BRPI0612657A2 - método, ferramenta, e sistema de registro - Google Patents
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Abstract
METODO, FERRAMENTA, E SISTEMA DE REGISTRO Os sistemas de registro revelados incluem uma ferramenta de registro em comunicação com instalações de computação de superficie. A ferramenta de registro é provida com um arranjo de sensor tendo pelo menos dois eletrodos de voltagem posicionados entre dois eletrodos de corrente. Os dois eletrodos de corrente são, cada um, protegidos com protetores condutores para impedir a dispersão de corrente para dentro do corpo de ferramenta de registro. Uma voltagem de modo comum é medida, e a fase e a amplitude dafonte de excitação são controladas para reduzir a diferença entre a voltagem de modo comum e a voltagem de referência de um detector de voltagem. A ferramenta de registro é provida adicionalmente com eletrónicos acoplados ao detector de voltagem e eletrodos de corrente para determinar uma voltagem diferente entre os eletrodos de voltagem e os fluxos de corrente a partir dos eletrodos de corrente. A partir da voltagem diferencial e dos múltiplos fluxos de corrente, as instalações de computação determinam, e podem exibir, a resistividade como uma imagem de parede de furo de sondagem.
Description
"MÉTODO, FERRAMENTA, E SISTEMA DE REGISTRO"DECLARAÇÃO RELATIVA A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO
FINANCIADO PELO GOVERNO
Não aplicável
FUNDAMENTOS
Operações de campo de petróleo modernas demandam umagrande quantidade de informação relativa aos parâmetros e condiçõesencontradas no furo descendente. Essa informação, tipicamente, incluicaracterísticas das formações de terra atravessadas pelo furo de sondagem edados relativos ao tamanho e configuração do próprio foro de sondagem. Acoleta da informação relativa às condições no furo descendente, quecomumente é referida como "registro", pode ser realizada por meio dediversos métodos, incluindo registro por cabo de perfuração e "registroenquanto perfurando" (LWD).
No registro por cabo de perfuração, um detector ou "sonda" ébaixado para dentro do furo de sondagem depois de uma parte ou todo umpoço ter sido perfurado. A sonda se prende na extremidade de um longo caboou "cabo de perfuração" que provê suporte mecânico à sonda e também provêuma conexão elétrica entre a sonda e o equipamento elétrico localizado nasuperfície do poço. De acordo com técnicas de registro existentes, váriosparâmetros das formações de terra são medidos e correlacionados com aposição da sonda no foro de sondagem à medida que a sonda é puxada paraforo acima.
Na LWD, a montagem de perfuração inclui instrumentos desensoreamento que medem vários parâmetros à medida que a formação estásendo penetrada. Embora as técnicas de LWD permitam medições deformação mais contemporâneas, as operações de perfuração criam umambiente que é geralmente hostil à instrumentação eletrônica e às operaçõesde sensor.Neste e em outros ambientes de registro, é desejável construiruma imagem da parede do furo de sondagem. Entre outras coisas, essasimagens revelam a estrutura de escala fina das formações penetradas. Aestrutura de escala fina inclui estratificações tais como seqüências defolhelho/areia, fraturas, e não-homogeneidades causadas pela cimentaçãoirregular e variações no tamanho de poro. Também podem ser identificadasorientações das fraturas e sedimentos rochosos, capacitando a modelagem defluxo de reservatório mais precisa.
A formação de imagem de parede de furo de sondagem podeser conseguida em uma quantidade de modos, mas as ferramentas de micro-resistividade têm provado ser eficazes para esse fim. As ferramentas demicro-resistividade medem a resistividade de superfície de furo de sondagemsobre uma escala fina. As medições de resistividade podem ser convertidasem valores de intensidade de pixel para se obter uma imagem de parede defuro de sondagem. Entretanto, lamas baseadas em petróleo podem inibir essasmedições devido à variabilidade da impedância na lama circundando aferramenta. A patente US 6.191.588 (Chen) revela uma ferramenta deformação de imagem para o uso em lamas baseadas em petróleo. Aferramenta de resistividade de Chen emprega pelo menos dois pares deeletrodos de voltagem posicionados sobre uma superfície não-condutiva entreum eletrodo de fonte de corrente e um eletrodo de retorno de corrente. Pelomenos em teoria, a separação dos eletrodos de voltagem e de corrente eliminao efeito da lama baseada em petróleo sobre as medições de eletrodo devoltagem, capacitando pelo menos medições qualitativas da resistividade deformação.
Na construção de uma ferramenta de formação de imagem para o uso em lamas baseadas em petróleo, serão reconhecidas determinadasrestrições de engenharia sobre a força estrutural das pastilhas de sensor. Essasrestrições de engenharia podem ser encontradas fazendo-se a base de pastilhade sensor de um metal como o aço. Embora o aço possa ser isolado paraapresentar uma superfície externa não-condutiva, a condutividade elétrica dabase cria caminhos de dispersão de corrente potenciais via corpo de metal dapastilha. Esses caminhos de dispersão podem não somente afetar a precisãodas medições de resistividade da ferramenta, especialmente quando afreqüência operacional de corrente de fonte aumenta, mas também podemafetar as medições de resistividade da ferramenta de uma maneira que ésensível ao afastamento da pastilha de sensor com relação à formação.
Uma outra fonte do erro de medição de resistividade deformação afetado pelo afastamento da pastilha de sensor da formação écausada pela impedância de entrada finita do circuito de amplificador devoltagem diferencial acoplado aos eletrodos de voltagem de sensoreamento devoltagem diferencial. Esse erro de medição afetado por afastamento pode seradicionalmente exacerbado pela presença de uma voltagem de modo comumentre a formação sob os eletrodos de voltagem e a voltagem de referência docircuito de amplificador. Conseqüentemente, é necessário um método decompensação de erro de afastamento que reduza e minimize os efeitos davoltagem de corrente de dispersão e de modo comum na formação de imagemde resistividade de furo de sondagem.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Na descrição detalhada a seguir, será feita referência aosdesenhos anexos, nos quais:
a Figura 1 mostra um ambiente ilustrativo de registro enquantoperfurando (LWD);
a Figura 2 mostra um ambiente ilustrativo de registro por cabode perfuração;
a Figura 3 mostra uma primeira configuração ilustrativaferramenta de registro;
a Figura 4 mostra uma segunda configuração ilustrativa deferramenta de registro;
a Figura 5 mostra uma vista frontal de uma pastilha de sensorilustrativa;
a Figura 6 mostra uma seção transversal da pastilha de sensorilustrativa;
a Figura 7 mostra uma configuração ilustrativa de sensor decorrente;
a Figura 8A mostra um ambiente ilustrativo de fluxo decorrente para um afastamento uniforme;
a Figura 8B mostra um ambiente ilustrativo de fluxo decorrente para um afastamento inclinado;
A Figura 9 mostra uma configuração ilustrativa de circuito depastilha de sensor;
a Figura IOA mostra um modelo ilustrativo de circuito detransmissor duplo para a pastilha de sensor ilustrativa;
a Figura IOB mostra um modelo ilustrativo de circuito detransmissor de controlador para a pastilha de sensor ilustrativa;
a Figura IOC mostra um modelo ilustrativo de circuito deamplificador de voltagem diferencial controlado por transmissor para apastilha de sensor ilustrativa; e
a Figura 11 mostra um fluxograma de um método de formaçãode imagem ilustrativo com compensação de afastamento.
