BRPI0706310A2 - método de medir profundidade e/ou azimute de dados de perfilmagem,dispositivo para medir a profundidade e/ou azimute de dados de perfilmagem (mm1, mm2), ferramenta de perfilagem (tl) disposta para ser desenvolvida no interior de função furo de poço, montagem de perfuração (md) disposta para perfurar um furo de poço, e produto programa de computador para um dispositivo de medição da profundidade e/ou azimute disposto para ser desenvolvido ao interior de um furo de poço - Google Patents
método de medir profundidade e/ou azimute de dados de perfilmagem,dispositivo para medir a profundidade e/ou azimute de dados de perfilmagem (mm1, mm2), ferramenta de perfilagem (tl) disposta para ser desenvolvida no interior de função furo de poço, montagem de perfuração (md) disposta para perfurar um furo de poço, e produto programa de computador para um dispositivo de medição da profundidade e/ou azimute disposto para ser desenvolvido ao interior de um furo de poço Download PDFInfo
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Abstract
MéTODO DE MEDIR PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTE DE DADOS DE PERFILAGEM, DISPOSITIVO PARA MEDIR A PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTE DE DADOS DE PERFILAGEM (MMl, MM2), FERRAMENTA DE PERFILAGEM(TL) DISPOSTA PARA SER DESENVOLVIDA NO INTERIOR DE FUNçãO FURO DE POçO, MONTAGEM DE PERFURAçãO(MD) DISPOSTA PARA PERFURAR UM FURO DE POçO, E PRODUTO PROGRAMA DE COMPUTADOR PARA UM DISPOSITIVO DE MEDIçãO DA PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTE DISPOSTO PARA SER DESENVOLVIDO AO INTERIOR DE UM FURO DE POçO Método de medir profundidade e/ou azimute de dados de perfilagem, os dados de perfilagem estando relacionados a pelo menos uma propriedade de uma zona GF, CS, CA que circunda um furo de poço e sendo medidos por pelo menos um arranjo sensor SA1D, SA2D, o método compreendendo as etapas de: adquirir e armazenar um primeiro quadro de dados de perfilagem F11 F2J. correspondente a uma primeira posição do arranjo sensor, e adquirir e armazenar um segundo quadro de dados de perfilagem F12, F22 correspondente a uma segunda posição do arranjo sensor, onde a primeira e segunda posições são tais que o segundo quadro de dados de perfilagem F12, F22 se sobrepóe pelo menos parcialmente ao primeiro quadro de dados de perfilagem F11, F21, comparar o primeiro F11, F21 e segundo quadro de dados de perfilagem F12, F22, e calcular uma mudança relativa na profundidade <30>DP e/ou azimute <30>AZ dos dados de perfilagem medidos pelo arranjo sensor SA1D, SA2D entre o primeiro Eu, E21 e segundo F12, F22 quadro de dados de perfilagem.
Description
MÉTODO DE MEDIR PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTE DE DADOS DEPERFILAGEMf DISPOSITIVO PARA MEDIR A PROFUNDIDADE E/OUAZIMUTE DE DADOS DE PERFILAGEM -(MMl, MM2) , FERRAMENTA DEPERFILAGEM(TL) DISPOSTA PARA SER DESENVOLVIDA NO INTERIORDE FUNÇÃO FURO DE POÇO, MONTAGEM DE PERFURAÇÃO(MD) DISPOSTAPARA PERFURAR UM FURO DE POÇO, E PRODUTO PROGRAMA DECOMPUTADOR PARA UM DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DA PROFUNDIDADEE/OU AZIMUTE DISPOSTO PARA SER DESENVOLVIDO AO INTERIOR DEUM FURO DE POÇO
Campo da invenção
A invenção está relacionada a um método de medirprofundidade e/ou azimute de dados de perfilagemrelacionados a uma propriedade física de uma formaçãogeológica que circunda um furo de poço medido por pelomenos um arranjo sensor, e um dispositivo para medir aprofundidade e azimute de acordo com o mesmo método.
Outros aspectos da invenção está relacionados a urnaferramenta de perfilagem e a uma montagem de perfuração.
Uma aplicação particular do método e da ferramentade perfilagem de acordo com a invenção está relacionada coma indústria de serviços de petróleo.
Fundamentos da Invenção
Muitas técnicas são conhecidas para medir aprofundidade bem como o azimute de montagens no fundo depoço desenvolvidas dentro de um furo de poço. As montagensno fundo de poço podem ser uma ferramenta de perfilagem(usadas em aplicação cabeada) ou uma montagem de perfuração(usada em perfuração e perfilagem enquanto das aplicaçõesde perfilagem) que compreendem uma pluralidade de sensorespara a medição das propriedades da formação geológica quecircunda o furo de poço.
Tipicamente, era aplicação cabeada, a ferramenta deperfilagem está conectada a um equipamento na superfíciepor meio de um cabo de perfilagem. A profundidade daferramenta de perfilagem é determinada por meio de umacarretilha calibrada de medição na superfície. A carretilhatem uma circunferência conhecida e é girada pelo cabo deperfilagem quando a ferramenta de perfilagem é transitadano interior do furo de poço. A profundidade pode sercorrigida mediante levar em conta o estiramento do cabodevido ao peso do cabo no furo de poço, ao peso daferramenta de perfilagem e o histórico das alterações dascaracterísticas de estiramento do cabo com o uso.
