). A impedância sônica da lama pode ser um parâmetro para a detecção do influxo de gás no fundo do poço.
[00145] Fornecer uma linha de retardo na frente de um sensor sônico pode permitir a detecção de eco onde a ferramenta está perto do poço. Tal linha de retardo pode fornecer um ou mais de focagem, proteção do sensor e uma ou mais outras funções mecânicas.
[00146] Como exemplo, além de um transceptor, um colar de coluna de perfuração pode incluir um ou mais tipos de circuitos eletrônicos (por exemplo, circuitos), por exemplo, considere um processador e memória que inclui instruções executáveis para controle (por exemplo, do sensor para transmissão e recepção de sinais de eco e processamento dos mesmos). Como um exemplo, os sinais processados podem ser armazenados na memória de fundo de poço (por exemplo, calibrador, etc.) ou podem ser transmitidos para a superfície por um dispositivo de pulso de lama de medição durante a perfuração ou outra técnica (por exemplo, com fio e / ou sem fio). Armazenamento e / ou transmissão podem ser usados juntos ou individualmente. Como um exemplo, o processo pode ocorrer em tempo real, onde o(s) resultado(s) do processamento podem ser utilizados na tomada de decisão durante uma operação de perfuração (por exemplo, de um poço e / ou de outro poço).
[00147] Como exemplo, uma ferramenta pode fornecer uma medição de afastamento para determinar o diâmetro do furo quando a ferramenta está girando (por exemplo, durante a perfuração) ou quando a ferramenta não está girando ou quando a ferramenta está estacionária ou quando a ferramenta está transladando (por exemplo, manobra, que pode ou não incluir alguma quantidade de rotação). Por exemplo, quando uma ferramenta está girando, um transceptor pode enviar um pulso acústico através de uma distância de folga de lama entre a ferramenta e a parede do poço. Essa folga tende a variar com a rotação da ferramenta. Os afastamentos medidos podem ser acumulados para processamento e um diâmetro médio do poço calculado (por exemplo, após várias voltas, etc.). Várias medições de afastamento podem, por exemplo, ser avaliadas a cada segundo. Por exemplo, considere uma velocidade de rotação da broca de perfuração e / ou coluna de perfuração entre cerca de 50 a 200 RPM, com um tempo médio de acumulação de cerca de 10 a cerca de 60 segundos para gerar dados suficientes para um cálculo preciso da média. Conforme mencionado, vários tipos de operações podem empregar sistemas direcionáveis rotativos (RSS) ou podem empregar sistemas PDM. Uma ferramenta pode ser adequada para qualquer um dos tipos de sistemas anteriores ou, por exemplo, outro tipo de sistema.
[00148] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir vários transceptores. Por exemplo, considere um segundo transceptor diametralmente oposto a um primeiro transceptor, onde o segundo transceptor pode melhorar as medições quando o eixo geométrico da ferramenta se move de um lado para o outro no poço durante a perfuração. Nesse exemplo, um transceptor pode medir o afastamento em seu lado. Então, por exemplo, simultaneamente ou imediatamente depois disso, o outro transceptor pode medir o afastamento no outro lado da ferramenta. Como um exemplo, um disparo instantâneo de ambos os transceptores pode ocorrer ou o disparo pode ser sequencial, por exemplo, desde que o movimento da ferramenta no tempo entre as duas medições do transceptor tenda a ser relativamente pequeno.
[00149] Por exemplo, o diâmetro de um poço pode ser determinado adicionando o diâmetro da ferramenta aos afastamentos medidos em disparos sucessivos e / ou simultâneos. Como exemplo, uma série de determinações de diâmetro de furo de poço podem ser acumuladas e calculadas para produzir uma medição de furo de poço. Como exemplo, pode ocorrer processamento para rejeição de ecos falsos. Tal processamento pode identificar ecos de formação que ocorrem após ecos de fragmentos e cascalhos de perfuração no fluido de perfuração. O processamento também pode distinguir ecos de formação de suas múltiplas chegadas e de ruído de sensor.
[00150] Por exemplo, um transceptor pode ser montado próximo a um estabilizador ou nas lâminas do estabilizador de um colar. Tal colocação do transceptor pode melhorar a precisão de uma medição do calibrador e / ou outra medição.
[00151] Como um exemplo, um conjunto de sensor ultrassônico pode incluir uma pilha de sensores que inclui um elemento de suporte de absorção de som interno, um disco de cerâmica piezoelétrico empilhado externamente adjacente ao elemento de suporte e uma linha de retardo. Tal linha de retardo pode ser fabricada de material plástico rígido e disposta externamente de um disco de cerâmica. Tal linha de retardo pode incluir uma depressão voltada para fora para focar um pulso ultrassônico na lama de perfuração em direção a uma parede do poço. Por exemplo, um elastômero ou epóxi pode preencher uma depressão para apresentar uma face lisa para a lama que flui e uma parede do poço.
[00152] Como um exemplo, um conjunto de sensor pode incluir eletrodos ligados às superfícies externa e interna de um disco de cerâmica e pinos de conector para conectar o conjunto a uma unidade eletrônica disposta dentro de um colar de perfuração (por exemplo, ou outro equipamento de fundo de poço). Tais unidades eletrônicas podem incluir circuitos de controle e processamento e, por exemplo, lógica armazenada para emitir pulsos ultrassônicos por meio de um sensor de disco de cerâmica e para gerar sinais de eco representativos de ecos de tais pulsos que retornam ao sensor de disco de cerâmica. Como um exemplo, uma unidade eletrônica pode incluir ou ser operativamente acoplada a uma fonte de energia elétrica (como uma bateria ou fonte de corrente CC de uma ferramenta MWD) e memória de fundo de poço para armazenar sinais em função do tempo. Como exemplo, um conjunto de sensor pode incluir uma interface que pode fazer interface com uma unidade de telemetria MWD para transmitir informações de medição para a superfície durante a perfuração em tempo real e / ou outro tipo de unidade de telemetria (por exemplo, com fio e / ou sem fio).
[00153] Como um exemplo, um elemento de suporte de um conjunto de sensor ultrassônico pode ser caracterizado por uma porção sólida (por exemplo, de forma cilíndrica, etc.) disposta internamente adjacente a um disco de cerâmica e uma porção tronco-cônica disposta internamente adjacente à porção cilíndrica sólida.
[00154] Como um exemplo, uma pilha de sensores pode incluir uma camisa de borracha disposta em torno do material de suporte, um disco de cerâmica e uma camada correspondente disposta externamente adjacente ao disco de cerâmica. Como exemplo, um tubo de material elastomérico pode ser colocado entre uma camisa de borracha e um copo metálico no qual uma pilha de sensores é colocada. Uma linha de retardo pode ser montada com mola em um copo externamente de uma camisa de borracha e um tubo elastomérico que circunda uma pilha de sensores.
[00155] Conforme mencionado, o ruído pode resultar de várias fontes, condições, etc. Como um exemplo, considere o ruído presente na vizinhança de uma pilha de sensores de uma ferramenta como incluindo um ou mais de ruído de perfuração e ruído de bombeamento que tende a ser de uma banda de frequência mais baixa do que a de um sinal de eco de formação, mas pode se estender para a faixa de frequência do sinal de eco de formação. Conforme mencionado, podem surgir problemas com relação aos fragmentos e cascalhos de perfuração também.
[00156] O ruído de perfuração e o ruído de bombeamento podem ser mecanicamente e acusticamente filtrados como resultado da montagem do sensor estrutural e lama de perfuração viscosa e / ou, por exemplo, por suporte que é acoplado a um elemento sensor piezoelétrico. Um elemento de suporte pode ser protegido contra choques por um alojamento de metal e uma tampa de resina que envolve o elemento sensor.
[00157] Juntamente com a filtragem mecânica e acústica, a filtragem eletrônica pode ser alcançada por um filtro de passa banda eletrônico colocado antes da amplificação do sinal para evitar a saturação do amplificador e / ou conversor analógico-digital que pode mascarar a detecção do sinal ultrassônico durante o tempo de saturação e recuperação.
[00158] A Fig. 7 ilustra um exemplo de uma ferramenta de medição ultrassônica colocada em uma coluna de perfuração de um sistema de perfuração rotativo, onde a ferramenta mede o diâmetro do poço e o influxo de fluido enquanto a coluna de perfuração está girando ou estacionária e ilustra um exemplo de uma colocação alternativa de um conjunto de sensor ultrassônico na parede de um colar de perfuração, em vez de estabilizar as aletas de tal colar de perfuração (ver inserção).
[00159] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir componentes para fazer medições de pulso-eco ultrassônico utilizando eletrônicos de excitação de banda larga. Por exemplo, considere uma faixa que é de aproximadamente 20 kHz a aproximadamente 1000 kHz como uma frequência inferior (por exemplo, uma frequência mínima) e uma frequência superior (por exemplo, uma frequência máxima), respectivamente. Como exemplo, uma frequência mais baixa pode ser mais alta, por exemplo, em aproximadamente 50 kHz. Como exemplo, uma frequência superior pode exceder 1000 kHz (por exemplo, ser maior que 1 MHz). Tal ferramenta pode ser controlável quanto à excitação, por exemplo, para utilizar uma ou mais frequências e / ou uma ou mais bandas de frequências para excitação. Essa ferramenta pode receber ecos e incluir circuitos que podem processar os ecos recebidos (por exemplo, analógico, digital ou analógico e digital). Por exemplo, considere uma ferramenta que pode extrair atributos de eco em várias frequências centrais, aplicando uma pluralidade de diferentes filtros passa banda. Em tal exemplo, os filtros podem incluir filtros de um ou mais tipos, como filtros eletrônicos com múltiplos separadores / divisores de sinal ou filtros de processamento de sinal digital (por exemplo, filtros DSP, filtros de arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), etc.). Como exemplo, os filtros eletrônicos podem ser incluídos para uma pluralidade de bandas e, opcionalmente, ser selecionáveis. Como exemplo, o circuito DSP pode ser ajustável quanto a uma banda ou bandas. Como exemplo, podem ser utilizadas cascatas de filtros. Por exemplo, considere combinações de um ou mais filtros passa-baixa, passa-alta e passa banda. Por exemplo, um ou mais outros tipos de filtros e / ou processamento de sinal analógico e / ou digital podem ser realizados por meio de componentes em uma ferramenta.
[00160] Quanto a “ultrassom” ou “ultrassônico”, as frequências podem ser maiores ou iguais a 20 kHz. Como exemplo, uma ferramenta pode incluir um ou mais componentes que podem emitir energia e / ou receber ecos que podem estar em frequências menores que 20 kHz.
[00161] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir ou ser operativamente acoplada a um sistema de controlador que é projetado para tomar os seguintes parâmetros usando circuitos de fundo de poço embutidos (por exemplo, processador, memória, instruções, etc.) para medições de multifrequência: a. Frequência central (por exemplo, 125, 250, 375 e 500 kHz) ou outro valor ou valores (por exemplo, individualmente ou em combinação); b. passa banda (por exemplo, como pode ser determinado a partir da queda de magnitude na largura de banda de meia passagem, etc.) com, por exemplo, larguras de banda de 125 kHz e / ou 250 kHz (por exemplo, ou outras larguras de banda). c. Limiares de amplitude mínima confiável (por exemplo, próximo ou maior do que um ou mais dos eletrônicos, zumbido do transdutor interno e ruído mecânico durante a perfuração), onde tais limiares podem ser pré-configurados referentes a dados de laboratório ou teste de campo e / ou ajustáveis (por exemplo, selecionáveis, etc.).
[00162] Como um exemplo, uma ferramenta pode fornecer para maximizar os recursos de imageamento e interpretação de atributos de multifrequência que são extraídos de uma ou mais medições de frequência ampla. Como exemplo, uma ferramenta pode gerar dados que podem ser adequados para apresentação (por exemplo, renderização para um display, etc.) em formato de imagem ou curva, por exemplo, para uma ou mais aplicações geológicas e geomecânicas diferentes (por exemplo, para propósitos de petróleo e exploração e / ou produção de gás). Como tal, a ferramenta pode transformar dados brutos em uma forma que representa propriedades reais e tangíveis e / ou características de um ambiente de fundo de poço real e tangível (por exemplo, formação, fluido, etc.);
[00163] Como exemplo, considere uma ferramenta que pode gerar atributos de baixa frequência para um ou mais dos seguintes: i. Caracterização da formação quanto à impedância acústica menos afetada pela rugosidade da superfície e fragmentos e cascalhos; e ii. Calibre robusto em fluido de poço atenuante e / ou seções de furo de poço ampliadas onde a redução da magnitude do eco é proporcional à taxa de atenuação acústica do fluido de poço e distância.
[00164] Como exemplo, considere uma ferramenta que pode gerar atributos de alta frequência para um ou mais dos seguintes:
i. Caracterização da superfície do poço para drusas e fraturas, beneficiando-se da maior sensibilidade a mudanças geométricas relativamente pequenas; e ii. Imageamento de alta resolução espacial devido ao menor diâmetro do feixe ultrassônico.
[00165] Por exemplo, uma ferramenta pode ser utilizada em um ou mais tipos de operações. Por exemplo, considere um ou mais tipos de operações de cabo de aço (ver, por exemplo, Fig. 5) e / ou um ou mais tipos de operações de perfuração (ver, por exemplo, Fig. 1, Fig. 2, Fig. 4, Fig. 6). Um exemplo de tal ferramenta em uma operação é ilustrado na Fig.
7.
[00166] A Fig. 7 ilustra um sistema de plataforma de perfuração rotativa 705 que inclui uma ou mais ferramentas para determinação de atributos, durante a perfuração. Como mostrado, as medições de fundo de poço podem ser conduzidas por instrumentos (por exemplo, ferramentas) dispostos em um colar de perfuração 720. Tais medições podem ser armazenadas na memória dos instrumentos de fundo de poço ou podem ser telemetrizadas para a superfície por meio de telemetria de medição durante a perfuração. Um sub de ferramenta MWD, esquematicamente ilustrado como ferramenta 729, pode receber sinais de instrumentos do colar de perfuração 720 e, opcionalmente, armazená-los e / ou telemetrizá- los para instrumentação de superfície 707 (por exemplo, através de um sensor de pressão 714 em um tubo vertical 715, via fio, etc.).