Os desenhos mostram modos de realização ilustrativos dainvenção que serão descritos em detalhe. Entretanto, a descrição e osdesenhos anexos não são pensados para limitar a invenção aos modos derealização ilustrativos, mas, ao contrário, a intenção é revelar e proteger todasas modificações, equivalentes, e alternativas que recaiam dentro do espírito eescopo das reivindicações anexas.
DESCRIÇÃO DETALHADASão revelados aqui vários métodos e sistemas de compensaçãode erro de afastamento para o uso com sistemas de registro que provêemimagens em fluidos não-condutores como uma lama baseada em petróleo. Emalguns modos de realização, os sistemas de registro revelados incluem umaferramenta de registro em comunicação com as instalações de computação desuperfície, tais como um computador pessoal, servidor, u placa deprocessamento de sinal digital, ou alguma outra forma de circuito decomputação. A ferramenta de registro é provida com um arranjo de sensortendo pelo menos dois eletrodos de voltagem posicionados entre pelo menosdois eletrodos de corrente que criam um campo elétrico em uma parede defuro de sondagem, e é provida adicionalmente com um circuito eletrônico quedetermina uma voltagem diferencial entre os eletrodos de voltagem e tambémdetermina dois fluxos de corrente a partir daqueles eletrodos de correnteseparados. Os campos condutores para os eletrodos de corrente e linhas quealimentam os eletrodos de corrente são incluídos para reduzir o efeito dadispersão de corrente sobre as medições de corrente. Os fluxos de correntesão medidos separadamente, a fim de capacitar adicionalmente acompensação para os efeitos de dispersão de corrente, que são uma função doafastamento de sensor. Os dois fluxos de corrente se originam a partir de pelomenos dois transmissores de fonte de excitação independentementecontrolados, que produzem um sinal de excitação que é alterável e monitoradoem tempo real, a fim de minimizar a voltagem de modo comum sensoreadanos eletrodos de voltagem. A partir dos fluxos de voltagem múltipla e decorrente múltipla, as instalações de computação podem determinar asresistividades de parede de furo de sondagem compensadas como uma funçãoda profundidade e azimute a partir de cada eletrodo de corrente e fazer amédia das duas resistividades para compensar o erro de afastamento, e podemexibir a resistividade como uma imagem de parede de furo de sondagem.
A Figura 1 mostra um ambiente ilustrativo de registroenquanto perfurando (LWD). Uma plataforma de perfuração 2 suporta umguindaste 4 tendo um bloco de deslocamento 6 para levantar e abaixar umacoluna de perfuração 8. Uma kelly 10 suporta a coluna de perfuração 8 àmedida que ela é baixada através da mesa giratória 12. Uma broca deperfuração 14 é conduzida por um motor no furo descendente e/ou rotação dacoluna de perfuração 8. À medida que a broca 14 gira, ela cria um furo desondagem 16 que passa através de várias formações 18. Uma bomba 20circula o fluido de perfuração através de um tubo de alimentação 22 para akelly 10, no furo descendente através do interior da coluna de perfuração 8,através de orifícios na broca de perfuração 14, de volta para a superfície viaanel ao redor da coluna de perfuração 8, e para dentro de uma cova deretenção 24. O fluido de perfuração transporta os cortes do furo de sondagempara dentro da cova 24 e ajuda na manutenção da integridade de foro desondagem.
Uma ferramenta de formação de imagem de resistividade porLWD 26 é integrada dentro da montagem de fundo de foro próximo à cova14. À medida que a cova estende o foro de sondagem através das formações, aferramenta de registro 26 coleta medições relativas a várias propriedades deformação, bem como a posição de cova e várias outras condições deperfuração. A ferramenta de registro 26 pode tomar a forma de um colar deperfuração, ou seja, um tubular de parede espessa que provê peso e rigidezpara ajudar o processo de perfuração. Um sub de telemetria 28 pode serincluído para transferir as medições de ferramenta para um receptor desuperfície 30 e para receber comandos a partir do receptor de superfície.
Em vários momentos durante o processo de perfuração, acoluna de perfuração 8 pode ser removida do foro de sondagem. Uma vez quea coluna de perfuração tenha sido removida, as operações de registro podemser conduzidas usando-se uma ferramenta de registro por cabo de perfuração34, ou seja, uma sonda de instrumento de sensoreamento suspensa por umcabo 42 tendo condutores para transportar energia para a ferramenta etelemetria a partir da ferramenta para a superfície. Uma porção de formaçãode imagem de resistividade da ferramenta de registro 34 pode ter pastilhas desensoreamento 36 que deslizam ao longo da parede de furo de sondagem àmedida que a ferramenta é puxada para furo acima. Uma instalação deregistro 44 coleta medições a partir da ferramenta de registro 34, e incluiinstalações de computação para processar e armazenar as medições colhidaspela ferramenta de registro.
A Figura 3 mostra uma vista em seção transversal daferramenta de formação de imagem de resistividade por LWD 26 em um furode sondagem 16. Um mecanismo de predisposição 302 descentraliza aferramenta 26 para minimizar o afastamento entre os sensores da ferramenta ea parede de furo de sondagem.
Os sensores da ferramenta podem ficarlocalizados em uma pastilha sobre o mecanismo de predisposição 302, ou,alternativamente, os sensores podem ficar localizados no corpo principal daferramenta oposta ao mecanismo de predisposição. A medida que aferramenta 26 girar e progredir no furo descendente na taxa de perfuração, ossensores traçarão um caminho helicoidal sobre a parede de furo de sondagem.
Os sensores de orientação dentro da ferramenta podem ser usados paraassociar as medições de resistividade às posições dos sensores sobre a paredede furo de sondagem. As instalações de computação de superfície podemcoletar medições de resistividade, medições de orientação (azimute), emedições de posição de ferramenta, e podem processar as medições coletadaspara criar uma imagem de resistividade da parede de furo de sondagem.
A Figura 4 mostra uma vista em seção transversal daferramenta de formação de imagem de resistividade por cabo de perfuração34 em um furo de sondagem 16. (Alguns modos de realização de ferramentade formação de imagem por LWD podem ser construídos com umaconfiguração semelhante). As pastilhas de sensoreamento 36 são depositadascontra a parede de furo de sondagem para minimizar o afastamento. Pastilhasmúltiplas podem ser usadas para se obter medições sobre uma fração maior dacircunferência do furo de sondagem. Em alguns modos de realização, aspastilhas são providas em grupos desviados de modo axial para aumentar acobertura de circunferência sem aglomeração indevida na configuração nãodisposta.