Tipicamente, em aplicação de perfilagem durante aperfuração, a montagem de perfuração está conectada a umequipamento na superfície por meio de uma coluna deperfuração. A profundidade da montagem de perfuração édeterminada mediante medir o comprimento do tubo quepenetra o poço na superfície. A profundidade pode sercorrigida quanto aos efeitos da tensão ou da compressão dacoluna de perfuração.Durante o desdobramento e operação da ferramenta deperfilagem e da montagem de perfuração, essas montagens defundo de poço podem se movimentar de modo errático dentrodo furo de poço (por exemplo, efeitos de cabeceio, efeitosde encravamento e liberação, atrito, compressão ou tensãodo tubo ou cabo). Desse modo, é freqüentemente difícilavaliar num momento particular a exata profundidade damontagem de fundo de poço. Adicionalmente, na aplicação deperfilagem durante a perfuração, um erro adicional éintroduzido pela falta de sincronia entre os tempos poçoacima e poço abaixo. Como uma conseqüência, o perfilproduzido pelos sensores da montagem de fundo de poçoestará incorreta como um resultado dos erros feitos quandoda correlação das medições realizadas pelos sensores damontagem de fundo de poço com as medições de profundidadeproduzidas na superfície. Além disso, as profundidadesestimadas mencionadas serão insuficientemente precisas paramedições de alta resolução tais como para imagens.
Sumário da Invenção
É um objetivo da invenção propor um dispositivo demedição da profundidade e/ou azimute e método para superarpelo menos uma das desvantagens da técnica já existente.
De acordo com um aspecto, a invenção estárelacionada a um método de medir a profundidade e/ouazimute de dados de perfilagem relacionados a umapropriedade física de uma formação geológica que circundaum furo de poço medido por pelo menos um arranjo sensor, ométodo compreendendo as etapas de:
adquirir e armazenar um primeiro quadro de dados deperfilagem correspondente a uma primeira posição do arranjosensor, e adquirir e armazenar um segundo quadro de dadosde perfilagem correspondente a uma segunda posição doarranjo sensor, a primeira e segunda posições são tais queo segundo quadro de dados de perfilagem se sobrepõe pelomenos parcialmente ao primeiro quadro de dados deperfilagem,
comparar o primeiro e segundo quadro de dados deperfilagem, e
calcular uma mudança relativa na profundidade e/ouazimute dos dados de perfilagem medidos pelo arranjo sensorentre o primeiro e segundo quadro de dados de perfilagem.
Opcionalmente, o método pode também compreender umaetapa que consiste em calcular um valor atual daprofundidade e/ou um valor atual de azimute dos dados deperfilagem com base na alteração relativa na profundidadee/ou azimute dos dados de perfilagem e uma estimativaprévia da profundidade e/ou azimute dos dados deperfilagem.
A etapa de comparar o primeiro e o segundo quadrode dados de perfilagem pode consistir em determinar umaárea de sobreposição entre ambos os quadros de dados deperfilagem. Portanto, o deslocamento de um quadrorelativamente ao outro pode ser determinado.
A etapa de determinar a área de sobreposição podeconsistir em um ou outro de avaliar a coerência dos quadrosde dados de perfilagem mediante aplicar um método decorrelação em ambos os quadros de dados de perfilagem, oualternativamente avaliar a similaridade dos quadros dedados de perfilagem mediante aplicar um método desemelhança em ambos os quadros de dados de perfilagem.
Opcionalmente, o método pode também compreender aetapa de corrigir a estimativa prévia da profundidade e/ouestimativa prévia do azimute dos dados de perfilagem combase numa medição feita por um sistema de medição daprofundidade situado na superfície ou um peso no sistema demedição pela ferramenta.
Os dados de perfilagem podem ser mediçõesmecânicas, eletromagnéticas, nucleares ou acústicas.
O primeiro e segundo quadros de dados de perfilagempodem ser imagens ID ou 2D.
De acordo com um outro aspecto, a invenção estárelacionada a um produto programa de computador para umdispositivo de medição da profundidade e/ou azimutedisposto a ser desdobrado ao interior de um furo de poço, oproduto programa de computador compreendendo um conjunto deinstruções que, quando carregadas numa memória do programado dispositivo de medição da profundidade e/ou azimute,induzem o dispositivo de medição da profundidade e/ouazimute a realizar as etapas do método de medir aprofundidade e/ou azimute dos dados de perfilagem de acordocom a invenção.
De acordo com um aspecto adicional, a invenção estárelacionada a um dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute de dados de perfilagem, o dispositivo estandoacoplado a pelo menos um arranjo sensor para medir dados deperfilagem relacionado a pelo menos uma propriedade de umazona que circunda um furo de poço, e compreendendo umamemória de armazenamento temporário e pelo menos um módulode processamento, onde o módulo de processamento dodispositivo de medição da profundidade e/ou azimute estádisposto para:
adquirir e armazenar na memória de armazenamentotemporário um primeiro quadro de dados de perfilagemcorrespondente a uma primeira posição do arranjo sensor eum segundo quadro de dados de perfilagem correspondente auma segunda posição do arranjo sensor, o segundo quadro dedados de perfilagem se sobrepondo pelo menos parcialmenteao primeiro quadro de dados de perfilagem,
comparar o primeiro e segundo quadro de dados deperfilagem, e
calcular uma alteração relativa na profundidadee/ou azimute dos dados de perfilagem entre o primeiro esegundo quadros de dados de perfilagem.
Opcionalmente, o módulo de processamento dodispositivo de medição da profundidade e/ou azimute podeser também disposto para calcular um valor vigente daprofundidade e/ou valor vigente do azimute dos dados deperfilagem levando em conta as alterações relativas naprofundidade e/ou azimute dos dados de perfilagem equalquer estimativa prévia da profundidade e/ou azimute dosdados de perfilagem.
O sensor pode ser um arranjo sensor ID ou arranjosensor 2D.
De acordo com ainda um aspecto adicional, ainvenção está relacionada a uma ferramenta de perfilagemdisposta para ser desenvolvida dentro de um furo de poço ecompreendendo pelo menos um arranjo sensor para medir dadosde perfilagem relacionados a pelo menos uma propriedade deuma zona que circunda um furo de poço, onde a ferramenta deperfilagem compreende o dispositivo de medição daprofundidade e/ou azimute da invenção.