[00167] Na Fig. 7, uma sonda de perfuração 705 inclui um motor 702 que gira um kelly 703 por meio de uma mesa rotativa 704. Uma coluna de perfuração 706 inclui seções de tubo de perfuração conectadas de ponta a ponta ao kelly e torneadas assim. Uma pluralidade de comandos de perfuração, como os comandos 726 e 728 e o colar 720 (por exemplo, incluindo uma ferramenta ou ferramentas), bem como uma ou mais ferramentas MWD 729 são fixadas à coluna de perfuração 706. Esses colares e ferramentas fazem parte de um conjunto (por exemplo, acima da broca de perfuração 730).
[00168] Conforme a coluna de perfuração 706 e a composição de fundo giram, a broca de perfuração 730 perfura o poço 709. Um anular 710 é definido entre o exterior da coluna de perfuração 706 e a composição de fundo e o poço 709 através das formações terrestres
732.
[00169] O fluido de perfuração ou "lama" pode ser forçado pela bomba 711 do tanque de lama 713 via tubo vertical 715 e cabeça injetora rotativa 717 através do centro oco de Kelly 703 e coluna de perfuração 706 para a broca 730. Tal lama atua para lubrificar a broca de perfuração 730 e para transportar fragmentos e cascalhos do poço para cima para a superfície via anular 710. A lama é devolvida ao tanque de lama 713, onde é separada dos fragmentos e cascalhos do poço e semelhantes, desgaseificada e devolvida para aplicação.
[00170] A ferramenta 720 pode incluir pelo menos um transceptor ultrassônico 745 (ver também, por exemplo, um segundo transceptor 746 colocado diametralmente oposto ao primeiro) para medir as características do poço enquanto ele está sendo perfurado.
[00171] Tais medições podem ser conduzidas enquanto o poço está sendo perfurado, mas podem ser feitas com a coluna de perfuração e a composição do fundo do poço no poço enquanto a broca, a composição de fundo do poço e a coluna de perfuração não estão girando. Essas medições podem até mesmo ser realizadas enquanto toda a coluna, composição de fundo e broca estão sendo acionados para e do fundo do poço (por exemplo, deslizando ou transladando). Como mencionado acima, tais características do poço 709 podem ser telemetrizadas para a superfície via ferramenta de telemetria MWD 729 e a passagem de lama interna da coluna de perfuração 706 ou podem ser registradas e armazenadas no fundo do poço e lidas na superfície após a coluna de perfuração 706 ter sido removida do poço. Por exemplo, onde uma coluna de perfuração inclui circuitos de fundo de poço para fins de orientação de perfuração (por exemplo, RSS, etc.), a ferramenta 720 pode incluir uma ou mais interfaces que podem receber e / ou transmitir informações para tais circuitos. Por exemplo, a ferramenta 720 pode ser incluída em um ou mais processos de controle de fundo de poço, por exemplo, considere um processo de perfuração direcional que utiliza um controlador de fundo de poço instalado em uma coluna de perfuração. Por exemplo, o controle pode ser em malha fechada ou em malha aberta e pode estar no fundo do poço e / ou envolvendo equipamento de superfície.
[00172] No exemplo da Fig. 7, os transceptores 745, 746 podem ser montados nas aletas estabilizadoras 727 do colar 720 ou podem ser montados na parede cilíndrica 723 do colar 720', conforme ilustrado na inserção da Fig. 7. Como exemplo, tais transceptores 745, 746 podem ser montados em um colar cilíndrico que inclui ou não uma ou mais aletas de estabilização (por exemplo, ou outro componente de estabilização).
[00173] Circuitos eletrônicos e microprocessadores, memórias, etc. usados para controlar os transceptores 745, 746, receber dados deles e processar e armazenar tais dados podem ser montados em uma luva 721 que é fixada dentro do colar 720 ou do colar 720'. Tal luva pode incluir um caminho 740' pelo qual a lama de perfuração pode passar através do interior da coluna de perfuração 706 para o interior da broca 730.
[00174] As ferramentas (por exemplo, implementadas como colares) 720 ou 720' incluindo os transceptores 745 e 746 e os componentes elétricos montados na luva 721 podem ser adaptados para emitir pulsos e receber ecos e, por exemplo, determinar um ou mais atributos (por exemplo, localmente), o que pode envolver filtragem e / ou outro processamento de sinal.
[00175] Como um exemplo, uma ferramenta pode medir as características de retorno da lama como pode estar fluindo em um anular, por exemplo, através de um ou mais de velocidade de propagação de onda acústica e atenuação acústica. A velocidade pode ser usada para converter o tempo de deslocamento do eco em distância. A medição pode ser utilizada para determinar ou indicar um influxo de gás.
[00176] Como um exemplo, um transceptor pode ser disposto em um copo de aço preso dentro de uma cavidade de uma parede cilíndrica de um colar ou aleta estabilizadora do colar. Por exemplo, um transceptor pode ser instalado diretamente em uma cavidade de um colar.
[00177] Por exemplo, um sensor de um transceptor pode ser um disco piezoelétrico que pode ser uma fatia circular plana de material cerâmico. Tal disco pode ser montado entre uma (ou mais) camada de combinação de impedância e um elemento de absorção ou suporte adequado. Uma camada correspondente pode ser fabricada de um material de baixa densidade, como titânio ou plástico rígido. Como exemplo, um elemento de suporte pode incluir grãos de alta impedância (por exemplo, tungstênio, esferas de chumbo, etc.) moldados em material de baixa impedância (por exemplo, epóxi, borracha, etc.).
[00178] Um disco de cerâmica, uma camada correspondente e um elemento de suporte podem ser referidos como uma pilha de sensores. Esses componentes podem cooperar para gerar e / ou emitir um pulso ultrassônico para fora em direção a uma parede do poço 709 através da lama de perfuração do espaço anular 710 e para receber pulsos de eco sônicos que são refletidos de volta para o disco de cerâmica ou sensor.
[00179] A pilha de sensores pode ser encapsulada, por exemplo, em uma camisa de borracha, embalagem de plástico rígido ou copo de metal, que isola a pilha de sensores do fluido de perfuração de alta pressão em um anular. Tal isolamento de fluido pode ajudar a proteger contra curto elétrico e corrosão dos elementos da pilha de sensores e fornece isolamento elétrico de eletrodos, condutores e conexões ao disco do sensor.
[00180] Um espaço entre uma camisa, material de suporte e um copo pode ser preenchido com um material altamente deformável, como borracha (por exemplo, natural e / ou sintética) ou fluido (por exemplo, óleo de alto isolamento). Tal borracha e a camisa de borracha cooperam para circundar a pilha de sensores com borracha a fim de amortecer o ruído transmitido em um colar de um processo de perfuração e para absorver alguma quantidade de altas forças de choque na pilha de sensores criada durante uma operação de perfuração de fundo de poço. O material altamente deformável pode funcionar para permitir que a pilha de sensores se mova ou deforme sob pressão ou devido à expansão térmica.
[00181] Os condutores elétricos podem ser conectados entre as superfícies externa e interna de um sensor e terminais eletrônicos. Esses condutores podem passar por uma porção de borracha ou resina e por um copo.
[00182] Quanto às características de ruído, um anel de material de baixa impedância pode ser colocado em torno de uma camisa de borracha ou embalagem de plástico em alinhamento longitudinal a um disco sensor. Tal anel (por exemplo, feito de material(is), como epóxi, borracha, plástico e semelhantes, (ou até mesmo graxa ou lama)) pode ajudar a reduzir o nível de ruído de alta frequência transmitido através de um colar (por exemplo, metal, liga, etc.) que chega ao disco. Um anel pode refletir alguma quantidade de ruído transmitido através de uma coluna de perfuração e um colar que pode atingir um disco de cerâmica. Por exemplo, um ou mais componentes podem atuar como isoladores de ruído mecânicos de alta frequência (por exemplo, e / ou filtros mecânicos) de modo a aumentar o desempenho sinal-ruído de um ou mais transceptores.
[00183] Uma linha de retardo pode ser colocada externamente de um disco sensor. Tal linha de retardo pode fornecer proteção mecânica a uma pilha de sensores, bem como fornecer uma função na medição da impedância sônica do fluido de perfuração. A medição da impedância sônica do fluido de perfuração fornece uma maneira de determinar um ou mais atributos, que podem ser pertinentes à detecção de influxo de gás, etc. Uma linha de retardo 70 também pode facilitar a detecção de afastamento curto do poço.
[00184] Uma linha de retardo pode ser fabricada com materiais de baixa impedância acústica, como plástico, epóxi ou borracha. Ele pode atuar para distribuir as forças de impacto em sua face externa sobre uma área relativamente ampla para dentro em direção a uma camada correspondente. Uma linha de retardo, uma camisa de borracha e uma camada correspondente podem cooperar para distribuir amplamente essas forças de impacto, o que pode ajudar a proteger um disco de cerâmica, que tende a ser fabricado com um material inerentemente frágil. Uma linha de retardo pode ser montada em relação a um copo de modo a isolar uma pilha de sensores do torque causado por uma face externa da linha de retardo e um colar esfregando contra um poço quando uma coluna de perfuração ou componente da coluna de perfuração está girando no poço. Uma linha de retardo pode ajudar a proteger uma camisa de borracha de danos devido a batidas e arranhões de uma ferramenta contra a parede de um poço.
[00185] Uma linha de retardo pode ser montada resilientemente (por exemplo, montada em mola) dentro de um copo por um ou mais componentes (por exemplo, molas, etc.), que podem manter contato entre a linha de retardo e uma camisa de borracha, por exemplo, mesmo se uma pilha de sensores se move para fora ou para dentro devido à expansão ou contração com variações de temperatura e pressão.
[00186] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir vários recursos de uma ferramenta, como uma ou mais ferramentas descritas na Patente U.S. 5.354.956 A, que é intitulada “Ultrasonic measurement apparatus”,de Orban et al., que é incorporada neste documento por referência.
[00187] Conforme explicado, uma ferramenta pode incluir componentes que podem ser utilizados para análises de multifrequência, como análises de múltiplas bandas. Como exemplo, uma ferramenta pode incluir circuitos de decisão que operam para selecionar uma banda e / ou processar uma banda para análise. Por exemplo, considere os circuitos que podem determinar aspectos particulares que podem ser benéficos e / ou prejudiciais aos dados dentro de uma banda. Em tal abordagem, onde existem condições que tornam uma banda particular menos confiável, por exemplo, como pode ser caracterizado por uma razão sinal-ruído, o circuito pode selecionar uma banda diferente, o que pode ser esperado (por exemplo, ou demonstrado ser via condição(ões) detectada(s) ou determinada(s) mais confiável (por exemplo, uma razão sinal / ruído mais alta (SNR)). Por exemplo, uma ferramenta pode ser uma ferramenta seletiva de banda dinâmica que pode selecionar uma ou mais bandas para fins de geração de valores de atributos. Como um exemplo, um ou mais de tais valores de atributo podem ser utilizados em um ou mais esquemas de controle que controlam uma ou mais peças de equipamento de campo. Conforme mencionado, a perfuração pode depender de várias condições em que um objetivo pode ser atingir um alvo com NPT mínimo e com características de poço adequadas (por exemplo, estabilidade, etc.). Em tal exemplo, uma ferramenta pode selecionar uma ou mais bandas para gerar um ou mais atributos que podem ser utilizados em uma operação de perfuração (por exemplo, via superfície e / ou controle de fundo de poço de uma ou mais peças de equipamento).
[00188] Conforme mencionado, o imageamento ultrassônico de pulso-eco encontra uso na exploração e produção de petróleo e gás. O imageamento ultrassônico de pulso-eco é uma técnica que pode interrogar uma superfície de furo de poço para refletividade acústica e geometria, varrendo um transdutor ultrassônico sobre uma superfície de furo de poço enquanto uma ferramenta de fundo de poço está girando e se movendo ao longo do eixo do furo de poço (ou durante a manobra e / ou enquanto estacionária). Um transdutor ultrassônico pode ser montado em uma ferramenta de modo que fique voltado para a superfície do furo de poço. O transdutor pode ser controlado para excitar um pulso acústico, que se propaga, que reflete (por exemplo, um furo de poço e interface de fluido, etc.) e que é recebido como um pulso refletido, que pode ser referido como um eco, cujos atributos (por exemplo, amplitude e tempo de deslocamento, etc.) pode fornecer refletividade acústica e calibrador de alta resolução espacial ou formato de poço. Um ou mais atributos podem ser mapeados em uma imagem multidimensional do plano de profundidade de azimute (por exemplo, 2D) e usados para fins de geologia, geomecânica e interpretação petrofísica. Por exemplo, o tempo pode ser uma dimensão onde as mudanças no tempo podem ser determinadas (por exemplo, quanto ao fenômeno de fundo de poço dinâmico).
[00189] A amplitude do eco muda em resposta a mudanças nas propriedades acústicas do furo de poço (por exemplo, em furo aberto, impedância acústica da formação) e textura associada e mudanças geométricas. O tempo de deslocamento pode ser usado para calcular o afastamento (ou distância entre o transdutor e a superfície do poço) usando a velocidade de propagação da onda acústica no fluido do poço, medida ou calculada com base na composição do fluido e nas condições ambientais (por exemplo, pressão e temperatura). A partir do diâmetro de montagem do transdutor distanciado e conhecido, o diâmetro do poço e a forma da seção transversal podem ser reconstruídos.
[00190] Para imageamento de fundo de poço em lama de perfuração atenuadora, a amplitude do eco varia sensivelmente em função da distância e frequência de deslocamento. Como um exemplo, a taxa de atenuação do sinal acústico ou redução da amplitude logarítmica na unidade de distância (frequentemente apresentada em decibéis por centímetro) pode ser linearmente proporcional à frequência.