Nos cenários de registro descritos acima com relação àsFiguras 1 e 2, o fluido de perfuração presente no furo de sondagem é umfluido eletricamente não condutor como uma lama baseada em petróleo. Umaparte do fluido pode se misturar com os cortes de perfuração ou o materialproveniente das paredes de furo de sondagem para formar uma camada semi-sólida viscosa sobre as paredes de furo de sondagem. Essa camada écomumente denominada "bolo de lama", e impede o contato íntimo entre ossensores de registro e o material de formação não contaminado. Em adição, omovimento dos instrumentos de registro pode criar uma camada de fluxo defluido que separa adicionalmente os sensores de registro dos materiais deformação não contaminados.
A camadas de bolo de lama e de fluxo de fluido têm umacondutividade muito baixa, o que cria alguma dificuldade para a formação deimagem de lama baseada em petróleo da resistividade de parede de furo desondagem. As medições através das camadas de baixa condutividade podemser aperfeiçoadas (1) usando-se uma corrente alternativa, (2) aumentando-se adistância entre os eletrodos de voltagem, a fim de aumentar o nível de sinal, e(3) usando-se uma corrente de fonte com uma freqüência operacional maisalta para aumentar o acoplamento capacitivo da formação.
A Figura 5 mostra a face de uma pastilha de sensor ilustrativa502 tendo seis pares de eletrodos de voltagem 504 posicionados entre oseletrodos de corrente 506 e 508. Na prática, as pastilhas de sensor podem serprovidas com eletrodos de voltagem e de corrente adicionais, e, de fato,podem operar sobre eixos múltiplos. Com pastilhas de sensor uniaxiais comoa pastilha 502, o comprimento da pastilha de sensor é mantido paralelo aoeixo longo da ferramenta 34. A distância entre os eletrodos de corrente 506,508 controla a profundidade da investigação, com distâncias maioresprovendo profundidades maiores da investigação. As distâncias entre oseletrodos de voltagem 504 controlam a resolução espacial da ferramenta, comdistâncias menores provendo resoluções mais altas. Atrás de cada um doseletrodos de corrente 506, 508 está um protetor condutor 510, 512correspondente, que pode, alternativamente, ser denominado "eletrodo deguarda". Os protetores ("eletrodos de guarda") podem ser mantidos no mesmopotencial que o eletrodo de corrente correspondente, de modo a minimizar ascorrentes de dispersão a partir dos eletrodos de corrente.
Uma seção transversal da pastilha de sensor ilustrativa 502 émostrada na Figura 6. A pastilha de sensor 502 compreende um substrato demetal 602 para prover a pastilha com a rigidez e força necessárias. O substratode metal 602 pode incluir cavidades 604 para manter o circuito de sensor.Para fins ilustrativos, os mecanismos alimentadores de eletrodo são mostradospassando através da pastilha de sensor 502, mas os mecanismos alimentadoresde eletrodo podem, alternativamente, se conectar ao circuito de sensor nascavidades 604 ou em uma cavidade central (não mostrada).
Em alguns modos de realização, o substrato de metal 602compreende aço. A face do substrato de metal 602 é coberta com uma camadaisolante 606, que, em alguns modos de realização, compreende um materialde poliéter-éter-cetona (PEEK). Os eletrodos de corrente 506 e 508 sãoembutidos sobre a face da camada isolante 606. Os protetores 510 e 512separam os eletrodos de corrente 506 e 508 do corpo da pastilha 502, e aslinhas que alimentam os eletrodos de corrente 506, 508 também são, depreferência, protegidas, possivelmente com os protetores de linha em umaconfiguração de cabo coaxial ou de cabo tri-axial. Em alguns modos derealização, os protetores também são providos para os eletrodos de voltagem emecanismos alimentadores de eletrodo de voltagem. Separando os eletrodosde corrente dos protetores de eletrodo ficam os insertos isolantes 608, que, emalguns modos de realização, compreendem um material de PEEK.
Quando a ferramenta 34 é operada em uma freqüência deexcitação de corrente de fonte muito baixa (ou seja, aproximadamente menosde 2-5 kHz), o acoplamento capacitivo do corpo de metal da pastilha desensor 502 é insignificante, significando que a dispersão de corrente entre oseletrodos de corrente 506, 508 e o corpo de metal da pastilha de sensor 502 émuito pequena. Entretanto, a operação da ferramenta 34 a freqüências debaixa corrente pode resultar em precisão pobre quando medindo aresistividade de parede de furo de sondagem devido à pequena quantidade decorrente que é injetada para dentro da formação e da baixa diferença devoltagem gerada entre os eletrodos de voltagem 504. O uso de freqüênciasmais altas (por exemplo, em excesso de 5 kHz) pode aumentar o fluxo decorrente e, como resultado, prover medições mais precisas da resistividade deparede de furo de sondagem adjacente. Infelizmente, um aumento nafreqüência de corrente de excitação produz um correspondente aumentoindesejável na dispersão de corrente a partir dos eletrodos de corrente 506,508 para o corpo de metal da pastilha de sensor 502. Como resultado, adiferença de voltagem de medição entre os eletrodos de voltagem 504 podenão ser útil na criação de uma indicação precisa da verdadeira resistividade deparede de furo de sondagem adjacente à ferramenta 34. Além disso, asmedições de voltagem podem ser sujeitas a crescentes imprecisões emsituações onde o afastamento da ferramenta 34 é desigual.
A fim de reduzir a quantidade de corrente de dispersão queresulta quando a freqüência da operação excede 5 kHz, em determinadosmodos de realização da presente invenção um protetor condutor 510, 512 écolocado atrás de cada eletrodo de corrente 506, 508 correspondente.Alternativamente, é contemplado que, em determinados modos de realização,somente um protetor condutor possa ser usado com um único eletrodo decorrente correspondente. Por exemplo, a ferramenta 34 pode ser configuradaonde o eletrodo de corrente 506 é protegido por meio da inclusão do protetorcondutor 510, enquanto o eletrodo de corrente 508 é deixado desprotegido.
O protetor 510, 512 pode, alternativamente, ser denominadoum "eletrodo de guarda". Os protetores 510, 512 podem ser mantidos nomesmo potencial elétrico que os eletrodos de corrente 506, 508correspondentes, impedindo, desse modo, o fluxo de corrente entre oseletrodos de corrente e os eletrodos de guarda. Além disso, quaisquercorrentes de dispersão a partir dos eletrodos de corrente para o corpo de metalda pastilha de sensor 502 são minimizadas, e qualquer dispersão de correntepara dentro do corpo de metal da ferramenta 34 se origina, primariamente, apartir dos protetores 510, 512. A capacidade de minimizar a dispersão dacorrente a partir dos eletrodos de corrente para o corpo de metal da pastilha desensor 502 na presente invenção se torna mais importante à medida quefreqüências operacionais de corrente de fonte mais altas são utilizadas. Amedida que a freqüência da operação aumenta, a quantidade de acoplamentocapacitivo para o corpo de metal da pastilha de sensor 502 aumenta adispersão de corrente e (ausentes quaisquer eletrodos de guarda) afetanegativamente a precisão da ferramenta 34 em determinar a resistividade deparede de furo de sondagem.