Assim, a invenção permite uma estimativa precisa daprofundidade relativa e/ou do azimute relativo de umamontagem de fundo de poço que se movimenta num furo de poçonu ou revestido em cada momento no tempo.
As medições usadas para determinar as relativasprofundidade e/ou azimute podem ser medições primárias deuma montagem de fundo de poço (por exemplo, mediçõesrelacionadas à formação de imagens da resistividade daformação geológica) ou podem ser medições auxiliaresmedidas por um arranjo sensor específico. Em partícula, ométodo da invenção é particularmente simples de implementarquando as medições de uma propriedade física do método dazona circundante são propriamente usados para determinar aprofundidade relativa e/ou azimute relativo. Como umaconseqüência, perfis precisos podem ser produzidos com ométodo e dispositivo da invenção.
Também, as relativas profundidade e/ou azimuteavaliados de acordo com a invenção podem ser usados paramelhorar a análise e a interpretação dos dados adquiridosna montagem de fundo de poço, em particular imagens eoutras medições que requeiram conhecimentos das posiçõesrelativas dos dados adquiridos.
Finalmente, a invenção também permite determinar aprofundidade absoluta e/ou azimute relativo de uma montagemde fundo de poço.
Esses e outros aspectos da invenção serão evidentese elucidados com referência às modalidades descritas aseguir.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção é ilustrada a título de exemploe não limitada às Figuras que a acompanham, nas quaisreferências iguais indicam elementos similares:
A Figura IA ilustra esquematicamente um típico poçode petróleo em terra e uma aplicação de perfilagem dainvenção;A Figura IB ilustra esquematicamente um típico poçode petróleo em terra e uma aplicação da invenção naperfilagem durante perfuração;
A Figura 2A é uma seção transversal numa parte deum furo de poço revestido que ilustra esquematicamente umaprimeira modalidade de um dispositivo para medir aprofundidade e/ou azimute de dados de perfilagem de acordocom a invenção;
A Figura 2B é uma seção transversal numa parte deum furo de poço revestido que ilustra esquematicamente aimplementação do método de medição da profundidade e/ouazimute de dados de perfilagem com a primeira modalidade dainvenção mostrada na Figura 2A;
As Figuras 3A, 3B e 3C ilustra esquematicamente ummétodo de medir a profundidade e/ou azimute de dados deperfilagem implementado pela primeira modalidade dainvenção mostrada na Figura 2A;
A Figura 4A é uma seção transversal numa parte de mfuro de poço revestido que ilustra esquematicamente umasegunda modalidade de um dispositivo para medir aprofundidade e/ou azimute de dados de perfilagem de acordocom a invenção;
A Figura 4B é uma seção transversal numa parte deum furo de poço revestido que ilustra esquematicamente aimplementação do método de profundidade e/ou azimute dedados de perfilagem com a segunda modalidade da invençãomostrada na Figura 4A;
As Figura 5A e 5B que ilustra eSquematicamerrte ométodo de profundidade e/ou azimute de dados de perfilagemimplementado pela segunda modalidade da invenção mostradana Figura 4A;
As Figuras 6A e 6B ilustra esquematicamente dadosde perfilagem medidos com uma ferramenta de perfilagem ouum equipamento de perfuração onde a profundidade foi medidade acordo com a invenção e de acordo com a arte existente,respectivamente;
A Figura 7 é um diagrama de bloco que ilustra ométodo de medir a profundidade e/ou azimute de dados deperfilagem de acordo com a invenção.
Descrição Detalhada d Invenção
Na descrição apresentada a seguir a expressãoprofundidade'., 'azimute', 'propriedade de uma zona quecircunda um furo de poço' irá ter os seguintessignificados.
A 'profundidade' descreve uma mediante dodeslocamento de um dispositivo ao longo de uma trajetória.
O 'azimute' descreve a rotação do dispositivo emtorno do eixo da trajetória relativamente a uma referênciaque pode ser uma projeção do vetor de gravidade ou do campomagnético sobre um plano perpendicular ao referido eixo.
A 'propriedade de uma zona que circunda um furo depoço' significa um ou outro de:no caso de furo nu, as propriedades físicas ougeométricas da formação geológica,
no caso de furo revestido, as propriedades físicasou geométricas do tubo, da tubulação de revestimento, doanular cimentado ou da formação geológica por detrás datubulação de revestimento.
As propriedades físicas ou geométricas podem sermedidas por meio de, por exemplo, sensores mecânicos,eletromagnéticos, nucleares ou acústicos.
A Figura IA mostra esquematicamente uma típicalocalização de poço de petróleo em terra e equipamentossituados na superfície SE acima de uma formação geológicade hidrocarbonetos GF após a operação de perfuração tersido realizada. Nessa etapa, isto é, antes de uma coluna detubos de revestimento ser transitada e antes das operaçõesde cimentacão serem realizadas, o furo de poço WB é um furode sondagem preenchido com um fluido (por exemplo, umfluido ou lama de perfuração).
A operação de perfilagem do poço pode serrealizada. A operação de perfilagem serve para medir osdiversos parâmetros da formação geológica do poço dehidrocarbonetos (por exemplo, resistividade, porosidade,etc., em diferentes profundidades) no furo de poço (porexemplo, temperatura, pressão, tipo de fluido, vazão defluido, etc, em diferentes profundidades). Tais mediçõessão realizadas por meio de uma ferramenta de perfilagem TL.Geralmente, uma ferramenta de perfilagem compreende pelomenos ura sensor (por exemplo, sonda de resistividade, sondamecânica, sonda neutrônica de raios gama, acelerômetro,sensor de pressão, sensor de temperatura, etc.) e mede pelomenus um parâmetro. Elas podem incluir uma pluralidade desensores iguais ou diferentes sensíveis a um ou maisparâmetros. A ferramenta de perfilagem é movimentada paracima e para baixo no furo de poço por meio de ura cabo LN ecoleta dados a respeito dos diversos parâmetros.