[00191] O imageamento ultrassônico encontra uso em aplicações de cabo de aço. Para operações de cabo de aço, um operador de ferramenta pode selecionar a banda de frequência de excitação, variando a frequência central de excitação, por exemplo, como 250 kHz ou 500 kHz, dependendo da atenuação do fluido de poço e das condições do poço (como superfícies no calibre ou acima do calibre, ou macias e ásperas). No entanto, para aplicações LWD, essa seleção de frequência interativa pode ser relativamente complicada e, portanto, não feita prontamente ou impossível de fazer. Vários exemplos de ferramentas aqui descritas podem incluir circuitos e técnicas que podem facilitar a tomada de tais decisões, opcionalmente de forma automatizada, de modo que uma ferramenta "saiba" qual banda ou bandas de frequências podem fornecer atributos (por exemplo, ou atributos melhorados). Tal ferramenta pode ser uma ferramenta inteligente na medida em que pode responder às condições em tempo real para selecionar e / ou processar de forma otimizada uma ou mais bandas. Conforme explicado, as condições do cabo de aço podem ser menos complicadas do que as condições de perfuração, pois a perfuração envolve a fabricação de um produto como um poço na Terra. O cabo de aço pode ser realizado por si só, sem complicações, condições, etc., envolvidas nas operações de perfuração. Conforme explicado, as operações de cabo de aço podem incluir equipamentos de superfície que estão em comunicação com uma ou mais ferramentas de fundo de poço para tomar decisões, controlar, etc. Por exemplo, embora as operações de cabo de aço possam ser geralmente menos complexas ou enfrentadas com menos problemas, um ou mais exemplos de ferramentas aqui descritas podem ser utilizados em uma ou mais operações de cabo de aço. Por exemplo, uma ferramenta inteligente pode operar dinamicamente, opcionalmente sem intervenção de superfície quanto a uma ou mais bandas sendo selecionadas e / ou processadas de uma maneira que pode otimizar a geração de um ou mais atributos sob condições particulares (por exemplo, fluido, formação, poço, movimentação de equipamentos, etc.). Tal ferramenta inteligente pode ser útil em um ou mais tipos de operações de ferramenta (tais como tubulação espiralada, broca direta ou através de broca, etc.) incluindo cabo de aço, opcionalmente com intervenções humanas limitadas ou de operador de ferramenta qualificado.
[00192] Como um exemplo, para fornecer imagens de furo de poço de alta resolução, excitação de alta frequência (por exemplo, na frequência central de 350 a 500 kHz, que não se limita a operar em banda de frequência diferente deste exemplo) pode ser utilizada porque tal pulso ultrassônico pode interrogar uma superfície de poço de uma maneira onde o pulso tende a ser bem colimado. Tal abordagem pode ser adequada para a detecção de características de furo de poço relativamente pequenas ou finas, que podem ser entendidas como "pequenas" e "finas" em relação à frequência. Por exemplo, um comprimento de onda mais longo (frequência mais baixa) tende a fornecer menos resolução espacial do que um comprimento de onda mais curto (frequência mais alta). Assim, termos como "pequeno" e "fino" podem ser entendidos com relação a uma capacidade de resolver um recurso ou recursos de uma maneira que depende do comprimento de onda, que está relacionado à frequência. Além disso, onde a energia passa por um material e / ou encontra uma interface, pode ocorrer atenuação, que pode estar relacionada à frequência. Comprimentos de onda mais longos podem atenuar menos do que comprimentos de onda mais curtos.
[00193] Por exemplo, a lama atenuante, como a lama à base de óleo com agente de aumento de peso com viscosificante, pode reduzir a amplitude do eco além do ruído elétrico e mecânico, de modo que a detecção de eco e / ou análise dos mesmos seja confundida, o que pode resultar em tempo de deslocamento e medições de calibrador não confiáveis (por exemplo, valores de atributos não confiáveis).
[00194] Outro exemplo de um desafio de detecção de eco durante a perfuração é a perturbação da detecção de sinal de eco causada por fragmentos de formação e fragmentos e cascalhos no fluido de perfuração. Os fragmentos e cascalhos relativamente grandes (por exemplo, acima de um quarto do comprimento de onda do pulso ultrassônico na frequência de operação) às vezes reduzem a amplitude do eco consideravelmente, por exemplo, da ordem de mais de 30 por cento ou mais da amplitude do eco sem fragmentos e cascalhos. Para caracterizar a impedância acústica da formação quantitativamente utilizando a amplitude do eco, tal perturbação de fragmento e cascalho reduz a confiabilidade da medição de refletividade da formação.
[00195] Para melhorar as medições na lama de perfuração sob várias condições, incluindo durante a perfuração, uma frequência mais baixa pode ser benéfica em comparação com uma frequência mais alta. Por exemplo, considere operar com uma frequência (por exemplo, frequência central) que está dentro de uma faixa de aproximadamente 100 kHz a aproximadamente 300 kHz; observando que um ou mais outros valores podem ser utilizados (por exemplo, menor que 100 kHz e / ou maior que 300 kHz). Por exemplo, uma banda pode estar dentro de tal faixa ou pode se estender além da faixa.
[00196] Por exemplo, para realizar imageamento de furo de poço de alta resolução e calibrador robusto que minimiza os desafios de corte e atenuação de lama sem intervenção humana, um sistema de controlador de ferramenta e o fundo de poço podem incluir componentes que operam da seguinte forma: 1) excitar um transdutor em banda de frequência larga dentro de uma faixa de frequência de interesse, por exemplo, 50 kHz a 1 MHz; 2) aplicar filtragem digital usando processador de dados de fundo de poço (por exemplo, considere um Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) e / ou um Digital Signal Processor (DSP)) para ecoar formas de onda na banda de frequência de múltiplas (igual ou maior que uma) frequências centrais, por exemplo, 125 e 375 kHz, antes de extrair atributos de eco, e 3) calcular e salvar os atributos na memória de fundo de poço.
[00197] Como exemplo, um controlador de ferramenta pode incluir um circuito que monitora a amplitude do eco e o tempo de deslocamento em várias frequências e pode selecionar dados confiáveis observando atributos de eco pré-selecionados como sinalizadores de confiabilidade.
[00198] Como exemplo, um critério de sinalização pode ser associado à amplitude do eco. Por exemplo, quando a amplitude do eco é menor do que o ruído de medição (por exemplo, devido à eletrônica e / ou choque / vibrações mecânicas), a caracterização quantitativa dos dados do eco pode ser considerada desafiadora e não confiável.
[00199] Como exemplo, um método pode incluir, com base em dados experimentais de laboratório ou de campo, definir um ou mais limiares de confiabilidade de amplitude de eco, por exemplo, considerar uma abordagem que define limiares em relação a duas frequências diferentes. Por exemplo, considere respectivamente A1 e A2, onde, quando a amplitude do eco de alta e baixa frequência é respectivamente menor e maior que A1 e A2, o tempo de deslocamento de alta frequência determinado como não confiável, mas o tempo de deslocamento de baixa frequência é determinado como confiável (por exemplo, relativamente). Em tal abordagem, quando a amplitude do eco de alta frequência é inferior a A1, o calibre de alta frequência (ou tempo de deslocamento) pode ser rejeitado e os componentes podem usar o calibre de baixa frequência (ou tempo de deslocamento) como medidas alternativas.
[00200] Por exemplo, um controlador de ferramenta pode ser configurado para usar mais de uma frequência central, por exemplo, considere um ou mais de 500, 375, 250 e 125 kHz ou uma combinação ou combinações dos mesmos.
[00201] Como exemplo, uma ferramenta pode operar de acordo com uma alta frequência e uma baixa frequência (por exemplo, um esquema lógico de duas frequências). Como exemplo, duas frequências (por exemplo, alta e baixa) em combinação podem ser suficientes para fornecer amplitude de alta resolução e imagens de calibrador e imagem e calibrador de baixa resolução, mas robustos.
[00202] Como exemplo, uma seleção de uma frequência central e largura de banda de filtragem pode ser predefinida, selecionada e / ou determinada dinamicamente. Quanto à pré- configuração, considere valores como 125 kHz e / e 250 kHz. Como um exemplo, uma frequência central e largura de banda podem ter os valores desejados, os quais, como acima, podem ser predefinidos, selecionados e / ou determinados dinamicamente. Como um exemplo, um ou mais filtros passa banda podem ser projetados como duração finita em janela de sinusoide, seguindo técnicas de processamento de sinal digital.
[00203] Como exemplo, a filtragem passa banda selecionável pode ser projetada usando circuitos eletrônicos que podem ser equipados com comutadores / multiplexadores e circuitos de filtro analógico.
[00204] Como um exemplo, uma ferramenta pode incluir um ou mais chips integrados DSP (ICs) que podem ser operativamente acoplados a um ou mais outros componentes para fins de processamento de sinais para controle e / ou geração de atributos (por exemplo, e / ou controle). O DSP pode fornecer flexibilidade de seleção de parâmetro programável sem aumentar o número de componentes eletrônicos, o que pode ajudar a melhorar a confiabilidade do hardware em ambientes de perfuração severos sob alto choque e vibração sob alta temperatura. Tal abordagem também pode agir para conservar energia, que pode ser por meio de uma fonte de energia local. Como um exemplo, um único DSP IC de baixa potência pode ser incluído em uma ferramenta ou, por exemplo, uma pluralidade pode ser incluída. Por exemplo, considere DSP ICs que podem ser operados em paralelo e / ou em série. Em tal abordagem, um ou mais DSP ICs podem ser utilizados na análise de sinais para fins de controle dinâmico de si próprios e / ou um ou mais outros DSP ICs. A título de exemplo, com relação ao passa banda, um pode operar como passa-baixa e outro pode funcionar como passa-alta. Por exemplo, um ou mais podem operar como filtros passa banda para fins de alta frequência central e para fins de baixa frequência central. Várias combinações podem ser incluídas em uma ferramenta, onde funções e saídas podem ser determinadas dinamicamente, atribuídas, etc.
[00205] DSPs (por exemplo, DSP ICs) podem reduzir erros, pois podem estar associados a flutuações de componentes passivos ao longo do tempo e temperatura, desvio de op amp (filtros ativos), etc. Os DSPs podem ter especificações de desempenho que seriam, na melhor das hipóteses, difíceis de atingir com uma implementação analógica. Conforme mencionado, as características de um DSP podem ser alteradas por meio do controle. Como um exemplo, um método pode incluir determinar e / ou caracterizar as respostas de filtro desejadas, de modo que os parâmetros de filtro possam ser calculados. Características como amplitude e resposta de fase podem ser derivadas de maneira semelhante. Quanto aos filtros analógicos, os parâmetros podem incluir valores de resistor, capacitor e indutor; ao passo que, por exemplo, os valores dos coeficientes podem ser calculados para um filtro digital. Como exemplo, os valores podem estar em uma memória de um DSP ou circuitos acessíveis a um DSP como coeficientes de filtro que podem ser usados com valores de dados amostrados de um ADC para realizar cálculos de filtro.
[00206] Como exemplo, um filtro digital em tempo real (por exemplo, utilizando uma função de tempo distinta) pode operar em dados digitalizados (por exemplo, de um ADC que converte uma forma de onda contínua, etc.). Como exemplo, um novo ponto de dados pode ser adquirido a cada período de amostragem. Devido a esta natureza distinta, as amostras de dados podem ser referenciadas como números, como amostra 1, amostra 2, amostra 3, etc. Como exemplo, uma forma de onda pode ser digitalizada com um ADC para produzir amostras x (n). Esses valores de dados podem ser alimentados a um filtro digital onde as amostras de dados de saída, y (n) podem ser usadas para “reconstruir” uma forma de onda analógica se desejado (por exemplo, usando um DAC de baixa falha, etc.).
[00207] Para operação em tempo real, um DSP pode executar várias etapas em uma rotina de filtro dentro de um período de tempo de amostragem, 1 / f s. Um DSP de ponto fixo de propósito geral rápido, como o ADSP-2189M em 75MIPS, pode executar uma instrução de multiplicação-acumulação de tap de filtro completa em 13,3 ns. O ADSP-
2189M requer instruções N + 5 para um filtro N-tap. Para um filtro de 100 tap, o tempo total de execução é de aproximadamente 1,4 µs. Isso corresponde a uma frequência de amostragem máxima possível de 714 kHz, limitando assim a largura de banda do sinal superior a algumas centenas de kHz. Outros tipos de DSPs podem incluir componentes que permitem larguras de banda de sinal superior mais altas.
[00208] Como exemplo, um DSP pode incluir um ou mais recursos da Tecnologia Linear, LTC6602, que inclui especificações: Filtro / driver duplo combinado Correspondência de fase dentro de 2 graus Ganho correspondente a 0,2 dB Configurável como Passa-baixa ou passa banda: - Passa-baixa programável de 5ª ordem: 42 kHz a 900 kHz - Passa-alta programável de 4ª ordem: 4,2 kHz a 90 kHz Ganho programável: 1×, 4×, 16×, 32× Programação de pinos ou interface SPI Baixo nível de ruído: –145 dBm / Hz (entrada referida) Baixa distorção: –75 dBc a 200 kHz Entradas e saídas diferenciais de trilho a trilho A faixa de entrada se estende de 0 V a 5 V Operação de baixa voltagem: 2,7 V a 3,6 V Modo de desligamento Pacote QFN 4mm × 4mm
[00209] Como outro exemplo, um DSP pode incluir um ou mais recursos da Tecnologia Linear LTC1560-1: Filtro elíptico de 5ª ordem, 1 MHz no pacote SO-8 Frequência de corte de 1 MHz / 500 kHz selecionável por pino Razão Sinal-Ruído (SNR): 75 dB Razão sinal-ruído com –63 dB THD: 69 dB Ondulação de passa banda (fCUTOFF = 1 MHz): ± 0,3 dB Atenuação de banda de parada melhor que 60 dB
[00210] Como outro exemplo, um DSP pode incluir um ou mais recursos da Tecnologia Linear LTC1562-2: Tempo contínuo - sem relógio Quatro seções de filtro de 2ª ordem, frequência central de 20 kHz a 300 kHz Resposta Butterworth, Chebyshev, Elliptic or Equiripple Delay Respostas passa-baixa, passa banda, passa-alta 99 dB S / N, alimentação ± 5 V (Q = 1) 93 dB S / N, alimentação simples de 5 V (Q = 1) Voltagens de entrada e saída de trilho para trilho CC precisa para 3 mV ± 0,5% Precisão de frequência central Modo de desligamento “Zero-Power” Alimentação simples ou dupla, 5 V a 10 V total Ganho fO, Q, programável por resistor
[00211] Como outro exemplo, um DSP pode incluir um ou mais recursos da Tecnologia Linear LT1568: Frequência central de até 10 MHz em uma alimentação simples de 3 V Um valor de resistor simples define a frequência de corte de passa-baixa (200 kHz <fC <5 MHz), valores desiguais do resistor estendem a frequência de corte para até 10 MHz Valores de resistores diferentes flexíveis para funções de transferência de passa- baixa com ou sem ganho SNR = 92 dB (fC = 2 MHz, 2VP-P) THD = –84 dB (fC = 2 MHz, 1VP-P) Capacitores internos ajustados para ± 0,75% Filtro passa-baixa simples de 4 polos ou par combinado de filtros passa-baixa de 2 polos Conectável como um filtro passa banda Saída Simples ou Diferencial Operável de alimentação simples de 3 V (mínimo de 2,7 V) a ± 5 V Voltagens de entrada e saída de trilho para trilho
[00212] Conforme mencionado, um ou mais DSPs podem ser utilizados, os quais podem fornecer processamento sequencial para atingir uma faixa de passa banda desejada e / ou que podem ser utilizados como filtros de passa banda, conforme apropriado.