Em adição à minimização da dispersão de corrente a partir doseletrodos de corrente 506, 508 para o corpo de metal da pastilha de sensor502, a maneira de medir a corrente que flui para dentro dos eletrodos decorrente 506, 508 é adaptada em vista da inclusão dos protetores 510, 512.Com referência à Figura 7, os sensores de corrente 702, 704 nos modos derealização ilustrativos da presente invenção incluem transformadores 706, 708que são usados para assistir na medição da corrente associada aos eletrodos decorrente 506, 508. Além disso, amplificadores de potência 710, 712 provêema corrente de fonte no presente modo de realização. No modo de realizaçãoilustrativo, o transformador 706 é acoplado entre o amplificador de potência710 e o eletrodo de corrente esquerdo 506, de modo que a medição decorrente inclua somente a corrente que flui para dentro do protetor 510. Demodo semelhante, o transformador 708 é acoplado entre o amplificador depotência 712 e o eletrodo de corrente direito 508, de modo que a medição decorrente inclua somente a corrente que flui para dentro do eletrodo de corrente508 e não a corrente que flui para dentro do protetor 512. Nos modos derealização onde somente um dos eletrodos de corrente 506, 508 é protegido, ainclusão de um sensor de corrente pode ser limitada a um dos sensores decorrente 702, 704 que corresponde ao eletrodo de corrente protegido. Comoresultado da colocação descrita dos sensores de corrente 702, 704 com relaçãoaos eletrodos 506, 508, somente a corrente associada ao eletrodo de correnteque é protegido é medida pelo sensor de corrente.
Nessa configuração, a quantidade de corrente de dispersãopara dentro do corpo de metal da pastilha de sensor 502 pode ser compensadadurante o processo de medição de corrente. A corrente total presente napastilha de sensor 502 compreende a corrente que flui para dentro doseletrodos de corrente 506, 508 e a dispersão de corrente a partir dos protetores510, 512. Visto que a corrente total a partir da fonte é conhecida, e a correnteque flui para dentro dos eletrodos de corrente 506, 508 é medida comoresultado da configuração de protetor e de sensor de corrente descrita acima, adispersão de corrente que flui a partir dos protetores 510, 512 pode sercompensado desde que ele seja isolado do sensor de corrente correspondentee não seja medido. Como resultado, o fluxo de corrente a partir dos protetores510, 512 não é incluído como parte do fluxo de corrente medido a partir doseletrodos de corrente 506, 508 e não distorce a medição da corrente injetadapara dentro da formação.Como examinado anteriormente, os protetores de linha 714,716 são mostrados para guardar as linhas que alimentam os eletrodos decorrente 506, 508. A presença dos protetores de linha 714, 716 reduz aassimetria na dispersão de corrente ao longo das linhas de alimentação, quepode estar presente devido a caminhos de dispersão diferentes oucomprimentos diferentes das linhas de alimentação. A eliminação daassimetria de corrente de dispersão é desejável porque, quando concluída,toda a assimetria nas medições de corrente tomadas durante a operação daferramenta 34 pode ser atribuída ao afastamento desigual ao longo dasuperfície da pastilha de sensor 502.
Como mostrado na Figura 8A, os eletrodos de correnteconduzem um campo elétrico tendo linhas de campo If que penetram umaparede de furo de sondagem 802. Entretanto, os elementos condutores napastilha de sensor 502 também permitem a formação das linhas de campo decorrente de dispersão Il que acoplam os eletrodos via corpo de pastilha desensor. O número dessas linhas de campo de corrente de dispersão varia comouma função do afastamento, ou seja, a separação entre a pastilha de sensor e aparede de furo de sondagem. Além do mais, como mostra a Figura 8B, adistribuição de campo pode ser assimétrica devido à inclinação de pastilha ouheterogeneidades na camada de lama e parede de furo de sondagem.
Os protetores de eletrodo são projetados para minimizar ascorrentes de dispersão simétricas. As linhas de campo de corrente dedispersão que desviam completamente da formação se acoplarão,primariamente, aos protetores de eletrodo, embora um pequeno acoplamentodireto a partir dos eletrodos de corrente para o corpo de ferramenta vá sempreexistir. Entretanto, as linhas de campo de corrente de dispersão que passamatravés tanto da formação quanto de uma porção do corpo de pastilhaacoplarão um eletrodo de corrente ao protetor de eletrodo oposto, causandoum desequilíbrio entre os eletrodos de corrente. Conseqüentemente, os váriosmodos de realização da ferramenta de formação de imagem de resistividadedescritos aqui incluem o circuito para medir a corrente a partir de cadaeletrodo de corrente separadamente, e para combinar as medições de correnteseparadas com as medições de eletrodo de voltagem para determinar umaresistividade compensada por afastamento.
Em alguns modos de realização, a voltagem de cada eletrodode corrente (em relação ao corpo de ferramenta) é medida e multiplicada poruma constante de calibragem de ar para determinar a corrente de linha de basea partir daquele eletrodo de corrente. A constante de calibragem de ar podeser determinada de modo experimental, tal como medindo a corrente a partirdos eletrodos de corrente, enquanto a pastilha é suspensa no ar. Essa correntede linha de base pode ser usada para reduzir o erro devido ao pequeno fluxode corrente de dispersão a partir dos eletrodos de corrente para o corpo daferramenta que permanece depois da configuração de protetor serincorporada. Notar que os eletrodos de corrente podem estar em voltagensdiferentes, fazendo uma diferente corrente de linha de base ser determinadapara cada eletrodo de corrente. Os valores de corrente corrigidos sãodeterminados subtraindo-se cada corrente de linha de base a partir da correntemedida para o respectivo eletrodo de corrente, excluindo da medição, dessemodo, a pequena quantidade de dispersão de corrente a partir dos eletrodos decorrente para o corpo de ferramenta.
Com referência agora à Figura 9, uma primeira configuraçãoilustrativa de uma ferramenta de formação de imagem de lama baseada empetróleo (OBMI) é mostrada. O circuito 900 representa uma ilustraçãosimplificada da fonte de corrente de excitação 902 e do amplificador devoltagem diferencial 904. Durante o uso de uma ferramenta de OBMI tendoessa configuração, uma fonte significativa de erro na medição dos valores deresistividade de formação se origina a partir de imprecisões nas medições devoltagem da ferramenta 34 causadas pela impedância de entrada finita doamplificador de voltagem diferencial 904 acoplado aos eletrodos de voltagem504. A grande, mas não infinita, impedância de entrada do amplificador devoltagem diferencial 904 permite a uma pequena quantidade de corrente 906fluir para dentro dos eletrônicos de amplificador. Esse fluxo de corrente causauma queda de voltagem na camada de lama 21 em frente aos eletrodos devoltagem 504. Visto que a camada de lama 21 em frente a cada eletrodo devoltagem 504 não é uniforme, a ocorrência de cada queda de voltagem édiferente. Como resultado, um diferencial de voltagem errôneo e indesejado écriado entre os eletrodos de voltagem 504 e superposto à diferença devoltagem que é proporcional à resistividade da formação 18 gerada pelo fluxode corrente 908 que flui paralelo à superfície da pastilha 502. Esse diferencialde voltagem errôneo e indesejado atribuível à impedância de entrada finita doamplificador 904 é, para uma primeira aproximação de ordem, proporcional àvoltagem de modo comum.