A ferramenta de perfilagem pode ser desenvolvidadentro do furo de poço por meio de um equipamento adaptadona superfície SE que pode incluir um veículo SU e umsistema de desenvolvimento adaptado, por exemplo, uma sondade perfuração DR ou semelhante. Os dados relacionados àformação geológica de hidrocarboneto GF ou ao furo de poçoWB coletados pela ferramenta de perfilagem TL podem srtransmitidos em tempo real para a superfície, por exemplo,ao veículo equipado com uma apropriada coleta de dados ecomputador e software para análise.
A ferramenta de perfilagem TL pode compreender umcentralizador CT. 0 centralizador compreende umapluralidade de braços mecânicos que podem ser desenvolvidosradialmente para contatar as paredes do furo de poço WBW.
Os braços mecânicos asseguram um correto posicionamento daferramenta de perfilagem ao longo do eixo central do furode poço. A ferramenta de perfilagem TL compreende diversossensores e proporciona diversos dados de medidarelacionados com a formação geológica de hidrocarboneto GF,ou à tubulação de revestimento que possa estar presente nofuro de poço, ou à tubulação de revestimento cimentada.
Esses dados de medição são coletados pela ferramenta deperfilagem TL e transmitidos para a unidade de superfícieSU. A unidade de superfície SU compreende arranjoseletrônicos e de software para o processamento, análise earmazenamento dos dados da medição providos pela ferramentade perfilagem TL.
A ferramenta de perfilagem TL pode tambémcompreender uma sonda PB para medir uma propriedade física(por exemplo, densidade) da formação de sub-superfície quecircunda o furo de poço. Uma vez a ferramenta de perfilagemesteja posicionada numa profundidade desejada, a sonda PBpode ser desenvolvida desde a ferramenta de perfilagem TLcontra as paredes do furo de poço WBW por meio de umarranjo de desenvolvimento apropriado (por exemplo, umbraço).
O dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute MD da ferramenta de perfilagem da invenção pode serinstalado em qualquer parte na ferramenta de perfilagem TL,incluindo a sonda PB e o centralizador CT.
A Figura IB mostra esquematicamente um típicoposicionamento de um poço de petróleo em terra e osequipamentos de superfície SE acima de uma formaçãogeológica de hidrocarbonetos GF após uma operação deperfuração WB ter sido realizada, após uma coluna detubulações de revestimento CS ter sido parcialmentetransitada e após as operações de cimentação terem sidoparcialmente realizadas para a selagem do anular CA (istoé, o espaço entre o furo de poço WB e a coluna detubulações de revestimento CS) a fim de estabilizar o furode poço.
Tipicamente, os equipamentos de superfície SEcompreendem uma pluralidade de tanques de lama e bombas delama, uma torre de perfuração, uma mesa giratória, umdispositivo de geração de energia e diversos dispositivosauxiliares, etc.
Nesse estágio, diversas operações podem serrealizadas, ou a perfilagem ou operações adicionais deperfuração que são mostradas na Figura IB.
Por exemplo, uma ferramenta de perfilagem TL podeser desenvolvida no interior de uma primeira parte Pl dofuro de poço que é uma parte provida com uma tubulação derevestimento a fim de realizar a operação de perfilagem. Aferramenta de perfilagem TL foi descrita em relação com aFigura 1 e não será novamente descrita. 0 dispositivo paramedir a profundidade e/ou azimute MD dos dados deperfilagem da invenção pode ser instalado na ferramenta deperfilagem TL.
Além disso, uma montagem de perfuração DA pode serdesenvolvida no interior de uma segunda parte P2 e umaterceira parte P3 a fim de realizar operações adicionais deperfuração. A segunda parte P.2 do furo de poço é um furo desondagem nu. A terceira parte P3 do furo de poço é um furode sondagem lateral, sensivelmente horizontal.
A montagem de perfuração DA está acoplada aosequipamentos situados na superfície com uma coluna deperfuração DS.
0 dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute ME dos dados de perfilagem da invenção pode serinstalado em qualquer parte na montagem de perfuração DA afim de realizar a perfilagem durante a perfuração.
É enfatizado que os equipamentos de superfície SEfa ferramenta de perfilagem TL e a montagem de perfuração DAmostrados nas Figuras IA e IB podem compreender outroscomponentes que não estão mostrados por questões declareza.
O dispositivo de medição de acordo com uma primeirae segunda modalidades da invenção que serão descritas comrelação à Figura 2A e 4A, respectivamente, podem serinstalados em qualquer tipo de montagem de fundo de poço(ferramenta de perfilagem, montagem de perfuração, ouqualquer outra ferramenta transportada em qualquer outromodo). A montagem de fundo de poço pode ser girada nosentido horário ou anti-horário, se movimentar para cima epara baixo no furo de poço resultando numa variaçãopositiva ou negativa da profundidade e/ou azimute damontagem de fundo de poço no interior do furo de poço.
A Figura 2A mostra esquematicamente uma seçãotransversal numa parte de um furo de poço provido comtubulação de revestimento e ilustra o dispositivo demedição da profundidade e/ou azimute MDl de acordo com umaprimeira modalidade da invenção.