[00213] Vários exemplos de equipamentos e técnicas são descritos neste documento relativos a medições de pulso-eco ultrassônico que podem ser feitas em uma ou mais bandas de multifrequência, que podem ser determinadas, selecionadas, etc., opcionalmente dinamicamente em um ambiente de fundo de poço, opcionalmente durante a perfuração e / ou durante manobra, etc., de uma coluna de perfuração. Como um exemplo, as medições de multifrequência podem ser aplicáveis tanto para medições em tempo real in-situ quanto para medições de modo de memória ou gravadas.
[00214] Como exemplo, um fluxo de trabalho pode incluir imageamento ultrassônico de pulso-eco de uma operação de perfilagem durante a perfuração (LWD) e / ou, por exemplo, um ou mais outros tipos de operações (por exemplo, perfilagem, cabo de aço, tubulação enrolada ou por meio de broca ou diferentes métodos de medição, como pitch- catch).
[00215] Como mencionado, a Fig. 7 mostra um exemplo de um sistema de perfilagem LWD e ferramenta de fundo de poço e método de montagem de transdutor ultrassônico.
[00216] As Figs. 8A e 8B mostram uma vista esquemática de um exemplo de implementação de uma seção de montagem de transdutor 800 de uma ferramenta ultrassônica e uma vista em corte transversal da seção de montagem de transdutor 800 ao longo de um plano A-A. A seção de montagem do transdutor 800 pode incluir um transdutor de pulso-eco 802 que pode ser orientado em direção a uma parede de um furo de poço em um respectivo azimute 808 e localização axial 810. O plano indicado pela linha A-A é através da localização axial 810 e divide o transdutor 802 ao meio. O transdutor 802 pode ser conectado aos eletrônicos de aquisição e armazenamento de dados 814 (por exemplo, e / ou outros eletrônicos) em uma seção de eletrônicos 815 dentro de um colar 816 da ferramenta ultrassônica. Um tubo interno 817 (por exemplo, e / ou porção do colar 816) pode definir uma passagem de lama interna 840.
[00217] Por exemplo, os componentes eletrônicos 814 podem fornecer orientação magnética no momento das medições ultrassônicas usando um magnetômetro 818. O transdutor 802 mostrado no exemplo da Fig. 8B é representado como uma estrutura simplificada de um transdutor de pulso-eco que inclui uma alimentação de anteparo de metal através do conector 819, um alojamento de metal 820 em um recesso externo 821 do colar 816, um suporte 822, um elemento piezoelétrico 823 e uma janela protetora frontal 824.
[00218] A Fig. 9 mostra um sistema de medição 900 e vários gráficos 960, 970 e 980 que correspondem à ferramenta, furo de poço e orientações de formação e como os resultados podem ser renderizados (por exemplo, para um display, etc.).
[00219] Como mostrado, o sistema de medição 900 que pode ser incluído ou operativamente acoplado a um transdutor 902 incluindo uma face frontal 904 onde o sistema de medição 900 pode incluir um controlador de ferramenta 910 (por exemplo, um sistema de fundo de poço, como um sistema de controle eletrônico, etc. ), uma excitação de banda larga e unidade de recepção de eco 920, uma unidade de filtro (s) 930 (por exemplo, uma unidade DSP, etc.), memória 940 e unidade de telemetria 950; observando que a(s) unidade(s) de filtro(s) 930 podem incluir um ou mais DSP ICs. Como mostrado, vários componentes são incluídos onde a unidade de excitação e recepção (por exemplo, componente ou componentes dos mesmos) são operativamente acoplados a um ou mais transdutores (por exemplo, transceptores) que podem incluir uma orientação indicada por uma face frontal (ver, por exemplo, a face frontal 904 do transdutor 902). Os componentes no exemplo da Fig. 9 podem ser incluídos em uma ferramenta ou ferramentas, que podem ser acopladas operativamente. Por exemplo, um sub pode incluir eletrônicos para processamento e / ou controle, enquanto outro sub pode incluir um ou mais transdutores.
[00220] Por exemplo, o sistema 900 pode ser uma ferramenta de fundo de poço que inclui a unidade 920 como um emissor de energia ultrassônica e um receptor de eco que recebe dados de eco em resposta às emissões de energia ultrassônica; inclui a(s) unidade(s) de filtro(s) 930 como uma pluralidade de filtros configurados para realizar a filtragem de banda dos dados de eco em uma ou mais frequências centrais diferentes para gerar dados filtrados; inclui a unidade de telemetria 950 como circuitos de telemetria; e inclui o controlador de ferramenta 910 como um sistema de fundo de poço que controla o emissor de energia ultrassônica e unidade receptora de eco 920, controla uma pluralidade de filtros da unidade de filtro(s) 930, controla a extração de atributos de dados de eco filtrados de passa banda (por exemplo, usando dados filtrados, por exemplo, usando um ou mais tipos de circuitos, que podem ser circuitos DSP, etc.), controla o armazenamento dos atributos na memória 940 e controla a transmissão de pelo menos uma parte dos atributos através da unidade de telemetria 950. Em tal exemplo, atributos (por exemplo, valores de atributos,
etc.) podem ser gerados no fundo do poço e transmitidos usando telemetria para equipamentos de superfície e / ou para uma ou mais outras ferramentas de fundo de poço. Por exemplo, considere a transmissão de valores de atributo de uma ferramenta de medição ultrassônica de fundo de poço para outra ferramenta de medição e / ou uma ferramenta de perfuração (por exemplo, uma ferramenta de perfuração direcional, um motor de lama, etc.). Em tal exemplo, um ou mais valores de atributo podem ser utilizados para transmitir informações para outra ferramenta para controle da ferramenta (por exemplo, perfuração direcional, velocidade da broca, etc.).
[00221] Um controlador de ferramenta pode, por exemplo, ser configurado para controlar eletrônicos de fundo de poço e unidades de aquisição e processamento de dados ultrassônicos. Uma excitação de banda larga e unidade de recepção de eco pode ser um sistema eletrônico, com ou sem software embutido, para excitar e receber sinais de ultrassom para mais transdutores de pulso-eco.
[00222] Como um exemplo, um sinal recebido pode ser amplificado ou / e filtrado antes da aplicação da conversão analógica para digital (ADC).
[00223] Como exemplo, os sinais digitalizados podem ser transmitidos para um ou mais DSPs, que podem incluir FPGA ou / e circuitos DSP. Os sinais de eco brutos digitalizados podem ser pré-processados para reduzir o ruído, como elétrico, toque interno do transdutor e mecânico, antes de aplicar filtragem adicional e extração de atributos de eco em várias bandas de frequência diferentes.
[00224] Uma extração de atributo de banda de frequência múltipla diferente pode ser feita aplicando filtros passa banda (por exemplo, passa banda baixa / alta total ou individual) que podem incluir parâmetros de frequência central f, frequência de passa banda Y na qual a magnitude do sinal filtrado é X decibéis menor que na frequência central.
[00225] O gráfico 960 mostra uma vista aproximada de uma ferramenta em um poço de uma formação onde a formação inclui camadas que não são normais a um eixo geométrico do poço. O gráfico 970 mostra uma representação da superfície do cilindro das camadas, por exemplo, como pode ser visto em uma amostra de testemunho (por exemplo, um corte de cilindro de uma formação). O gráfico 970 também mostra uma linha tracejada, que pode corresponder a uma direção como, por exemplo, o norte. O gráfico 980 mostra como uma representação da superfície do cilindro de uma camada de uma formação (por exemplo, uma interface, etc.) pode ser desenrolada para fornecer uma visão 2D plana da camada.
[00226] Como mostrado, se uma superfície cilíndrica de dados for cortada ao longo de uma linha longitudinal que vai do norte ao fundo do poço ao norte ao topo do poço, os dados da superfície cilíndrica podem ser apresentados em um formato 2D "desenrolando o cilindro". A imagem assim criada pode ser uma representação da interseção do plano com o cilindro exibido em relação à direção azimutal ou ângulo (por exemplo, 0 a 360 ou N a E a S a W a N). No formato 2D “cilindro desenrolado”, o plano que cruza o cilindro aparece como uma curva senoidal. No exemplo da Fig. 9, o pico da curva senoidal está na direção sul (S). Dado o diâmetro do cilindro (por exemplo, ou furo), a curva senoidal pode ser caracterizada como tendo uma distância (por exemplo, circunferência) de norte a leste a sul a oeste a norte.
[00227] No exemplo da Fig. 9, os dados adquiridos indicativos do material no e / ou adjacentes ao poço podem aparecer da mesma forma de uma maneira senoidal. Onde vários planos (por exemplo, planos de estratificação) cruzam um poço, toda a imagem pode ser composta de várias sinusoides, que, por exemplo, podem ou não ser paralelas (por exemplo, considere planos não paralelos).
[00228] Como exemplo, um perfil de uma ferramenta ultrassônica de furo de poço pode ser apresentado usando como norte, sul, leste, oeste, topo de poço, fundo de poço etc., em relação à profundidade, tal como no formato 2D do gráfico 980 da Fig. 9. Tal perfil pode utilizar, por exemplo, amplitude ou outra métrica. Tal perfil pode ser comparado a um ou mais outros tipos de perfis para análise (por exemplo, resistividade, outras técnicas de imageamento, etc.). A título de exemplo, uma imagem e / ou gráfico pode ser um diágrafo, onde a diagrafia se refere ao registro (por exemplo, “dia” como contínuo e “gráfico” como desenho).
[00229] A Fig. 10 mostra um esquema de atributos de eco 1000 em relação a um transdutor 902 em um ambiente de fundo de poço com fluido 1001 (por exemplo, fluido de poço, lama de perfuração, etc.), onde uma parede de poço 1002 define uma interface em relação a uma formação 1003. No exemplo da Fig. 10, um gráfico 1020 é mostrado quanto à amplitude e tempo de deslocamento. Na Fig. 10, a energia ultrassônica é emitida pelo transdutor 902 como energia de excitação em direção à parede do poço 1002, onde uma largura ou diâmetro de feixe (Db) pode ser definido. Em resposta, a energia do eco pode ser retornada ao transdutor 902. No gráfico 1020, a amplitude da energia de excitação e a energia do envelope de eco são ilustradas onde, com relação ao transdutor 902, um tempo de deslocamento pode ser definido (ver, por exemplo, TT).
[00230] Como um exemplo, medições de pulso-eco ultrassônico podem ser realizadas enquanto uma ferramenta é transportada em um poço, onde tais medições podem ser analisadas para fornecer vários tipos de informações. Como exemplo, um transdutor pode ser operado em um modo transceptor. Em tal exemplo, o transdutor pode excitar um pulso ultrassônico, que se propaga no fluido do poço (ou lama de perfuração) e é refletido de volta para o transdutor como um eco da interface do fluido e furo de poço, onde o transdutor recebe o eco (por exemplo, envelope de eco). Em tal abordagem, o eco pode ser característico do material ou materiais através dos quais a energia passa e / ou é refletida.
[00231] Conforme mencionado, a Fig. 10 mostra um parâmetro denominado diâmetro do feixe (Db). Como exemplo, tal parâmetro pode ser controlável, por exemplo, controlando uma ferramenta, um transmissor de uma ferramenta, circuitos operativamente acoplados ao transmissor da ferramenta, etc. Como exemplo, um diâmetro de feixe pode ser opcionalmente definido ou selecionado com base, pelo menos em parte, na distância (por exemplo, afastamento) ao material (ver, por exemplo, Fig. 13). Como exemplo, uma ferramenta pode fornecer uma faixa de diâmetros de feixe específicos de frequência. Conforme explicado em relação à Fig. 14, diferentes frequências podem fornecer diferentes resoluções, tipos de atributos, etc.
[00232] No gráfico 1020, a Fig. 10 mostra uma representação gráfica de um envelope de excitação e um envelope de eco, cada um com uma forma correspondente quanto à amplitude versus tempo, onde um tempo de deslocamento (TT) pode ser determinado (por exemplo, usando um critério ou critérios como à amplitude, etc.).
[00233] Por exemplo, um sistema de aquisição de ferramenta pode registrar dados, após o processamento de sinais usando circuitos analógicos e / ou digitais, por exemplo, considere a filtragem e amplificação e a aplicação de uma transformação de Hilbert, antes de extrair a amplitude do envelope de eco e o tempo de deslocamento (TT).
[00234] Vários exemplos de aquisição de sinal de eco e técnicas de processamento são descritos em SPE-28440-PS “Improved Borehole Imaging by Ultrasonics”, Hayman et al. (1998), que é aqui incorporado por referência. Hayman fornece uma descrição da acústica de medições de pulso-eco, hardware e aquisição e processamento de sinal de eco, juntamente com métodos de equalização de histograma e intensificação de imagem. Vários aspectos de sinais de pulso-eco incluem indícios de várias condições físicas (por exemplo, atributos, etc.) são descritos em US 2014/0204700 A1, intitulado “Automatic processing of ultrasonic data”, Valero et al., que é incorporado por referência aqui.
[00235] Como um exemplo, um ou mais atributos adicionais de um eco, como frequência e ângulo de fase, podem ser extraídos como resultado do processamento de dados, que pode incluir transformação de onduleta e ajuste de sinal de modelo.
[00236] Como um exemplo, formas de onda brutas de sinais de eco podem ser registradas e armazenadas na memória de fundo de poço, com e sem compressão de dados para pós-processamento na superfície. Usando um transdutor focado geometricamente, um transdutor pode interrogar uma propriedade de furo de poço em uma área representada por um diâmetro de feixe. Por exemplo, um diâmetro de feixe em uma frequência de imageamento pode estar em uma faixa de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 8 mm, por exemplo, dependendo do afastamento e de uma determinada frequência central. Por exemplo, o diâmetro do feixe pode depender da frequência ou faixa de frequências utilizadas.
[00237] A Fig. 11 mostra um diagrama de um exemplo de excitação de transdutor de pulso-eco ultrassônico e eletrônica de recepção de sinal 1100. Como mostrado, os componentes eletrônicos 1100 podem incluir uma fonte de energia de baixa voltagem 1112, um conversor de reforço 1114 e circuitos de disparo de etapa 1116 que podem gerar saída de alta voltagem que pode ser direcionada para fora por um transdutor 1118. Como explicado, um sinal de eco pode ser gerado em resposta a tal emissão de energia (por exemplo, energia ultrassônica), onde o sinal de eco pode ser recebido pelo transdutor 1118 e processado usando um filtro de passa-alta 1132, um pré-amplificador 1134, e um filtro de passa-baixa 1136. No exemplo da Fig. 11, a saída do filtro passa-baixa 1136 pode ser analógica, de modo que um conversor analógico para digital (ADC) 1138 pode ser utilizado para gerar saída digital. Tal saída digital pode então ser processada usando um ou mais tipos de circuitos 1140, como, por exemplo, circuitos FGPA e / ou circuitos DSP.