O efeito desse erro de medição pode ser mais significativodurante a medição das formações com uma baixa resistividade (ou seja,menos de 5 Ohm-m) usando o método de injeção de corrente descrito acima,onde a medição de uma baixa diferença de voltagem entre os eletrodos devoltagem 504 pode ser necessária. A fim de reduzir o erro de medição devidoao efeito da voltagem de modo comum sobre a voltagem diferencial, avoltagem de modo comum nos eletrodos de voltagem 504 é minimizada nosmodos de realização preferidos.
A Figura 10A mostra um modelo de circuito ilustrativo para apastilha 502, à medida que ela opera para utilizar os protetores de dispersãode corrente e para minimizar a voltagem de modo comum enquanto medindoa resistividade de formação. A pastilha 502 compreende o circuito de medição1002 acoplado aos eletrodos de voltagem, eletrodos de corrente, e protetoresde eletrodo. Os vários eletrodos e protetores, por sua vez, se acoplam aoambiente de medição que é modelado como um circuito equivalente 1004. Ocircuito equivalente 1004 é uma aproximação simplificada das característicaselétricas da parede de furo de sondagem, e é provido aqui como uma ajuda aoentendimento da configuração do circuito de medição 1002.
Em um modo de realização preferido da presente invenção, ocircuito de medição 1002 compreende transmissores de fonte de corrente ouvoltagem 1005, 1006 que conduzem uma corrente oscilante entre os eletrodosde corrente ("eletrodo direito" e "eletrodo esquerdo"). Os transmissores 1005,1006 também são acoplados entre os protetores de eletrodo ("protetor direito"e "protetor esquerdo") para manter os campos a aproximadamente o mesmopotencial que seus eletrodos correspondentes. Os sensores de corrente sãoacoplados aos eletrodos de corrente para medir fluxos de corrente simultâneosa partir dos dois eletrodos de corrente. No modo de realização ilustrativo, otransformador 1008 é acoplado entre a fonte e o eletrodo de corrente esquerdopara converter a corrente de eletrodo em uma voltagem que é medida por umprimeiro amplificador de sensoreamento 1010. De modo semelhante, otransformador 1012 é acoplado entre a fonte e o eletrodo de corrente direitopara converter a corrente de eletrodo em uma voltagem que é medida por umsegundo amplificador de sensoreamento 1014. Notar que a configuraçãoilustrada dos transformadores 1008, 1012 acopla o primário entre o protetorcorrespondente e o eletrodo de corrente, de modo que o fluxo de corrente apartir do protetor não seja incluído como parte do fluxo de corrente medido apartir dos eletrodos de corrente.
Os dois transmissores independentemente controlados 1005,1006, ou as fontes de excitação, são conectados a um terra comum a todo ocircuito na pastilha 502. Os transmissores 1005, 1006 têm, cada um, controlesseparados para a relativa magnitude e a relativa fase do sinal de excitação. acapacidade de controlar um dos, ou ambos os transmissores 1005, 1006 provêa capacidade de injetar uma corrente de excitação sincronizada a partir doeletrodo direito e do eletrodo esquerdo à freqüência desejada com a relativafase e/ou amplitude independentemente controlada como exigido para sealcançar a amplitude e a fase necessárias para minimizar a voltagem de modocomum. Em determinados modos de realização, o controle dos transmissores1005, 1006 pode ser concluído por meio do uso de OsciladoresNumericamente Controlados (NCOs) tanto de firmware quanto de hardware.Alternativamente, o controle dos transmissores 1005, 1006 pode ser concluídopor meio do uso dos Circuitos em Fase (PLLs).
Inicialmente, os detectores 1016, 1017 são utilizados paramedir a voltagem de modo comum nos eletrodos de voltagem 504 amostrandoos sinais de voltagem Va e Vb usando um conversor analógico para digital.Os sinais digitais são, então, calculados na média para encontrar a voltagemde modo comum Vc (ou seja, Vc = (Va + VB)/2). Em adição, a relativa fasepode ser determinada realizando-se a detecção de quadratura em firmware.No presente modo de realização, é contemplado que os trilhos de potênciapara os detectores 1016, 1017 estejam a desvios regulados a partir de umavoltagem sobre seus terminais de referência (que são mostrados conectados aoterra nas Figuras IOA e 10B, e mostrados conectados a uma fonte de voltagemdesviada 1009 na Figura 10C).
Uma vez que a voltagem de modo comum nos eletrodos devoltagem 504 seja conhecida, a voltagem diferencial criada pelos eletrodos decorrente 506, 508 pode ser alterada para reduzir a voltagem de modo comume, desse modo, minimizar seu efeito sobre a medição da resistividade deformação adjacente. Um módulo controlador pode ajustar a amplitude e a fasedos transmissores 1005, 1006 em resposta à medição dos sinais a partir decada eletrodo de voltagem. Com a fase e a magnitude do sinal de voltagem demodo comum conhecidas, e a fase e a magnitude dos transmissores 1005,1006 controláveis, o controlador ajusta a voltagem dos eletrodos de corrente,de modo que a corrente de excitação desejada seja obtida e o sinal de modocomum seja minimizado.Os transmissores 1005, 1006 são acoplados ao eletrodo direitoe eletrodo esquerdo através dos transformadores 1008, 1012. O eletrododireito 506 e o eletrodo esquerdo 508 injetam uma corrente de excitação paradentro da formação, criando uma diferença de voltagem na formação que émedida pelos eletrodos de voltagem 504. Durante a injeção de uma correntede excitação, é criada uma voltagem entre o terra comum dos detectores 1016,1017 e a formação de furo de sondagem em frente aos eletrodos de voltagem504 que constitui uma voltagem de modo comum (Vc) · A voltagem de modocomum Vc é a soma das voltagens contribuídas a partir dos transmissores1005, 1006 (Vi e V2, respectivamente), na proporção para os ganhoscomplexos a partir de cada transmissor (KVi e Kv2, respectivamente). Vistoque o desejo é tornar Vc igual a zero, então:
<formula>formula see original document page 19</formula>
e, onde resolver o igual para V2, a fim de compensar para Viresulta em:
<formula>formula see original document page 19</formula>
e, onde a amplitude A = | Vi + V2 | é a queda de voltagem total
para criar a corrente de excitação de formação desejada, então, a magnitudeda voltagem Vi pode ser calculada como:
<formula>formula see original document page 19</formula>
Se o sistema for linear, as equações (2) e (3) provêem umasolução precisa para gerar a magnitude de corrente de excitação desejadaenquanto equilibrando a voltagem de modo comum para zero. Em algunsexemplos, uma voltagem de modo com,um residual pode permanecer depoisdas etapas de alterar a corrente operacional injetada para dentro da formação,caso no qual um processo de cronometragem adaptativo pode ser realizado.
Além disso, em determinados modos de realização, o método de minimizaçãode voltagem de modo comum pode ser executado concorrentemente aoprocesso de medição de modo comum, resultando em um sistema que mantémdinamicamente a voltagem de modo comum a ou próximo a zero,independentemente das mudanças nas condições circundantes.