O dispositivo de medição da profundidade e/ouazimute MDl está acoplado a um arranjo sensor ID SAlD. Noexemplo da Figura 2A, o arranjo sensor ID pode compreender8 sensores e está posicionado de modo substancialmentevertical, permitindo desse modo a medição da profundidade.De modo alternativo, será evidente que o arranjo sensor IDpode estar também posicionado de modo substancialmentehorizontal (não mostrado), permitindo desse modo a mediçãodo azimute. O arranjo sensor ID pode ser um sensorespecifico cuja função é a de ser usado apenas nadeterminação da profundidade e/ou azimute. De modoalternativo, o arranjo sensor ID pode ser parte daferramenta de perfilagem TL ou da montagem de perfuração DA(ver Figuras IA e 1B) cuja função é a de determinar aspropriedades físicas da zona que circunda o furo de poço,por exemplo, a formação geológica GF, a tubulação derevestimento CS ou a tubulação de revestimento cimentada.Nesse exemplo, o arranjo sensor SAlD compreende sensores deresistividade e proporciona a formação de imagens daresistividade da formação geológica.
0 dispositivo de medição da profundidade e/ouazimute MDl compreende um arranjo eletrônico EA quecompreende uma memória de armazenamento temporário MEMacoplada a um módulo de processamento PRO. 0 módulo deprocessamento PRO está acoplado ao arranjo sensor ID(SAlD).
0 método de medir a profundidade e/ou azimute dosdados de perfilagem DAM de acordo com a invenção será agoradescrito com relação às Figuras 2B, 3A, 3B, 3C e 7,
A Figura 2B mostra esquematicamente uma seçãotransversal no interior de uma parte de um furo de poçoprovido com tubulação de revestimento e ilustra doisquadros de dados de perfilagem consecutivos medidos pelodispositivo de medição MDl mostrado η Figura 2A.
Num primeiro momento ti, um primeiro quadro dedados de perfilagem Fll correspondente a uma primeiraposição do arranjo sensor SAlD é adquirido (etapa Sl-ACQFl)e armazenado na memória MEM.
Um movimento da montagem no fundo de poço mostradapelas setas na Figura 2A pode ocorrer (etapa S2-MVT). Umtal movimento pode ser de rotação, um deslocamento ou umacombinação desses.
Em um segundo momento t2 um segundo quadro de dadosde perfilagem F12 correspondente a uma segunda posição doarranjo sensor SAlD é adquirido (etapa S3-ACQF2) earmazenado na memória MEM.
Quando o primeiro Fll e segundo F12 quadros dedados de perfilagem estão separados por um número inteirode rotações completas do dispositivo de medição MDl, oprimeiro Fll e segundo F12 quadros de dados de perfilagemse sobrepõem pelo menos parcialmente uns aos outros,formando uma área de sobreposição OAl (também mostrada naFigura 3C).
A Figura 3A ilustra esquematicamente uma primeiracurva de medição Cti relativamente ao primeiro quadro dedados de perfilagem Fll, cada medição sendo realizada porcada um dos 8 sensores do arranjo sensor ID exemplo SAlD daFigura 2A correspondente à primeira posição SAlDl noprimeiro momento ti.
A Figura 3B ilustra esquematicamente uma segundacurva de medição Ct2 relativamente ao segundo quadro dedados de perfilagem F12, cada medição sendo realizada pormeio de cada um dos 8 sensores do arranjo sensor ID exemploSAlD da Figura 2A, correspondente à segunda posição SAlD2no segundo momento t2·
A Figura 3C ilustra esquematicamente a melhorsobreposição entre a primeira Cti e a segunda Ct2 curvas demedição a partir das quais a alteração relativa naprofundidade ADP pode ser derivada (etapa S5 - CALΔ0Ρ/ΔΑΖ). A melhor sobreposição pode ser determinadamediante comparar a primeira Cti e a segunda Ct2 curvas demedição (etapa S4 - COMP F1/F2) . Isso pode ser feitomediante calcular, para diversas alterações relativas naprofundidade ADP, a área entre as curvas OZl, e determinara alteração relativa na profundidade ADP na qual a áreaentre as curvas OZl é a mais favorável.
De modo vantajoso, a melhor sobreposição édeterminada mediante aplicar um método de correlação ou desemelhança (por exemplo, um método conhecido de auto-correlação, correlação cruzada, ou correlação estatística,etc.), opcionalmente, o valor da profundidade vigente DPpode ser também calculado com base na alteração relativadeterminada na profundidade ADP e uma estimativa prévia daprofundidade (etapa S5 - CALC DP/AZ).
O azimute pode ser determinado em um modo análogocom um arranjo sensor substancialmente horizontal e nãoserá adicionalmente descrito.
Como uma alternativa não representada nos desenhos,pode ser impossível ter uma linha vertical de sensores. Umatal configuração pode surgir quando o tamanho do sensor érelativamente grande, ou quando existam restriçõesmecânicas quanto ao posicionamento dos sensores no interiorda montagem de fundo de poço. Nesse caso, pelomonitoramento do azimute (por exemplo, com um magnetômetro)enquanto a montagem de fundo de poço está girando, épossível, sintetizar uma linha vertical de dados utilizandoum arranjo sensor possuindo uma configuração em linha nãoreta. Após a totalidade dos sensores ter passado através deum único azimute, a medição de cada sensor pode seaproximar da medição que poderia ter sido captada por umalinha vertical de sensores. Em seguida, o método de mediçãode profundidade da invenção pode ser aplicado em um modoanálogo como para um arranjo sensor substancialmentevertical.
A Figura 4A mostra esquematicamente uma seçãotransversal no interior de uma parte de um furo de poçoprovido com tubulação de revestimento e ilustra odispositivo de medição da profundidade e/ou azimute MD2 deacordo com uma segunda modalidade da invenção.
0 dispositivo de medição da profundidade e/ouazimute MD2 está acoplado a um arranjo sensor 2D SA2D. Noexemplo da Figura 4A, o arranjo sensor 2D compreende umamatriz de sensores que permite a medição da profundidadee/ou azimute. 0 sensor 2D pode ser um sensor especificocuja função é a de apenas ser usado na determinação daprofundidade e/ou azimute. De modo alternativo, o arranjosensor 2D pode sr parte da ferramenta de perfilagem TL damontagem de perfuração DA (ver Figuras IA e IB') cuja funçãope a de determinar as propriedades físicas da formaçãogeológica GF, tubulação de revestimento ou cimentação CS.