[00238] Como exemplo, um pulso de pressão acústica pode ser irradiado (por exemplo, emitido) e recebido como um eco na face frontal de um transdutor ultrassônico, pois pode ser feito de material piezoelétrico. Em tal exemplo, o pulso recebido pode ser amplificado e filtrado usando vários circuitos. Um sinal recebido pode ser transmitido para, por exemplo, uma unidade de processamento de sinal digital (DSP). Como um exemplo, uma fonte de energia de baixa voltagem pode ser utilizada para acumular energia em um conversor de reforço para excitar um transdutor usando um circuito de disparo de etapa para gerar saída de alta voltagem, por exemplo, considere uma voltagem maior que aproximadamente 100 V e menor que aproximadamente 1000 V. Como exemplo, um impulso de pressão excitado, conforme emitido no fluido de poço, pode insonificar uma superfície de furo de poço de formação e ser refletido de volta ao transdutor. Um eco recebido pode ser convertido em um sinal eletrônico (ou sinais) pelo transdutor e filtrado antes ou depois de amplificar o(s) sinal(is) de eco recebido(s). Conforme mencionado, um sinal de eco pode ser recebido e convertido em uma representação digital (por exemplo, amplitude digital em relação ao tempo, etc.).
[00239] A Fig. 12 mostra um exemplo de circuito 1200 para banda larga e excitação de alta voltagem, por exemplo, como adequado para executar várias ações quanto aos componentes eletrônicos 1100 da Fig. 11. No exemplo da Fig. 12, o circuito 1200 pode incluir circuitos de energia 1202, circuitos LC 1203 (ver, por exemplo, capacitor 1204 e indutor 1206), circuitos de comutação 1208 e um diodo 1210, onde a saída do diodo 1210 pode ser eletronicamente acoplada a um transdutor 1220. No exemplo da Fig. 12, o circuito de energia 1202 pode incluir uma ou mais baterias e / ou uma ou mais outras fontes de energia. Como mencionado, uma ou mais baterias podem ser utilizadas para fornecer energia, como energia CC em uma primeira voltagem, onde a primeira voltagem pode ser aumentada para uma segunda voltagem mais alta.
[00240] Como um exemplo, um circuito de disparo de banda larga pode ser realizado como um aumento (ou descida) ou um meio-ciclo retangular ou uma fonte de alta voltagem retangular de um ciclo na ordem da largura de banda disponível, por exemplo, após o valor de pico de normalização. Como um exemplo de implementação, o circuito 1200 pode ser um circuito de alta voltagem elevador. Por exemplo, o circuito LC 1203 e o circuito switch 1208 (por exemplo, um MOS-FET ou um transistor) podem ser utilizados para tal abordagem. Como um exemplo, um comutador do circuito de comutador 1208 pode estar em um estado fechado inicialmente, onde uma corrente elétrica pode ser acionada pelo circuito de energia 1202 para fluir para o indutor 1206 do circuito LC 1203, onde a energia pode ser armazenada durante um período de tempo. Quando o comutador do circuito de comutação 1208 passa de um estado fechado (por exemplo, curto) para um estado aberto (como mostrado na Fig. 12), uma corrente elétrica pode fluir para o transdutor 1220. Devido à natureza do indutor 1206 dos circuitos LC 1203, alta voltagem pode ser gerada na extremidade do indutor 1206 no lado do transdutor no momento da abertura do comutador do circuito de comutação 1208. Como mostrado, o diodo 1210 pode estar presente no circuito 1200, por exemplo, eletricamente entre o indutor 1206 e o transdutor 1220. Como mostrado, o circuito 1200 pode incluir um ou mais capacitores 1204 (por exemplo, considere o circuito LC).
[00241] Como exemplo, um circuito ou circuitos podem incluir uma fonte de energia, um ou mais indutores, um ou mais comutadores e um ou mais transdutores. Como um exemplo, circuito ou circuitos podem incluir um ou mais diodos. Como exemplo, um circuito ou circuitos podem incluir um ou mais capacitores. Como exemplo, um circuito ou circuitos podem ser sintonizados. Como exemplo, um circuito ou circuitos podem ser utilizados para armazenar energia, que pode incluir energia armazenada em uma ou mais frequências oscilantes. Como exemplo, um circuito ou circuitos podem fornecer ampliação de voltagem. Como um exemplo, uma ou mais séries, um ou mais paralelos, etc., os tipos de circuitos LC podem ser utilizados e eletricamente acoplados a um transdutor, por exemplo, utilizando um ou mais comutadores.
[00242] Como exemplo, um circuito pode ser um tipo de circuito de reforço. Por exemplo, considere um circuito de reforço de voltagem que, com uma voltagem aplicada e um comutador fechado, a corrente flui através de um indutor ao longo de um caminho para o aterramento, onde o indutor armazena energia em seu campo magnético. Em tal exemplo, quando o comutador está aberto, a corrente pode fluir ao longo de um caminho conforme o campo magnético em colapso gera uma voltagem positiva e transfere a energia do indutor através de um diodo polarizado direto para um transdutor.
[00243] Quanto aos circuitos de reforço, considere um ou mais circuitos de um regulador de reforço PFM / PWM de 3,6 A de alta voltagem, como o MCP1665 (Datasheet DS20005872A, Microchip Technology Inc., 2017), que inclui um circuito de 5 V entrada 42 V saída a 200 mA; observando que vários componentes podem ser fornecidos para diferentes voltagens de entrada e / ou saída de voltagens superiores a 42 V.
[00244] Como um exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir e / ou ser operativamente acoplada a uma fonte de alimentação, que pode ser uma fonte de alimentação CC e / ou CA. Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um conversor CA / CC. Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir circuitos de ponte, como, por exemplo, ponte completa, meia ponte, etc., que podem ser utilizados para acionar uma emissão de frequência de banda larga.
[00245] Como exemplo, um indutor pode ser selecionado como parte de um circuito de reforço, onde o indutor armazena energia durante um tempo ligado de um comutador de energia e transfere energia para uma saída através de um diodo retificador de saída durante o tempo desligado do comutador de energia.
[00246] Como mencionado, uma ferramenta pode operar com um diâmetro de feixe ultrassônico em uma ou mais frequências centrais diferentes. Conforme mencionado, uma ferramenta pode incluir um transdutor que pode receber energia em uma voltagem que pode ser suficiente para o transdutor gerar e emitir energia ultrassônica em um ambiente de fundo de poço. Como mencionado, uma ferramenta pode incluir circuitos DSP para processar um eco recebido em resposta à emissão de energia ultrassônica, onde o eco pode incluir informações sobre um ambiente de fundo de poço. Em tal exemplo, o circuito DSP pode fornecer dados de eco de processamento com relação a uma ou mais frequências onde, por exemplo, uma ou mais comparações podem ser feitas com base, pelo menos em parte, na frequência.
[00247] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir uma variedade de circuitos digitais. Por exemplo, considere os circuitos DSP, circuitos de comutação, circuitos de reforço, etc. Em tal exemplo, o circuito digital pode ser alimentado usando uma ou mais fontes de energia, como, por exemplo, uma ou mais baterias, uma ou mais linhas de energia, etc.
[00248] A Fig. 13 mostra um esquema 1300 de exemplos de transdutores ultrassônicos 1310 e 1330 com perfis de feixe de eco correspondentes. Como mostrado, o transdutor 1310 está em uma baixa frequência central, enquanto o transdutor 1330 está em uma alta frequência central. Na Fig. 13, uma linha preta tracejada representa um afastamento ou distância mínima da superfície da ferramenta e do alvo (por exemplo, a superfície do poço).
[00249] Como um exemplo, os diâmetros do feixe podem ser definidos como linhas de queda de magnitude de -6 decibéis (dB) para um sinal de deslocamento bidirecional. Conforme mostrado na Fig. 13, o diâmetro do feixe pode mudar de uma maneira que depende da frequência central (por exemplo, frequência central). Como exemplo, o diâmetro do feixe pode ser definido para uma determinada frequência e afastamento. A Fig. 13 ilustra como múltiplas frequências centrais podem ser utilizadas em uma ferramenta para fins de aquisição e / ou processamento de dados para gerar saída de acordo com as condições físicas em um ambiente de fundo de poço.
[00250] A Fig. 14 mostra os diagramas 1410 e 1430 para imageamento em duas frequências diferentes, uma sendo uma baixa frequência central, f1, e outra sendo uma alta frequência central, f2. As frequências centrais (ou frequências centrais) podem ser definidas por métricas apropriadas, como frequências externas, que podem ser definidas em relação a um ou mais critérios (por exemplo, conteúdo de frequência, amplitude, corte, etc.). Conforme mencionado, um diágrafo pode ser uma imagem formatada em 2D ou gráfico de tipos de dados de superfície de cilindro. Nos diagramas de exemplo 1410 e 1430, U representa topo de poço, D representa fundo de poço, R representa direito e L representa esquerdo. Como mostrado, os diagramas 1410 e 1430 são para uma superfície de cilindro que é cortada ao longo da direção de topo de poço (ver, por exemplo, direção norte no gráfico de exemplo 980 da Fig. 9).
[00251] Em engenharia elétrica e telecomunicações, a frequência central de um filtro ou canal é uma medida de uma frequência central entre as frequências de corte superior e inferior. Pode ser definido como a média aritmética ou a média geométrica da frequência de corte inferior e a frequência de corte superior de um sistema passa banda ou sistema de parada de banda.
[00252] Como exemplo, uma média geométrica pode ser usada em sistemas com base em certas transformações de projetos de filtro passa-baixa, onde a resposta de frequência é construída para ser simétrica em uma escala de frequência logarítmica. Uma frequência central geométrica corresponde a um mapeamento da resposta DC do filtro de passa-baixa protótipo, que é uma frequência ressonante às vezes igual à frequência de pico de tais sistemas, por exemplo, como em um filtro Butterworth.
[00253] Como exemplo, uma definição aritmética pode ser usada em situações mais gerais, como na descrição de sistemas de telecomunicações de passa banda, onde os filtros não são necessariamente simétricos, mas são tratados em uma escala de frequência linear para aplicações como multiplexação por divisão de frequência.
[00254] Como mencionado, a Fig. 14 ilustra diagramas de exemplo 1410 e 1430, que podem ser imagens geradas a partir de atributos extraídos nas duas frequências centrais, f1 e f2 (na ordem do valor da frequência central onde f2 é maior que f1). Como mostrado, a imagem do diágrafo 1430 em f2 (f2> f1) é capaz de visualizar a textura fina da superfície do poço e fraturas finas com maior contraste do que aquelas na imagem do diágrafo 1410 em f1. O diágrafo 1430 demonstra recursos que podem ser visualizados usando um diâmetro de feixe menor e comprimento de onda acústica mais curto no fluido. Quanto à imagem do diágrafo 1430 em f2, a amplitude em f2 é muito mais sensível a essas pequenas variações geométricas, de modo que é útil visualizar e quantificar essas propriedades de formação / furo de poço. A imagem diágrafo 1410 em f1 pode ser benéfica para visualizar propriedades geológicas e / ou geofísicas representadas por impedância acústica.
[00255] A energia ultrassônica em uma frequência baixa tende a ser menos sensível à textura da superfície e mudanças geométricas, de modo que a amplitude tem uma sensibilidade maior à impedância acústica do que em uma frequência mais alta. Portanto, a imagem resultante tende a ser útil para quantificar esse comportamento de formação para interpretação geológica e geomecânica.
[00256] A Fig. 15 mostra os gráficos de exemplo 1510 e 1530, que correspondem a fluido de poço de baixa atenuação (por exemplo, água) e fluido de poço de atenuação mais alta (por exemplo, lama à base de óleo pesado), respectivamente. Quanto a um calibrador robusto em uma frequência mais baixa em fluido de poço atenuante, os gráficos de exemplo 1510 e 1530 ilustram sinais de eco filtrados em passa banda no domínio do tempo e da frequência, respectivamente à esquerda e à direita. Nos gráficos 1510 e 1530, as curvas tracejadas e pretas sólidas, respectivamente, representam sinais de alta e baixa frequência, enquanto uma curva pontilhada representa o espectro bruto do sinal antes de aplicar os filtros passa banda.
[00257] Em um fluido de baixa atenuação, de acordo com o gráfico 1510, o espectro bruto preserva um amplo conteúdo de frequência. O sinal de alta frequência em uma frequência central f2 tem maior amplitude no domínio do tempo e maior magnitude no domínio da frequência. Por outro lado, no fluido de poço atenuante, de acordo com o gráfico 1530, os componentes de alta frequência são amortecidos a uma taxa de atenuação mais alta que é proporcional à frequência central.
[00258] Como resultado, o sinal de eco de baixa frequência ainda preserva alta amplitude no domínio do tempo e maior magnitude no domínio da frequência, de modo que detecção de eco confiável e extração de atributo estão disponíveis quando a amplitude de baixa frequência é maior do que um limiar de ruído de A1. A detecção de sinal de eco de alta frequência pode ser reduzida a um nível em que a detecção confiável pode ser um desafio, se a amplitude for menor ou igual a um limiar de ruído predefinido A2.
[00259] A Fig. 16 mostra exemplos de gráficos 1610, 1615, 1620 e 1625 quanto ao calibre robusto em duas frequências, f1 e f2, na presença de fragmentos e cascalhos de perfuração (por exemplo, detritos de formação, etc.) e na ausência de fragmentos e cascalhos de perfuração
[00260] Os gráficos 1620 e 1625 ilustram a redução da amplitude do sinal de eco devido à perturbação de corte na recepção de eco. O diâmetro do feixe ultrassônico é relativamente pequeno, de modo que a amplitude do eco tende a ser altamente sensível a cortes com dimensões maiores que um quarto do comprimento de onda. Para medições de calibrador, medições de alta frequência (f2) podem ser perturbadas por cortes relativamente menores. Conforme ilustrado na Fig. 16, para reduzir a influência dos fragmentos e cascalhos no eco da formação, a baixa frequência (f1) pode ser útil, pois é menos sensível aos fragmentos e cascalhos do que à alta frequência (f2).