Uma vez que a voltagem de modo comum é conhecida, ocontrole independente dos transmissores 1005, 1006 é estabelecido, e asvoltagens de eletrodo de corrente são alteradas para minimizar a voltagem demodo comum, a formação de imagem da resistividade de parede de furo desondagem pode proceder com impacto mínimo a partir da voltagem de modocomum. Os sensores de corrente, compreendendo os transformadores 1008,1012 e os amplificadores 1010, 1014, são acoplados ao eletrodo direito e aoeletrodo esquerdo para medir os fluxos de corrente simultâneos a partir dosdois eletrodos de corrente. As correntes medidas podem ser corrigidas paracompensar o fluxo de corrente de linha de base de uma maneira descritaanteriormente (ou seja, o fluxo de corrente que seria medido se a ferramentaestivesse isolada no ar).
Em adição aos amplificadores de sensoreamento 1010, 1014para as medições de corrente, o circuito de medição 1002 inclui os detectores1016, 1017 para cada par de eletrodos de voltagem para medir a diferença depotencial gerada pelas correntes de formação. A diferença de potencial (δΥ)pode ser quantificada como a diferença entre os sinais de voltagem Va e Vb(ou seja, ôV = Va - Vb). Os detectores 1016, 1017 podem tomar a forma deum amplificador de sensoreamento separado para cada eletrodo de voltageme, em modos de realização alternativos, pode tomar a forma de umamplificador de voltagem diferencial. Em ambos os casos, o circuito 1002pode incluir conversores de analógico para digital para capacitar oprocessamento digital das diferenças de potencial medidas. Essas diferençasde potencial são associadas a uma posição sobre a parede de furo desondagem e processadas para estimar a resistividade de formação naquelaposição.
O circuito 1004 equivalente inclui os componentes 1021-1038que aproximam um caminho de corrente teórico entre os eletrodos decorrente. O capacitor 1021 representa um acoplamento capacitivo residualentre o eletrodo de corrente esquerdo e o corpo de pastilha, e o capacitor 1022representa um acoplamento capacitivo entre o eletrodo de corrente esquerdo ea parede de furo de sondagem. Os resistores 1024, 1026, e 1028 representamas porções resistivas da parede de furo de sondagem. O capacitor 1029representa um acoplamento capacitivo residual entre o eletrodo de correntedireito e o corpo de pastilha, e o capacitor 1030 representa um acoplamentocapacitivo entre a parede de furo de sondagem e o eletrodo de corrente direito.
Os capacitores 1032 e 1034 representam os acoplamentos capacitivos entre oseletrodos de voltagem e a porção medida da parede de furo de sondagem.
Eletrodos de protetor são incorporados atrás de cada eletrodode corrente para minimizar o acoplamento capacitivo direto (representadopelos capacitores 1021 e 1029) entre os eletrodos de corrente e o corpo depastilha, mas, no processo, acoplamentos capacitivos relativamente grandesrepresentados pelos capacitores 1018 e 1020 são criados entre os protetores eo corpo de pastilha. Também está presente o acoplamento indireto entre oseletrodos de corrente e o corpo de pastilha, como representado peloscapacitores 1036 e 1038. A corrente rotulada ICf flui através do resistor 1026,e é a corrente de interesse para determinar a resistividade. Dadas as correntesde eletrodo medidas e presumindo que as correntes de dispersão para aferramenta do corpo são minimizadas e levadas em conta à luz daconfiguração de protetor e sensor de corrente, e que as correntes medidasforam corrigidas subtraindo-se a corrente de linha de base derivada a partir daconstante de calibragem de ar da ferramenta, é possível estimar a corrente deinteresse, ICf, e, desse modo, a resistividade da formação de parede de furo desondagem adjacente.
Pode ser provido um processador como parte do circuitomedido 1002 para calcular os valores de resistividade. Alternativamente, asmedições de corrente e de voltagem podem ser comunicadas às instalações decomputação de superfície para calcular os valores de resistividade. Aestimativa de resistividade pode ser expressa como uma função:
<formula>formula see original document page 22</formula>
onde Ile é a corrente presente no eletrodo de correnteesquerdo, e Ire é a corrente presente no eletrodo de corrente direito. A funçãopode tomar um número de formas dependendo das características de pastilhade sensor experimentalmente medidas. Em alguns modos de realização, aestimativa de resistividade é a diferença de voltagem medida dividida poruma soma ponderada das correntes medidas, que foram corrigidas através dacontabilidade das correntes de dispersão de protetor:
<formula>formula see original document page 22</formula>
onde k é uma constante de calibragem baseada na geometriade pastilha de sensor, Imax é a maior das correntes de eletrodo corrigidas, Iminé a menor das correntes de eletrodo corrigidas, e Co e Ci são fatoresponderados que somam para a unidade. Em um modo de realização, os fatoresponderados se igualam a 1A, enquanto em um outro modo de realização, c, =2/3. Os fatores ponderados podem ser determinados de uma maneira queminimiza o erro de quadrado médio em várias curvas de calibragem. Emainda outros modos de realização, a estimativa de resistividade é uma somaponderada das resistividades determinadas para as correntes medidasseparadamente:
<formula>formula see original document page 22</formula>
onde, novamente, k é uma constante de calibragem baseada nageometria de pastilha de sensor, Imax é a maior das correntes de eletrodocorrigidas, Imin é a menor das correntes de eletrodo corrigidas, e c0 e C1 sãofatores ponderados que somam para a unidade.
Com referência agora à Figura 10B, um modo de realizaçãoalternativo da configuração de transmissor de corrente de excitação divididapara alterar a amplitude e a fase de corrente é mostrado. No presente modo derealização, o transmissor 1006 pode ser uma fonte fixada ou estável, e podeser implementada como um estágio unitário com um terminal de referênciaque é conduzido a partir de um excitador de corrente desviado, mostradocomo um transmissor de controle 1007. O transmissor 1006 serve paraconduzir a corrente de excitação injetada a partir dos eletrodos de corrente506, 508, enquanto o transmissor de controle 1007 provê uma capacidade decontrolar o desvio de amplitude e de fase das voltagens de eletrodo decorrente, como exigido para minimizar a voltagem de modo comum presentenos eletrodos de voltagem. O transmissor de controle 1007 pode ser do tipofonte de voltagem, do tipo fonte de corrente, ou uma combinação dosmesmos, e é controlado, de preferência, por meio do uso de NCOs baseadoem firmware ou hardware.
Com referência agora à Figura 10C, um modo de realizaçãoadicional de um transmissor de corrente de excitação controlável para alterara amplitude e fase de corrente é mostrado. O presente modo de realizaçãoilustra como um segundo transmissor 1009 pode ser utilizado para controlaros terminais de referência dos detectores 1016, 1017 de uma maneira queminimiza o sinal de voltagem de modo comum percebido no sinal de entradados detectores 1016, 1017. Em outras palavras, a voltagem de modo comum éadicionada ao desvio regulado de cada trilho de energia para os detectores1016, 1017, a fim de fazer a voltagem de modo comum aparecer para osdetectores 1016, 1017 igual a zero. O transmissor 1009 pode ser do tipo fontede voltagem, do tipo fonte de corrente, ou uma combinação dos mesmos, e écontrolado, de preferência, por meio do uso de NCOs baseados em firmwareou hardware.