Nesse exemplo, o arranjo sensor SA2D compreende sensores deresistividade e proporciona a formação de imagem daresistividade da formação geológica.
O dispositivo de módulo de profundidade e/ouazimute MD2 compreende um arranjo eletrônico EA quecompreende uma memória temporária MEM acoplada a um módulode processamento PRO. 0 módulo de processamento PRO estáacoplado ao arranjo sensor 2D SA2D.
O método de medição da profundidade e/ou azimutedos dados de perfilagem DAM de acordo com a invenção serãoagora descritos com relação às Figuras 4B, 5A, 5B e 7.
A Figura 4B mostra esquematicamente uma seçãotransversal no interior de uma parte de um furo de poçoprovido com tubulação de revestimento e ilustra doisquadros consecutivos de dados de perfilagem medidos pormeio do dispositivo de medição MD2 mostrado na Figura 4A.
Num primeiro momento ti um primeiro quadro de dadosde perfilagem F21 correspondente a uma primeira posição doarranjo sensor SA2D é adquirido (etapa Sl-ACQFl) earmazenado na memória MEM.
Um movimento da montagem de fundo de poço mostradopelas setas na Figura 4A pode ocorrer (etapa S2-MVT). Umtal movimento pode ser uma rotação, um deslocamento ou umacombinação desses.
Um segundo momento t2 um segundo quadro de dados deperfilagem F22 correspondente a uma segunda posição doarranjo sensor SA2D é adquirido (etapa S3-ÁCID0-F2) earmazenado na memória MEM..O primeiro F21 e segundo F22 dos quadro de dados deperfilagem se sobrepõem pelo menos parcialmente um sobre ooutro, formando uma área de sobreposição 0A2.
Preferivelmente, entre o primeiro ti e segundo t2 momentos,o arranjo sensor SA2D não se movimenta de modo tal que oarranjo sensor cai fora dos limites do primeiro quadro dedados de perfilagem F21 a fim de permitir a sobreposição.
Todavia, o segundo quadro pode ser tomado após uma, oumúltiplas rotações, contanto que uma área de sobreposiçãopossa ser determinada.
A Figura 5A ilustra esquematicamente um primeiroquadro de dados de perfilagem F21 medido pelos sensores doarranjo sensor 2D SA2D correspondente à primeira posição noprimeiro momento ti.
A Figura 5B ilustra esquematicamente um segundoquadro de dados de perfilagem F22 medido pelos sensores doarranjo sensor 2D SA2D correspondente à segunda posição nosegundo momento t2.
A área ao fundo à direita do primeiro dos quadrosde dados de perfilagem F21 é similar à área em cima àesquerda do segundo quadro de dados de perfilagem F22. Aárea de sobreposição 0A2 está delimitada por meio de umretângulo pontilhado nas Figuras 5A e 5B. Um método decorrelação ou de semelhança é aplicado (etapa S 4 - COMPF1/F2) a fim de determinar de modo preciso as posições decaracterísticas idênticas nos dois quadros sucessivos dedados de perfilagem. Ern seguida, os deslocamentos dascaracterísticas a partir de quadro-a-quadro pode serdeterminado. Quando a melhor área de sobreposição édeterminada, a alteração relativa na profundidade ADP e noazimute ΔΑΖ podem ser calculadas (etapa S5 - CALCΔΟΡ/ΔΑΖ). Em seguida a profundidade DP e o azimute AZ podemser determinados em um modo similar como descrito emrelação com a primeira modalidade (etapa S5 - CALC DP/AZ).
O método de correlação ou de semelhança pode seraplicado nos quadros de dados de perfilagem, ou de modoalternativo em partes selecionadas do quadro de dados deperfilagem extraído dos referidos quadros completos.
Opcionalmente, outras medições podem também (etapaS6 - DP=DPo / AZ=AZ0) a estimativa da profundidade e/ou aestimativa do azimute como determinado acima.
Como um exemplo, com um arranjo sensor de 8eletrodos possuindo uma dimensão de cerca de 7,62 cm (3in) , a posição relativa dos eletrodos é conhecida com umaprecisão de 0,013 cm (0,005 in) . Isso leva a um erropequeno que se mantém aditivo sempre na mesma direção. Urnalimitação mais importante que provoca o acúmulo de erros éa resolução do sensor em torno de +/- 0,5 cm (0,2 in).
A natureza dos erros acumulados resulta numa boaprecisão da profundidade numa escala curta, mas prejudicadanuma escala maior. Em contraste, outras medições são boasem escalas longas mas possuem resolução insuficiente emescalas curtas. Portanto, a estimativa da profundidadeabsoluta pela presente invenção pode ser melhorada medianteutilizar um independente valor de profundidade DP0 medido,por exemplo, por um sistema de medição de profundidadesituado na superfície e/ou um peso no sistema de mediçãopela ferramenta. 0 valor de azimute absoluto pode sermelhorado por meio de um valor de azimute independente AZ0medido, por exemplo, por meio de um magnetômetro.
Estimativas em escalas longas e curtas podem .ser combinadasusando métodos ótimos de filtragem/estatísticos conhecidos.Desse modo, as medições absolutas de profundidade e azimutepodem ser melhoradas em um nível absoluto.
Outras medições de deslocamentos tais como o uso deacelerômetros com métodos de integração dupla podem sertambém usados para conseguir melhoria da medição. Esseajuste pode ser feito em tempo real se existe umacomunicação entre o equipamento situado na superfície e amontagem no fundo de poço. Esse reajuste pode ser tambémfeito quando a montagem de fundo de poço é retornada para asuperfície e quando ambos os dados de perfilagem desuperfície e de fundo de poço são armazenados numa memóriautilizando a mesma referência temporal.