[00261] A Fig. 17 mostra exemplos de gráficos 1710, 1715, 1720 e 1725 quanto a alguns exemplos de aspectos benéficos do imageamento de baixa frequência para medições de impedância acústica. A Fig. 17 apresenta diferenças na sensibilidade de amplitude de eco em função da frequência ou comprimento de onda no fluido de poço. Como mostrado, a amplitude do eco muda em função da razão de impedância acústica entre o fluido de poço e a formação e o fator geométrico, como rugosidade.
[00262] Conforme mostrado na Fig. 17, os sinais de eco de baixa frequência são mostrados nos gráficos 1710 e 1720 e os sinais de eco de alta frequência são mostrados nos gráficos 1715 e 1725. Como mostrado, a superfície do poço macia e áspera é ilustrada nos gráficos 1710 e 1715 e nos gráficos 1720 e 1725, respectivamente. Quando a rugosidade é maior do que um quarto do comprimento de onda na frequência central de um pulso ultrassônico, a amplitude do eco pode mudar sensivelmente. A alteração da amplitude do eco de baixa frequência pode ser muito menor do que a alteração da amplitude do eco de alta frequência. Por exemplo, na água, um quarto do comprimento de onda a 125 kHz e 375 kHz são, respectivamente, 3 mm e 1 mm. Na lama atenuante, a velocidade de propagação da onda acústica é mais lenta do que na água, de modo que um quarto do comprimento de onda será mais curto, por exemplo, aproximadamente 10 por cento a aproximadamente 20 por cento mais curto.
[00263] Para caracterizar as propriedades de formação para o erro de minimização da impedância acústica causado pela rugosidade da superfície, a baixa frequência pode ser mais vantajosa do que a alta frequência. A alta frequência pode ser útil para caracterizar a formação para textura de superfície fina que representa drusas e fraturas finas.
[00264] As medições de eco de pulso de alta e baixa frequência também são úteis para visualizar as características do revestimento do poço, como corrosão, orifícios e rugosidade da superfície para serviços de integridade do poço, mais especificamente corrosão do revestimento. A amplitude reduzida devido ao poço e furo ou textura da superfície pode ser compensada pela excentricidade da ferramenta, utilizando medições de afastamento de baixa frequência como uma opção.
[00265] A Fig. 18 mostra os métodos de exemplo 1810 e 1830. O método 1810 pode incluir receber a entrada 1814, processar a entrada 1814 usando um modelo de máquina 1818 e gerar a saída 1822. O método 1830 pode incluir receber a entrada 1834, processar a entrada 1834 usando um modelo de máquina 1838 e gerar a saída 1842. Como mostrado, a entrada 1814 e a entrada 1834 podem ser entradas de multifrequência. Por exemplo, a entrada 1814 pode incluir dados como os dados dos gráficos 1510 e 1530 da Fig. 15 e a entrada 1834 pode incluir dados como os dados das imagens de diágrafo 1410 e 1430 da Fig. 14.
[00266] Por exemplo, um modelo de máquina pode ser um modelo de aprendizado de máquina, como um modelo de árvore de decisão, um modelo de rede neural, etc. Por exemplo, um método pode incluir treinar um modelo de aprendizado de máquina para gerar um modelo de aprendizado de máquina treinado. Por exemplo, um intérprete pode rotular dados onde os dados rotulados podem ser utilizados para treinamento e, por exemplo, para teste. O treinamento pode envolver determinar pesos de nó, número de ramos da árvore de decisão, etc. Por exemplo, um modelo de aprendizado de máquina treinado pode ser um modelo leve que é de um tamanho adequado para armazenamento na memória de uma ferramenta de fundo de poço e executável usando circuitos da ferramenta de fundo de poço. Por exemplo, considere um modelo de rede neural treinado que pode receber sinais no domínio do tempo e / ou no domínio da frequência e emitir, probabilisticamente, uma ou mais características do material e / ou geometria do poço.
[00267] Como mostrado na Fig. 15, a atenuação de fluido de poço pode ser distinguida usando uma abordagem de multifrequência. Conforme mostrado na Fig. 14, os dados podem ser uma imagem ou imagens. Em tal abordagem, um modelo de rede neural treinado baseado em imagem pode ser utilizado para produzir, probabilisticamente, recursos como camadas, fraturas, texturas, etc. Em tal exemplo, o modelo de rede neural treinado pode ser um modelo de entrada de imagem "estéreo", em que "estéreo" se refere a uma imagem em uma frequência central e uma imagem em outra frequência central. Alternativamente, ou adicionalmente, uma imagem pode ser uma imagem de multifrequência que pode ser processada para emitir, probabilisticamente, características de material e / ou geometria de poço.
[00268] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um ou mais circuitos para realizar extração de recursos de fundo de poço, que podem ser circuitos baseados em processador. Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir memória e um processador que pode acessar a memória onde a memória inclui instruções executáveis pelo processador para realizar extração de recurso de fundo de poço usando dados de multifrequência (por exemplo, dados de emissões com duas ou mais frequências centrais). Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir uma biblioteca de sinais que pode ser acessada para fazer comparações para extrair recursos. Tal biblioteca de sinais pode ser operativamente acoplada a um modelo de árvore de decisão. Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um banco de dados de imagem de característica de poço, que pode utilizar uma ou mais técnicas de compressão. Como exemplo, os dados podem ser compactados ou reduzidos e os dados de um conjunto de recursos podem ser compactados ou reduzidos, o que pode ajudar a aumentar a velocidade, economizar memória, etc.
[00269] Por exemplo, a saída de um modelo de aprendizado de máquina treinado pode ser um perfil, que pode ser, por exemplo, um perfil em tempo real que é gerado como uma ferramenta de fundo de poço usada em um poço para fazer medições. Por exemplo, um perfil pode ser um perfil de atributo de recurso, onde os atributos de recurso podem se relacionar ao material e / ou à geometria do poço.
[00270] Como exemplo, um modelo de máquina pode ser construído usando uma estrutura computacional com uma biblioteca, uma caixa de ferramentas, etc., como, por exemplo, as da estrutura MATLAB (MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts). A estrutura MATLAB inclui uma caixa de ferramentas que fornece algoritmos de aprendizado de máquina supervisionados e não supervisionados, incluindo máquinas de vetor de suporte (SVMs), árvores de decisão impulsionadas e ensacadas, vizinho mais próximo k, meios k,
medoides, agrupamento hierárquico, modelos de mistura Gaussiana e modelos de Markov ocultos. Outra caixa de ferramentas da estrutura MATLAB é a Deep Learning Toolbox (DLT), que fornece uma estrutura para projetar e implementar redes neurais profundas com algoritmos, modelos pré-treinados e aplicativos. O DLT fornece redes neurais convolucionais (ConvNets, CNNs) e redes de memória longa de curto prazo (LSTM) para realizar a classificação e regressão em imagens, séries temporais e dados de texto. O DLT inclui recursos para construir arquiteturas de rede, como redes adversárias geradoras (GANs) e redes siamesas usando loops de treinamento personalizados, pesos compartilhados e diferenciação automática. O DLT fornece para troca de modelos várias outras estruturas.
[00271] Como exemplo, a estrutura TENSORFLOW (Google LLC, Mountain View, CA) pode ser implementada, que é uma biblioteca de software de código aberto para programação de fluxo de dados que inclui uma biblioteca matemática simbólica, que pode ser implementada para aplicativos de aprendizado de máquina que podem incluir redes neurais. Como exemplo, a estrutura CAFFE pode ser implementada, que é uma estrutura de aprendizado profundo (DL) desenvolvida pela Berkeley AI Research (BAIR) (Universidade da Califórnia, Berkeley, Califórnia). Como outro exemplo, considere a plataforma SCIKIT (por exemplo, scikit-learn), que utiliza a linguagem de programação PYTHON. Como exemplo, uma estrutura como a estrutura APOLLO AI pode ser utilizada (APOLLO.AI GmbH, Alemanha). Como exemplo, uma estrutura como a estrutura PYTORCH pode ser utilizada (Facebook AI Research Lab (FAIR), Facebook, Inc., Menlo Park, Califórnia).
[00272] Como exemplo, o treinamento pode ser realizado usando estações de trabalho, agrupamentos e / ou nuvens baseadas em GPU (por exemplo, considere NVIDIA GPU Cloud e instâncias de GPU Amazon EC2, etc.).
[00273] A Fig. 19 mostra um exemplo de um método 1900 que inclui um bloco de aquisição 1914 para, usando uma ferramenta de fundo de poço, adquirir dados de eco ultrassônico de um furo, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga; um bloco de filtro 1920 para filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e um bloco de processo 1930 para processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço.
[00274] Como exemplo, o método 1900 pode incluir adquirir dados de eco ultrassônico de um poço por meio de uma ferramenta (por exemplo, por meio do bloco de aquisição 1914), onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos do material e geometria do poço em resposta à reflexão da energia ultrassônica (por exemplo, energia de onda) que tem uma área de poço eficaz para sondagem ultrassônica em função de uma faixa de frequência; filtrar os dados de eco ultrassônico (por exemplo, através do bloco de filtro 1920) usando pelo menos um filtro selecionado que inclui uma frequência dentro da faixa de frequência para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados (por exemplo, através do bloco de processo 1930) para gerar pelo menos um valor de atributo representativo de pelo menos uma característica física de pelo menos um dentre o material e a geometria do poço.
[00275] Como mostrado, o método 1900 pode incluir um bloco de emissão 1940 para, com base em dados filtrados (por exemplo, e / ou processamento dos mesmos), emitir um sinal de controle para o equipamento no ambiente geológico (ver, por exemplo, equipamento do sistema de local de poço 400, etc.). No exemplo da Fig. 19, um bloco de fornecimento 1918 pode ser incluído para fornecer um ou mais filtros, que podem ser aplicados pelo bloco de filtro 1920.
[00276] No exemplo da Fig. 19, o sistema de local de poço 400 é ilustrado como um exemplo de alguns tipos de equipamento que podem ser utilizados para realizar uma ou mais operações em um ambiente geológico. Como exemplo, o método 1900 da Fig. 19 pode ser implementado usando o sistema 470 da Fig. 4 e / ou o sistema 560 da Fig. 5.
[00277] O método 1900 é mostrado como incluindo vários blocos de meio de armazenamento legível por computador (CRM) 1915, 1919, 1921, 1931 e 1941 que podem incluir instruções executáveis por processador que podem instruir um sistema de computação, que pode ser um sistema de controle, para executar um ou mais das ações descritas com respeito ao método 1900.
[00278] A Fig. 20 mostra um exemplo de uma GUI 2000 que é renderizada para um dispositivo de exibição 2001, representado por uma caixa tracejada. Por exemplo, considere uma tela plana, que pode ser, por exemplo, uma tela sensível ao toque. Como um exemplo, um ou mais dos gráficos ilustrados neste documento podem ser renderizados para um monitor por um sistema computacional, que pode ser um sistema de operações de campo dinâmico. Tais gráficos podem ser renderizados como parte de uma interface gráfica de usuário (GUI) e podem ser interativos, onde um usuário pode instruir um sistema computacional a renderizar uma parte de dados, uma resposta de filtro, um sinal de controle, etc.
[00279] No exemplo da Fig. 20, a GUI 2000 pode ser um painel operacional onde o estado de uma ou mais peças de equipamento, operações, etc. pode ser reproduzido visualmente, por exemplo, por meio de gráficos e / ou números. Como exemplo, várias cores podem ser utilizadas para transmitir informações de estado. A título de exemplo, o áudio pode ser associado à GUI 2000 e alterações na mesma, etc. Por exemplo, onde um parâmetro atinge um limite, uma mudança de cor pode ocorrer em um gráfico do dispositivo de exibição 2001 e um alarme de áudio pode ser processado por meio de um ou mais alto-falantes.
[00280] No exemplo da Fig. 20, a GUI 2000 pode incluir vários controles gráficos que podem ser associados a várias operações para realizar um ou mais métodos que incluem filtrar dados, por exemplo, para gerar dados filtrados e, por exemplo, atributos, etc. Como mostrado, um usuário pode selecionar uma ferramenta no gráfico da composição de fundo e especificar e / ou selecionar um ou mais parâmetros, etc., para operação da ferramenta e / ou processamento de dados adquiridos pela ferramenta. Como um exemplo, um controle gráfico pode fornecer para renderizar uma visualização de pelo menos um dos atributos de sinal de eco que é representativo de uma ou mais características de um poço e / ou material. Por exemplo, considere uma janela gráfica que renderiza uma forma de um furo de poço que é gerado a partir do tempo de deslocamento do sinal de eco como resultado do processamento de dados adquiridos pela ferramenta e / ou que renderiza características de furo de poço que representam características físicas do material de formação que são gerados a partir da amplitude do sinal de eco como resultado do processamento de dados adquiridos pela ferramenta. Conforme mostrado, os itens de menu podem incluir filtro(s), atributo(s), frequência(s) e outros.
[00281] Como exemplo, um método pode ser executado em um modo de segundo plano, onde uma seleção por meio de um controle gráfico causa a renderização de informações geradas por um método, como o método 1900 da Fig. 19.
[00282] Como exemplo, um método pode incluir adquirir dados de eco ultrassônico de um poço por meio de uma ferramenta, em que os dados de eco ultrassônicos incluem ecos representativos do material e geometria do poço responsiva à reflexão da energia ultrassônica com uma área eficaz para sondagem ultrassônica que pode variar como um função da faixa de frequência; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado que inclui uma frequência dentro da faixa de frequência para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar pelo menos um valor de atributo representativo de pelo menos uma característica física de pelo menos um dentre o material e a geometria do poço. Tal método pode incluir renderizar uma visualização de um ou mais recursos do poço usando pelo menos um valor de atributo. Um método pode, por exemplo, incluir combinar uma pluralidade de valores de atributos para um ou mais tipos de atributos para visualizar um ou mais recursos de um poço. Tal abordagem pode incluir selecionar uma pluralidade de tipos de atributos (por exemplo, por meio de um menu, via sinal de controle, via fiação, via programação, etc.).
[00283] Por exemplo, uma ferramenta pode ser uma ferramenta de fundo de poço, que pode ser parte de um ou mais de uma coluna de perfuração, um cabo de aço, uma broca direta e uma tubulação enrolada.
[00284] Como exemplo, uma ferramenta pode incluir um transmissor, que pode ser parte de um transdutor (por exemplo, um transmissor e um receptor). Como exemplo, um método pode incluir excitar um transmissor para emitir energia ultrassônica em uma ampla banda de frequência. Em tal exemplo, a banda de frequência ampla pode incluir uma frequência mínima de aproximadamente 50 kHz e pode incluir uma frequência máxima de aproximadamente 1 MHz. Em tal exemplo, a emissão de energia ultrassônica (por exemplo, energia de onda ultrassônica) na ampla banda de frequência pode ser como uma única emissão que é em resposta a uma única excitação do transmissor.
[00285] Como exemplo, um método pode incluir a filtragem em uma ou mais bandas de frequência. Por exemplo, considere a utilização de uma banda que inclui uma frequência central e pelo menos uma frequência de passa banda.
[00286] Como exemplo, os dados filtrados podem incluir atributos dependentes de frequência que correspondem a uma única excitação de um transmissor de uma ferramenta. Tal abordagem pode incluir a filtragem que é realizada usando uma ou mais bandas de frequência, onde uma banda inclui uma frequência central e uma frequência de passa banda para extrair os atributos dependentes de frequência. Como exemplo, um método pode incluir utilizar uma pluralidade de diferentes frequências centrais, selecionadas a partir de frequências em uma faixa de aproximadamente 50 kHz a aproximadamente 1 MHz. Nesse exemplo, considere selecionar uma frequência de passa banda (ou frequências) para cada uma das frequências centrais.
[00287] Como exemplo, um filtro selecionável pode ser um filtro de um circuito integrado de processamento de sinal digital (DSP IC). Como exemplo, um DSP IC pode ser utilizado para fornecer um ou mais filtros, que podem ser filtros selecionáveis. Como exemplo, um método pode incluir selecionar um filtro e processar dados adquiridos, selecionar outro filtro e processar dados adquiridos, que podem ser os mesmos dados adquiridos. Em tal exemplo, os dados adquiridos podem ser dados de eco ultrassônico adquiridos em resposta à emissão de uma explosão de banda larga de energia ultrassônica (por exemplo, uma onda ultrassônica, etc.)
[00288] Como um exemplo, uma pluralidade de diferentes frequências centrais pode ser variada linearmente de uma maneira que linearmente e virtualmente varia um diâmetro de um feixe ultrassônico para interrogar uma superfície de um furo de poço via processamento de dados de eco ultrassônico, por exemplo, como responsivo a uma única excitação de um transmissor de uma ferramenta onde o transmissor pode ser um transdutor (por exemplo, aquele que recebe os dados de eco ultrassônico).
[00289] Como exemplo, um método pode incluir o processamento que inclui analisar os primeiros dados filtrados gerados pela aplicação de um primeiro filtro, processamento dos segundos dados filtrados gerados pela aplicação de um segundo filtro ou processamento dos primeiros dados filtrados e segundos dados filtrados. Em tal exemplo, o processamento pode gerar uma primeira característica física do material ou / e a geometria do poço via processamento dos primeiros dados filtrados e / ou gerar uma segunda característica física do material ou / e a geometria do poço via processamento dos segundos dados filtrados.
[00290] Como exemplo, um método pode incluir extrair um ou mais tipos de atributos usando uma pluralidade de bandas de frequência diferentes.
[00291] Como um exemplo, um método pode incluir processamento que inclui textura de poço e imageamento de recursos usando amplitude de eco na filtragem de passa banda de alta frequência e / ou imageamento de forma de poço usando tempo de deslocamento de dados filtrados de passa banda de baixa frequência, cuja amplitude pode ser menos dependente da atenuação acústica do fluido de poço e alargamento do poço.
[00292] Como exemplo, um método pode incluir perfurar usando uma coluna de perfuração que inclui uma ferramenta (por exemplo, uma ferramenta ultrassônica). Em tal exemplo, o método pode incluir realizar aquisição de dados de eco ultrassônicos durante a perfuração.
[00293] Por exemplo, um material pode ser fluido de perfuração e uma característica física do material pode ser uma característica física do fluido de perfuração.
[00294] Como um exemplo, o material pode ser material de formação e uma característica física do material pode ser uma característica física do material de formação.
[00295] Como exemplo, um método pode incluir utilizar dois filtros selecionados diferentes, onde um dos filtros selecionados gera pelo menos um dos atributos de eco de dados filtrados em baixa resolução espacial e o outro dos filtros selecionados gera atributos de eco de dados filtrados em alta resolução espacial.
[00296] Como exemplo, um sistema pode incluir um ou mais processadores; memória operativamente acoplada a um ou mais processadores; e instruções executáveis por processador armazenadas na memória e executáveis por pelo menos um dos processadores para instruir o sistema a: adquirir dados de eco ultrassônicos de um poço por meio de uma ferramenta, onde os dados de eco ultrassônicos incluem ecos representativos de material e geometria de poço em resposta a reflexão da energia ultrassônica de uma área de sondagem eficaz que varia em função de uma faixa de frequência; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado que inclui uma frequência dentro da faixa de frequência para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar pelo menos um valor de atributo representativo de pelo menos uma característica física de pelo menos um dentre o material e a geometria do poço. Como exemplo, tal sistema pode incluir um monitor e instruções executáveis para renderizar uma visualização de um ou mais recursos do poço usando pelo menos um valor de atributo. Como exemplo, um sistema pode incluir instruções executáveis para combinar uma pluralidade de valores de atributos para um ou mais tipos de atributos para visualizar um ou mais recursos de um poço. Tal sistema pode incluir instruções executáveis para selecionar uma pluralidade de tipos de atributos.
[00297] Por exemplo, um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador podem incluir instruções executáveis por computador para instruir um sistema de computação a: adquirir dados de eco ultrassônico de um poço por meio de uma ferramenta, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos do material e geometria do poço responsivo à reflexão da energia ultrassônica de uma área de sondagem eficaz que varia em função de uma faixa de frequência; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado que inclui uma frequência dentro da faixa de frequência para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar pelo menos um valor de atributo representativo de pelo menos uma característica física de pelo menos um dentre o material e a geometria do poço. Tal um ou mais meios legíveis por computador podem incluir instruções executáveis para renderizar uma visualização de uma ou mais características do poço usando pelo menos um valor de atributo. Tal um ou mais meios legíveis por computador podem incluir instruções executáveis para combinar uma pluralidade de valores de atributos para um ou mais tipos de atributos para visualizar uma ou mais características de um poço, onde tais instruções podem incluir instruções executáveis para selecionar uma pluralidade de tipos de atributos.
[00298] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um emissor de energia ultrassônica (por exemplo, um emissor de onda) e um receptor de eco que recebe dados de eco em resposta às emissões de energia ultrassônica; uma pluralidade de filtros configurados para realizar a filtragem passa banda dos dados de eco em duas ou mais frequências centrais para gerar dados filtrados; e um controlador que controla o emissor de energia ultrassônica e o receptor de eco e a pluralidade de filtros. Como exemplo, tal ferramenta de fundo de poço pode incluir circuitos, tais como os circuitos da Fig. 12 e / ou circuitos que incluem um ou mais dos componentes dos circuitos da Fig. 12. Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um transdutor que pode emitir e receber energia (por exemplo, energia ultrassônica).
[00299] Como um exemplo, um método pode incluir, usando uma ferramenta de fundo de poço, adquirir dados de eco ultrassônico de um furo, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que inclui uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço. Em tal exemplo, o método pode incluir armazenar os valores de atributo com os carimbos de dados correspondentes que mapeiam os valores de atributo para as respectivas orientações de poço e profundidades de poço onde, por exemplo, o método pode incluir transmitir os valores de atributo com os carimbos de dados correspondentes da ferramenta de fundo de poço para equipamentos de superfície.
[00300] Como exemplo, um método pode incluir renderizar pelo menos um valor de atributo usando equipamento de superfície para visualizar as características físicas do material, a geometria do poço ou o material e a geometria do poço. Por exemplo, um gráfico em espiral pode ser renderizado que fornece uma representação de uma porção de um poço (por exemplo, olhando para o poço), uma imagem de diágrafo pode ser renderizada que fornece uma representação de recursos que podem incluir camadas e fraturas, um ou mais perfis podem ser renderizados, por exemplo, em relação à profundidade (por exemplo, profundidade medida).
[00301] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir pelo menos um transmissor que emite energia ultrassônica em uma faixa de frequência de banda larga. Por exemplo, considere uma faixa de frequência de banda larga que inclui uma frequência mínima de aproximadamente 50 kHz e inclui uma frequência máxima de aproximadamente 1 MHz. Por exemplo, a emissão de energia ultrassônica em uma faixa de frequência de banda larga pode ser uma única emissão que é em resposta a uma única excitação de um transmissor. Por exemplo, o transmissor pode ser parte de um transdutor, onde o transmissor é um emissor e onde o transdutor inclui um receptor que pode receber energia de eco.
[00302] Como exemplo, um método pode incluir a filtragem usando pelo menos um filtro selecionado que pode ser um filtro analógico ou um filtro digital. Como exemplo, um filtro pode ser em parte analógico e em parte digital.
[00303] Como exemplo, diferentes faixas de frequência podem ser utilizadas para variar o diâmetro do feixe, variar o comprimento de onda para interrogar uma superfície do poço em diferentes sensibilidades e / ou variar a atenuação de energia no fluido de perfuração em função da frequência.
[00304] Como exemplo, um método pode incluir extrair valores de atributo de dados de eco responsivos a uma única emissão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga.
[00305] Como exemplo, um método pode incluir processar os primeiros dados filtrados gerados pela aplicação de um primeiro filtro, processamento dos segundos dados filtrados gerados pela aplicação de um segundo filtro ou processamento dos primeiros dados filtrados e segundos dados filtrados. Em tal exemplo, o processamento pode gerar uma primeira característica física do material ou / e a geometria do poço via processamento dos primeiros dados filtrados e / ou gerar uma segunda característica física do material ou / e a geometria do poço via processamento dos segundos dados filtrados.
[00306] Como um exemplo, um método pode incluir renderizar, usando pelo menos uma porção de valores de atributo extraídos, uma visualização de pelo menos um de uma textura de poço usando amplitude de eco de dados filtrados de passa banda de alta frequência; uma imagem de forma de poço usando o tempo de viagem de dados filtrados de passa banda de alta frequência; uma imagem de forma de poço usando tempo de viagem de dados filtrados de passa banda de baixa frequência que são imunes à atenuação acústica de fluido de poço, alargamento de poço e rugosidade de superfície de poço; e uma imagem de material de formação usando amplitude de eco com sensibilidade à impedância acústica da formação que é mais alta que a rugosidade de superfície de poço e/ou textura de poço.
[00307] Como um exemplo, um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador podem incluir instruções executáveis por processador, executáveis para instruir uma ferramenta de fundo de poço para: adquirir dados de eco ultrassônico de um furo, onde os dados de eco ultrassônico incluem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que tem uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos de características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço.
[00308] Com um exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um emissor de energia ultrassônica e um receptor de eco que recebe dados de eco responsivos às emissões de energia ultrassônica; uma pluralidade de filtros configurados para realizar a filtragem de passa banda dos dados de eco em uma ou mais frequências centrais diferentes para gerar dados filtrados; circuitos de telemetria; e um sistema de fundo de poço que controla o emissor de energia ultrassônica e o receptor de eco, controla a pluralidade de filtros, controla a extração de atributos de dados de eco filtrados por passa banda, controla o armazenamento dos atributos e controla a transmissão de pelo menos uma parte dos atributos por meio de circuitos de telemetria. Em tal exemplo, o emissor de energia ultrassônica e o receptor de eco podem ser referidos como um transdutor que pode transmitir e receber energia ultrassônica (por exemplo, transmitir energia em direção a uma parede de poço e receber energia de eco em resposta).
[00309] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir circuitos que podem fornecer uma ou mais frequências centrais de filtros passa-banda que são distribuídos em intervalos de frequência desejados em uma banda de frequência de energia ultrassônica emitida por um emissor de energia ultrassônica e receptor de eco. Como um exemplo, uma ou mais frequências centrais diferentes para realizar a filtragem de passa banda podem ser distribuídas em intervalos de frequência desejados em uma banda de frequência de energia ultrassônica emitida por um emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
[00310] Como exemplo, os dados filtrados podem incluir atributos dependentes de frequência extraídos de dados de eco responsivos a uma única excitação de um transmissor de uma ferramenta de fundo de poço. Como um exemplo, os dados filtrados podem incluir atributos dependentes de frequência de uma única excitação emitida por um emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
[00311] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir uma bateria e um circuito de aumento de voltagem controlado digitalmente que aumenta a voltagem da bateria para uma voltagem mais alta para a emissão de energia ultrassônica do emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
[00312] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir circuitos de aumento de voltagem controlados digitalmente que aumentam uma voltagem de entrada para uma voltagem mais alta para emissão de energia ultrassônica de um transmissor de um emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
[00313] Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um processador de sinal digital (DSP). Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um interruptor digital operativamente acoplado ao circuito de energia. Como exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um controlador mestre digital que pode controlar pelo menos um DSP, um comutador digital e armazenamento de valores de atributo na memória.
[00314] Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um ou mais microprocessadores. Por exemplo, considere um sistema baseado em microprocessador em um chip (por exemplo, considere uma arquitetura ARM). Como exemplo, um microprocessador pode incluir um conjunto de instruções reduzido em uma arquitetura de computação de conjunto de instruções reduzido (RISC).
[00315] Como um exemplo, um sistema em uma abordagem de chip pode ser utilizado para um ou mais de alimentação, emissão, recepção, filtragem, armazenamento e transmissão de telemetria. Como um exemplo, tal sistema em um chip pode fornecer valores de atributo de extração de dados de eco responsivos a uma emissão de frequência de banda larga de energia ultrassônica onde os valores de atributo caracterizam material e / ou geometria de poço. Conforme mencionado, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir telemetria que pode se comunicar com o equipamento de superfície e / ou outra ferramenta de fundo de poço. Por exemplo, uma coluna de perfuração e / ou cabo de aço pode incluir mais de uma ferramenta de fundo de poço, onde uma das ferramentas de fundo de poço pode enviar valores de atributo para controlar uma ou mais outras ferramentas de fundo de poço, que podem ser diretas (por exemplo, ferramenta de fundo de poço para ferramenta de fundo de poço) ou indireta (por exemplo, ferramenta de fundo de poço para equipamento de superfície para ferramenta de fundo de poço).
[00316] Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um modelo de máquina treinada. Nesse exemplo, o modelo de máquina treinada pode processar dados de eco e extrair um ou mais tipos de atributos, por exemplo, como valores de atributos.
[00317] Por exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode ser programada para se autoajustar, onde a ferramenta de fundo de poço inclui circuitos que podem fornecer controle de frequência, seja em emissões ou em filtragem. Em tal exemplo, uma ferramenta de fundo de poço pode incluir um modelo de árvore de decisão que pode, com base em dados, determinar um ou mais parâmetros operacionais, que podem incluir parâmetros relacionados à frequência.