A Fig. 11 mostra um fluxograma de um método de formaçãode imagem de resistividade. No bloco 1102, a ferramenta de formação deimagem de resistividade é colocada em um poço. Para LWD,a ferramenta fazparte do conjunto de fundo de furo para efetuar registro quando as operaçõesde perfuração são executadas. Para registro por cabo de perfuração, aferramenta faz parte de uma sonda que é baixada até o fundo da região deinteresse para efetuar registro quando a ferramenta de registro é içada do poçoem uma velocidade uniforme.
No bloco 1104, a ferramenta é colocada no modo de registro.Para LWD, esta operação pode (ou não) envolver o emprego de umdescentralizador que força sensores no corpo da ferramenta contra a parede dopoço. Alternativamente, a ferramenta de formação de imagem de resistividadede LWD pode ter uma ou mais pastilhas de sensor empregadas contra aparede do poço. Para registro por cabo de perfuração, múltiplas pastilhas desensor são empregadas contra a parede do poço.
Os blocos 1106-1124 representam operações que ocorremdurante o processo de registro. Embora mostradas e descritas de modoseqüencial, as várias operações podem ocorrer concomitantemente e, alémdisso, podem ocorrer simultaneamente para múltiplos pares de eletrodo devoltagem e múltiplas pastilhas de sensor.
No bloco 1106, a ferramenta mede a diferença de potencialentre a formação e o terra de referência de amplificador de diferencial devoltagem, referido como sinal de voltagem de modo comum. No bloco 1108,uma verificação da medição de voltagem de modo comum é efetuada paradeterminar se este sina está dentro dos limites aceitável de coleta de mediçõesde voltagem de diferencial da formação. Se o sinal de voltagem de modocomum não estiver dentro dos limites aceitáveis, no bloco IllOa magnitudede amplitude de corrente de excitação e/ou alteração de fase necessária paraminimizar o sinal de voltagem de modo comum é determinada. Ostransmissores de corrente de excitação são, então, ajustados para despacharnova amplitude de voltagem de corrente de eletrodo e/ou fase para minimizaro sinal de voltagem de modo comum no bloco 1112, e a fonte defornecimento de eletrodos de corrente pode ser posta em polarização de modoa levar a voltagem de eletrodo de voltagem média para, aproximadamente,zero volt. A operação de colocação em polarização serve para minimizar acorrente (e assim a queda de voltagem) através das camadas de lama à frentedos eletrodos de voltagem como representado por capacitores 1032 e 1034nas Figs. 1OA-10C. Os bocós 1106-1112 podem ser repetidos até que avoltagem de modo comum seja detectada dentro dos limites aceitáveis paraformação de imagem de resistividade da formação.
Uma vez que a voltagem de modo comum seja determinadacomo dentro de um limite aceitável, no bloco 1114 a ferramenta mede ascorrentes através dos dois eletrodos de corrente, que foram corrigidas pelaconsideração de corrente de dispersão de blindagem como resultado dacolocação de sensor de blindagem e corrente. A ferramenta mede ainda adiferença de voltagem entre os vários pares de eletrodos de voltagem. Emcertos modos de realização, uma corrente de base é subtraída da correntemedida através de dois eletrodos de corrente no bloco 1116. A corrente debase é experimentalmente determinada pela constante de calibração do arassociada à ferramenta. No bloco 1118, a ferramenta determina uma mediçãode resistividade compensada para cada par de eletrodos de voltagem deacordo com uma das equações (4), (5) ou (6). No bloco 1120, a ferramenta, oumais certamente, a instalação de registro de superfície acoplada à ferramentaassocia as medições de resistividade compensadas a uma medição de posiçãoe orientação de ferramenta, possibilitando, desse modo, uma determinação devalores de pixel de imagem de parede do furo de sondagem.
No bloco 1112, a ferramenta se move ao longo do furo desondagem, e no bloco 1124 uma verificação é efetuada para determinar se asoperações de registro devem continuar (por exemplo, se a ferramenta deregistro houver chegado ao final da região de interesse). Para operações deregistro continuadas, os blocos 1106-1124 são repetidos. Uma vez que asoperações de registro estejam concluídas, a instalação de registro desuperfície mapeia as medições de resistividade nos pixéis de formação deimagem de parede de furo de sondagem e exibe uma imagem de resistividadeda parede de furo de sondagem no bloco 1126.
Uma variedade de geometrias de eletros de voltagem épossível e pode ser suada. Um maior número de eletros de voltagem podeprover maior resolução à custa de maiores custos de processamento. Nestesarranjos, é contemplado que a voltagem de modo comum a ser minimizadaseja a média de sinais de voltagem de todos os eletrodos de voltagem nosquais as medições estão sendo feitas. As voltagens e correntes operacionaispodem variar largamente enquanto permanecendo adequadas às operações deregistro aqui descritas. Foi verificado que freqüências de corrente de fonteacima de 5kHz, aproximadamente, e talvez tão elevadas quando IOOkHz oumais são desejáveis, uma vez que reduzem as impedâncias de camada de lamae aumentam as diferenças de voltagem mensuráveis entre os eletrodos devoltagem. Maiores freqüências geralmente provêem maiores sinais demedição, mas também aumentam correntes de dispersão, tornando os métodosde compensação aqui revelados ainda mais desejáveis. Em alguns modos derealização de ferramenta, a freqüência de corrente de fonte pode sercomutável entre baixa freqüência (por exemplo, 1 OkHz) e alta freqüência (porexemplo, 80kHz) para medições em formações de resistividades diferentes.Maiores freqüências podem ser preferidas para formações tendo umaresistividade geralmente menor, e vice versa.
Embora modos de realização ilustrativos desta invençãotenham sido mostrados e descritos, modificações podem ser feitas nosmesmos por alguém experiente na técnica sem se afastar do espírito ouensinamento desta invenção. Os modos de realização aqui descritos sãoilustrativos e não limitativos. Muitas variações e modificações do sistema eaparelho são possíveis e estão abrangidas pelo escopo da invenção. Porexemplo, embora a revelação e reivindicações usem o termo "resistividade", élargamente reconhecido que condutividade (o inverso de resistividade) temuma correspondência de um-para-um com resistividade e, conseqüentemente,muitas vezes serve como equivalente funcional à resistividade.
Conseqüentemente, o escopo de proteção não está limitado aos modos derealização aqui descritos, mas limitado apenas pelas reivindicações a seguir,cujo escopo deve incluir todos equivalentes do objeto das reivindicações.