Em aplicações de perfilagem durante perfuração, oafastamento, isto é, a distância do arranjo sensor até asparedes do furo de poço, pode variar. Essa alteração noafastamento irá resultar numa desfocalização do quadro dedados de perfilagem que é medido. Em tal caso, o método decorrelação ou de semelhança necessita ser capaz decorrelacionar quadros de dados de perfilagem subseqüentesainda que o afastamento se altere. Uma outra medição (porexemplo, uma medição por ultra-som) pode ajudar a prever otamanho do afastamento e desse modo produzir uma previsãoda quantidade de alteração nos quadros de dados deperfilagem.
É para ser notado que em ambas as modalidadesdescritas até agora, a posição do arranjo sensor namontagem de fundo de poço é arbitrária. Por exemplo, oarranjo sensor pode estar posicionado no interior damontagem de fundo de poço, dentro de um bloco de sonda deuma ferramenta de perfilagem, em um estabilizador de umaferramenta de perfilagem. A posição do arranjo sensordepende principalmente do tipo da medição (eletromagnética,nuclear), da necessidade de realizar as medições próximas àformação geológica, minimizar a influência do afastamento,etc.
Além disso, em ambas as modalidades, o cálculo dosvalores da profundidade relativa e/ou azimute podem serrealizados na montagem de fundo de poço propriamente, porexemplo, por meio do módulo de processamento, PRO, ou peloequipamento situado na superfície SE, por exemplo, por meiode um computador, as medições sendo armazenadas numamemória da ferramenta e os dados serem recuperados quando a ferramenta retorna para cima.
As Figuras 6A e 6B mostram típicas imagens de dadosde perfilagem medidos numa montagem de fundo de poço.
A Figura 6B ilustra uma imagem de dados deperfilagem medida com uma montagem de fundo de poço onde aprofundidade foi medida de acordo com a arte já existente.Essa imagem mostra uma faixa de profundidade entreaproximadamente 2.966 a 2.967 m (9732 e 9734 ft) onde amontagem de fundo de poço não se moveu ou se movimentoumais lento que o estimado pelo dispositivo de mediçãosituado na superfície. Todavia, essa situação não foidetectada, resultando numa região expandida SR(representada por ura retângulo em linha pontilhada).
A Figura 6A ilustra uma imagem de dados deperfilagem medida com uma montagem de fundo de poço onde aprofundidade foi medida de acordo com a invenção.
A imagem de dados de perfilagem da Figura 6Arepresentando a resistividade da formação geológica para umintervalo de profundidade DP e um intervalo de azimute AZ éobtido após a profundidade sobre uma determinada faixa detempo ter sido calculada de acordo com a invenção, quadrosde dados de perfilagem e outros dados terem sido adquiridosdurante essa determinada faixa de tempo. Com a invenção, ocaso da montagem de fundo de poço que não se movimenta ouque se movimenta lentamente pode ser detectada, prevenindodesse modo a região expandida que pode ser vista na imagemde perfilagem da técnica já existente.
Considerações Finais
Embora duas modalidades com arranjos sensores ID e2D particulares fossem descritas, será evidente paraaqueles usualmente versados na técnica que a invenção étambém aplicável com arranjo sensor compreendendo qualquernumero de sensores e que podem estar posicionados emqualquer distribuição espacial (distribuição regular,distribuição escalonada, etc) . Por exemplo, o sensor doarranjo pode estar distribuído de acordo com um padrão dotipo espiral
Ά invenção foi descrita com relação às medições daresistividade. Não obstante, será evidente para aquelesusualmente versados na técnica, que a invenção é tambémaplicável a outros tipos de medição a partir das quais sejapossível derivar a sobreposição de quadros de dados deperfilagem, por exemplo, medições nucleares, ultra-som,óticas, etc.
Além disso, a invenção não está limitada aosespecíficos métodos de correlação ou de semelhança, uma vezque existem muitos modos de comparar duas curvas ou duasimagens.
Embora a invenção tenha sido descrita com relação auma posição de poço de petróleo em terra, será evidentepara aqueles usualmente versados na técnica que a invençãoé também aplicável a poços de petróleo situados ao longo dacosta. Finalmente, será evidente para aqueles usualmenteversados na técnica que a aplicação da invenção à indústriade petróleo não é uma limitação da invenção na medida que ainvenção pode ser usada em outros tipos de pesquisa.
Os desenhos e a descrição apresentados até agorailustram, porém não limitam, a invenção.
Qualquer indicio de referência numa reivindicaçãonão deverá ser considerada como limitante da reivindicação.
A palavra 'compreendendo' não exclui a presença de outroselementos que aqueles listados numa reivindicação. Apalavra Λο' ou 'um' precedendo um elemento não exclui apresença de uma pluralidade de tais elementos.
Claims (14)
1. MÉTODO DE MEDIR PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTE DEDADOS DE PERFILAGEMf os dados de perfilagem estandorelacionados a pelo menos uma propriedade de uma zona (GF,CS, CA) que circunda um furo de poço (WB) e sendo medidospor pelo menos um arranjo sensor (SA1D, SA2D), o método,caracterizado por compreender as etapas de:adquirir e armazenar um primeiro quadro de dados deperfilagem (Fll, F21) correspondente a uma primeira posiçãodo arranjo sensor, eadquirir e armazenar um segundo quadro de dados deperfilagem (F12, F22) correspondente a uma segunda posiçãodo arranjo sensor,onde a primeira e segunda posições são tais que osegundo quadro de dados de perfilagem (F12, F22) sesobrepõe pelo menos parcialmente ao primeiro quadro dedados de perfilagem (Fll, F21) , eonde o método adicionalmente compreende as etapasde:comparar o primeiro (Fll, F21) e segundo quadro dedados de perfilagem (F12, F22), ecalcular uma mudança relativa na profundidade (ADP)e/ou azimute (ΔΑΖ) dos dados de perfilagem medidos peloarranjo sensor (SA1D, SA2D) entre o primeiro (Fll, F21) esegundo (F12, F22) quadro de dados de perfilagem.