[00318] Em algumas modalidades, um método ou métodos podem ser executados por um sistema de computação. A Fig. 21 mostra um exemplo de um sistema 2100 que pode incluir um ou mais sistemas de computação 2101-1, 2101-2, 2101-3 e 2101-4, que podem ser operativamente acoplados através de uma ou mais redes 2109, que podem incluir redes com e/ou sem fio.
[00319] Como exemplo, um sistema pode incluir um sistema de computador individual ou um arranjo de sistemas de computador distribuídos. No exemplo da Fig. 21, o sistema de computador 2101-1 pode incluir um ou mais módulos 2102, que podem ser ou incluir instruções executáveis por processador, por exemplo, executáveis para realizar várias tarefas (por exemplo, receber informações, solicitar informações, processar informações, simulação, emitir informações, etc.).
[00320] Como um exemplo, um módulo pode ser executado de forma independente, ou em coordenação com, um ou mais processadores 2104, que é (ou estão) operativamente acoplados a um ou mais meios de armazenamento 2106 (por exemplo, via fio, sem fio, etc.). Como um exemplo, um ou mais dos um ou mais processadores 2104 podem ser operativamente acoplados a pelo menos um de uma ou mais interfaces de rede 2107. Em tal exemplo, o sistema de computador 2101-1 pode transmitir e / ou receber informações, por exemplo, através de uma ou mais redes 2109 (por exemplo, considere um ou mais da Internet, uma rede privada, uma rede celular, uma rede satélite, etc.).
[00321] Por exemplo, o sistema de computador 2101-1 pode receber e / ou transmitir informações para um ou mais outros dispositivos, que podem ser ou incluir, por exemplo, um ou mais dos sistemas de computador 2101-2, etc. Um dispositivo pode estar localizado em um local físico que difere daquele do sistema de computador 2101-1. Por exemplo, um local pode ser, por exemplo, um local de instalação de processamento, um local de centro de dados (por exemplo, farm de servidores, etc.), um local de sonda, um local de poço, um local de fundo de poço, etc.
[00322] Como um exemplo, um processador pode ser ou incluir um microprocessador, microcontrolador, módulo ou subsistema de processador, circuito integrado programável, matriz de porta programável ou outro dispositivo de controle ou computação.
[00323] Como um exemplo, o meio de armazenamento 2106 pode ser implementado como um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador ou por máquina. Como um exemplo, o armazenamento pode ser distribuído dentro e / ou entre vários compartimentos internos e / ou externos de um sistema de computação e / ou sistemas de computação adicionais.
[00324] Como um exemplo, um meio de armazenamento ou meios de armazenamento podem incluir uma ou mais formas diferentes de memória, incluindo dispositivos de memória de semicondutor, tal como memórias de acesso aleatório dinâmicas ou estáticas (DRAMs ou SRAMs), memórias apagáveis e programáveis somente de leitura (EPROMs), memórias apagáveis eletricamente e programáveis somente de leitura ( EEPROMs) e memórias flash, discos magnéticos, tal como discos fixos, disquetes e removíveis, outros meios magnéticos incluindo fitas, meio óptico, tal como discos compactos (CDs) ou discos de vídeo digital (DVDs), discos BLUERAY ou outros tipos de armazenamento óptico, ou outros tipos de dispositivos de armazenamento.
[00325] Como um exemplo, um meio ou meios de armazenamento podem estar localizados em uma máquina executando instruções legíveis por máquina, ou localizados em um local remoto a partir do qual instruções legíveis por máquina podem ser baixadas em uma rede para execução.
[00326] Por exemplo, vários componentes de um sistema, como, por exemplo, um sistema de computador, podem ser implementados em hardware, software ou uma combinação de hardware e software (por exemplo, incluindo firmware), incluindo um ou mais processamento de sinal e / ou circuitos integrados de aplicações específicas.
[00327] Como exemplo, um sistema pode incluir um aparelho de processamento que pode ser ou incluir processadores de propósito geral ou chips específicos de aplicação (por exemplo, ou chipsets), como ASICs, FPGAs, PLDs ou outros dispositivos apropriados.
[00328] A Fig. 22 mostra os componentes de um sistema de computação 2200 e um sistema em rede 2210. O sistema 2200 inclui um ou mais processadores 2202, componentes de memória e / ou armazenamento 2204, um ou mais dispositivos de entrada e / ou saída 2206 e um barramento 2208. De acordo com uma modalidade, as instruções podem ser armazenadas em um ou mais meios legíveis por computador (por exemplo, componentes de memória / armazenamento 2204). Tais instruções podem ser lidas por um ou mais processadores (por exemplo, o(s) processador(es) 2202) por meio de um barramento de comunicação (por exemplo, o barramento 2208), que pode ser com fio ou sem fio. Um ou mais processadores podem executar tais instruções para implementar (total ou parcialmente) um ou mais atributos (por exemplo, como parte de um método). Um usuário pode visualizar a saída e interagir com um processo por meio de um dispositivo de I/O (por exemplo, o dispositivo 2206). De acordo com uma modalidade, um meio legível por computador pode ser um componente de armazenamento, como um dispositivo de armazenamento de memória física, por exemplo, um chip, um chip em um pacote, um cartão de memória, etc.
[00329] De acordo com uma modalidade, os componentes podem ser distribuídos, como no sistema de rede 2210. O sistema de rede 2210 inclui componentes 2222-1, 2222-2, 2222-3,. . . 2222-N. Por exemplo, os componentes 2222-1 podem incluir o(s)
processador(es) 2202, enquanto o(s) componente(s) 2222-3 podem incluir memória acessível pelo(s) processador(es) 2202. Além disso, o(s) componente(s) 2222-2 podem incluir um dispositivo de I/O para exibição e, opcionalmente, interação com um método. A rede pode ser ou incluir a Internet, uma intranet, uma rede celular, uma rede de satélite, etc.
[00330] Como exemplo, um dispositivo pode ser um dispositivo móvel que inclui uma ou mais interfaces de rede para comunicação de informações. Por exemplo, um dispositivo móvel pode incluir uma interface de rede sem fio (por exemplo, operável via IEEE 802.11, ETSI GSM, BLUETOOTH, satélite, etc.). Como um exemplo, um dispositivo móvel pode incluir componentes como um processador principal, memória, uma tela, circuito gráfico de tela (por exemplo, incluindo opcionalmente circuitos de toque e gesto), um slot SIM, circuito de áudio / vídeo, circuito de processamento de movimento (por exemplo, acelerômetro, giroscópio), circuito de LAN sem fio, circuito de cartão inteligente, circuito do transmissor, circuito do GPS e uma bateria. Por exemplo, um dispositivo móvel pode ser configurado como um telefone celular, um tablet, etc. Como exemplo, um método pode ser implementado (por exemplo, totalmente ou em parte) usando um dispositivo móvel. Como exemplo, um sistema pode incluir um ou mais dispositivos móveis.
[00331] Por exemplo, um sistema pode ser um ambiente distribuído, por exemplo, um chamado ambiente de "nuvem" onde vários dispositivos, componentes, etc. interagem para fins de armazenamento de dados, comunicações, computação, etc. Como exemplo, um dispositivo ou sistema pode incluir um ou mais componentes para comunicação de informações através de um ou mais da Internet (por exemplo, onde a comunicação ocorre através de um ou mais protocolos de Internet), uma rede celular, uma rede de satélite, etc. Como exemplo, um método pode ser implementado em um ambiente distribuído (por exemplo, totalmente ou em parte como um serviço baseado em nuvem).
[00332] Como exemplo, as informações podem ser inseridas de um display (por exemplo, considere uma tela sensível ao toque), enviadas para um display ou ambos. Como exemplo, as informações podem ser enviadas para um projetor, um dispositivo a laser, uma impressora, etc. de modo que as informações possam ser visualizadas. Como exemplo, a informação pode ser produzida estereograficamente ou holograficamente. Quanto a uma impressora, considere uma impressora 2D ou 3D. Como exemplo, uma impressora 3D pode incluir uma ou mais substâncias que podem ser produzidas para construir um objeto 3D. Por exemplo, os dados podem ser fornecidos a uma impressora 3D para construir uma representação 3D de uma formação subterrânea. Como exemplo, as camadas podem ser construídas em 3D (por exemplo, horizontes, etc.), geocorpos construídos em 3D, etc. Como exemplo, orifícios, fraturas, etc., podem ser construídos em 3D (por exemplo, como estruturas positivas, como estruturas negativas, etc.).
[00333] Embora apenas alguns exemplos tenham sido descritos detalhadamente acima, aqueles versados na técnica compreenderão facilmente que são possíveis muitas modificações nos exemplos. Consequentemente, todas estas modificações se destinam a estar incluídas dentro do escopo desta divulgação, conforme definido nas seguintes reivindicações. Nas reivindicações, cláusulas de meio mais função se destinam a cobrir as estruturas descritas nesse documento como exercendo a função citada e não apenas equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes. Assim, embora um prego e um parafuso possam não ser equivalentes estruturais em que um prego emprega uma superfície cilíndrica para fixar peças de madeira juntas, ao passo que um parafuso emprega uma superfície helicoidal, no ambiente de fixação de peças de madeira, um prego e um parafuso podem ser estruturas equivalentes.
Bibliografia, documentos incorporados por referência SPE-28440-PS “Improved Borehole Imaging by Ultrasonics”, HAYMAN, A.J., et al (1998) SPE-28440-MS “Improved ultrasonic imaging by ultrasonics”, HAYMAN, A.J., et al (1994). SPE-21947 “New ultrasonic caliper for MWD operations”, ORBAN, J.J., et al (1991). "Ultrasonic properties of oil-well drilling muds”, Proceedings., IEEE Ultrasonics Symposium, Montreal, Que., 1989, pp. 327-332 vol.1. “Imaging: Getting the Picture Downhole”, Schlumberger, Oilfield Review 27, September 2015.
Claims (20)
1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: usando uma ferramenta de fundo de poço, adquirir dados de eco ultrassônico de um poço, em que os dados de eco ultrassônico compreendem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que compreende uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos das características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende armazenar os valores de atributo com carimbos de dados correspondentes que mapeiam os valores de atributo para respectivas orientações de poço e profundidades de poço.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende transmitir os valores de atributo com os carimbos de dados correspondentes da ferramenta de fundo de poço para o equipamento de superfície.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende renderizar pelo menos um dos valores de atributo usando equipamento de superfície para visualizar as características físicas do material, a geometria de poço ou o material e a geometria de poço.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço compreende pelo menos um transmissor que emite a energia ultrassônica na faixa de frequência de banda larga.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a faixa de frequência de banda larga compreende um mínimo de frequência de aproximadamente 50 kHz e compreende um máximo de frequência de aproximadamente 1 MHz.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a emissão de energia ultrassônica na faixa de frequência de banda larga é uma única emissão que é em resposta a uma única excitação do transmissor.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a filtragem usando o pelo menos um filtro selecionado compreende um filtro analógico ou um filtro digital.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as diferentes faixas de frequência variam o diâmetro de feixe, variam o comprimento de onda para interrogar uma superfície do poço em diferentes sensibilidades e variam a atenuação de energia no fluido de perfuração em função de frequência.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os valores de atributo são extraídos dos dados de eco ultrassônico sendo responsivos a uma única emissão da energia ultrassônica que compreende a faixa de frequência de banda larga.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento compreende processar primeiros dados filtrados gerados por aplicação de um primeiro filtro, processar segundos dados filtrados gerados por aplicação de um segundo filtro ou processar primeiros dados filtrados e segundos dados filtrados.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o processamento gera uma primeira característica física do material e/ou da geometria de poço via processamento dos primeiros dados filtrados e/ou gera uma segunda característica física do material e/ou a geometria de poço via processamento dos segundos dados filtrados.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende renderizar, usando pelo menos uma porção dos valores de atributo, uma visualização de pelo menos um de uma textura de poço usando amplitude de eco de dados filtrados de passa banda de alta frequência; uma imagem de forma de poço usando o tempo de viagem de dados filtrados de passa banda de alta frequência; uma imagem de forma de poço usando tempo de viagem de dados filtrados de passa banda de baixa frequência que são imunes à atenuação acústica de fluido de poço, alargamento de poço e rugosidade de superfície de poço; e uma imagem de material de formação usando amplitude de eco com sensibilidade à impedância acústica da formação que é mais alta que a rugosidade de superfície de poço e/ou textura de poço.
14. Um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador, caracterizados pelo fato de que compreendem instruções executáveis por processador, executáveis para instruir uma ferramenta de fundo de poço a: adquirir dados de eco ultrassônico de um poço, em que os dados de eco ultrassônico compreendem ecos representativos de material e geometria de poço responsivos à reflexão de energia ultrassônica que compreende uma faixa de frequência de banda larga; filtrar os dados de eco ultrassônico usando pelo menos um filtro selecionado para filtragem de frequência de múltiplas bandas correspondente a diferentes faixas de frequência da faixa de frequência de banda larga para gerar dados filtrados; e processar os dados filtrados para gerar valores de atributo representativos das características físicas do material, da geometria de poço ou do material e da geometria de poço.
15. Ferramenta de fundo de poço, caracterizada pelo fato de que compreende: um emissor de energia ultrassônica e receptor de eco que recebe dados de eco responsivos às emissões de energia ultrassônica; uma pluralidade de filtros configurados para realizar filtragem passa banda dos dados de eco em uma ou mais frequências centrais diferentes para gerar dados filtrados; circuitos de telemetria; e um sistema de fundo de poço que controla o emissor de energia ultrassônica e o receptor de eco, controla a pluralidade de filtros, controla extração de atributos de dados de eco filtrados de passa banda, controla armazenamento dos atributos e controla transmissão de pelo menos uma porção dos atributos via os circuitos de telemetria.
16. Ferramenta de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais frequências centrais diferentes para realizar a filtragem passa banda são distribuídas em intervalos de frequência desejados em uma banda de frequência de energia ultrassônica emitida pelo emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
17. Ferramenta de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que os dados filtrados compreendem atributos dependentes de frequência de uma única excitação emitida pelo emissor de energia ultrassônica e receptor de eco.
18. Ferramenta de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende circuito de escalonamento de voltagem controlado digitalmente que escalona uma voltagem de entrada para uma voltagem mais alta para emissão de energia ultrassônica do emissor de energia ultrassônica e do receptor de eco.
19. Ferramenta de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais microprocessadores.
20. Ferramenta de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende um modelo de máquina treinado.
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