Claims (25)
1. Método de registro, compreendendo as etapas de:gerar um campo elétrico oscilatório usando pelo menos doiseletrodos de corrente sobre um arranjo de sensor próximo a uma parede defuro de sondagem; e,medir uma voltagem diferencial com pelo menos doiseletrodos de voltagem usando um detector de voltagem, caracterizado pelofato de que os pelo menos dois eletrodos de voltagem são posicionados entreos pelo menos dois eletrodos de corrente; emedir fluxos de corrente a partir de cada um dos pelo menosdois eletrodos de corrente usando respectivos sensores de corrente, com cadasensor de corrente estando acoplado a um dos eletrodos de corrente.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de compreender ainda a etapa de :usar os fluxos de corrente medidos nos pelo menos doiseletrodos de corrente para determinar uma medição de resistividade que éassociada a uma posição sobre a parede de furo de sondagem.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de compreender ainda a etapa de:formar uma imagem de parede de furo de sondagem a partir demúltiplas dessas medições de resistividade.
4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a etapa de usar compreende fazer a média dos fluxos de correntemedidos.
5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a medição de resistividade é determinada de acordo com <formula>formula see original document page 28</formula> onde k é uma constante de calibragem, 5V é a voltagemdiferencial, ImaX é o maior dos fluxos de corrente medidos, Imin é o menor dosfluxos de corrente medidos, e c0 e Ci são fatores ponderados.
6. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a medição de resistividade é determinada de acordo comR = c0 (kôV / Imax) + ci (kôV / Imin)onde k é uma constante de calibragem, ÔV é a voltagemdiferencial, ImaX é o maior dos fluxos de corrente medidos, Imin é o menor dosfluxos de corrente medidos, e co e c1 são fatores ponderados.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o campo elétrico é provido com uma freqüência de oscilaçãoacima de 5 kHz.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que cada um dos pelo menos dois eletrodos de corrente é provido comprotetores condutores para minimizar a corrente de dispersão a partir dos pelomenos dois eletrodos de corrente.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de compreender ainda as etapas de:determinar uma voltagem de modo comum para os pelo menosdois eletrodos de voltagem; eajustar uma voltagem de referência do detector de voltagemaproximadamente igual à voltagem de modo comum.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender ainda as etapas de:prover uma primeira fonte de excitação acoplada entre um nóde aterramento e um dos eletrodos de corrente correspondente;prover uma segunda fonte de excitação acoplada entre o nó deaterramento e um segundo dos eletrodos de corrente correspondente; eproduzir uma voltagem de excitação sincronizada a umafreqüência desejada com as relativas fase e amplitude independentementecontroladas.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a voltagem de referência é o nó de aterramento, e o ajustecompreende ajustar os ganhos da primeira fonte de excitação e da segundafonte de excitação para minimizar a voltagem de modo comum.
12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender ainda as etapas de:medir uma voltagem associada a cada um dos pelo menos doiseletrodos de corrente;multiplicar a voltagem por uma constante de calibragem de arpara determinar uma corrente de linha de base para cada um dos pelo menosdois eletrodos de corrente; esubtrair a corrente de linha de base a partir do fluxo decorrente medido a partir de cada um dos pelo menos dois eletrodos decorrente.
13. Ferramenta de registro, compreendendo:um arranjo de sensor tendo pelo menos dois eletrodos devoltagem posicionados entre pelo menos dois eletrodos de corrente,caracterizada pelo fato de que os pelo menos dois eletrodos de corrente sãoenergizados para criar um campo elétrico oscilatório em uma formaçãoformando uma parede de furo de sondagem;um detector de voltagem acoplado aos pelo menos doiseletrodos de voltagem para medir uma voltagem diferencial induzida pelocampo elétrico; epelo menos dois sensores de corrente, cada um acoplado a umdos eletrodos de corrente correspondente para medir o fluxo de corrente.
14. Ferramenta de acordo com a reivindicação 13,caracterizada pelo fato de compreender ainda um processador emcomunicação com o detector de voltagem e os pelo menos dois sensores decorrente para determinar uma resistividade a partir da voltagem diferencial edos fluxos de corrente medidos.
15. Ferramenta de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo fato de compreender ainda um detector de posição deferramenta que determina uma posição a ser associada à resistividade.
16. Ferramenta de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de compreender ainda um detector de orientação deferramenta que determina um azimute de furo de sondagem a ser associado àresistividade.
17. Ferramenta de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo fato de que a resistividade é determinada de acordo com: <formula>formula see original document page 31</formula> onde k é uma constante de calibragem, ÔV é a voltagemdiferencial, Imax é o maior dos fluxos de corrente medidos, Imin é o menor dosfluxos de corrente medidos, e C0 e C1 são fatores ponderados.
18. Ferramenta de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo fato de que a resistividade é determinada de acordo com <formula>formula see original document page 31</formula> onde k é uma constante de calibragem, ÔV é a voltagemdiferencial, ImaX é o maior dos fluxos de corrente medidos, Imin é o menor dosfluxos de corrente medidos, e Co e C1 são fatores ponderados.
19. Ferramenta de acordo com a reivindicação 13,caracterizada pelo fato de que o campo elétrico é provido com uma freqüênciade oscilação acima de 5 kHz.
20. Ferramenta de acordo com a reivindicação 13,caracterizada pelo fato de que cada um dos pelo menos dois eletrodos decorrente é provido com um protetor condutor correspondente para minimizara corrente de dispersão a partir dos pelo menos dois eletrodos de corrente.
21. Ferramenta de acordo com a reivindicação 13,caracterizada pelo fato de que o detector de voltagem mede uma voltagem demodo comum criada pelo campo elétrico oscilatório, e onde a voltagem demodo comum é minimizada controlando-se independentemente as relativasfase e amplitude de uma voltagem de excitação.
22. Ferramenta de acordo com a reivindicação 13,caracterizada pelo fato de compreender ainda pelo menos dois protetores delinha correspondendo aos pelo menos dois eletrodos de corrente.
23. Sistema de registro, compreendendo:uma ferramenta de registro tendo:um arranjo de sensor com pelo menos dois eletrodos devoltagem posicionados entre pelo menos dois eletrodos de corrente,caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois eletrodos de corrente sãoenergizados por uma fonte de excitação para criar um campo elétrico em umaparede de furo de sondagem;um circuito eletrônico acoplado aos pelo menos dois eletrodosde corrente para determinar uma voltagem diferencial entre os pelo menosdois eletrodos de voltagem, onde o circuito eletrônico inclui pelo menos doissensores de corrente, estando cada um acoplado a um correspondente eletrodode corrente para medir um fluxo de corrente; e,um circuito de computação em comunicação com a ferramentade registro para determinar uma resistividade de parede de furo de sondagemcomo uma função de pelo menos um dentre profundidade e azimute, onde aresistividade é determinada usando-se os fluxos de corrente medidos e avoltagem diferencial.
24. Sistema de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de que a resistividade é determinada de acordo comR = kôV / (c0 Imax + cj Imin),onde k é uma constante de calibragem, ÔV é a voltagemdiferencial, Imax é o maior dos pelo menos dois fluxos de corrente, Imin é omenor dos pelo menos dois fluxos de corrente, e co e c1 são fatoresponderados.
25. Sistema de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de que a resistividade é determinada de acordo com <formula>formula see original document page 33</formula> onde k é uma constante de calibragem, ÔV é a voltagemdiferencial, ImaX é o maior dos pelo menos dois fluxos de corrente, Imin 6 omenor dos pelo menos dois fluxos de corrente, e c0 e c1 são fatoresponderados.
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