2. Método de medir profundidade é/ou azimute, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado por o métodoadicionalmente compreender a etapa de calcular um valorvigente da profundidade (DP) e/ou um valor vigente doazimute (AZ) dos dados de perfilagem com base na alteraçãorelativa na profundidade e/ou azimute dos dados deperfilagem e uma estimativa prévia da profundidade e/ouazimute dos dados de perfilagem.
3. Método de medir a profundidade e/ou azimute, deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2,caracterizado por a etapa de comparar o primeiro e segundoquadro de dados de perfilagem consiste na determinação deuma área de sobreposição (OAl7 OA2) entre ambos os quadrosde dados de perfilagem.
4. Método de medir uma profundidade e/ou azimute,de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a etapade determinar a área de sobreposição (OAl7 0A2) consistirem avaliar a coerência dos quadros de dados de perfilagemmediante aplicar um método de correlação em ambos osquadros de dados de perfilagem.
5. Método de medir uma profundidade e/ou azimute,de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a etapade determinar a área de sobreposição .(OAl7 0A2) consistirem avaliar a similaridade dos quadros de dados deperfilagem mediante aplicar um método de semelhança emambos os quadros de dados de perfilagem.
6. Método de medir profundidade e/ou azimute, deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado por o método adicionalmente compreender aetapa de corrigir a estimativa prévia da profundidade e/ouestimativa prévia de azimute dos dados de perfilagem combase numa medição feita por um sistema de medição deprofundidade situado na superfície ou um peso no sistema demedição pela ferramenta.
7. Método de medir a profundidade e/ou azimute, deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6,caracterizado por o dados de .perfilagem serem mediçõesmecânicas, eletromagnéticas, nucleares, acústicas ou ultra-sônicas.
8. Método de medir a profundidade e/ou azimute, deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado por o primeiro e segundo quadros de dados deperfilagem serem imagens ID ou imagens 2D.
9. DISPOSITIVO PARA MEDIR A PROFUNDIDADE E/OUAZIMUTE DE DADOS DE PERFILAGEM (MM1, MM2), o dispositivoestando acoplado a pelo menos um arranjo sensor (SA1D,SA2D) para medir dados de perfilagem relacionados a pelomenos uma propriedade de uma zona (GF, CS, CA) que circundaum furo de poço (WB), e compreendendo uma memória dearmazenamento temporário (MEM) e pelo menos um módulo deprocessamento (PRO), caracterizado por o módulo deprocessamento (PRO) do dispositivo de medição daprofundidade e/ou azimute estar disposto para:adquirir e armazenar na memória de armazenamentotemporário (MEM) um primeiro quadro de dados de perfilagemcorrespondente a uma primeira posição do arranjo sensor eum segundo quadro de dados de perfilagem correspondente auma segunda posição do arranjo sensor, o segundo quadro dedados de perfilagem se sobrepondo pelo menos parcialmenteao primeiro quadro de dados de perfilagem,comparar o primeiro e segundo quadro de dados deperfilagem,calcular uma alteração relativa na profundidadee/ou azimute dos dados de perfilagem entre o primeiro esegundo dos quadros de dados de perfilagem.
10. Dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o módulo de processamento (PRO) dodispositivo de medição da profundidade e/ou azimute seradicionalmente disposto para calcular um valor vigente daprofundidade (DP) e/ou valor vigente do azimute (AZ) dosdados de perfilagem com base na alteração relativa naprofundidade e/ou azimute dos dados de perfilagem e umaestimativa prévia da profundidade e/ou azimute dos dados deperfilagem.
11. Dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 e 10, caracterizado por o arranjo sensor ser um arranjosensor ID (SAlD) ou um arranjo sensor 2D (SA2D).
12. FERRAMENTA DE PERFILAGEM(TL) DISPOSTA PARA SERDESENVOLVIDA NO INTERIOR DE FUNÇÃO FURO DE POÇO, ecompreendendo pelo menos um arranjo sensor (SA1D, SA2D)para medir dados de perfilagem relacionados a pelo menosuma propriedade de uma zona que circunda um furo de poço(WB), caracterizada por a ferramenta de perfilagemcompreender um dispositivo para medir a profundidade e/ouazimute (MM1, MM2) de dados de perfilagem de acordo comqualquer uma das reivindicações 9 a 11.
13. MONTAGEM DE PERFURAÇÃO(MD) DISPOSTA PARAPERFURAR UM FURO DE POÇO, e compreendendo pelo menos umarranjo sensor (SA1D, SA2D) para medir dados de perfilagemrelacionados a pelo menos uma propriedade de uma zona quecircunda um furo de poço (WB), caracterizada por a montagemde perfuração compreender um dispositivo para medir aprofundidade e/ou azimute -(MMl., MM2) de dados de perfilagemde acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11.
14. PRODUTO PROGRAMA DE COMPUTADOR PARA UMDISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DA PROFUNDIDADE E/OU AZIMUTEDISPOSTO PARA SER DESENVOLVIDO AO INTERIOR DE UM FURO DEPOÇO, o produto programa de computador caracterizado porcompreender um conjunto de instruções que, quandocarregadas numa memória de programa do dispositivo deprofundidade e/ou azimute, induz o dispositivo de mediçãoda profundidade e/ou ázimute a realizar as etapas do métodode medir a profundidade e/ou azimute dos dados deperfilagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 8.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B07A | Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |