BRPI0711054A2 - methods for analyzing an underground formation traversed by a wellbore and for producing a mineral hydrocarbon fluid from a geological formation, and, computer readable medium - Google Patents

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BRPI0711054A2
BRPI0711054A2 BRPI0711054-5A BRPI0711054A BRPI0711054A2 BR PI0711054 A2 BRPI0711054 A2 BR PI0711054A2 BR PI0711054 A BRPI0711054 A BR PI0711054A BR PI0711054 A2 BRPI0711054 A2 BR PI0711054A2
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BR
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conductivity
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electromagnetic
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BRPI0711054-5A
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Teruhiko Hagiwara
Erik Jan Banning-Geertsma
Richard Martin Ostermeier
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Shell Int Research
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    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/26Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
    • G01V3/28Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils

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Abstract

METODOS PARA ANALISAR UMA FORMAçãO SUBTERRANEA ATRAVESSADA POR UM FURO DE POçO E PARA PRODUZIR UM FLUIDO DE HIDROCARBONETO MINERAL DE UMA FORMAçãO GEOLóGICA, E, MEIO LEGìVEL POR COMPUTADOR Método para analisar uma formação subterrânea atravessada por um furo de poço. O método usa uma ferramenta compreendendo uma antena transmissora e uma antena receptora, a formação subterrânea compreendendo uma ou mais camadas de formação. A ferramenta é suspensa no interior do furo de poço, e um ou mais campos eletromagnéticos são induzidos na formação. Um ou mais sinais de resposta transientes dependentes de tempo são detectados e analisados. Anisotropia eletromagnética de pelo menos uma das camadas de formação é detectável. Indicações de geodirecionamento podem se derivadas dos sinais de resposta transientes dependentes de tempo, para a perfuração continuada do poço até que um reservatório de hidrocarboneto seja atingido. O hidrocarboneto pode, então, ser produzido.METHODS TO ANALYZE AN UNDERGROUND FORMATION THROUGH A WELL HOLE AND TO PRODUCE A MINERAL HYDROCARBON FLUID FROM A GEOLOGICAL FORMATION, AND, LEGIBLE MEDIUM BY COMPUTER Method to analyze an underground formation crossed by a well hole. The method uses a tool comprising a transmitting antenna and a receiving antenna, the underground formation comprising one or more layers of formation. The tool is suspended inside the well hole, and one or more electromagnetic fields are induced in the formation. One or more time-dependent transient response signals are detected and analyzed. Electromagnetic anisotropy of at least one of the formation layers is detectable. Geodirection indications can be derived from the time-dependent transient response signals, for continued drilling of the well until a hydrocarbon reservoir is reached. The hydrocarbon can then be produced.

Description

"MÉTODOS PARA ANALISAR UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEAATRAVESSADA POR UM FURO DE POÇO E PARA PRODUZIR UMFLUIDO DE I IIDROCARBONETO MINERAL DE UMA FORMAÇÃOGEOLÓGICA, E, MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR""METHODS FOR ANALYZING UNDERGROUND TRAINING THROUGH A WELL HOLE AND TO PRODUCE A MINERAL IROCHRON FLUID FROM A GEOLOGICAL TRAINING, AND COMPUTER READY MEANS"

Campo técnicoTechnical field

Em um aspecto, a presente invenção refere-se a um métodopara analisar uma formação subterrânea atravessada por um furo de poço. Emoutro aspecto, a invenção refere-se a um método para produzir um fluido dehidrocarboneto mineral de uma formação geológica. Em outro aspecto, ainvenção refere-se a um meio legível por computador que armazenainstruções legíveis por computador que analisam um ou mais sinais derespostas eletromagnéticos.In one aspect, the present invention relates to a method for analyzing an underground formation traversed by a wellbore. In another aspect, the invention relates to a method for producing a mineral hydrocarbon fluid of a geological formation. In another aspect, the invention relates to a computer readable medium that stores computer readable instructions that analyze one or more electromagnetic response signals.

Fundamentos da invençãoFundamentals of the invention

Em aplicações de geodirecionáveis de 'registro durante aperfuração' (LWD), é vantajoso detectar a presença de uma anomalia deformação à frente ou ao redor de uma broca ou conjunto de fundo de furo. Hámuitos casos em que a capacidade de "antecipar" é desejada em ambientes deregistro por LWD. Alguns exemplos de antecipar incluem predizer uma zonasobrepressurizada em avanço, ou detectar uma falha à frente da broca deperfuração em poços horizontais, ou perfilar uma estrutura compacta de AL àfrente da broca de perfuração.In 'Record During Drilling' (LWD) geodirectional applications, it is advantageous to detect the presence of a deformation anomaly in front of or around a drill bit or bottom set. There are many cases where the ability to "anticipate" is desired in LWD logging environments. Some examples of anticipation include predicting a forward overpressurized zone, or detecting a failure ahead of the horizontal well drilling drill, or profiling a compact AL structure ahead of the drill drill.

Na patente US 5.955.884, de Payton et ai., uma ferramenta emétodo são revelados para registro eletromagnético transiente, ondetransmissores elétricos e eletromagnéticos são utilizados para aplicar energiaeletromagnética a uma formação a freqüências w e formas de ondasselecionadas que maximizam a profundidade radial de penetração naformação alvo. Neste método EM transiente, a corrente aplicada a uma antenatransmissora é, geralmente, terminada e uma mudança temporal de voltageminduzida em uma antena receptora é monitorada ao longo do tempo.Quando medições de registro são usadas para a localização depoço, detecção ou identificação de anomalias pode ser crítica. Essasanomalias podem incluir, por exemplo, uma falha, um reservatório desviado,um domo de sal, ou uma camada adjacente ou contato óleo-água.In US Patent 5,955,884 to Payton et al., A tool and method for transient electromagnetic recording are disclosed, electrical and electromagnetic transmitters are used to apply electromagnetic energy to a formation at frequencies and selected waveforms that maximize the radial depth of penetration into the target formation. . In this transient EM method, the current applied to an anti-transmitter is usually terminated and a time change in voltage induced at a receiving antenna is monitored over time. When logging measurements are used for deposition detection, detection or anomaly identification, be critical. Such anomalies may include, for example, a fault, a diverted reservoir, a salt dome, or an adjacent layer or oil-water contact.

Os pedidos de patente US publicados US 2005/92.487,2205/93.546, 2006/38.571 descrevem métodos para localizar essas anomaliasem uma formação geológica subterrânea empregando leitura eletromagnéticatransiente (EM). Os métodos permitem, particularmente, encontrar a direção edistância para uma anomalia resistiva ou condutiva em uma formaçãocircundando um furo de poço, ou à frente do furo de poço, em aplicações deperfuração.Published US patent applications US 2005 / 92,487,2205 / 93,546, 2006 / 38,571 describe methods for locating these anomalies in an underground geological formation employing transient electromagnetic (EM) reading. The methods particularly enable finding the direction and distance for a resistive or conductive anomaly in a formation by circling a wellbore, or in front of the wellbore, in drilling applications.

Dentre as publicações de pedidos de patente referidos, a da US2006/38.571 mostra que as respostas eletromagnéticas transientes podem seranalisadas para determinar valores de condutividade de uma formaçãogeológica homogênea (camada única), de duas ou três ou mais camadasterrestres, bem como, distâncias da ferramenta até as interfaces entre camadasterrestres.Among the above-mentioned patent application publications, US2006 / 38.571 shows that transient electromagnetic responses can be analyzed to determine conductivity values of a homogeneous (single layer) geological formation of two or three or more ground layers, as well as tool distances to the interfaces between ground layers.

Em princípio, a metodologia como apresentada em US2006/38.571 funcionaria para qualquer número de camadas. Entretanto,quanto maior o número de camadas, e particularmente quando as camadasforem finas, mais complicada é a análise. Por exemplo, uma seqüência dearenito/folhelho finamente laminados seria difícil de ser analisadaempregando-se a metodologia apresentada em US 2006/38.571.Sumário da invençãoIn principle, the methodology as set forth in US2006 / 38.571 would work for any number of layers. However, the greater the number of layers, and particularly when the layers are thin, the more complicated the analysis. For example, a finely laminated sandstone / shale sequence would be difficult to analyze using the methodology set forth in US 2006 / 38.571.

De acordo com um modo de realização da invenção, é providoum método para analisar uma formação subterrânea atravessada por um furode poço, usando uma ferramenta compreendendo uma antena transmissora euma antena receptora, a formação subterrânea compreendendo uma ou maiscamadas de formação e o método compreendendo:Suspender a ferramenta no interior do furo de poço;According to one embodiment of the invention, there is provided method for analyzing an underground formation through a wellbore using a tool comprising a transmitting antenna and a receiving antenna, the underground forming comprising one or more forming layers and the method comprising: Suspending the tool inside the wellbore;

Induzir um ou mais campos eletromagnéticos na formação;Induce one or more electromagnetic fields in the formation;

Detectar um ou mais sinais de resposta transientes dependentesde tempo;Detecting one or more time dependent transient response signals;

Analisar o um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo considerando a anisotropia eletromagnética de pelomenos uma das camadas da formação.Analyze the one or more time-dependent transient response signals by considering the electromagnetic anisotropy of at least one of the formation layers.

As propriedades eletromagnéticas de uma camada de formaçãocompreendendo um número de camadas finas podem ser aproximadas poruma camada de formação compreendendo uma anisotropia eletromagnética.Desse modo, evita-se levar em consideração cada camada finaindividualmente ao inverter as respostas.The electromagnetic properties of a forming layer comprising a number of thin layers may be approximated by a forming layer comprising an electromagnetic anisotropy. This avoids taking into account each thin layer individually when reversing the responses.

Dentre outras vantagens de levar em consideração anisotropiaeletromagnética, há o fato da informação sobre anisotropia ser útil nalocalização precisa de reservatórios contendo fluido de hidrocarbonetomineral, uma vez que tais reservatórios estão, freqüentemente, associados àanisotropia eletromagnética de camadas de formação.Among other advantages of taking into account electromagnetic anisotropy, there is the fact that anisotropy information is useful in the precise location of reservoirs containing mineral hydrocarbon fluid, since such reservoirs are often associated with electromagnetic anisotropy of formation layers.

O mencionado método para analisar uma formação subterrâneapode ser usado em uma aplicação geodirecionável onde uma indicação degeodirecionamento pode ser derivada de um ou mais sinais de respostatransientes dependentes de tempo, levando em consideração a anisotropiaeletromagnética, e onde uma operação de perfuração pode ser continuada deacordo com a indicação de geodirecionamento derivada de modo a posicionarprecisamente um poço.Said method for analyzing an underground formation may be used in a geodirectional application where a geo-directional indication may be derived from one or more time-dependent transient signals taking into account the electromagnetic anisotropy, and where a drilling operation may be continued in accordance with the indication of geodirectional derivation to precisely position a well.

Em outro aspecto, é provido um método para produzir umfluido de hidrocarboneto mineral de uma formação geológica, o métodocompreendendo as etapas de:In another aspect, a method is provided for producing a mineral hydrocarbon fluid of a geological formation, the method comprising the steps of:

suspender uma coluna de perfuração na formação geológica, acoluna de perfuração compreendendo pelo menos uma broca de perfuração ejunção de medição compreendendo uma antena transmissora e uma antenareceptora;suspending a drill string in the geological formation, the drill string comprising at least one drill bit and measuring junction comprising a transmitting antenna and an antenareceptor;

perfurar um poço na formação geológica;induzir um campo eletromagnético na formação geológicaempregando a antena transmissora;drill a well in geological formation, induce an electromagnetic field in geological formation using the transmitting antenna;

detectar um sinal de resposta eletromagnética transiente docampo eletromagnético, empregando a antena receptora;detecting a transient electromagnetic response signal from the electromagnetic field employing the receiving antenna;

derivar uma indicação de geodirecionamento a partir daresposta eletromagnética;derive a geodirectional indication from the electromagnetic response;

continuar a perfurar o poço de acordo com a indicação degeodirecionamento até que um reservatório contendo o fluido dehidrocarboneto seja alcançado;continue to drill the well according to the direction indication until a reservoir containing the hydrocarbon fluid is reached;

produzir o fluido de hidrocarboneto.produce the hydrocarbon fluid.

Em outro aspecto ainda, a invenção provê um meio legível porcomputador armazenando instruções legíveis que analisam um ou mais sinaisde resposta eletromagnético transientes que tenham sido detectados por umaferramenta suspensa no interior de um furo de poço atravessando umaformação subterrânea após a indução de um ou mais campos eletromagnéticosna formação, onde as instruções legíveis por computador levam em conta aanisotropia eletromagnética de pelo menos uma camada de formação naformação subterrânea.In yet another aspect, the invention provides a computer readable medium by storing readable instructions analyzing one or more transient electromagnetic response signals that have been detected by a suspended tool inside a well bore through an underground formation after induction of one or more electromagnetic fields in the where computer readable instructions take into account the electromagnetic anisotropy of at least one layer of formation in the underground formation.

Descrição resumida dos desenhosBrief Description of the Drawings

A presente invenção é descrita com mais detalhe a seguir pormeio de exemplos e com referência às figuras anexas, nas quais:The present invention is described in more detail below by way of examples and with reference to the accompanying figures, in which:

a fig. 1A é um diagrama de bloco mostrando um sistema deimplementação de modos de realização da invenção;fig. 1A is a block diagram showing an implementation system of embodiments of the invention;

A fig. 1B ilustra esquematicamente um sistema alternativoimplementando modos de realização da invenção;Fig. 1B schematically illustrates an alternative system implementing embodiments of the invention;

a fig. 2 é um fluxograma ilustrando um método de acordo comum modo de realização da invenção;fig. 2 is a flow chart illustrating a method according to a common embodiment of the invention;

a fig. 3 é um gráfico ilustrando ângulos direcionais entrecoordenadas de ferramenta e de anomalia;fig. 3 is a graph illustrating intercoordinated directional angles of tool and anomaly;

a fig. 4A é um gráfico mostrando uma anomalia de5 resistividade em um sistema de coordenadas de ferramenta;fig. 4A is a graph showing a resistivity anomaly in a tool coordinate system;

a fig. 4B é um gráfico mostrando uma anomalia deresistividade em um sistema de coordenadas de anomalia;fig. 4B is a graph showing a resistivity anomaly in an anomaly coordinate system;

a fig. 5 é um gráfico ilustrando uma rotação de ferramentadentro de um furo de poço;fig. 5 is a graph illustrating a tool rotation within a wellbore;

a fig. 6 mostra esquematicamente componentes direcionaisenvolvendo ferramentas de indução eletromagnética em relação a umaanomalia de indução eletromagnética;fig. 6 schematically shows directional components developing electromagnetic induction tools with respect to an electromagnetic induction array;

A fig. 7 é um gráfico mostrando a resposta de voltagem demedições coaxial Vzz(t), coplanar Vxx(t), e de componente cruzada Vzx(t) para L=Im, para θ = 30°, e uma distância D = IOm de uma camada de sal;Fig. 7 is a graph showing the voltage response of coaxial Vzz (t), coplanar Vxx (t), and cross-component Vzx (t) measurements for L = Im, for θ = 30 °, and a distance D = 10m of a layer of salt;

a fig. 8 é um gráfico mostrando a resposta de voltagem demedições coaxial Vzz(t), coplanar Vxx(t), e de componente cruzada Vzx(t) paraL=Im, para θ = 30°, e uma distância D = IOOm de uma camada de sal;fig. 8 is a graph showing the voltage response of coaxial Vzz (t), coplanar Vxx (t), and cross-component Vzx (t) measurements for L = Im, for θ = 30 °, and a distance D = 100m from a layer of salt;

a fig. 9 é um gráfico mostrando mergulho aparente (Oapp(t))para um arranjo como na fig. 7;fig. 9 is a graph showing apparent dive (Oapp (t)) for an arrangement as in fig. 7;

a fig. 10 é um gráfico mostrando condutividade aparente(aappCt)) calculada tanto de respostas coaxial (Vzz(t)) e coplanar (Vxx(t)) paraas mesmas condições da fig. 9;fig. 10 is a graph showing apparent conductivity (aappCt)) calculated from both coaxial (Vzz (t)) and coplanar (Vxx (t)) responses for the same conditions as in fig. 9;

a fig. 11 é um gráfico mostrando mergulho aparente 0app(t)para conjunto de ferramenta de L=Im quando a face de sal estiver e D= IOm,para vários ângulos entre o eixo de ferramenta e o alvo;fig. 11 is a graph showing apparent dip 0app (t) for tool set of L = Im when the salt face is and D = 10m for various angles between the tool axis and the target;

a fig. 12 é um gráfico similar à fig. 11, por meio do que a facede sal está s D=50m da ferramenta;fig. 12 is a graph similar to fig. 11, whereby the salt face is at D = 50m from the tool;

a fig. 13 é um gráfico similar à fig. 11, por meio do que a facede sal está s D=100m da ferramenta;fig. 13 is a graph similar to fig. 11, whereby the salt face is s D = 100m from the tool;

a fig. 14 é uma ilustração esquemática mostrando umaferramenta coaxial com seu eixo de ferramenta paralelo a uma interface decamada;fig. 14 is a schematic illustration showing a coaxial tool with its tool axis parallel to a layered interface;

a fig. 15 é um gráfico mostrando resposta de voltagemtransiente em função de t dada pela ferramenta coaxial da fig. 14 em umaformação de duas camadas a distâncias diferentes da camada;fig. 15 is a graph showing transient voltage response versus t given by the coaxial tool of FIG. 14 in a two layer formation at different distances from the layer;

a fig. 16 é um gráfico mostrando dados de resposta devoltagem da fig. 15 em termos da condutividade aparente (σapp(t));fig. 16 is a graph showing return response data of FIG. 15 in terms of apparent conductivity (σapp (t));

a fig. 17 é similar à fig. 16, exceto pelo fato das resistividadesdas camadas 1 e 2 terem sido intercambiadas;fig. 17 is similar to fig. 16, except that the resistivities of layers 1 and 2 have been interchanged;

a fig. 18 mostra um gráfico da condutividade aparente aapp(t)para o caso de D=1m e L= 1m, para várias relações de resistividade enquantoa resistividade alvo é fixada em R2 = 1Ωm;fig. 18 shows a graph of apparent conductivity aapp (t) for the case of D = 1m and L = 1m for various resistivity ratios while the target resistivity is set at R2 = 1m;

a fig. 19 mostra uma comparação de condutividade aparente amaiores valores de t, σapp(t->infinito), para respostas coaxiais onde D=1m eL=1m em função de condutividade σ2 da camada alvo enquanto acondutividade local O1 é fixada em 1/S/m;fig. 19 shows a comparison of apparent conductivity at higher values of t, σapp (t-> infinity), for coaxial responses where D = 1m and L = 1m as a function of target layer conductivity σ2 while local conductivity O1 is fixed at 1 / S / m ;

a fig. 20 mostra graficamente os mesmos dados da fig. 19plotados como a reação de condutividade alvo sobre a condutividade decamada local σ1 versus a relação de condutividade aparente σapp(t->infinito)sobre a condutividade de camada local σ1fig. 20 graphically shows the same data as in fig. 19 plotted as the target conductivity reaction on the local decayed conductivity σ1 versus the apparent conductivity ratio σapp (t-> infinity) on the local layer conductivity σ1

a fig. 21 mostra um gráfico contendo condutividade aparente(σapp(t)) versus tempo para várias combinações de D e L;fig. 21 shows a graph containing apparent conductivity (σapp (t)) versus time for various combinations of D and L;

a fig. 22 mostra graficamente a relação entre o trajeto de raioRP e tempo de transição tc;fig. 22 graphically shows the relationship between the radius path RP and transition time tc;

a fig. 23 é uma ilustração esquemática mostrando umaferramenta coaxial aproximando ou imediatamente passando de um limite decamada;a fig. 24 é um gráfico mostrando resposta de voltagemtransiente em função de t como dado pela ferramenta coaxial da fig. 23 ediferentes distâncias D da camada;fig. 23 is a schematic illustration showing a coaxial tool approaching or immediately passing a boundary boundary; 24 is a graph showing transient voltage response as a function of t as given by the coaxial tool of FIG. 23 burning distances D of the layer;

a fig. 25 é um gráfico mostrando os dados de resposta devoltagem da fig. 24 em termos da condutividade aparente (aapp(t));fig. 25 is a graph showing the return response data of FIG. 24 in terms of apparent conductivity (aapp (t));

a fig. 26 é similar à fig. 25, exceto pelo fato de resistividadesde camadas 1 e 2 terem sido intercambiadas;fig. 26 is similar to fig. 25, except that layer 1 and 2 resistivities were interchanged;

a fig. 27 apresenta um gráfico comparando oapp(t) da fig. 25 efig. 26 relativa a D=Im;fig. 27 presents a graph comparing the app (t) of fig. 25 efig. 26 relative to D = Im;

a fig. 28 mostra um gráfico de aapp(t) em escala linear paravários espaçamentos de transmissor/receptor L no caso de D=50m;fig. 28 shows a linear scaled aapp (t) plot for various transmitter / receiver spacings L in the case of D = 50m;

a fig. 29 mostra graficamente distância até anomalia à frenteda ferramenta versus tempo de transição (tc) como determinada pelos dadosda fig. 25;fig. 29 graphically shows distance to tool front anomaly versus transition time (tc) as determined by the data in fig. 25;

a fig. 30 mostra esquematicamente uma ferramenta coplanaraproximando ou imediatamente após um limite de camada;fig. 30 schematically shows a coplanar tool approaching or immediately after a layer boundary;

a fig. 31 é um gráfico mostrando dados de resposta devoltagem transiente em termos da condutividade aparente (oapp(t)) em funçãode t como provida pela ferramenta coplanar da fig. 30 a diferentes distânciasD da camada;fig. 31 is a graph showing transient return response data in terms of apparent conductivity (oapp (t)) as a function of t as provided by the coplanar tool of FIG. 30 at different distances D of the layer;

a fig. 32 mostra uma comparação da condutividade aparente(oapp(t->infinito)) para respostas coplanares onde D-50m e L=Im em funçãoda condutividade G1 da camada local enquanto a condutividade alvo σ2 éfixada em 1 S/m;fig. 32 shows a comparison of apparent conductivity (oapp (t-> infinity)) for coplanar responses where D-50m and L = Im as a function of local layer G1 conductivity while target conductivity σ2 is fixed at 1 S / m;

a fig. 33 mostra graficamente os mesmos dados da fig. 32plotados como a relação de condutividade alvo σ2 sobre a condutividade decamada local σι versus relação da condutividade aparente (σapp(t->infinito))sobre condutividade de camada localfig. 33 graphically shows the same data as fig. 32 plotted as the target conductivity ratio σ2 over the local decayed conductivity σι versus apparent conductivity ratio (σapp (t-> infinity)) over local layer conductivity

a fig. 34 mostra graficamente distância até anomalia à frenteda ferramenta versus tempo de transição (tc) como determinada pelos dadosda fig. 31;fig. 34 graphically shows distance to tool front anomaly versus transition time (tc) as determined by the data in fig. 31;

a fig. 35 mostra esquematicamente um modelo de umaferramenta coaxial em uma camada local condutiva (1Ωm), uma camadamuito resistiva (100Ωm), e outra camada condutiva (1Ωm);fig. 35 schematically shows a model of a coaxial tool in a local conductive layer (1Ωm), a very resistive layer (100Ωm), and another conductive layer (1Ωm);

a fig. 36 é um gráfico mostrando resposta de resistividadeaparente versus tempo Rapp(t), para uma geômetra dada na fig. 35 para váriasespessuras Δ da camada muito resistiva;fig. 36 is a graph showing apparent resistance versus time response Rapp (t), for a geometer given in fig. 35 for various thicknesses Δ of the very resistive layer;

a fig. 37 mostra esquematicamente um modelo de umaferramenta coaxial em uma camada local resistiva (10Ωm), uma camadacondutiva (1Ωm), e outra camada resistiva (1Ωm);fig. 37 schematically shows a model of a coaxial tool in a local resistive layer (10Ωm), a conductive layer (1Ωm), and another resistive layer (1Ωm);

a fig. 38 é um gráfico similar à fig. 36, mostrando resposta deresistividade aparente versus tempo Rapp(X) para uma geometria como dada nafig. 37 para várias espessuras Δ da camada condutiva;fig. 38 is a graph similar to fig. 36, showing apparent resistivity versus Rapp (X) time response for a geometry as given in nafig. 37 for various thicknesses Δ of the conductive layer;

a fig. 39 mostra esquematicamente um modelo de umaferramenta coaxial em uma camada condutiva local (1Ωm) na vizinhança deuma camada altamente resistiva (100Ωm) com uma camada de separaçãotendo uma resistência intermediária (10Ωm) de espessura variável entre elas;fig. 39 schematically shows a model of a coaxial tool in a local conductive layer (1Ωm) in the vicinity of a highly resistive layer (100Ωm) with a separation layer having an intermediate resistance (10Ωm) of varying thickness between them;

a fig. 40 é um gráfico similar à fig. 36, mostrando resposta deresistividade aparente versus tempo Rapp(t) para uma geometria como dada nafig. 37 para várias espessuras Δ da camada condutiva;fig. 40 is a graph similar to fig. 36, showing apparent resistance versus time response Rapp (t) for a geometry as given in nafig. 37 for various thicknesses Δ of the conductive layer;

a fig. 40 é um gráfico similar à fig. 36, mostrando resposta deresistividade aparente versus tempo Rapp(t), para uma geometria dada na fig.39 para varias espessuras Δ da camada de separação;fig. 40 is a graph similar to fig. 36, showing apparent resistance versus time response Rapp (t), for a geometry given in fig.39 for various thicknesses Δ of the separating layer;

a fig. 41 mostra respostas de voltagem transientes coaxiaispara uma ferramenta de L=1m em uma formação anisotrópica onde σΗ = 0,1S/m (RH=1Ωm) para vários valores de β ;fig. 41 shows coaxial transient voltage responses for a L = 1m tool in an anisotropic formation where σΗ = 0.1S / m (RH = 1Ωm) for various values of β;

a fig. 42 mostra condutividade aparente baseada nas respostasfig. 42 shows apparent conductivity based on the responses

da fig. 41;a fig. 43 mostra condutividade aparente baseada nas respostascoaxiais para uma ferramenta de L=Im em uma formação na qual σΗ = 0,1S/m para vários valores de β ;of fig. 41, fig. 43 shows apparent conductivity based on coaxial responses for a L = Im tool in a formation in which σΗ = 0,1S / m for various values of β;

a fig. 44 mostra condutividade aparente baseada nas respostascoaxiais para uma ferramenta de L=Im em uma formação na qual σΗ = 0,01S/m para vários valores de β ;fig. 44 shows apparent conductivity based on coaxial responses for a L = Im tool in a formation in which σΗ = 0.01S / m for various values of β;

a fig. 45 mostra um gráfico plotando valor assintótico detempo recente de condutividade aparente coaxial aapp(t->infinito)da fig. 44,normalizado por σκ, contra uma variável representando β ;fig. 45 shows a graph plotting asymptotic value of recent aapp (t-> infinity) coaxial apparent conductivity of FIG. 44, normalized by σκ, against a variable representing β;

a fig. 46 mostra ângulo de mergulho aparente Өapp(t) em funçãode tempo baseado nas respostas transientes coaxiais, coplanares e decomponente cruzado calculadas de uma ferramenta de L=Im em umaformação de Rh= 10Ωm e Rv/Rh - 9;fig. 46 shows apparent dip angle Өapp (t) as a function of time based on the calculated coaxial, coplanar, and cross-decomponent responses of a L = Im tool in a Rh = 10Ωm and Rv / Rh - 9 formation;

a fig. 47 mostra uma ferramenta de indução eletromagnéticaem uma camada de formação compreendendo um pacote de conjuntosalternados de subcamadas;fig. 47 shows an electromagnetic induction tool in a forming layer comprising a package of sublayer alternate sets;

a fig. 48 mostra um gráfico de resistividade aparente emmedição coaxial e coplanar da geômetra da fig. 47;fig. 48 shows a graph of apparent resistivity in coaxial and coplanar measurement of the geometer of fig. 47;

a fig. 49 mostra esquematicamente componentes direcionais deuma ferramenta de indução eletromagnética em relação a uma anomaliaanisotrópica;fig. 49 schematically shows directional components of an electromagnetic induction tool relative to an anisotropic anomaly;

a fig. 50 mostra uma plotagem da condutividade aparenteaapp(z;t) em ambas as coordenadas ζ e t para várias distancias D;fig. 50 shows a plot of apparent conductivity app (z; t) at both coordinates ζ and t for various distances D;

a fig. 51 mostra uma plotagem da condutividade aparenteaapp(z;t) em ambas as coordenadas ζ e t;fig. 51 shows a plot of apparent conductivity app (z; t) at both coordinates ζ and t;

a fig. 52 mostra esquematicamente um modelo de umaestrutura envolvendo uma camada altamente resistiva (100Ωm) coberta poruma camada local condutiva (1Ωm) que é coberta por uma camada resistiva(10Qm), por meio do que uma ferramenta coaxial é ilustrada na camadaresistiva;fig. 52 schematically shows a model of a structure involving a highly resistive layer (100 µm) covered by a conductive local layer (1 µm) that is covered by a resistive layer (10 µm), whereby a coaxial tool is illustrated in the resistive layer;

a fig. 53A mostra a resistividade aparente em ambas ascoordenadas z e t, por meio do que os pontos de inflexão são unidos usandolinhas de curvas ajustadas;fig. 53A shows the apparent resistivity in both coordinates z and t, whereby the inflection points are joined using small curved lines;

a fig. 53B mostra um Iog imagem derivado da fig. 53A;fig. 53B shows a picture image derived from fig. 53A;

a fig. 54A mostra esquematicamente uma ferramenta coaxialvista se aproximando de uma formação altamente resistiva a um ângulo demergulho de, aproximadamente, 30 graus;fig. 54A schematically shows a coaxial tool approaching a highly resistive formation at a plunging angle of approximately 30 degrees;

a fig. 54B mostra a resposta de mergulho aparente em ambasas coordenadas z e t para localizações-z correspondentes às mostradas na fig.54A.fig. 54B shows the apparent dive response at both z and t coordinates for z-locations corresponding to those shown in fig.54A.

Descrição detalhada da invençãoDetailed Description of the Invention

A presente invenção será descrita agora em relação a modos derealização particulares, destinados a serem, sob todos os aspectos, ilustrativose não restritivos. Modos de realização alternativos se tornarão aparentes aalguém experiente na técnica à qual a presente invenção pertence sem seafastar de seu escopo.The present invention will now be described with respect to particular embodiments intended to be illustrative and non-restrictive in all respects. Alternative embodiments will become apparent to one skilled in the art to which the present invention belongs without departing from its scope.

Deve ser entendido que certas características esubcombinações são de utilidade e podem ser empregadas sem referência aoutras características e subcombinações especificamente apresentadas. Isto écontemplado e dentro do escopo das reivindicações.It should be understood that certain characteristics and subcombinations are of utility and may be employed without reference to other features and subcombinations specifically presented. This is contemplated and within the scope of the claims.

Modos de realização da invenção se referem à análise de sinaisde indução eletromagnética (EM) e a um sistema e método para determinar adistância e/ou direção para uma anomalia em uma formação a partir de umalocalização dentro de um furo de poço. A análise é sensível a anomaliaseletromagnéticas, em particular a anomalias de indução eletromagnética.Embodiments of the invention relate to electromagnetic induction (EM) signal analysis and a system and method for determining the distance and / or direction for an anomaly in a formation from a location within a wellbore. The analysis is sensitive to electromagnetic anomalies, in particular to electromagnetic induction anomalies.

Ambos as excitações no domínio de freqüência e no domíniode tempo foram usadas para excitar campos eletromagnéticos para uso emdetecção de anomalia. Na excitação no domínio de freqüência, um dispositivotransmite uma onda contínua de uma freqüência fixa ou misturada e mederespostas na mesma banda de freqüências. Na excitação no domínio de tempo,um dispositivo transmite um sinal de onda quadrada, sinal pulsado ouseqüência binária pseudoaleatória como uma fonte e mede a resposta terrestrede banda larga. Mudanças súbitas na corrente do transmissor fazem com queos sinais transientes apareçam em um receptor causados pelas correntes deindução na formação. Os sinais que aparecem no receptor são chamados derespostas transientes devido aos sinais no receptor partirem de um primeirovalor após uma mudança súbita na corrente do transmissor e, depois, elesdiminuem (ou aumentam) com o tempó até um novo nível constante a umsegundo valor. A técnica revelada aqui implementa a técnica de excitação nodomínio do tempo.Both frequency domain and time domain excitations were used to excite electromagnetic fields for use in anomaly detection. In frequency domain excitation, a device transmits a continuous wave of a fixed or mixed frequency and measures in the same frequency band. In time domain excitation, a device transmits a square wave signal, pulsed signal or pseudorandom binary sequence as a source and measures the broadband terrestrial response. Sudden changes in transmitter current cause transient signals to appear on a receiver caused by induction currents in the formation. Signals that appear on the receiver are called transient responses because signals on the receiver start from a first value after a sudden change in transmitter current and then decrease (or increase) over time to a new constant level at a second value. The technique disclosed herein implements the time domain excitation technique.

Conforme apresentado abaixo, modos de realização dainvenção propõem um método geral para determinar uma direção de umajunção de medição até uma anomalia resistiva ou condutiva, usando respostasEM transientes. Como será explicada em detalhe, a direção para a anomalia éespecificada por um ângulo de mergulho e um ângulo de azimute. Modos derealização da invenção propõem definir um mergulho aparente (Gapp(t)) e umazimute aparente (cpapp(t)) pelas combinações de medições transientesmultiaxiais, por exemplo, bi-axial ou triaxial. A direção verdadeira, emtermos de ângulos de mergulho e de azimute ({θ, φ}), pode ser determinadapela análise da direção aparente ({cpapp(t), (papp(t)}). Por exemplo, a direçãoaparente ({cpapp(t), φαρρ(Χ)}) aproxima-se da direção verdadeira ({θ, φ}) quandoo tempo t) aumenta, caso a anomalia tenha uma grande espessura como vista apartir da ferramenta.As shown below, embodiments of the invention propose a general method for determining a direction from a measurement joint to a resistive or conductive anomaly using transient EM responses. As will be explained in detail, the direction for the anomaly is specified by a dive angle and an azimuth angle. Embodiment modes of the invention propose to define an apparent dip (Gapp (t)) and an apparent zimuth (cpapp (t)) by combinations of transient multiaxial measurements, for example, bi-axial or triaxial. True direction, in terms of dip angles and azimuth ({θ, φ}), can be determined by analyzing the apparent direction ({cpapp (t), (papp (t)}). For example, the apparent direction ({cpapp (t), φαρρ (Χ)}) approaches the true direction ({θ, φ}) when time t) increases if the anomaly has a large thickness as seen from the tool.

Valores dependentes do tempo para condutividade aparentepodem ser obtidos de medições de indução eletromagnética coaxial ecoplanar, e podem ser denotados, respectivamente, como acoaxiai(t) e oC0pianar(t).Ambas lêem a condutividade na formação total presente ao redor daferramenta. (φapp(t) e (φapp(t) são lidas inicialmente como zero quando umacondutividade aparente σcoaxial(t) e σcoplanar(t) de medições coaxial e coplanarlêem, ambas, a condutividade da formação ao redor da ferramenta próxima. Acondutividade aparente será ainda mais explicada abaixo e também pode serusada para determinar a localização de uma anomalia em um furo de poço.Time-dependent values for apparent conductivity may be obtained from ecoplanar coaxial electromagnetic induction measurements, and may be denoted, respectively, as acoaxia (t) and COpianar (t). Both read the conductivity in the total formation present around the tool. (φapp (t) and (φapp (t) are initially read as zero when an apparent σcoaxial (t) and σcoplanar (t) apparent conductivity of the coaxial and coplanarlêem measurements, both the conductivity of the formation around the next tool. explained below and can also be used to determine the location of an anomaly in a wellbore.

Sempre que na presente descrição for empregado o termo"condutividade", ele tem o significado de abranger seu equivalente inverso"resistividade", e vice versa. O Mesmo se aplica para os termos"condutividade aparente" e "resistividade aparente".Whenever the term "conductivity" is used in the present description, it has the meaning of encompassing its inverse equivalent "resistivity", and vice versa. The same applies to the terms "apparent conductivity" and "apparent resistivity".

As figs. 1A e 1B ilustram sistemas que podem ser usados paraimplementar os modos de realização do método da invenção. Uma unidade decomputação à superfície 10 pode ser conectada a uma ferramenta de mediçõeseletromagnéticas 2 disposta em um furo de poço 4.Figs. 1A and 1B illustrate systems that can be used to implement embodiments of the method of the invention. A surface computing unit 10 may be connected to an electromagnetic measurement tool 2 disposed in a wellbore 4.

Na fig. 1A, a ferramenta 2 está suspensa por um cabo 12. Ocabo 12 pode ser constituído de qualquer tipicamente, conhecido de cabo paratransmitir sinais elétricos entre a ferramenta 2 e a unidade de computação àsuperfície 10.In fig. 1A, tool 2 is suspended from a cable 12. Cable 12 may be any typically known cable to transmit electrical signals between tool 2 and surface computing unit 10.

Na fig. 1B, a ferramenta fica compreendida em uma junção demedição 11 e suspensa no furo de poço 4 por uma coluna de perfuração 15. Acoluna de perfuração 15 suporta ainda uma broca de perfuração 17, e podesuportar um sistema de direcionamento 15. O sistema de direcionamento podeser de um tipicamente, conhecido, incluindo um sistema de direcionamentogirável ou um sistema de direcionamento deslizável. O furo de poço 4atravessa a formação geológica 5, sendo um objetivo direcionar precisamentea broca de perfuração 17 para um reservatório contendo fluido dehidrocarboneto 6 para possibilitar a produção de fluido de hidrocarboneto viao furo de poço. Tal reservatório 6 pode se manifestar como uma anomaliaeletromagnética na formação 5.In fig. 1B, the tool is comprised of a metering junction 11 and suspended in the wellbore 4 by a drill string 15. Drill post 15 further supports a drill bit 17, and a steering system 15. The steering system may be supported. typically known, including a swivel steering system or a sliding steering system. Wellbore 4 traverses geological formation 5, and it is an objective to precisely direct drill bit 17 to a reservoir containing hydrocarbon fluid 6 to enable the production of hydrocarbon fluid via the wellbore. Such a reservoir 6 may manifest as an electromagnetic anomaly in formation 5.

Com referência novamente a ambas as figs. 1A e 1B, um oumais transmissores 16 e um ou mais receptores 18 podem ser providos paratransmitir e receber sinais eletromagnéticos para/de a formação ao redor dofuro de poço 4. Uma unidade de aquisição de dados 14 pode ser provida paratransmitir dados para/de os transmissores 16 e receptores 18 para a unidade decomputação à superfície 10.Referring again to both figs. 1A and 1B, one or more transmitters 16 and one or more receivers 18 may be provided for transmitting and receiving electromagnetic signals for / from formation around the wellbore 4. A data acquisition unit 14 may be provided for transmitting data to / from them. transmitters 16 and receivers 18 for surface computing unit 10.

Cada transmissor 16 e/ou receptor 18 pode compreender umabobinam enrolada ao redor de uma estrutura de suporte como um mandril. Aestrutura de suporte pode compreender uma seção não-condutora parasuprimir a geração de crentes parasitas. A seção não-cOndutora podecompreender um ou mais entalhes, opcionalmente carregados com ummaterial não-condutor, ou pode ser formada de um material não-condutor,como um plástico compósito. Alternativamente, a estrutura de suporte érevestida com uma camada de material altamente permeável a magnetismopara formar um escudo magnético entre a antena e a estrutura de suporte.Each transmitter 16 and / or receiver 18 may comprise a coil wound around a support structure such as a mandrel. The support structure may comprise a nonconductive section to suppress the generation of parasitic believers. The non-conductive section may comprise one or more notches, optionally loaded with a nonconductive material, or may be formed of a nonconductive material, such as a composite plastic. Alternatively, the support structure is coated with a layer of highly magnetically permeable material to form a magnetic shield between the antenna and the support structure.

Cada transmissor 16 e cada receptor 18 pode ser bi-axial oumesmo triaxial e, desse modo, conter componentes para enviar e recebersinais ao longo de cada um dos três eixos. Conseqüentemente, cada módulode transmissor pode conter pelo menos uma antena de um só eixo ou demúltiplos eixos e pode ser um transmissor de componente triortogonal. Cadareceptor pode incluir pelo menos um componente de receptor eletromagnéticode eixo único ou mutiaxial e pode ser um receptor de componente tri-ortogonal.Each transmitter 16 and each receiver 18 may be bi-axial or even triaxial and thus contain components for sending and receiving signals along each of the three axes. Accordingly, each transmitter module may contain at least one single-axis or multi-axis antenna and may be a triortogonal component transmitter. Each receiver may include at least one single axis or mutiaxial electromagnetic receiver component and may be a tri-orthogonal component receiver.

Um sistema de coordenadas ferramenta/furo de poço édefinido como tendo eixos x, y e z. O eixo z define a direção do transmissor Tpara o receptor R. Será suposto adiante que a direção axial do furo de poço 4coincide com o eixo z, por meio do que os eixos x e z correspondem às duasdireções ortogonais em um plano normal à direção do transmissor T para oreceptor R e para o furo de poço 4.A tool / wellbore coordinate system is defined as having x, y and z axes. The z axis defines the direction of transmitter T for receiver R. It will be assumed below that the axial direction of wellbore 4 coincides with the z axis, whereby the x and z axes correspond to two orthogonal directions in a plane normal to the direction of transmitter T for receiver R and wellbore 4.

A unidade de aquisição de dados 14 pode incluir umcontrolador para controlar a operação da ferramenta 2. A unidade de aquisiçãode dados 14 coleta, de preferência, dados de cada transmissor 16 e receptor 18e provê os dados á unidade de computação à superfície 10. A unidade deaquisição de dados 14 pode compreender um amplificador e/ou conversosanalógico/digital, para simplificar as respostas e/ou converter para umarepresentação digital das respostas antes de transmitir para a unidade decomputação à superfície 10 via cabo 12 e/ou uma unidade de telemetriaopcional 13.The data acquisition unit 14 may include a controller for controlling the operation of tool 2. The data acquisition unit 14 preferably collects data from each transmitter 16 and receiver 18 and supplies the data to the surface computing unit 10. The unit The data acquisition 14 may comprise an analogue / digital amplifier and / or convert to simplify the responses and / or convert to a digital representation of the responses before transmitting to the surface-computing unit 10 via cable 12 and / or an optional telemetry unit 13.

A unidade de computação à superfície 10 pode incluircomponentes de computador incluindo uma unidade de processamento 30,uma interface de operador 32, e uma interface de ferramenta 34. A unidade decomputação à superfície 10 também pode incluir uma memória 40 incluindodados e assunções de transformação de sistema de coordenadas relevantes 42,um módulo de cálculo de direção opcional 44, um módulo de cálculo dedireção aparente opcional 46, e um módulo de cálculo de distância opcional48. Os módulos de cálculo de direção e direção aparente opcionais estãodescritos com mais detalhe no pedido de patente US 2005/92.487 e nãoprecisam ser descritos com mais detalhe, a menos de especificar que estesmódulos opcionais podem levar em conta a anisotropia de formação.Surface computing unit 10 may include computer components including a processing unit 30, an operator interface 32, and a tool interface 34. Surface computing unit 10 may also include a memory 40 including data and system transformation assumptions of relevant coordinates 42, an optional direction calculation module 44, an optional apparent directional calculation module 46, and an optional distance calculation module48. Optional direction and apparent direction calculation modules are described in more detail in US Patent Application 2005 / 92.487 and need not be described in more detail unless it is specified that these optional modules may account for forming anisotropy.

A unidade de computação à superfície 10 pode incluircomponentes de computador incluindo uma unidade de processamento 30,uma interface de operador 32 e uma interface de ferramenta 34. A unidade decomputação à superfície 10 pode incluir ainda uma memória 40 incluindodados e assunções de transformação de sistema de coordenadas relevantes 42,um módulo de cálculo de direção 44, um módulo de cálculo de direçãoaparente 46, e um módulo de cálculo de distância 48. A unidade decomputação à superfície 10 pode incluir ainda um bus 50 que acopla várioscomponentes de sistema incluindo a memória do sistema 40 à unidade deprocessamento 30. O ambiente de sistema de computação 10 é apenas umexemplo de tal ambiente de computação adequado e não tem a intenção desugerir nenhuma limitação quanto ao escopo de uso ou funcionalidade dainvenção. Além disso, embora o sistema de computação 10 esteja descritocomo uma unidade de computação à superfície, ele pode ser opcionalmentelocalizado abaixo da superfície, incorporado na ferramenta, posicionado emum local remoto, ou posicionado em qualquer outro local conveniente.Surface computing unit 10 may include computer components including a processing unit 30, an operator interface 32 and a tool interface 34. Surface computing unit 10 may further include a memory 40 including data and system transformation assumptions. Relevant coordinates 42, a direction calculation module 44, an apparent direction calculation module 46, and a distance calculation module 48. The surface decomputing unit 10 may further include a bus 50 which couples various system components including the memory of the system 40 to processing unit 30. Computing system environment 10 is only an example of such a suitable computing environment and is not intended to displace any limitations on the scope of use or functionality of the invention. In addition, although computing system 10 is described as a surface computing unit, it can be optionally located below the surface, embedded in the tool, positioned at a remote location, or positioned at any other convenient location.

A memória 49 armazena, de preferência, um ou mais módulos48, 44 e 46 que podem ser descritos como módulos de programas contendoinstruções executáveis por computador, executáveis pela unidade decomputação à superfície 10. cada módulo pode compreender ou fazer uso deum meio legível por computador que armazena instruções legíveis porcomputador para analisar um ou mais sinais de resposta eletromagnéticatransiente dependente de tempo detectadas que tenham sido detectadas poruma ferramenta suspensa no interior de um furo de poço atravessando umaformação subterrânea após a indução de um ou mais campos eletromagnéticosna formação. AS instruções podem implementar qualquer parte da descriçãoabaixo.Memory 49 preferably stores one or more modules48, 44 and 46 which may be described as program modules containing computer executable instructions executable by surface-computing unit 10. each module may comprise or make use of a computer readable medium which stores computer readable instructions for analyzing one or more detected time-dependent transient electromagnetic response signals that have been detected by a tool suspended inside a wellbore through an underground formation after induction of one or more electromagnetic fields in the formation. Instructions can implement any part of the description below.

Por exemplo, o módulo de programa 44 pode conter instruçõesexecutáveis por computador para calcular uma direção para uma anomaliadentro de um furo de poço. O módulo de programa 48 pode conter instruçõesexecutáveis por computador para calcular uma distância até uma anomalia ouuma espessura da anomalia. Os dados armazenados 42 podem incluir dadospertencentes ao sistema de coordenadas da ferramenta e ao sistema decoordenadas de anomalia e outros dados para us pelos módulos de programa44, 46 e 48. De preferência, as instruções legíveis por computador levam emconta a anisotropia eletromagnética de pelo menos uma camada da formaçãona formação subterrânea.For example, program module 44 may contain computer-executable instructions for calculating a direction for an anomaly within a wellbore. Program module 48 may contain computer-executable instructions for calculating a distance to an anomaly or an anomaly thickness. Stored data 42 may include data pertaining to the tool coordinate system and anomaly coordinate system, and other data for use by program modules 44, 46 and 48. Preferably, computer readable instructions account for at least one electromagnetic anisotropy. formation layer in the underground formation.

Para detalhes adicionais sobre o sistema computacional 10,incluindo média de armazenamento e dispositivos de entrada/saída, é feitareferência ao pedido de patente US 2005/92.487. Conseqüentemente, detalhesadicionais referentes á construção interna do computador 10 não precisam serrevelados para a presente invenção.For additional details on computer system 10, including storage media and input / output devices, please refer to US 2005 / 92,487. Accordingly, further details regarding the internal construction of computer 10 need not be disclosed for the present invention.

A fig. 2 é um fluxograma ilustrando os procedimentosenvolvidos em um método incorporando a invenção. Os procedimentosilustrativos podem começar em S. Geralmente, no procedimento "TransmitirSinais" (A), os transmissores 16 transmitem sinais eletromagnéticos. Noprocedimento "Receber Respostas" (B), os receptores 18 recebem respostastransientes. Os procedimentos podem, então, finalizar em E e/ou reiniciar em S.Fig. 2 is a flow chart illustrating the procedures involved in a method embodying the invention. Illustrative procedures can begin at S. Generally, in the "Transmit Signals" procedure (A), transmitters 16 transmit electromagnetic signals. In the "Receive Answers" procedure (B), receivers 18 receive transient responses. The procedures can then end in E and / or restart in S.

O procedimento C pode compreender determinar umadistância e/ou uma direção para a anomalia pode ser determinada. Oprocedimento C pode compreender criar uma imagem de características deformação baseada nas respostas eletromagnéticas transientes. Anisotropiaeletromagnética de pelo menos uma das camadas da formação pode ser levadaem conta.Procedure C may comprise determining a distance and / or direction for the anomaly may be determined. Procedure C may comprise creating an image of strain characteristics based on transient electromagnetic responses. Electromagnetic anisotropy of at least one of the formation layers may be taken into account.

As figs. 3-6 ilustram a técnica de implementar o procedimentoC para determinar a distância e/ou direção para a anomalia. As figs. 6 e 41 a49 ilustram como a anisotropia eletromagnética pode ser levada em conta, porexemplo, na determinação da distancia e/ou direção para a anomalia.Figs. 3-6 illustrate the technique of implementing procedure C to determine the distance and / or direction for the anomaly. Figs. 6 and 41 to 49 illustrate how electromagnetic anisotropy can be taken into account, for example, in determining the distance and / or direction for the anomaly.

Respostas EM transientes triaxiaisTriaxial Transient EM Responses

A fig. 3 ilustra ângulos direcionais entre coordenadas deferramenta e de anomalia. Uma bobina de transmissor T é localizada naorigem que serve de origem para cada sistema de coordenadas. UM receptorRé colocado a uma distância L do transmissor. Um sistema de coordenadasterrestres inclui um eixo Z, em uma direção vertical, e um eixo X e eixo Y nasdireções Este e Norte, respectivamente. O furo desviado é especificado emcoordenadas terrestres por um ângulo de desvio Ob e seu ângulo de azimute cpb.Uma anomalia de resistividade A é localizada a uma distância D dotransmissor na direção especificada por um ângulo de mergulho (Ga) e seuazimute (φa).Fig. 3 illustrates directional angles between tool and anomaly coordinates. A transmitter coil T is located in the source that is the source for each coordinate system. A receiver is placed at a distance L from the transmitter. A terrestrial coordinate system includes a Z axis in a vertical direction and an X axis and Y axis in the East and North directions, respectively. The offset hole is specified in terrestrial coordinates by an offset angle Ob and its azimuth angle cpb. A resistivity anomaly A is located at a transmitter distance D in the direction specified by a dive angle (Ga) and its azimuth (φa).

De modo a praticar modos de realização do método, a fig. 4Amostra a definição de um sistema de coordenadas de furo de poço tendo eixosx, y e z. O eixo z define a direção do transmissor T para o receptor R. Ascoordenadas de ferramenta na fig. 4A são especificadas pelo giro dascoordenadas terrestres (Χ, Υ, Z) na fig. 3 pelo ângulo de azimute ((φb) ao redordo eixo Z e, depois, girando por Gb ao redor do eixo y para chegar àscoordenadas de ferramenta (x, y, z). A direção da anomalia é especificadapelo ângulo de mergulho (υ) e o ângulo de azimute (φ), onde:In order to practice embodiments of the method, fig. 4Samples the definition of a wellbore coordinate system having x, y and z axes. The z axis defines the direction from transmitter T to receiver R. The tool coordinates in fig. 4A are specified by the rotation of the terrestrial coordinates (Χ, Υ, Z) in fig. 3 by the azimuth angle ((φb) around the Z axis and then rotating Gb around the y axis to reach the tool coordinates (x, y, z). The anomaly direction is specified by the dive angle (υ) and the azimuth angle (φ), where:

<formula>formula see original document page 18</formula><formula> formula see original document page 18 </formula>

<formula>formula see original document page 18</formula><formula> formula see original document page 18 </formula>

Similarmente, a fig. 4B mostra a definição de um sistema decoordenadas de anomalia tendo eixos a, b c. O eixo c define a direção dotransmissor T para o centro da anomalia A. As coordenadas de anomalia nafig. 4B são especificadas girando-se as coordenadas terrestres (Χ, Υ, Z) nafig. 3 pelo ângulo de azimute (φa) ao redor do eixo Z e, subseqüentemente,girando-se por Ga ao redor do eixo b para chegar às coordenadas de anomalia(a, b, c). Neste sistema de coordenadas, a direção do furo de poço éespecificada em ordem inversa pelo ângulo de azimute (φ) e o ângulo demergulho (υ).Similarly, fig. 4B shows the definition of an anomaly decoordinate system having axes a, b c. The c axis defines the direction of the transmitter T to the center of the anomaly A. The anomaly coordinates nafig. 4B are specified by rotating the terrestrial coordinates (Χ, Υ, Z) nafig. 3 by the azimuth angle (φa) around the Z axis and subsequently rotating Ga around the b axis to arrive at the anomaly coordinates (a, b, c). In this coordinate system, the wellbore direction is specified in reverse order by the azimuth angle (φ) and the plunge angle (υ).

Respostas transientes em dois sistemas de coordenadasTransient responses in two coordinate systems

O método se baseia adicionalmente na relação entre asrespostas transientes em dois sistemas de coordenadas. As respostastransientes de campo magnético nos receptores [Raios-X, Ry, Rz] que sãoorientados na direção dos eixos [x, y, z] das coordenadas de ferramenta,respectivamente, como referido como:<formula>formula see original document page 19</formula>The method is further based on the relationship between transient responses in two coordinate systems. The magnetic field responders at the [X-ray, Ry, Rz] receivers that are oriented in the direction of the tool coordinate [x, y, z] axes, respectively, as referred to as: <formula> formula see original document page 19 < / formula>

Onde o lado da mão direita da equação representa todas ascombinações de eixo de receptor e eixo de transmissor, por meio do que Vy =RiTj denota resposta de voltagem sensoriada pelo receptor Rj(i=x,y,z) do sinatransmitido pelo transmissor Tj(i-x, y, z). cada transmissor pode compreenderuma fonte de dipolo magnético, [Mx, My, Mz), em qualquer direção.Where the right hand side of the equation represents all combinations of receiver axis and transmitter axis, whereby Vy = RiTj denotes voltage response sensed by the receiver Rj (i = x, y, z) of the syntransmitted transmitter Tj ( ix, y, z). Each transmitter may comprise a magnetic dipole source ([Mx, My, Mz) in any direction.

Quando a anomalia de resistividade está distante daferramenta, a formação próxima à ferramenta é vista como uma formaçãohomogênea. Por simplicidade, o método pode assumir que a formação éisotrópica. Apenas três respostas transientes não-zero existem em umaformação isotrópica homogênea. Estas incluem a resposta coaxial e duasrespostas coplanares. A resposta coaxial VzzCt) é a resposta quando ambos otransmissor e o receptor estão orientados na direção comum de eixo deferramenta. Respostas coplanares, VxxCt) e VyyCt), são as respostas quandoambos o transmissor Teo receptor R estão alinhados paralelo um ao outro,mas suas orientação sendo perpendiculares ao eixo de ferramenta. Todas asrespostas de componentes cruzados são de um receptor orientadolongitudinalmente com um transmissor transversal, ou vice versa. Outraresposta de componente cruzado é também zero entre um receptor e umtransmissor transversais mutuamente ortogonais.When the resistivity anomaly is far from the tool, the formation close to the tool is seen as a homogeneous formation. For simplicity, the method may assume that isotropic formation. Only three nonzero transient responses exist in a homogeneous isotropic formation. These include the coaxial response and two coplanar responses. Coaxial response VzzCt) is the response when both the transmitter and the receiver are oriented in the common tool axis direction. Coplanar responses, VxxCt) and VyyCt), are the answers when both the transmitter T and receiver R are aligned parallel to each other, but their orientation being perpendicular to the tool axis. All cross-component responses are from a longitudinally oriented receiver with a transverse transmitter, or vice versa. The cross-component response is also zero between a mutually orthogonal transverse receiver and transmitter.

O efeito da anomalia de resistividade é visto nas respostastransientes à medida que o tempo aumenta. Em adição às respostas coaxial ecoplanar, as respostas de componente cruzado Vy(t) i, j = x, y, z) setornam zero. As respostas transientes de campo magnético também podem serexaminadas no sistema de coordenadas de anomalia. As respostas transientesde campo magnético nos receptores (Ra, Rb, Rc) que são orientados na direçãodo eixo [a, b, c] das coordenadas de anomalia podem ser referidas como<formula>formula see original document page 20</formula>The effect of the resistivity anomaly is seen on the transient responses as time increases. In addition to ecoplanar coaxial responses, the cross-component responses Vy (t) i, j = x, y, z) return to zero. Transient magnetic field responses can also be examined in the anomaly coordinate system. The transient magnetic field responses at receivers (Ra, Rb, Rc) that are oriented in the direction of the axis [a, b, c] of anomaly coordinates can be referred to as <formula> formula see original document page 20 </formula>

onde ο lado da mão direita da equação representa todas ascombinações de orientação de receptor e orientação de transmissor, por meiodo que Vij - RiTj denota resposta de voltagem sensoriada pelo receptor Ri (naorientação i = a, b, c) do sinal transmitido pelo transmissor Tj (na orientação j= a, b, c). Cada transmissor pode compreender uma fonte de dipolomagnético, [Ma. Mb, Mc], ao longo da orientação a, b ou c.where the right-hand side of the equation represents all receiver orientation and transmitter orientation combinations, so that Vij - RiTj denotes voltage response sensed by the receiver Ri (orientation i = a, b, c) of the signal transmitted by the transmitter Tj. (in orientation j = a, b, c). Each transmitter may comprise a dipolemagnetic source, [Ma. Mb, Mc], along orientation a, b or c.

Quando a anomalia é grande e distante comparada aoafastamento do transmissor-receptor, o efeito do afastamento pode serignorado e as respostas transientes podem ser quase idênticas àquelas dosreceptores próximos ao transmissor. Então, o método assume que existesimetria axial em relação ao eixo c que é a direção a partir do transmissor parao centro da anomalia. Nesta configuração axialmente simétrica, as respostasde componente cruzado nas coordenadas de anomalia são identicamente zeronas medições no domínio de tempo.When the anomaly is large and distant compared to the transmitter-receiver spacing, the effect of the spacing may be significant and the transient responses may be almost identical to those of the receivers near the transmitter. Then the method assumes that there is axial symmetry with respect to the c axis which is the direction from the transmitter to the center of the anomaly. In this axially symmetrical configuration, cross-component responses in the anomaly coordinates are identically zero time domain measurements.

β<formula>formula see original document page 20</formula>β <formula> formula see original document page 20 </formula>

As respostas transientes de campo magnético nas coordenadasde ferramenta são relacionadas àquelas nas coordenadas de anomalia por umatransformação de coordenada simplesTransient magnetic field responses in tool coordinates are related to those in anomaly coordinates by a simple coordinate transformation.

P(d, 0) especificada pelo ângulo de mergulho (S) e ângulo deazimute (0).<formula>formula see original document page 21</formula>P (d, 0) specified by the dive angle (S) and deazimuth angle (0). <formula> formula see original document page 21 </formula>

Determinação da direçãoDirection Determination

As assunções determinadas acima contribuem para adeterminação da direção de alvo, que é definida como a direção da anomalia apartir da origem. A ferramenta está na origem. Quando é assumida simetriaaxial nas coordenadas de anomalia, as medidas de resposta transiente nascoordenadas de ferramenta são restringidas e os dois ângulos direcionaispodem ser determinados por combinações de respostas triaxiais.The assumptions given above contribute to the determination of the target direction, which is defined as the direction of the anomaly from the origin. The tool is at the origin. When symmetriaaxial is assumed in the anomaly coordinates, the transient response measures in the tool coordinates are constrained and the two directional angles can be determined by combinations of triaxial responses.

<formula>formula see original document page 21</formula><formula> formula see original document page 21 </formula>

Em termos de cada resposta triaxialIn terms of each triaxial response

<formula>formula see original document page 21</formula><formula> formula see original document page 21 </formula>

As seguintes relações podem ser notadas:The following relationships may be noted:

<formula>formula see original document page 21</formula>Diversos casos distintos podem ser notados. No primeirodestes casos, quando nenhum dos componentes cruzados é zero, nem Vxy Φ 0,nem Vyz Φ 0, nem Vzx Φ 0, então, o ângulo de azimute 0 não é zero nem π/2(90°), e pode ser determinado por,<formula> formula see original document page 21 </formula> Several distinct cases may be noted. In the first of these cases, when none of the cross components is zero, neither Vxy Φ 0, nor Vyz Φ 0, nor Vzx Φ 0, then azimuth angle 0 is neither zero nor π / 2 (90 °), and can be determined. per,

<formula>formula see original document page 22</formula><formula> formula see original document page 22 </formula>

Notando a relação,Noting the relationship,

<formula>formula see original document page 22</formula><formula> formula see original document page 22 </formula>

o ângulo de mergulho S (desvio) é determinado por,the dive angle S (deviation) is determined by,

<formula>formula see original document page 22</formula><formula> formula see original document page 22 </formula>

No Segundo caso, quando Vxy = 0 e Vyz = 0, então, $ = 0 ou 0= 0 ou π(180°) ou, 0 = ±π(90°) e ϑ = π/2 (90°), uma vez que as respostascoaxiais e coplanares devem diferir entre si (Vaa Φ Vcc).In the second case, when Vxy = 0 and Vyz = 0, then $ = 0 or 0 = 0 or π (180 °) or, 0 = ± π (90 °) and ϑ = π / 2 (90 °), a since coaxial and coplanar responses must differ from each other (Vaa Φ Vcc).

Se 0 = 0, então, o ângulo de mergulho ϑ é determinado por,If 0 = 0, then the dive angle ϑ is determined by,

<formula>formula see original document page 22</formula><formula> formula see original document page 22 </formula>

Se 0 = π(180°), então, o ângulo de mergulho ϑ édeterminado por,If 0 = π (180 °), then the dive angle ϑ is determined by,

<formula>formula see original document page 22</formula><formula> formula see original document page 22 </formula>

Igualmente, em relação ao segundo caso, se ϑ = 0, então Vxx =Vyy e Vzx = 0. Se 0 = ± π/2(90°) e ϑ = ± n/2 (90°), então, Fzz - Vxx e Vzx = 0.Estes exemplos serão adicionalmente discutidos abaixo em relação ao quintocaso.No terceiro caso, quando <formula>formula see original document page 23</formula>Likewise, in relation to the second case, if ϑ = 0, then Vxx = Vyy and Vzx = 0. If 0 = ± π / 2 (90 °) and ϑ = ± n / 2 (90 °), then Fzz - Vxx and Vzx = 0.These examples will be further discussed below in relation to the fifth case. In the third case, when <formula> formula see original document page 23 </formula>

Se 0 = π/2, então o ângulo de mergulho θ é determinado por,If 0 = π / 2, then the dive angle θ is determined by,

<formula>formula see original document page 23</formula><formula> formula see original document page 23 </formula>

Se 0 = - π/2, então, o ângulo de mergulho é determinado por,If 0 = - π / 2, then the dive angle is determined by,

<formula>formula see original document page 23</formula><formula> formula see original document page 23 </formula>

Igualmente em relação ao terceiro caso, se S = 0, então Vxx =Also in relation to the third case, if S = 0, then Vxx =

Kjy e Vyz = 0. Se 0 = 0 e S = ± π/2(90°), F3y = Vzz e Fvz = 0. Estas situaçõesserão discutidas adicionalmente abaixo em relação ao quinto caso.Kjy and Vyz = 0. If 0 = 0 and S = ± π / 2 (90 °), F3y = Vzz and Fvz = 0. These situations will be further discussed below in relation to the fifth case.

No quarto caso, Vxz = 0 e Vyz = 0, então $ = 0 ou π(180°) ou ±In the fourth case, Vxz = 0 and Vyz = 0, then $ = 0 or π (180 °) or ±

<formula>formula see original document page 23</formula><formula> formula see original document page 23 </formula>

Se = $ ± π/2, então, o ângulo de azimute 0 é determinado por,If = $ ± π / 2, then azimuth angle 0 is determined by,

<formula>formula see original document page 23</formula><formula> formula see original document page 23 </formula>

Igualmente em relação ao quarto caso, se & = 0 ou π(180°),então Vxx - Vyy e Vyz — 0. Esta situação está igualmente mostrada abaixo emrelação ao quinto caso.Also for the fourth case, if & = 0 or π (180 °), then Vxx - Vyy and Vyz - 0. This situation is also shown below in relation to the fifth case.

No quinto caso, todos os componentes cruzados desaparecem,In the fifth case, all cross components disappear,

<formula>formula see original document page 23</formula><formula> formula see original document page 23 </formula>

Rotação da ferramenta ao redor do eixo de ferramenta/furo de poçoNa análise acima, todas as respostas transientes Vij, (t) (i,j = x,Tool rotation around tool axis / wellboreIn the above analysis, all transient responses Vij, (t) (i, j = x,

y, z) são especificadas pelas direções dos eixos x-, y-, e z- das coordenadas deferramenta. Entretanto, a ferramenta gira dentro furo de sondagem e aorientação de azimute do transmissor e receptor já não coincide com a direçãodos eixos χ ou y como mostrado na FIG. 5. Se as respostas medidas foremV~(i J = χ,γ,ζ), onde os eixos xq y são as direções das antenas fixas para aferramenta de giro, e ψ é o ângulo de rotação da ferramenta, então,y, z) are specified by the directions of the x-, y-, and z- axes of the tool coordinates. However, the tool rotates within the drillhole and the azimuth orientation of the transmitter and receiver no longer coincides with the χ or y axis direction as shown in FIG. 5. If the measured responses are V ~ (i J = χ, γ, ζ), where the axes xq y are the directions of the fixed antennas for the turning tool, and ψ is the tool's rotation angle, then,

<formula>formula see original document page 24</formula><formula> formula see original document page 24 </formula>

Então,So,

<formula>formula see original document page 24</formula>O ângulo de azimute 0 é medido a partir das respostas triaxiaisse o ângulo de rotação da ferramenta ψ é conhecido. Ao contrário, o ângulode mergulho $ (desvio) é determinado por,<formula> formula see original document page 24 </formula> Azimuth angle 0 is measured from the triaxial responses if the tool rotation angle ψ is known. In contrast, the diving angle $ (deviation) is determined by,

<formula>formula see original document page 25</formula><formula> formula see original document page 25 </formula>

sem conhecer a orientação da ferramenta ψ.without knowing the tool orientation ψ.

Ângulos aparentes de mergulho e azimute e a distância à anomaliaApparent diving and azimuth angles and distance to anomaly

Os ângulos de mergulho e azimute descritos acima indicam adireção de uma anomalia de resistividade determinada por uma combinaçãode respostas transientes triaxiais em um tempo (t) quando os ângulos sedesviaram de um valor zero. Quando t é pequeno ou perto de zero, o efeitodesta anomalia não é aparente nas respostas transientes uma vez que todas asrespostas de componente cruzado desapareceram. Para identificar a anomaliae estimar não apenas sua direção, como também a distância, é útil definir oângulo de azimute aparente 0app(t) por,The dip and azimuth angles described above indicate the direction of a resistivity anomaly determined by a combination of triaxial transient responses at a time (t) when the angles deviated from a zero value. When t is small or close to zero, the effect of this anomaly is not apparent in transient responses since all cross-component responses have disappeared. To identify the anomaly and estimate not only its direction but also its distance, it is useful to define the apparent azimuth angle 0app (t) by,

<formula>formula see original document page 25</formula><formula> formula see original document page 25 </formula>

e o ângulo efetivo de mergulho Sapp(t) por,and the effective diving angle Sapp (t) by,

<formula>formula see original document page 25</formula><formula> formula see original document page 25 </formula>

para o intervalo de tempo onde nem 0app(t) 0 nem π/2(90°).for the time interval where neither 0app (t) 0 nor π / 2 (90 °).

Para simplicidade, o caso examinado abaixo é um em que nenhuma dasmedidas de componente cruzado é idêntica a zero: Vyz(t) Φ 0, e V2X(t) Φ 0.For simplicity, the case examined below is one where none of the cross-component measures are zero: Vyz (t) Φ 0, and V2X (t) Φ 0.

Para o intervalo de tempo onde 0app(t) ~ 0, Sapp(t) é definidopor,<formula>formula see original document page 26</formula>For the time interval where 0app (t) ~ 0, Sapp (t) is defined by <formula> formula see original document page 26 </formula>

Para o intervalo de tempo ondeFor the time interval where

<formula>formula see original document page 26</formula><formula> formula see original document page 26 </formula>

definido por,defined by,

Quando t é pequeno e as respostas transientes não consideramo efeito de uma anomalia de resistividade à distância, os ângulos efetivos sãoidênticos a zero, 0app(t) - $app(t) — 0. Quando t aumenta, quando as respostastransientes consideram o efeito da anomalia, 0app(t) e $app(t) começam amostrar os ângulos de azimute e mergulho verdadeiros. A distância àanomalia pode ser indicada no tempo quando 0app(t) e Sapp(t) começam a sedesviar dos valores zero iniciais. Como mostrado em um exemplo demodelagem abaixo, a presença de uma anomalia é detectada muito mais cedono tempo nos ângulos efetivos do que na condutividade aparente (σαρρ(ί)).Mesmo se a resistividade da anomalia não puder ser conhecida até que oapp(t)seja afetada pela anomalia, sua presença e direção podem ser medidas pelosângulos aparentes. Com limitação na medida do tempo, a anomalia distantepode não ser considerada na mudança de oapp(t), mas é visível em 0app(t) eWhen t is small and transient responses do not consider the effect of a distance resistivity anomaly, the effective angles are identical to zero, 0app (t) - $ app (t) - 0. When t increases, when the transient responders consider the effect of Anomaly, 0app (t) and $ app (t) start sampling the true azimuth and dive angles. The distance to year can be indicated in time when 0app (t) and Sapp (t) start to deviate from the initial zero values. As shown in an example of modeling below, the presence of an anomaly is detected much more in time at the effective angles than in apparent conductivity (σαρρ (ί).) Even if the resistivity of the anomaly cannot be known until oapp (t) affected by the anomaly, its presence and direction can be measured by apparent angles. With time limitation, the distant anomaly may not be considered when changing oapp (t), but is visible at 0app (t) and

Primeiro exemplo de modelagemFirst example of modeling

A FIG. 6 representa um exemplo de modelagem simplificadoonde uma anomalia de resistividade A é descrita na forma de, por exemplo,um domo de sal maciço em uma formação 5. A interface de sal 55 pode serconsiderada como uma interface plana. A FIG. 6 indica, igualmente, arranjosde medição coaxial 60, coplanar 62, e de componente cruzado (64), onde umabobina de transmissor e uma bobina de receptor estão afastadas, uma da outra,espaçadas de uma distância L. Deve ser compreendido que em uma aplicaçãoprática, podem ser empregadas ferramentas separadas para cada um destesarranjos, ou uma ferramenta ortogonal múltipla. Para simplificação adicional,pode ser assumido que a direção de azimute da face de sal, como consideradoa partir da ferramenta, é conhecida. Conseqüentemente, restam desconhecidosa primeira distância Di da ferramenta à face de sal 55, a segunda distância D2do outro lado do sal até a ferramenta, a resistividade isotrópica ouanisotrópica da formação, e o ângulo de aproximação (ou ângulo demergulho) θ como mostrado na FIG. 6. A espessura Δ do domo de sal édefinida como Δ = D2 - D1. No caso da resistividade na anomalia A seranisotrópica, as propriedades eletromagnéticas da anomalia podem sercaracterizados pela resistividade normal R® na direção do eixo principal deanisotropia (ou condutividade normal σ©), e resistividade no plano R// (oucondutividade no plano σ//) em qualquer direção dentro de um planoperpendicular ao eixo principal. No caso de anisotropia, R//≠R©.FIG. 6 represents an example of simplified modeling where a resistivity anomaly A is described as, for example, a massive salt dome in a formation 5. The salt interface 55 may be considered as a flat interface. FIG. 6 also indicates coaxial, coplanar 62, and cross-component (64) measuring arrangements, where a transmitter coil and a receiver coil are spaced apart by a distance L. It should be understood that in a practical application , separate tools can be employed for each of these arrangements, or a multiple orthogonal tool. For further simplification, it may be assumed that the azimuth direction of the salt face, as considered from the tool, is known. Consequently, the first distance D of the tool to the salt face 55, the second distance D2 of the other side of the salt to the tool, the isotropic or anisotropic resistivity of the formation, and the approach angle (or dip angle) θ as shown in FIG. 6. The thickness Δ of the salt dome is defined as Δ = D2 - D1. In the case of resistivity in the seranisotropic anomaly, the electromagnetic properties of the anomaly may be characterized by the normal resistivity R® in the direction of the principal axis of the anisotropy (or normal conductivity σ ©), and resistivity in the R // plane (or conductivity in the σ // plane). in any direction within a plane perpendicular to the major axis. In the case of anisotropy, R // ≠ R ©.

Antes de discutirmos a anisotropia mais detalhadamente, asformações isotrópicas serão primeiramente ilustradas com resistividade R (=R// = R®) (ou seu inverso σ = σ// = σ©).Before discussing anisotropy in more detail, isotropic formations will first be illustrated with resistivity R (= R // = R®) (or its inverse σ = σ // = σ ©).

A FIG. 7 e a FIG. 8 mostram a resposta calculada de voltagemtransiente (V) a partir de medições coaxial Vzz(t) (linha 65), coplanar, Vxx(t)(linha 66), e de componente cruzado Vzx(t) (linha 67) para uma ferramentatendo Z=Im, para θ = 30° e localizada a uma distância Dy = IOmrespectivamente, D} = IOOm afastada de uma face de sal 55. Nos cálculos, D2foi assumida como muito maior do que IOOm, de modo que, dentro da escalade tempo de cálculo (até ls) nenhuma influência do outro lado do sal A édetectável na resposta transiente. Além disso, quando a anomalia é grande edistante comparada ao afastamento L do transmissor-receptor, o efeito doafastamento L pode ser ignorado e as respostas transientes podem seraproximadas para aquelas dos receptores perto do transmissor.FIG. 7 and FIG. 8 show the calculated transient voltage (V) response from coaxial Vzz (t) (line 65), coplanar, Vxx (t) (line 66), and cross component Vzx (t) (line 67) measurements for a tooling Z = Im, for θ = 30 ° and located at a distance Dy = 10Orespectively, D} = 100m away from a salt face 55. In the calculations, D2 was assumed to be much larger than 100m, so that within the time scale calculation (up to 1s) no influence on the other side of salt A is detectable in the transient response. In addition, when the anomaly is large compared to the L-spacing of the transmitter-receiver, the effect of L-spacing may be ignored and transient responses may be approximated to those of receivers near the transmitter.

O efeito da anomalia de resistividade A (como representado naFIG. 6) é considerado nas respostas calculadas transientes quando o tempoaumenta. Além das respostas coaxial e coplanar (65.66), as respostas decomponente cruzado Vij(t) (i≠j; I, j = x, y, z) tornam-se diferentes de zero.De modo a facilitar a análise das respostas, elas podem ser convertidas emmergulho aparente e/ou condutividade aparente.The effect of resistivity anomaly A (as depicted in FIG. 6) is considered in the transient calculated responses as time increases. In addition to the coaxial and coplanar responses (65.66), the cross-decomposing responses Vij (t) (i ≠ j; I, j = x, y, z) become nonzero. may be converted to apparent dipping and / or apparent conductivity.

O ângulo de mergulho aparente θaρρ(t), como calculado porThe apparent dive angle θaρρ (t) as calculated by

<formula>formula see original document page 28</formula>)<formula> formula see original document page 28 </formula>)

está mostrado na FIG. 9 para um conjunto da ferramenta de L= 1m quando a face de sal 55 está afastada de D1= IOm e no ângulo deaproximação de θ = 30°.is shown in FIG. 9 for a tool assembly of L = 1m when the salt face 55 is spaced from D1 = 10m and at the approach angle of θ = 30 °.

A condutividade aparente (σapp(t)) de ambas as respostas,coaxial (Vzz (t) da FIG. 7) e coplanar (Vxx(t) da FIG. 7), estão mostradas naFIG. 10 (linhas 68, 69, respectivamente), onde o ângulo de aproximação (θ =30°) e distância da face de sal (D1= 10 m) são os mesmos da FIG. 9. Detalhesde como as condutividades aparentes são calculadas serão providos abaixo.The apparent conductivity (σapp (t)) of both coaxial (Vzz (t) of FIG. 7) and coplanar (Vxx (t)) responses of FIG. 7 are shown in FIG. 10 (lines 68, 69, respectively), where the approach angle (θ = 30 °) and salt face distance (D1 = 10 m) are the same as in FIG. 9. Details of how apparent conductivities are calculated will be provided below.

Deve ser notado que a direção verdadeira da ferramenta à facede sal (por exemplo, 30°) está refletida no gráfico do mergulho aparenteQapp(t) da FIG. 9 já aos 10"4s, quando a presença de anomalias de resistividadeé dificilmente detectada no gráfico de condutividade aparente (σapp(t)) da FIG.10. Demora quase 10-3 s para que a condutividade aparente se aproxime de umvalor assintótico Oapp(t retardado).It should be noted that the true direction of the tool to the salt face (eg 30 °) is reflected in the apparent dive graph Qapp (t) of FIG. 9 at 10 "4s, when the presence of resistivity anomalies is hardly detected in the apparent conductivity graph (σapp (t)) of FIG. 10 It takes almost 10-3 s for the apparent conductivity to approach an asymptotic Oapp value ( t delayed).

A FIG. 11 mostra o mergulho aparente GappOO Para ° conjuntode ferramenta de L = Im quando a face de sal está afastada de D = 10m, masem ângulos diferentes entre o eixo de ferramenta e o alvo variando de 0 a 90°em incrementos de 15°. O ângulo de aproximação (Θ) pode ser refletido emqualquer ângulo em cerca de 10~4s.FIG. 11 shows apparent dive GappOO For L ° Im tool set ° when the salt face is away from D = 10m, but at different angles between the tool axis and the target ranging from 0 to 90 ° in 15 ° increments. The approach angle (Θ) can be reflected at any angle in about 10 ~ 4s.

A FIG. Ile FIGs. 12 e 13 comparam o mergulho aparenteσρρ(t) para distâncias diferentes da face de sal (D = 10m; 50m; e 100m) ediferentes ângulos entre o eixo da ferramenta e o alvo.A distância à face de sal pode igualmente ser determinada pelotempo de transição em que 6app(t) toma um valor assintótico. Mesmo se adistância da face de sal {D) for 100m ela pode ser identificada e a sua direçãopode ser medida pelo mergulho aparente 6app(t).FIG. Ile FIGs. 12 and 13 compare the apparent diveσρρ (t) for distances other than the salt face (D = 10m; 50m; and 100m) the sharpest angles between the tool axis and the target. The distance to the salt face can also be determined by transition where 6app (t) takes an asymptotic value. Even if the salt face distance (D) is 100m it can be identified and its direction can be measured by the apparent dip 6app (t).

Em resumo, o método considera a transformação decoordenada de respostas transientes EM entre coordenadas de ferramenta fixae coordenadas de anomalia fixa. Quando a anomalia é grande e distantecomparada ao afastamento transmissor-receptor, alguém pode ignorar o efeitodo afastamento e aproximar as respostas transientes EM com aquelas dereceptores próximos ao transmissor. Então, alguém pode assumir que existesimetria axial em relação ao eixo c, que define a direção a partir dotransmissor à anomalia. Nesta configuração axialmente simétrica, as respostasde componente cruzado nas coordenadas de anomalia fixa são idênticas azero. Com esta assunção, é provido um método geral para determinar adireção à anomalia de resistividade usando-se respostas transientes EMtriaxiais.In summary, the method considers the decoordinated transformation of transient EM responses between fixed tool coordinates and fixed anomaly coordinates. When the anomaly is large and distant compared to the transmitter-receiver offset, one may ignore the effect of the offset and approximate EM transient responses with those near the transmitter. Then one can assume that there is axial existimetry with respect to the c axis, which defines the direction from the transmitter to the anomaly. In this axially symmetrical configuration, the cross component responses at the fixed anomaly coordinates are identical to zero. With this assumption, a general method for determining resistance to the resistivity anomaly using transient EMtriaxial responses is provided.

O método define o mergulho aparente 6app(t) e o azimuteaparente φαρρ(0 por combinações de medições transientes triaxiais. A direçãoaparente {6aap(t), <paap(t)} lê a direção verdadeira {θ, φ) em um tempo maistarde. Os 0app(t) e φαρρ(0> ambos, lêem zero quando t é pequeno e o efeito daanomalia não é detectado nas respostas transientes ou condutividade aparente.As condutividades (ocoaxiai(t) e σcopianar(t)) das medições coaxial e coplanarindicam, ambas, a condutividade da formação próxima, em torno daferramenta.The method defines the apparent dip 6app (t) and the apparent azimuteate φαρρ (0 by combinations of triaxial transient measurements. The apparent direction {6aap (t), <paap (t)} reads the true direction {θ, φ) at a maistarde time. . The 0app (t) and φαρρ (0> both read zero when t is small and the effect of the anomaly is not detected on transient responses or apparent conductivity. The conductivities (ocoaxial (t) and σcopianar (t)) of coaxial and coplanar measurements indicate both the conductivity of the close formation around the tool.

O desvio da direção aparente {{Θ app(t), φαρρ(t)}) de zeroidentifica a anomalia. A distância à anomalia é medida pelo tempo quando adireção aparente {{6app(t), φαρρ(0}) começa a se desviar de zero ou pelo tempoquando a direção aparente {{θαρρ(t), φαρρ(t)}) começa a se aproximar dadireção verdadeira ({θ, φ}). A distância pode ser igualmente medida a partirda mudança na condutividade aparente. Entretanto, a anomalia é identificadae medida muito mais cedo no tempo, na direção aparente, do que nacondutividade aparente.Condutividade aparenteDeviation from the apparent direction {{Θ app (t), φαρρ (t)}) of zero identifies the anomaly. The distance to the anomaly is measured by time when the apparent direction {{6app (t), φαρρ (0}) begins to deviate from zero or by time when the apparent direction {{θαρρ (t), φαρρ (t)}) begins to approach the true direction ({θ, φ}). Distance can also be measured from the change in apparent conductivity. However, the anomaly is identified and measured much earlier in time, in the apparent direction, than in the apparent conductivity.

Como apresentado acima, a condutividade aparente pode serusada como uma técnica alternativa aos ângulos aparentes a fim de determinara localização de uma anomalia em um furo de poço. A condutividade aparentedependente do tempo pode ser definida em cada ponto de uma série detempos, em cada profundidade de registro. A condutividade aparente em umaprofundidade de registro z é definida como a condutividade de uma formaçãohomogênea que geraria a mesma resposta de ferramenta medida na posiçãoselecionada. No registro transiente EM, os dados transientes são coletados auma profundidade de registro, ou localização de ferramenta z, como uma sériede tempos de voltagens induzidas em um circuito receptor.Conseqüentemente, a condutividade aparente dependente do tempo (σ (z, t))pode ser definida em cada ponto da série de tempos, a cada profundidade deregistro, para uma faixa apropriada de intervalos de tempo, dependendo dacondutividade da formação e das especificações da ferramenta.As shown above, apparent conductivity can be used as an alternative technique to apparent angles to determine the location of an anomaly in a wellbore. Time-dependent apparent conductivity can be defined at each point in a time series, at each depth of record. Apparent conductivity at a z-register depth is defined as the conductivity of a homogeneous formation that would generate the same tool response measured at the selected position. In EM transient recording, transient data is collected at a recording depth, or tool location z, as a series of induced voltage times in a receiver circuit. Consequently, time-dependent apparent conductivity (σ (z, t)) can be set at each point in the time series, at each record depth, to an appropriate range of time intervals, depending on the formation conductivity and tool specifications.

A voltagem induzida de uma ferramenta coaxial, comafastamento transmissor-receptor L, na formação homogênea decondutividade (σ) é dada por,The induced voltage of a coaxial tool, such as transmitter-receiver L distance, in homogeneous conductivity formation (σ) is given by,

<formula>formula see original document page 30</formula><formula> formula see original document page 30 </formula>

onde u2 = μοθ/4 L2/It e C é uma constante.where u2 = μοθ / 4 L2 / It and C is a constant.

A condutividade aparente variável no tempo depende daresposta de voltagem em uma ferramenta coaxial (VzZ(t)) a cada tempo demedição quando:<formula>formula see original document page 31</formula>The apparent time-varying conductivity depends on the voltage response in a coaxial tool (VzZ (t)) at each measurement time when: <formula> formula see original document page 31 </formula>

é a resposta de voltagem medida da ferramenta coaxial. Apartir de um único tipo de medição (coaxial, afastamento único), quantomaior o afastamento L, maior deveria ser o tempo de medição (t) para seaplicar o conceito de condutividade aparente. A oapp(t) deveria ser constante eigual à condutividade da formação em uma formação homogênea: oapp(t) = o.O desvio de uma constante (σ), no tempo (í), sugere uma anomalia decondutividade na região especificada pelo tempo (t).is the measured voltage response of the coaxial tool. From a single measurement type (coaxial, single offset), the larger the offset L, the longer the measurement time (t) should be to apply the concept of apparent conductivity. The oapp (t) should be constant and equal to the conductivity of the formation in a homogeneous formation: oapp (t) = oThe deviation of a constant (σ) at time (i) suggests a conductivity anomaly in the time-specified region (t). .

A voltagem induzida da ferramenta coplanar, com afastamentotransmissor-receptor L, na formação homogênea de condutividade (σ) é dadapor,The induced voltage of the spacer-transmitter L-coplanar tool in the homogeneous conductivity formation (σ) is given by

<formula>formula see original document page 31</formula><formula> formula see original document page 31 </formula>

de t, a voltagem coplanar muda a polaridade dependendo do afastamento L eda condutividade da formação.of t, the coplanar voltage changes the polarity depending on the distance and the conductivity of the formation.

Similarmente à resposta de ferramenta coaxial, acondutividade aparente variável no tempo é definida da resposta daferramenta coplanar VxX(t) a cada tempo de medição quando,Similar to the coaxial tool response, time-varying apparent conductivity is defined as the response of the VxX (t) coplanar tool at each measurement time when,

<formula>formula see original document page 31</formula><formula> formula see original document page 31 </formula>

resposta de voltagem medida da ferramenta coplanar. Quanto mais longo oafastamento, maior deveria ser o valor de t para aplicar o conceito decondutividade aparente de um único tipo de medição (coplanar, afastamentoúnico). A σapp(t) deveria ser constante e igual à condutividade da formação emuma formação homogênea: σapp(t) = σ.voltage response measured by the coplanar tool. The longer the distance, the higher the value of t should be to apply the concept of apparent conductivity of a single type of measurement (coplanar, single spacing). The σapp (t) should be constant and equal to the conductivity of the formation in a homogeneous formation: σapp (t) = σ.

Quando há dois receptores coaxiais, a relação entre o par demedições de voltagem é dada por,When there are two coaxial receivers, the relationship between the pair of voltage measurements is given by,

<formula>formula see original document page 32</formula><formula> formula see original document page 32 </formula>

onde L1 e L2 são afastamentos transmissor-receptor de duasferramentas coaxiais.where L1 and L2 are two coaxial transponder transponder spacings.

Inversamente, a condutividade aparente variável no tempo édefinida para um par de ferramentas coaxiais por,Conversely, the apparent time-varying conductivity is defined for a pair of coaxial tools by,

<formula>formula see original document page 32</formula><formula> formula see original document page 32 </formula>

a cada tempo de medição. A σapp(t) deveria ser constante eigual à condutividade da formação em uma formação homogênea: σapp(t) = σ.at each measurement time. The σapp (t) should be constant and equal to the conductivity of the formation in a homogeneous formation: σapp (t) = σ.

A condutividade aparente é definida similarmente para um parde ferramentas coplanares ou para um par de ferramentas coaxiais ecoplanares. A σapp(t) deveria ser constante e igual à condutividade daformação em uma formação homogênea: σapp(t) = σ. O desvio da constante(cr), no tempo (t), sugere uma anomalia de condutividade na regiãoespecificada pelo tempo (t).Apparent conductivity is similarly defined for a pair of coplanar tools or a pair of ecoplanar coaxial tools. The σapp (t) should be constant and equal to the conductivity of the strain in a homogeneous formation: σapp (t) = σ. The deviation of the constant (cr) at time (t) suggests a conductivity anomaly in the time-specified region (t).

Como será ilustrado abaixo, a condutividade aparente (σapp(t)),se coaxial ou coplanar, pode revelar três parâmetros em relação a umaformação de duas camadas, incluindo:As will be illustrated below, apparent conductivity (σapp (t)), whether coaxial or coplanar, can reveal three parameters with respect to a two-layer formation, including:

(1) a condutividade de uma primeira camada local na qual aferramenta está localizada;(1) the conductivity of a first local layer in which the tool is located;

(2) a condutividade de umas ou várias camadas ou estratosadjacentes; e(2) the conductivity of one or more adjacent layers or strata; and

(3) a distância da ferramenta aos limites da camada.Análise da resposta transiente coaxial em modelos de duas camadas(3) the tool's distance to the layer boundaries. Coaxial transient response analysis in two-layer models

Para ilustrar a utilidade do conceito de condutividade aparente,a resposta transiente de uma ferramenta em um modelo terrestre de duascamadas, como na FiG. 14, por exemplo, pode ser examinada.To illustrate the usefulness of the apparent conductivity concept, the transient response of a tool in a two-tier terrestrial model, as in FiG. 14, for example, can be examined.

A FIG. 14 ilustra uma ferramenta coaxial 80, na qual umabobina de transmissor (T) e uma bobina de receptor (R) são enroladas ao redordo eixo de ferramenta z, comum, e espaçadas de uma distância de afastamentoL. Os símbolos σι e o 2 podem representar as condutividades de duas camadasde formação. A ferramenta coaxial 80 está colocada em um poço horizontal88 atravessando uma camada de formação 5 e se estendendo paralela àinterface da camada 55.FIG. 14 illustrates a coaxial tool 80 in which a transmitter coil (T) and a receiver coil (R) are wound around the common tool axis z and spaced from a spacing distance L. The symbols σι and 2 can represent the conductivities of two forming layers. Coaxial tool 80 is placed in a horizontal well88 across a forming layer 5 and extending parallel to the interface of layer 55.

No presente exemplo, um poço horizontal é representado demodo que a distância, a partir da ferramenta, ao limite da camada correspondaà distância do furo de poço horizontal ao limite da camada. Sob umacircunstância mais geral, a direção relativa de um furo de poço e ferramenta àinterface do estrato não é conhecida.In the present example, a horizontal well is represented such that the distance from the tool to the boundary of the layer corresponds to the distance from the horizontal wellbore to the boundary of the layer. Under a more general circumstance, the relative direction of a well and tool hole at the stratum interface is not known.

A resposta calculada de voltagem transiente V(t) para oafastamento transmissor-receptor L- Im da ferramenta coaxial nas váriasdistâncias D entre a ferramenta 80 e o limite de camada 55, está mostrado naFIG. 15, para £>=1,5,10, 25, e 50m. A formação pode ser analisada usando-se estas respostas, empregando-se a condutividade aparente como explicadoposteriormente em relação às FIGs. 16 e 17.The calculated transient voltage response V (t) for the coaxial tool transmitter-receiver L-Im spacing at the various distances D between tool 80 and layer boundary 55 is shown in FIG. 15, for Rf = 1.5.10, 25, and 50m. Formation can be analyzed using these responses employing apparent conductivity as explained later in relation to FIGs. 16 and 17.

A FIG. 16 mostra os dados de voltagem da FIG. 15 plotadosem termos de condutividade aparente, para uma geometria onde σ1 =0,lS/m(Rj = 10Ωπι) e σ2 = lS/m(R2 = 1Ωm). Similarmente, a FIG. 17 ilustraa condutividade aparente em um modelo de duas camadas onde Oj = 7 S/m(R1= 7Ωmy) Qσ2 = 0,lS/m(R2 = 10Ωm).FIG. 16 shows the voltage data of FIG. 15 plotted in terms of apparent conductivity, for a geometry where σ1 = 0, lS / m (Rj = 10Ωπι) and σ2 = lS / m (R2 = 1Ωm). Similarly, FIG. 17 illustrates apparent conductivity in a two-layer model where Oj = 7 S / m (R1 = 7Ωmy) Qσ2 = 0.1S / m (R2 = 10Ωm).

Os gráficos de condutividade aparente revelam umacondutividade "constante" em t pequeno e em t grande, mas tendo um valordiferente, e um tempo de transição tc, que marca a transição entre os doisvalores de condutividade "constantes" e depende da distância D.The apparent conductivity plots reveal a "constant" conductivity at t small and large t, but having a valordiferent value, and a transition time tc, which marks the transition between the two "constant" conductivity values and depends on distance D.

Como será explicado mais abaixo, em um perfil deresistividade de duas camadas, a condutividade aparente, quando t seaproxima de zero, pode identificar a condutividade da camada σι ao redor daferramenta, enquanto a condutividade aparente quando t se aproxima deinfinito pode ser usada para determinar a condutividade Q1, da camadaadjacente a uma distância. A distância até o limite do estrato 55 a partir daferramenta 80 pode ser igualmente medida a partir do tempo de transição tcobservado nos gráficos de condutividade aparente.As will be explained below, in a two-layer resistivity profile, apparent conductivity, when t approaches zero, can identify the conductivity of the σι layer around the tool, while apparent conductivity when t approaches infinity can be used to determine conductivity Q1 of the adjacent layer at a distance. The distance to the limit of stratum 55 from tool 80 can also be measured from the transition time observed in the apparent conductivity plots.

Em valores pequenos de t, a ferramenta lê a condutividadeaparente σ1, da primeira camada 5, ao redor da ferramenta 80. Supõe-se que acondutividade em valores pequenos de t corresponde à condutividade dacamada local 5 onde a ferramenta está localizada. Em valores pequenos de t, osinal alcança o receptor diretamente do transmissor, sem interferir com olimite do estrato. A saber, o sinal é afetado apenas pela condutividade στ aoredor da ferramenta.At small values of t, the tool reads the apparent conductivity σ1 of the first layer 5 around tool 80. It is assumed that the conductivity at small values of t corresponds to the local layer conductivity 5 where the tool is located. At small values of t, the signal reaches the receiver directly from the transmitter without interfering with stratum olimite. Namely, the signal is affected only by the surrounding conductivity of the tool.

Em valores de t grandes, a ferramenta lê 0,4S/m para ummodelo de duas camadas onde σ1 = lS/m(R1 = 7 Qm) e σ2 = 0,lS/m(R2 =10Ωm), ou σ1 = 0,1S/m(R1 = 10Ωm) e σ2 = 1S/m(R2 = Ωm). Acredita-seque o valor de 0,4 corresponde a alguma média entre as condutividades dasduas camadas, porque em valores de t grandes, quase metade dos sinais vemda formação abaixo da ferramenta e, os sinais restantes, vêm de cima, se otempo para que o sinal percorra a distância entre a ferramenta e o limite doestrato, for pequeno.At large t-values, the tool reads 0.4S / m for a two-layer model where σ1 = lS / m (R1 = 7 Qm) and σ2 = 0, lS / m (R2 = 10Ωm), or σ1 = 0, 1S / m (R1 = 10Ωm) and σ2 = 1S / m (R2 = Ωm). It is believed that the value of 0.4 corresponds to some average between the conductivities of the two layers, because at large t values, almost half of the signals come from below the tool formation, and the remaining signals come from above, if so long. the signal travels the distance between the tool and the limit of the stratum, if small.

Isto é investigado adicionalmente na FIG. 18, que mostraexemplos de gráficos de oapp(t) para D=1mel =1 m, mas para relações deresistividade diferentes da camada alvo 2, enquanto a condutividade local (σ1)está fixada em 1S/m(R1 = 1Ωm). A condutividade aparente em valoresgrandes de t é determinada pela condutividade da camada alvo 2, comomostrado na linha 71, na FIG. 19, quando σ1 é fixado em 1S/m.This is further investigated in FIG. 18, which shows examples of oapp (t) graphs for D = 1mel = 1 m, but for resistivity ratios other than target layer 2, while local conductivity (σ1) is fixed at 1S / m (R1 = 1Ωm). The apparent conductivity in large values of t is determined by the conductivity of the target layer 2, as shown at line 71, in FIG. 19 when σ1 is fixed at 1S / m.

Numericamente, a condutividade retardada pode seraproximada pela média da raiz quadrada de condutividades de duas camadasquando:Numerically, the delayed conductivity can be approximated by the mean square root of two-layer conductivity when:

<formula>formula see original document page 35</formula><formula> formula see original document page 35 </formula>

Isto está representado como a linha 72 na FIG. 19. Assim, a condutividade em grandes valores de t (quando t seaproxima de infinito) pode ser usada para estimar a condutividade (σ2) dacamada adjacente, quando a condutividade local (σ;), perto da ferramenta, éconhecida, por exemplo, a partir da condutividade quando t se aproxima zero,como ilustrado na FIG. 20.This is represented as line 72 in FIG. 19. Thus, the conductivity at large values of t (when t is near infinity) can be used to estimate the conductivity (σ2) of the adjacent layer, when the local conductivity (σ;) near the tool is known, for example, the from conductivity when t approaches zero, as illustrated in FIG. 20

Estimativa de D. A distância à anomalia eletromagnéticaEstimation of D. The distance to the electromagnetic anomaly

A distância D da ferramenta ao estrato é refletida no tempo detransição tc. O tempo de transição, no qual a condutividade aparente (oapp(t))começa a se desviar da condutividade local (σι) para a condutividade emvalores grandes de t, depende de D e L, como mostrado na FIG. 21.The distance D from the tool to the stratum is reflected in the time of transition tc. The transition time at which apparent conductivity (oapp (t)) begins to shift from local conductivity (σι) to conductivity at large values of t depends on D and L, as shown in FIG. 21

Por conveniência, o tempo de transição (tc) pode ser definidocomo o tempo em que aapp(tc) utiliza uma condutividade de corte (σc). Nestecaso, a condutividade de corte é representada pela média aritmética entre acondutividade, quando t se aproxima de zero, e a condutividade, quando t seaproxima de infinito. O tempo de transição (tc) é ditado pelo caminho do raioRP:For convenience, the transition time (tc) may be defined as the time when aapp (tc) uses a shear conductivity (σc). In this case, the cutting conductivity is represented by the arithmetic mean between conductivity when t approaches zero and conductivity when t approaches infinity. The transition time (tc) is dictated by the radius path RP:

<formula>formula see original document page 35</formula><formula> formula see original document page 35 </formula>

que é a distância mais curta para o sinal eletromagnéticopercorrer do transmissor ao limite do estrato, ao receptor, independente daresistividade das duas camadas. Inversamente, a distância (D) à anomaliapode ser estimada a partir do tempo de transição {tc), como mostrado na FIG.22.which is the shortest distance for the electromagnetic signal to travel from the transmitter to the stratum boundary to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers. Conversely, the distance (D) to the anomaly can be estimated from the transition time (tc), as shown in FIG. 22.

Antecipar capacidades do método transiente EMAnticipating EM Transient Method Capabilities

Analisando a condutividade aparente ou seu equivalenteinverso inerente (resistividade aparente), a presente invenção pode identificara localização de uma anomalia de resistividade (por exemplo, uma anomaliacondutora e uma anomalia resistiva). Além disso, resistividade oucondutividade podem ser determinadas das respostas transientes coaxiais e/oucoplanares. Como explicado acima, a direção da anomalia pode serdeterminada se os dados de componente cruzado estiverem igualmentedisponíveis. Para ilustrar ainda mais a utilidade destes conceitos, a análiseantecedente pode ser igualmente usada para detectar uma anomalia a umadistância antecipada da broca de perfuração.By analyzing apparent conductivity or its inherent inverse equivalent (apparent resistivity), the present invention can identify the location of a resistivity anomaly (e.g., a conductive anomaly and a resistive anomaly). In addition, resistivity or conductivity may be determined from coaxial and / or coupling transient responses. As explained above, the direction of the anomaly can be determined if cross-component data is also available. To further illustrate the usefulness of these concepts, the foregoing analysis may also be used to detect an anomaly at an early drill bit distance.

A FIG. 23 mostra uma ferramenta coaxial 80, com afastamentotransmissor-receptor L, colocada dentro de, por exemplo, um poço vertical 88aproximando-se de, ou um pouco além de um estrato adjacente que é umaanomalia de resistividade. A ferramenta 80 inclui uma bobina de transmissorT e uma bobina do receptor R, que são enroladas ao redor de um eixo deferramenta, comum, e orientadas na direção do eixo de ferramenta. Ossímbolos σι e Q1 podem representar as condutividades de duas camadas deformação, e D a distância entre a ferramenta 80 (por exemplo, a antenatransmissora T) e o limite da camada 55.FIG. 23 shows a coaxial tool 80, with spacer transmitter-receiver L, placed within, for example, a vertical well 88 approaching, or slightly beyond, an adjacent stratum which is a resistivity annulus. Tool 80 includes a transmitter coil T and a receiver coil R which are wound around a common tool axis and oriented in the direction of the tool axis. The symbols σι and Q1 can represent the conductivities of two deformation layers, and D the distance between the tool 80 (for example, the antenatransmitter T) and the layer boundary 55.

A resposta calculada de voltagem transiente da ferramentacoaxial de L — Im (afastamento transmissor-receptor) a diferentes distâncias{D = 1, 5, 10, 25, e 5Om) como uma função de t, em um caso onde O1 =0,1 S/m (correspondendo a Ri = 10Qm), εσ2= lS/m (correspondendo a R2 =IQm), está mostrada na FIG. 24. Embora sejam observadas diferenças entrerespostas para distâncias diferentes, não é simples identificar a anomalia deresistividade diretamente destas respostas.Os mesmos dados de voltagem da FIG. 24 estão plotados emtermos de condutividade aparente (oapp(t)) na FIG. 25. Desta figura, é claroque a resposta coaxial pode identificar um estrato adjacente com umacondutividade mais alta, a uma distância. Mesmo uma ferramenta de L = Impode detectar o estrato distante 10, 25, e 50m, se a resposta de voltagem baixapuder ser medida em um intervalo de 0,1-1sThe calculated transient voltage response of the L - Im tooling (transceiver offset) at different distances (D = 1, 5, 10, 25, and 50m) as a function of t, in a case where O1 = 0.1 S / m (corresponding to Ri = 10Qm), εσ2 = 1S / m (corresponding to R2 = IQm) is shown in FIG. 24. Although cross-response differences are observed at different distances, it is not simple to identify the resistivity anomaly directly from these responses. The same voltage data from FIG. 24 are plotted in terms of apparent conductivity (oapp (t)) in FIG. 25. From this figure, it is clear the coaxial response can identify an adjacent stratum with a higher conductivity, at a distance. Even an L = Imp tool can detect the distant stratum 10, 25, and 50m if the low voltage response can be measured within a range of 0.1-1s.

O gráfico de oapp(t) exibe no desenho, bem distintamente, pelomenos três parâmetros: condutividade ao início do tempo; condutividade aofinal do tempo; e o tempo de transição que se move quando a distância (D)muda. Na FIG. 25, deve-se notar que, no início do tempo, onde t está próximode zero, a ferramenta lê a condutividade aparente de 0,1 S/m, que érepresentativa da camada imediatamente ao redor da ferramenta. O sinal quealcança o receptor R ainda não contém informação sobre o limite 55. Ao finaldo tempo, a ferramenta lê perto de 0,55 S/m, representando uma médiaaritmética entre as condutividades das duas camadas. Ao final do tempo t ©quase metade dos sinais vem da formação abaixo da ferramenta e a outrametade de cima da ferramenta, se, o tempo de percorrer a distância (D), daferramenta ao limite do estrato, for pequeno. A distância D é refletida notempo de transição tc.The oapp (t) graph shows very distinctly in the drawing at least three parameters: conductivity at the beginning of time; final conductivity of time; and the transition time that moves when the distance (D) changes. In FIG. 25, it should be noted that at the beginning of time, where t is near zero, the tool reads the apparent conductivity of 0.1 S / m, which is representative of the layer immediately around the tool. The signal that reaches receiver R does not yet contain information about limit 55. At the end of the time, the tool reads close to 0.55 S / m, representing an arithmetic average between the conductivity of the two layers. At the end of time t © almost half of the signals come from the formation below the tool and the other half from the top of the tool if the time to travel the distance (D) from the stratum limit is small. The distance D is reflected in the transition time tc.

A FIG. 26 ilustra o gráfico aapp(t) da resposta transientecoaxial no modelo de duas camadas da FIG. 23, para uma ferramenta de L =lm, a distâncias diferentes (D), salvo que a condutividade da camada local(σΐ) é lS/m (RI = IQm) e a condutividade da camada alvo (σ2) é 0,lS/m (R2= IOQm). Novamente, a ferramenta lê no início do tempo a condutividadeaparente de l,0S/m que é da camada imediatamente ao redor da ferramenta.Ao final do tempo, a ferramenta lê aproximadamente 0,55 S/m, o mesmo valorda condutividade média da FIG. 25. A distância (D) é refletida no tempo detransição tc.FIG. 26 illustrates the aapp (t) graph of transientecoaxial response in the two-layer model of FIG. 23, for a L = lm tool, at different distances (D), except that the local layer conductivity (σΐ) is lS / m (RI = IQm) and the target layer conductivity (σ2) is 0, lS / m (R2 = 10m). Again, the tool reads at the beginning of time the apparent conductivity of 1.0S / m which is from the layer immediately around the tool. At the end of the time, the tool reads approximately 0.55 S / m, the same as the average conductivity of FIG. . 25. The distance (D) is reflected in the time of transmission tc.

Por isso, o método de resposta transiente eletromagnético podeser usado como um método de registro de resistividade antecipada.Therefore, the electromagnetic transient response method can be used as an early resistivity recording method.

A FIG. 27 compara o gráfico aapp(t) da FIG. 25 e FIG. 26 paraL= ImeD = 5 Om. A condutividade retardada é determinada unicamentepelas condutividades das duas camadas (σι e O1), sozinha. Ela não é afetadapela localização da ferramenta nas duas camadas. Entretanto, devido à grandeprofundidade da investigação, a condutividade retardada não é prontamentealcançada mesmo em t = ls, como mostrado na FIG. 25. Na prática, acondutividade retardada pode ter que ser aproximada por aapp(t =Is) quedepende ligeiramente de D como ilustrado na FIG. 25.FIG. 27 compares the aapp (t) graph of FIG. 25 and FIG. 26 paraL = ImeD = 5 Om. The delayed conductivity is determined solely by the conductivity of the two layers (σι and O1) alone. It is not affected by the location of the tool on both layers. However, due to the great depth of the investigation, delayed conductivity is not readily achieved even at t = 1s, as shown in FIG. 25. In practice, delayed conductivity may have to be approximated by aapp (t = Is) which slightly depends on D as illustrated in FIG. 25

Numericamente, a condutividade aparente retardada pode seraproximada pela média aritmética de condutividades de duas camadasquando: σαρρ(t —> 00; σλ, σ2) - σ1 + /2. Isto é razoável considerando-se que,com a ferramenta coaxial, o transmissor axial induz a corrente parasitaparalela ao limite do estrato. Ao final do tempo, o receptor axial recebe acorrente horizontal quase igualmente de ambas as camadas. Como resultado, acondutividade retardada deve considerar a condutividade de ambas asformações com peso quase igual.Numerically, the delayed apparent conductivity may be approximated by the arithmetic mean of two-layer conductivities when: σαρρ (t -> 00; σλ, σ2) - σ1 + / 2. This is reasonable considering that, with the coaxial tool, the axial transmitter induces parasitical current to the stratum limit. At the end of time, the axial receptor receives horizontal current almost equally from both layers. As a result, delayed conductivity must consider the conductivity of both formations of almost equal weight.

A FIG. 28 compara os gráficos de oapp(t) para D = 50m, mascom afastamento L diferente. A oapp(t) alcança uma condutividade aparenteretardada quase constante em tempos posteriores quando L aumenta. Acondutividade aparente retardada (oapp(t © ) é quase independente de L.Entretanto, a condutividade retardada definida em t = ls, dependeligeiramente da distância (D).FIG. 28 compares the graphs of oapp (t) to D = 50m, but with different spacing L. Oapp (t) achieves almost constant delayed apparent conductivity at later times when L increases. Delayed apparent conductivity (oapp (t ©) is almost independent of L. However, the delayed conductivity defined at t = ls is slightly dependent on distance (D).

Assim, a condutividade aparente retardada (σαρρ(1 © em t=1s pode ser usada para estimar a condutividade da camada adjacente (O1)quando a condutividade local perto da ferramenta {oi) é conhecida, porexemplo, a partir da condutividade aparente do início do (oapp(t © 0) = O1).Thus, the delayed apparent conductivity (σαρρ (1 © at t = 1s can be used to estimate the conductivity of the adjacent layer (O1) when the local conductivity near the tool (oi) is known, for example, from the apparent conductivity of the beginning). do (oapp (t © 0) = O1).

Estimativa da distância (D) à anomalia eletromagnéticaEstimated distance (D) to electromagnetic anomaly

O tempo de transição (tc), em que a condutividade aparentecomeça a se desviar da condutividade local (Oj) para a condutividaderetardada depende, claramente, de D, a distância da ferramenta ao limite doestrato, como mostrado na FIG. 25 para uma ferramenta dq L = lm.The transition time (tc) at which conductivity appears to begin to shift from local conductivity (Oj) to delayed conductivity clearly depends on D, the distance from the tool to the limit of the layer, as shown in FIG. 25 for a dq tool L = lm.

Por conveniência, o tempo de transição(7c) é definido pelotempo em que oapp(tc) utiliza uma condutividade de corte (oc), isto é, nesteexemplo, a média aritmética entre as condutividades do início do tempo eretardada: <formula>formula see original document page 39</formula>. O tempo de transição (tc) éditado pelo caminho do raio RP, D menos Ll2, isto é, metade da distância parao sinal de EM percorrer do transmissor ao limite do estrato, ao receptor,independentemente da resistividade das duas camadas. Inversamente, adistância (D) pode ser estimada a partir do tempo de transição (tc), comomostrado na FIG. 29 quando L= lm.For convenience, the transition time (7c) is defined by the time when the app (tc) uses a cutoff conductivity (oc), that is, for example, the arithmetic mean of the delayed start time conductivity: <formula> formula see original document page 39 </formula>. The transition time (tc) is dictated by the radius path RP, D minus L 2, that is, half the distance for the EM signal to travel from the transmitter to the stratum limit to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers. Conversely, the distance (D) can be estimated from the transition time (tc), as shown in FIG. 29 when L = 1m.

Análise de respostas transientes coplanares em modelos de duas camadasAnalysis of coplanar transient responses in two-layer models

Embora os dados transientes coaxiais tenham sido examinadosacima, dados transientes coplanares são igualmente úteis como um método deregistro de resistividade antecipada.Although coaxial transient data has been examined above, coplanar transient data is equally useful as a method of recording early resistivity.

A FIG. 30 mostra uma ferramenta coplanar 80, comafastamento transmissor-receptor L, colocada em um poço 88 e seaproximando (ou um pouco além) do limite da camada 55 de um estratoadjacente que é a anomalia de resistividade. Na ferramenta coplanar, ambos,um transmissor T e um receptor R são orientados perpendiculares ao eixo ζ daferramenta e paralelos um ao outro. Os símbolos OiQO2 podem representar ascondutividades de duas camadas da formação.FIG. 30 shows a coplanar tool 80, with transmitter-receiver gap L, placed in a well 88 and approaching (or slightly beyond) the boundary of layer 55 of an adjacent stratum which is the resistivity anomaly. In the coplanar tool, both a transmitter T and a receiver R are oriented perpendicular to the tool axis and parallel to each other. The OiQO2 symbols may represent the two-layer conductivity of the formation.

Correspondendo à FIG. 25 para as respostas de ferramentacoaxial onde L = lm, a condutividade aparente (oapp(t)) para respostascoplanares calculadas está plotada na FIG. 31 para diferentes distâncias daferramenta, a partir do limite do estrato 55. É claro que a resposta coplanarpode igualmente identificar um estrato adjacente com uma condutividademaior, a uma distância. Mesmo uma ferramenta de L = Im pode detectar oestrato a 10m, 25m, e 50m de distância, se as respostas de voltagem baixapuderem ser medidas por intervalos de 0,1-ls. O gráfico δapp(t) para asrespostas coplanares exibe igualmente três parâmetros, do mesmo modo quepara as respostas coaxiais.Corresponding to FIG. 25 for the axial tooling responses where L = 1m, the apparent conductivity (oapp (t)) for calculated platelet responses is plotted in FIG. 31 for different tool distances from the boundary of stratum 55. Of course, the coplanar response can also identify an adjacent stratum with a higher conductivity at a distance. Even an L = Im tool can detect the stratum at 10m, 25m, and 50m away if low voltage responses can be measured at 0.1-ls intervals. The δapp (t) graph for coplanar responses also shows three parameters, as for coaxial responses.

Como para o caso na geometria coaxial, é igualmenteverdadeiro para as respostas coplanares que a condutividade aparente doinício do tempo.<formula>formula see original document page 40</formula>é a condutividade da camada local (d;), onde aferramenta está localizada. Inversamente, a condutividade da camada pode sermedida facilmente pela condutividade aparente em tempos mais cedo.As is the case in coaxial geometry, it is equally true for coplanar responses that the apparent conductivity of the beginning of time. <formula> formula see original document page 40 </formula> is the conductivity of the local layer (d;) where the tool is located . Conversely, the conductivity of the layer can be easily measured by apparent conductivity at earlier times.

A condutividade aparente retardada<formula>formula see original document page 40</formula>uma médiadas condutividades de ambas as camadas. As conclusões derivadas para asrespostas coaxiais aplicam-se, igualmente bem, às respostas coplanares.Entretanto, o valor da condutividade retardada para as respostas coplanaresnão é o mesmo que para as respostas coaxiais. Para respostas coaxiais, acondutividade retardada está próxima da média aritmética de condutividadesde duas camadas em modelos de duas camadas.The delayed apparent conductivity <formula> formula see original document page 40 </formula> is an average conductivity of both layers. The conclusions derived for coaxial responses apply equally well to coplanar responses. However, the delayed conductivity value for coplanar responses is not the same as for coaxial responses. For coaxial responses, delayed conductivity is close to the arithmetic mean of two-layer conductivity in two-layer models.

A FIG. 32 mostra a condutividade retardada <formula>formula see original document page 40</formula>pararespostas coplanares como obtidas dos cálculos do modelo (linha 77) onde D= 50m e L = 1m, mas para condutividades diferentes da camada local, quandoa condutividade do alvo for fixada em 1S/m. A condutividade retardada édeterminada pela condutividade local da camada, e está numericamente pertoda média da raiz quadrada quandoFIG. 32 shows the delayed conductivity <formula> formula see original document page 40 </formula> for coplanar responses as obtained from the model calculations (line 77) where D = 50m and L = 1m, but for conductivities other than the local layer when target is set at 1S / m. Delayed conductivity is determined by the local conductivity of the layer, and is numerically near the square root mean when

<formula>formula see original document page 40</formula> como mostrado pelalinha 78, na FIG. 32.<formula> formula see original document page 40 </formula> as shown by tab 78 in FIG. 32

Para resumir, a condutividade retardada<formula>formula see original document page 40</formula>pode serusada para estimar a condutividade da camada adjacente (σ2) quando acondutividade local (σ1), perto da ferramenta, é conhecida, por exemplo, apartir da condutividade do início do tempo<formula>formula see original document page 40</formula>.Isto estáilustrado na FIG. 33, onde a linha 79 foi obtida a partir de cálculos do modelo,e a linha 79a apresenta a aproximação média.Estimativa da distância (D) à anomalia eletromagnéticaTo summarize, the delayed conductivity <formula> formula see original document page 40 </formula> can be used to estimate the conductivity of the adjacent layer (σ2) when local conductivity (σ1) near the tool is known, for example from start-time conductivity <formula> formula see original document page 40 </formula> .This is illustrated in FIG. 33, where line 79 was obtained from model calculations, and line 79a presents the average approximation. Estimate of the distance (D) to the electromagnetic anomaly

O tempo de transição tc, em que a condutividade aparentecomeça se desviar da condutividade local (σ1) para a condutividade retardadadepende claramente da distância (D), da ferramenta 80 (por exemplo, otransmissor T) até o limite do estrato 55, como mostrado na FIG. 30.The transition time tc, when conductivity appears to begin to deviate from local conductivity (σ1) to delayed conductivity, clearly depends on the distance (D) from tool 80 (eg the transmitter T) to the boundary of stratum 55, as shown in FIG. 30

O tempo de transição (tc) pode ser definido pelo tempo em quea σ app(tc) utiliza a condutividade de corte (σc), isto é, neste exemplo, a médiaaritmética entre as condutividades do início do tempo e retardada:σc = {aσpp(tThe transition time (tc) can be defined by the time when σ app (tc) uses the cutoff conductivity (σc), that is, in this example, the arithmetic mean between the start and delayed conductivities: σc = {aσpp (t

<formula>formula see original document page 41</formula><formula> formula see original document page 41 </formula>

0) + oapp(t0) + oapp (t

<formula>formula see original document page 41</formula><formula> formula see original document page 41 </formula>

°°)}/2. O tempo de transição (tc) é ditado pelo caminho doraio, D menos L/2, isto é, metade da distância para o sinal de EM percorrer dotransmissor até o limite do estrato, ao receptor, independentemente daresistividade das duas camadas.°°)} / 2. The transition time (tc) is dictated by the pathway, D minus L / 2, that is, half the distance for the EM signal to travel from the transmitter to the boundary layer to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers.

Inversamente, a distância (D) pode ser estimada a partir dotempo de transição (tc), como mostrado na FIG. 34 onde Z-=Im.Análise de dados de resposta transientes eletromagnéticos para três ou maiscamadas de formaçãoConversely, the distance (D) can be estimated from the transition time (tc) as shown in FIG. 34 where Z- = Im.Electromagnetic transient response data analysis for three or more formation layers

O modelo seguinte mostra uma camada condutora, próxima,uma camada muito resistiva, e uma camada ainda mais condutora. Aconfiguração geológica está descrita na FIG. 35, junto com uma ferramentacoaxial 80, em uma formação relativamente condutora 82, onde uma anomaliaestá localizada na forma de uma camada relativamente resistiva 83. Comomostrado, a formação, no outro lado da camada 83, como visualizada a partirda ferramenta 80 e identificada na FIG. 35 pelo numerai de referência 84, éidêntica à formação 82, no lado da ferramenta da camada 83. Entretanto, ométodo também funcionará se a formação 84, no outro lado da camada 83,constituir uma camada que tenha propriedades diferentes daquelas daformação 82, próxima.The following model shows a nearby conductive layer, a very resistive layer, and an even more conductive layer. Geological configuration is described in FIG. 35, together with an axial tool 80, in a relatively conductive formation 82, wherein an anomaly is located in the form of a relatively resistive layer 83. As shown, the formation on the other side of layer 83 as viewed from tool 80 and identified in FIG . 35 by reference numeral 84, identical to the formation 82, on the tool side of layer 83. However, the method will also work if the formation 84 on the other side of layer 83 constitutes a layer having properties different from those of the nearby deformation 82.

Em um ou outro caso, a ferramenta "vê" a anomalia 83 comouma primeira camada, a uma primeira distância D1, afastada e tendo umaespessura Δ, e "vê" a formação no outro lado da anomalia 83, como umasegunda camada 84, afastada de uma segunda distância D2 = D1 + Δ e tendoespessura infinita.In either case, the tool "sees" anomaly 83 as a first layer, at a first distance D1, spaced apart and having a thickness Δ, and "sees" the formation on the other side of anomaly 83, as a second layer 84, spaced apart. a second distance D2 = D1 + Δ and having infinite thickness.

A FIG. 36 é um gráfico mostrando a resposta de resistividadeaparente calculada Rapp versus tempo t para uma geometria como apresentadana FIG. 35. Para o cálculo da FIG. 36, assumiu-se que a anomalia é formadapor um estrato resistivo de sal, tendo uma resistividade de 100Ωm, e que aformação é formada, por exemplo, por uma formação saturada de salmoura,tendo uma resistividade de 1Ωm. A ferramenta foi modelada para serorientada com seu eixo principal paralelo à primeira interface 81 entre aformação saturada de salmoura 82 e, a distância entre o eixo principal e aprimeira camada 83, D1, foi considerada IOm. A espessura do estrato resistivoΔ foi variada de uma fração à 100m.FIG. 36 is a graph showing the calculated relative resistance resistance Rapp versus time t for a geometry as shown in FIG. 35. For the calculation of FIG. 36, it has been assumed that the anomaly is formed by a resistive salt layer having a resistivity of 100 µm, and that the formation is formed, for example, by a saturated brine formation having a resistivity of 1 µm. The tool was modeled to be oriented with its main axis parallel to the first interface 81 between saturated brine formation 82 and the distance between the main axis and the first layer 83, D1, was considered IOm. The thickness of the resistive stratum Δ was varied from a fraction to 100m.

A primeira subida da Rapp(0 é a resposta ao sal e ocorre em10"4s com uma ferramenta de L=1m quando o sal está a D1- 10m dedistância. Se o sal for completamente resolvido (por sal infinitamente espessoalém de Dl=IO m), a resistividade aparente deveria ler 3Ωm assintoticamente.Rapp's first rise (0 is the salt response and occurs in 10 "4s with a L = 1m tool when the salt is at D1-10m distance. If the salt is completely resolved (by infinitely thick salt beyond Dl = 10m ), apparent resistivity should read 3Ωm asymptotically.

O declínio subseqüente da Rapp(t) é a resposta a uma formação condutora atrásdo sal (estrato resistivo). Rapp(t retardado) é uma função da resistividade doestrato condutor e da espessura do sal. Se a medição de tempo é limitada a10" s, o declínio da Rapp(t) pode não ser detectado para o sal com mais de500m de espessura.The subsequent decline of Rapp (t) is the response to a conductive formation behind salt (resistive stratum). Rapp (retarded t) is a function of the conductive layer resistivity and salt thickness. If time measurement is limited to 10 "s, the decline of Rapp (t) may not be detected for salt over 500m thick.

Em relação à resolução do estrato resistivo, a coaxial respondea um estrato fino (1-2m de espessura). O tempo em que a Rapp (t) atinge o picoou começa a declinar depende da distância ao estrato condutor atrás do sal.Regarding the resolution of the resistive stratum, the coaxial responds to a thin stratum (1-2m thick). The time at which Rapp (t) reaches its peak or begins to decline depends on the distance to the conductive layer behind the salt.

Como notado previamente, quando plotado em termos de condutividadeaparente oapp(t), o tempo de transição pode ser usado para determinar adistância aos limites do estrato.Como mostrado na FIG. 37, outra formação de três camadastambém foi modelada. Neste caso, a camada intermediária 83 era uma camadamais condutora do que a formação circundante 82. Este estrato condutor 83pode ser considerado representativo de, por exemplo, uma camada defolhelho. A ferramenta coaxial 80, tendo um afastamento L=Im, estálocalizada em um furo de poço em uma formação 82 tendo uma resistividadede IOQm e está localizada a Di = 10 m da camada menos resistiva (maiscondutora) 83, que tem uma resistividade de IΩm. A terceira camada 84 estáalém do estrato condutor 83 e têm uma resistividade de 10Qm, assim como acamada 82. O estrato condutor 83 foi modelado para uma faixa de espessurasΔ variando de frações de metro até uma espessura infinita. A resistividadeaparente, como calculada, está apresentada na FIG. 38.As noted earlier, when plotted in terms of conductivity relative to opp (t), the transition time can be used to determine stratum boundary distances. As shown in FIG. 37, another three layer formation was also modeled. In this case, the intermediate layer 83 was a more conductive layer than the surrounding formation 82. This conductive layer 83 may be considered representative of, for example, a foil layer. Coaxial tool 80, having an offset L = Im, is located in a wellbore in a formation 82 having an IOQm resistivity and is located at Di = 10 m from the least resistive (most conductive) layer 83, which has a resistivity of IΩm. The third layer 84 extends beyond conductive layer 83 and has a resistivity of 10 µm as well as layer 82. Conductive layer 83 has been modeled for a range of thicknesses ranging from meter fractions to infinite thickness. The apparent resistance as calculated is shown in FIG. 38

A redução na Rapp(t), que pode ser vista na FIG. 38, é atribuídaà presença da camada de folhelho (condutora) e aparece quando t —» 10"5s. Aresposta do folhelho é completamente resolvida por uma camada condutora deespessura infinita que se aproxima de 3Ωm. A subida subseqüente na Rapp(t) éem resposta à formação resistiva 84, além da camada de folhelho 83. O tempode transição é utilizado para determinar a distância D2, da ferramenta 80 àinterface 85, entre as segundas e terceiras camadas (83, 84, respectivamente).Rapp(t retardado) é uma função da resistividade do estrato condutor. Quando aespessura Δ do estrato condutor aumenta, a medição de tempo deve, domesmo modo, ser aumentada (> 10" s) a fim de medir a subida da Rapp(t) paraas camadas condutoras com mais de IOOm de espessura.The reduction in Rapp (t), which can be seen in FIG. 38, is attributed to the presence of the shale (conductive) layer and appears when t - »10" 5s. Shale response is completely resolved by a conductive layer of infinite thickness approaching 3Ωm. The subsequent rise in Rapp (t) is in response resistive formation 84 in addition to shale layer 83. Transition time is used to determine the distance D2 from tool 80 to interface 85 between the second and third layers (83, 84, respectively). Rapp (t delayed) is a conductivity of the conductive layer When the thickness Δ of the conductive layer increases, the time measurement must also be increased (> 10 "s) in order to measure the rise of Rapp (t) for conductive layers over 100m. of thickness.

Ainda outro modelo de três camadas está apresentado na FIG.39, onde a ferramenta coaxial 80 está em uma formação condutora 82 (IΩm),e uma segunda camada altamente resistiva 84 (IOOΩm) como pôde serencontrado em, por exemplo, um domo de sal. A formação 82 e a segundacamada 84 são separadas por uma primeira camada 83 que tem umaresistência intermediária (10Ωm). A espessura Δ foi variada nos cálculos daresposta de resistividade aparente, como descrito na FIG. 40.Yet another three-layer model is shown in FIG. 39, where coaxial tool 80 is in a conductive formation 82 (IΩm), and a second highly resistive layer 84 (100Ωm) as could be found in, for example, a salt dome. . The formation 82 and the second layer 84 are separated by a first layer 83 which has an intermediate resistance (10 µm). The thickness Δ was varied in the calculations of apparent resistivity as described in FIG. 40

A resposta à camada resistiva intermediária é vista em 10-4s,onde Rapp(t) aumenta. Se a primeira camada 83 for completamente resolvidapor um estrato infinitamente espesso, a resistividade aparente se aproxima deuma assíntota de 2.6Ωm. Como notado na FIG. 40, a Rapp(t) é submetida auma segunda etapa de aumento em resposta à segunda camada altamenteresistiva 84, de 100Ωm. Baseado no tempo de transição, a distância àinterface é determinada como sendo 110m.The response to the intermediate resistive layer is seen in 10-4s, where Rapp (t) increases. If the first layer 83 is completely resolved by an infinitely thick stratum, the apparent resistivity approaches a 2.6 μm asymptote. As noted in FIG. 40, Rapp (t) undergoes a second step of augmentation in response to the second 100 mm high resistant layer 84. Based on the transition time, the distance to the interface is determined to be 110m.

Embora complexo, a resistividade aparente ou condutividadeaparente, nos exemplos acima, delineiam a presença de camadas múltiplas. Asmudanças observadas na condutividade aparente (ou resistividade aparente)permitem a determinação das distâncias Di e D2.Although complex, apparent resistivity or apparent conductivity in the above examples delineate the presence of multiple layers. The observed changes in apparent conductivity (or apparent resistivity) allow the determination of distances Di and D2.

Respostas transientes eletromagnéticos envolvendo anisotropia de formaçãoElectromagnetic transient responses involving formation anisotropy

Como afirmado acima, uma anomalia eletromagnética podeapresentar propriedades eletromagnéticas anisotrópicas. Um exemplo estámostrado na FIG. 6, se R// Φ R®.As stated above, an electromagnetic anomaly may have anisotropic electromagnetic properties. An example is shown in FIG. 6 if R // RΦ.

Vários mecanismos podem dar origem a um efeitomacroscópico de indução eletromagnética. Por exemplo, frações orientadaspodem gerar uma resposta anisotrópica. A anisotropia eletromagnética podeigualmente ocorrer intrinsecamente em determinados tipos de formações,como folhelhos, ou pode ocorrer como resultado de seqüências de camadasrelativamente finas.Several mechanisms can give rise to a macroscopic effect of electromagnetic induction. For example, oriented fractions can generate an anisotropic response. Electromagnetic anisotropy may also occur intrinsically in certain types of formations, such as shales, or may occur as a result of relatively thin layer sequences.

Da maneira representada na FIG. 6, a direção principal deanisotropia corresponde ao ângulo de aproximação Θ. Esta correspondência éprincipalmente em razão da simplicidade para a apresentação dos modos derealização, e não precisa necessariamente ser o caso, em cada situação, dentrodo escopo da invenção.As depicted in FIG. 6, the main direction of anisotropy corresponds to the approach angle Θ. This correspondence is mainly due to the simplicity of the presentation of the embodiments, and need not necessarily be the case in each situation within the scope of the invention.

A seguir será explicado como a anisotropia eletromagnética depelo menos uma das camadas da formação pode ser levada em consideraçãoao se analisar sinais de resposta transientes dependentes do tempo. Isto podecompreender a determinação de um ou mais parâmetros de anisotropia quecaracterizam as propriedades eletromagnéticas anisotrópicas. Entre osparâmetros de anisotropia estão a relação de anisotropia α2, o fatoranisotrópico β, condutividade ao longo de um eixo principal de anisotropia σ®(ou resistividade ao longo do eixo principal de anisotropia Re), condutividadeem um plano perpendicular ao eixo principal de anisotropia Q// (ouresistividade em um plano perpendicular ao eixo principal de anisotropia R//);ângulo do eixo de ferramenta em relação ao eixo principal de anisotropia.In the following, it will be explained how electromagnetic anisotropy with at least one of the formation layers can be taken into consideration when analyzing time-dependent transient response signals. This may include determining one or more anisotropy parameters that characterize anisotropic electromagnetic properties. Among the anisotropy parameters are the α2 anisotropy ratio, the anisotropic factor β, conductivity along an σ® anisotropy main axis (or resistivity along the Re anisotropy main axis), conductivity on a plane perpendicular to the Q / anisotropy main axis. / (Our resistivity in a plane perpendicular to the anisotropy main axis R //), Tool axis angle to the anisotropy main axis.

Usando-se os conceitos de condutividade aparente ouresistividade aparente e/ou mergulho ou azimute aparentes, a distância e/oudireção para uma anomalia podem ser determinadas a partir de sinais deresposta transientes dependentes do tempo, mesmo quando a anomalia, e/ouuma camada de formação distante compreende(m) uma anisotropiaeletromagnética ou, quando as antenas do transmissor e/ou receptor estãoembutidas em uma camada de formação anisotrópica.Using the concepts of apparent conductivity or apparent resistance and / or apparent diving or azimuth, the distance and / or direction for an anomaly can be determined from time-dependent transient response signals, even when the anomaly, and / or a formation layer. Distant comprises (an) an electromagnetic anisotropy or, when the transmitter and / or receiver antennas are embedded in an anisotropic layer.

Usando-se os princípios estabelecidos acima, a análise queleva em consideração a anisotropia pode ser estendida às formações demúltiplos estratos, incluindo aquelas onde apenas uma camada de formaçãodistante, ou alvo de anomalia, dão respostas de indução eletromagnéticaanisotrópicas (como, por exemplo, na FIG. 6) ou, onde uma camada deformação local, na qual as antenas do transmissor e do receptor estãolocalizadas, apresente comportamento anisotrópico e uma ou várias outras,camadas isotrópicas ou anisotrópicas estejam presentes à distância. Adistância e a direção a partir da ferramenta para as camadas mais distantese/ou alvo de anomalia podem então ser determinadas, contanto que aanisotropia seja levada em consideração. Na explanação a seguir, em razão da simplicidade, seráassumido que a anisotropia tem um eixo principal alinhado verticalmente, demodo que, o ângulo entre o eixo ζ da ferramenta e o eixo principal deanisotropia corresponda ao ângulo de mergulho ou ângulo de desvio θ. Otermo resistividade horizontal Rh pode ser empregado, correspondendo,geralmente, à resistividade no plano de anisotropia perpendicular à direçãoprincipal de anisotropia. O termo resistividade vertical Rv refere-segeralmente à resistividade na direção principal de anisotropia ou direçãonormal.Using the principles set out above, the analysis taking into consideration anisotropy can be extended to multiple stratum formations, including those where only one distant formation layer, or anomaly target, gives anisotropic electromagnetic induction responses (as, for example, in FIG. 6) or, where a local deformation layer, in which the transmitter and receiver antennas are located, exhibits anisotropic behavior and one or more other isotropic or anisotropic layers are present at a distance. The distance and direction from the tool to the most distant and / or anomaly target layers can then be determined as long as anisotropy is taken into account. In the following explanation, for the sake of simplicity, it will be assumed that anisotropy has a vertically aligned main axis, so that the angle between the tool axis ζ and the main axis of anisotropy corresponds to the dip angle or offset angle θ. The term horizontal resistivity Rh may be employed, generally corresponding to the resistivity in the anisotropy plane perpendicular to the main direction of anisotropy. The term vertical resistivity Rv refers to resistivity in the principal direction of anisotropy or normal direction.

Respostas transientes EM em uma formação anisotrópica homogêneaEM transient responses in a homogeneous anisotropic formation

E considerada uma formação anisotrópica, na qual umaresistividade vertical Rv (ou seu inverso, a condutividade vertical σγ) édiferente da resistividade horizontal Rh (ou da condutividade horizontal σΗ).E assumido que a formação tenha azimute simétrico, na direção horizontal. Oeixo ζ da ferramenta está desviado da direção vertical pelo ângulo demergulho θ (desvio) no plano zx. A antena transmissora está colocada naorigem: A antena receptora está colocada em (x = L@sen6, y=0, z=L@cos9).Pode haver quatro combinações independentes de orientações do transmissore receptor que dão respostas diferentes de zero.It is considered an anisotropic formation in which a vertical resistivity Rv (or its inverse, vertical conductivity σγ) is different from horizontal resistivity Rh (or horizontal conductivity σΗ). It is assumed that the formation has symmetric azimuth in the horizontal direction. The tool axis ζ is offset from the vertical direction by the angle of dip θ (deviation) in the zx plane. The transmitting antenna is placed at the source: The receiving antenna is placed at (x = L @ sen6, y = 0, z = L @ cos9). There may be four independent combinations of receiver transmitter orientations that give nonzero responses.

Além de uma resposta coaxial, VZz, há duas respostascoplanares, VXx e VYy, e uma resposta de componente cruzado VXz = VZx.Uma resposta coplanar, VXx, é de uma antena de transmissor transversal e daantena receptora que estão orientadas dentro do plano zx. Outra respostacoplanar, VYy, é de um transmissor e de um receptor transversais ambosorientados na direção do eixo y. A resposta de componente cruzado é de umaantena receptora transversal com a antena transmissora orientadalongitudinalmente, ou vice-versa. A antena receptora transversal estádirecionada dentro do plano zx. Qualquer componente cruzado que envolvaum transmissor ou um receptor orientado na direção do eixo y, isto é, VYx eVxy e VYz e Vzy desaparece.In addition to a coaxial response, VZz, there are two plane responses, VXx and VYy, and a cross-component response VXz = VZx. A coplanar response, VXx, is from a transverse transmitter antenna and receiving antenna that are oriented within the zx plane. Another plane response, VYy, is of a transverse transmitter and receiver both oriented in the y-axis direction. The cross component response is from a transverse receiver antenna with the longitudinally oriented transmitting antenna, or vice versa. The transverse receiving antenna is directed within the zx plane. Any cross component that involves a transmitter or receiver oriented in the y-axis direction, that is, VYx eVxy and VYz and Vzy disappears.

O acima foi apresentado em coordenadas de ferramenta. Alémdisso, observa-se que qualquer antena sensível a um componente transversalde um campo magnético induzido satisfaz como uma antena transversal.The above was presented in tool coordinates. Furthermore, it is observed that any antenna sensitive to a transverse component of an induced magnetic field satisfies as a transverse antenna.

Os requerentes derivaram a resposta transiente no domínio dotempo expressa em termos de condutividade horizontal σΗ, e fatoranisotrópico β, e são dadas por,Applicants have derived the transient response in the time domain expressed in terms of horizontal conductivity σΗ, and anisotropic factor β, and are given by,

<formula>formula see original document page 47</formula><formula> formula see original document page 47 </formula>

Nestas equações,In these equations,

<formula>formula see original document page 47</formula><formula> formula see original document page 47 </formula>

constante. O fator.constant. The factor.

anisotrópico β é definido como:anisotropic β is defined as:

<formula>formula see original document page 47</formula><formula> formula see original document page 47 </formula>

Baseado nestas equações, as seguintes observações podem serfeitas:Based on these equations, the following observations can be made:

1. A resposta coaxial depende apenas da resistividadehorizontal Rh(= 1/σH) e o fator anisotrópico β que é determinado pela relaçãode anisotropia α2 = σv/σH = R"H/R"V e o ângulo de mergulho θ. Inversamente,nem a anisotropia nem o ângulo de mergulho podem ser determinados apenasa partir das medições coaxiais.1. The coaxial response depends only on the horizontal resistivity Rh (= 1 / σH) and the anisotropic factor β which is determined by the anisotropy ratio α2 = σv / σH = R "H / R" V and the diving angle θ. Conversely, neither anisotropy nor dive angle can be determined solely from coaxial measurements.

2. Ambas as respostas coplanares dependem da resistividadehorizontal, do fator anisotrópico, e do ângulo de mergulho.2. Both coplanar responses depend on horizontal resistivity, anisotropic factor, and dive angle.

3. Em furos de poço verticais com θ=0, a resposta coaxialdepende apenas da resistividade horizontal, enquanto a resposta coplanar édeterminada por ambas, a resistividade horizontal e a resistividade vertical.3. In vertical wells with θ = 0, the coaxial response depends only on horizontal resistivity, while the coplanar response is determined by both horizontal resistivity and vertical resistivity.

4. No registro horizontal com θ = π/2, a resposta coaxialdepende de ambas, a resistividade horizontal e a resistividade vertical, mas aresposta coplanar é determinada unicamente pela resistividade horizontal.4. In the horizontal register with θ = π / 2, the coaxial response depends on both horizontal resistivity and vertical resistivity, but coplanar response is determined solely by horizontal resistivity.

5. Devido u © O quando t © grande, o ângulo de mergulho édeterminado por:5. Due to when t is large, the dive angle is determined by:

<formula>formula see original document page 48</formula> onde 0(u"2) denota um remanescente naordem de u2<formula> formula see original document page 48 </formula> where 0 (u "2) denotes a remainder in the u2 order

Respostas retardadas em uma formação anisotrópica homogêneaDelayed Responses in a Homogeneous Anisotropic Formation

Similar à investigação apresentada acima em relação amodelos de camada, os limites de retardamento podem ser derivados. Quandot © «χ», u2 © O e, conseqüentemente, estes limites convergem. Levando emconsideração a anisotropia, os limites de retardamento das equações (41) a(44) são:Similar to the research presented above regarding layer models, the retardation limits can be derived. Quandot © «χ», u2 © O and, consequently, these limits converge. Taking anisotropy into consideration, the retardation limits of equations (41) to (44) are:

(47) « {l+|(<r - l)sen" 0 L;(47) '{1 + | (<r - 1) sin "0 L;

<formula>formula see original document page 48</formula><formula> formula see original document page 48 </formula>

O ângulo do mergulho (desvio) é determinado por:The dive angle (deviation) is determined by:

<formula>formula see original document page 48</formula><formula> formula see original document page 48 </formula>

A relação de anisotropia α pode ser determinada de:The anisotropy ratio α can be determined from:

<formula>formula see original document page 48</formula>Quando o ângulo de mergulho θ é conhecido ou estimado, arelação de anisotropia pode ser determinada alternativamente de:<formula> formula see original document page 48 </formula> When the dive angle θ is known or estimated, anisotropy correlation can be alternatively determined from:

<formula>formula see original document page 49</formula><formula> formula see original document page 49 </formula>

Observa-se ainda que, a soma da resposta coaxial com aresposta coplanar Xx é independente do ângulo de aproximação.It is also observed that the sum of the coaxial response with coplanar response Xx is independent of the approach angle.

Condutividade aparente para respostas coaxiais e coplanares em umaformação anisotrópica homogêneaApparent conductivity for coaxial and coplanar responses in a homogeneous anisotropic formation

Similar à investigação apresentada acima em relação amodelos de camada, a condutividade aparente é igualmente uma quantidadederivada da formação, útil no caso de uma camada de formação anisotrópica.Similar to the investigation presented above regarding layer models, apparent conductivity is also a derivative amount of formation useful in the case of an anisotropic formation layer.

A condutividade aparente é definida para ambas as respostas,coaxial (σzz(t)) e coplanar (σΧχ(t), σYy(t)). A condutividade aparente é acondutividade variável no tempo que daria a resposta coaxial ou coplanarmedida no tempo t se a formação fosse homogênea e isotrópica.Apparent conductivity is defined for both coaxial (σzz (t)) and coplanar (σΧχ (t), σYy (t)) responses. Apparent conductivity is time-varying conductivity that would give the coaxial or coplanar response measured at time t if the formation were homogeneous and isotropic.

Como antes, as condutividades aparentes variáveis no tempo,dependem da resposta de voltagem em uma ferramenta coaxial (VzZ(t)) ou emuma ferramenta coplanar (Vxx(t)) a cada tempo de medição como:As before, apparent time-varying conductivities depend on the voltage response in a coaxial tool (VzZ (t)) or a coplanar tool (Vxx (t)) at each measurement time as:

<formula>formula see original document page 49</formula><formula> formula see original document page 49 </formula>

ondeWhere

<formula>formula see original document page 49</formula><formula> formula see original document page 49 </formula>

Então, em t grande, a condutividade aparente se aproxima dovalor determinado pela condutividade anisotrópica e pelo ângulo de mergulhocomo segue:Then, at large t, the apparent conductivity approximates the value determined by the anisotropic conductivity and the dive angle as follows:

<formula>formula see original document page 50</formula><formula> formula see original document page 50 </formula>

Em termos de condutividade aparente,In terms of apparent conductivity,

<formula>formula see original document page 50</formula><formula> formula see original document page 50 </formula>

A relação de anisotropia α pode ser estimada a partir daThe anisotropy ratio α can be estimated from the

relação das equações (61) e (60), e o θ estimado como:relation of equations (61) and (60), and the estimated θ as:

<formula>formula see original document page 50</formula><formula> formula see original document page 50 </formula>

Exemplos de modelagemModeling Examples

As FIGs. 41 a 45 referem-se às medidas transientes de induçãoeletromagnética e análise das mesmas, em uma formação anisotrópicahomogênea para vários β (em ordem de anisotropia crescente: 1,0; 0,8;. 0,6;0,4; 0,3) para uma ferramenta coaxial de L = lm.FIGs. 41 to 45 refer to transient electromagnetic induction measurements and analysis thereof, in a homogeneous anisotropic formation for several β (in order of increasing anisotropy: 1.0; 0.8; 0.6; 0.4; 0.3 ) for a coaxial tool of L = 1m.

Destas figuras, a FIG. 41 mostra as respostas calculadas devoltagem coaxial para uma formação onde a condutividade na direçãohorizontal σΗ = lS/m(RH = IQm). As linhas mostram a resposta de voltagemem função do tempo t (variando de lE-08s a ΙΕ+OOs em uma escalalogarítmica) após comutação súbita do transmissor. A linha 101 corresponde auma formação isotrópica homogênea (β = 1,0) e deveria corresponderidealmente a uma solução de dipolo. As linhas 102, 103, 104, e 105representam anisotropia crescente e correspondem, respectivamente, a β =0,8, β2 = 0,6, β2 = 0,4, e β2 = 0,3.From these figures, FIG. 41 shows the calculated coaxial feedback responses for a formation where the conductivity in the horizontal direction σΗ = lS / m (RH = IQm). The lines show the voltage response as a function of time t (ranging from lE-08s to ΙΕ + OOs in a scalalogarithmic) after sudden transmitter switching. Line 101 corresponds to a homogeneous isotropic formation (β = 1.0) and should correspond exactly to a dipole solution. Lines 102, 103, 104, and 105 represent increasing anisotropy and correspond, respectively, to β = 0.8, β2 = 0.6, β2 = 0.4, and β2 = 0.3.

A FIG. 42 mostra a condutividade aparente que foi calculada apartir das respostas como mostrado na FIG. 41. Os mesmos números de linhada FIG. 4 lforam usados.FIG. 42 shows apparent conductivity that was calculated from the responses as shown in FIG. 41. Same line numbers as FIG. 4 were used.

A FIG. 43 é similar à FIG. 42, mas mostra a condutividadeaparente que foi derivada de respostas calculadas para formações com σΗ =0,lS/m(RH = IOQm). Foi encontrado o mesmo comportamento geral.FIG. 43 is similar to FIG. 42, but shows the apparent behavior that was derived from calculated responses for formations with σΗ = 0.1S / m (RH = 10Qm). The same general behavior was found.

A FIG. 44 é similar às FIGs. 42 e 43, mas mostra acondutividade aparente que foi derivada de respostas calculadas paraformações com σΗ = 0,01S/m(RH = IOOQm). Novamente foi encontrado omesmo comportamento geral.FIG. 44 is similar to FIGs. 42 and 43, but show apparent conductivity that was derived from calculated responses to formations with σΗ = 0.01S / m (RH = 100Qm). Again the same general behavior was found.

Em cada uma das FIGs. 42, 43, e 44, a condutividade aparenteretardada é constante para cada um dos fatores anisotrópicos, indicativo deuma formação macroscopicamente homogênea. A condutividade aparenteretardada diminui com o fator anisotrópico, como esperado, porque acondutividade vertical, ao longo do eixo principal de anisotropia, é menor doque a condutividade horizontal.In each of FIGs. 42, 43, and 44, the delayed apparent conductivity is constant for each of the anisotropic factors, indicative of a macroscopically homogeneous formation. Apparent delayed conductivity decreases with anisotropic factor, as expected, because vertical conductivity along the main anisotropy axis is lower than horizontal conductivity.

A FIG. 45 plota o valor assintótico retardado da condutividadeaparente coaxial oZz(t —> oo) sobre σΗ contra <formula>formula see original document page 51</formula>A linha retaFIG. 45 plots the delayed asymptotic conductivity value of the coaxial parent oZz (t -> oo) on σΗ against <formula> formula see original document page 51 </formula>

resultante demonstra a relação linear. Ao levarmos em consideração aanisotropia, o valor correto da resistividade horizontal da formação (oucondutividade) pode, então, ser extraído dos valores de condutividadesaparentes coaxiais assintóticos.resulting result demonstrates the linear relationship. Taking anisotropy into account, the correct value of the horizontal resistivity of the formation (or conductivity) can then be extracted from the asymptotic coaxial apparent conductivity values.

Mesmo para formações altamente anisotrópicas, acondutividade aparente é quase indistinguível da condutividade aparente deuma formação isotrópica homogênea com uma condutividade menor. Erros deinterpretação podem, então, ser facilmente cometidos se a anisotropia não élevada em consideração ao analisar.Even for highly anisotropic formations, apparent conductivity is almost indistinguishable from the apparent conductivity of a homogeneous isotropic formation with lower conductivity. Interpretation errors can then easily be made if anisotropy is not taken into consideration when analyzing.

Como segue do acima, a anisotropia pode ser levada emconsideração, por exemplo, combinando-se respostas coaxiais com respostascoplanares. O modo de realização preciso depende de quais parâmetros sãoconhecidos ou estimados. A soma da resposta coaxial com a resposta coplanarXx é independente do ângulo de aproximação. Se C e σκ são conhecidas ouestimadas, então, a relação de anisotropia α se segue do valor retardado dasoma Vzz + Vxx. Se, por outro lado, o ângulo de aproximação θ é conhecido,C e σκ não precisam ser conhecidas porque a relação de anisotropia α podeser derivada de Eq. (53). Se nenhum dos outros parâmetros for conhecido, aEq. (52) pode ser empregada exigindo a combinação da resposta coaxial comduas respostas coplanares independentes.Mergulho aparente em uma formação anisotrópica homogêneaAs follows from the above, anisotropy may be taken into consideration, for example by combining coaxial responses with copoplanar responses. The precise embodiment depends on which parameters are known or estimated. The sum of the coaxial response with the coplanarXx response is independent of the approach angle. If C and σκ are known or estimated, then the anisotropy ratio α follows the delayed dasoma value Vzz + Vxx. If, on the other hand, the approximation angle θ is known, C and σκ need not be known because the anisotropy relationship α can be derived from Eq. (53). If none of the other parameters are known, aEq. (52) may be employed requiring the combination of the coaxial response with two independent coplanar responses. Apparent dip in a homogeneous anisotropic formation.

Na FIG. 46, ângulos de mergulho aparente 0app(t) derivadosusando-se a Eq. (51) das respostas calculadas transientes de componentecruzado coaxiais, coplanares a partir de uma ferramenta de L = Im em umaformação de Rh = IOQm e Rv/Rh = 9, para vários ângulos de aproximação,ou ângulos de mergulho. A linha 106 corresponde a θ = 30°; linha 107 a θ =45°; linha 108 a θ = 60°; e linha 109 a θ = 75°.In FIG. 46, apparent dip angles 0app (t) derived using Eq. (51) from the coaxial, coplanar cross-component calculated transient responses from a L = Im tool in a Rh = IOQm and Rv / Rh = 9 formation, for various approach angles, or dive angles. Line 106 corresponds to θ = 30 °; line 107 at θ = 45 °; line 108 at θ = 60 °; and line 109 at θ = 75 °.

O ângulo de mergulho é, então, refletido precisamente pelovalor assintótico do mergulho aparente. O valor assintótico é alcançado emaproximadamente lE-06s.The dive angle is then reflected precisely by the asymptotic value of the apparent dive. The asymptotic value is reached approximately lE-06s.

Resistividade aparente para respostas coaxiais e coplanares em uma camadade formação compreendendo múltiplas subcamadasApparent resistivity for coaxial and coplanar responses in a layer formation comprising multiple sublayers

A FIG. 47 mostra uma ferramenta de indução eletromagnética80 em uma camada de formação 110 compreendendo uma seqüência oupacote de conjuntos alternados de subcamadas 112 e 114, o conjunto 112tendo propriedades eletromagnéticas, notavelmente condutividade, que édiferente do conjunto 114. O eixo de ferramenta está mostrado no plano dassubcamadas.FIG. 47 shows an electromagnetic induction tool 80 in a forming layer 110 comprising a sequence or package of alternating sublayer sets 112 and 114, the set 112 having electromagnetic properties, notably conductivity, which is different from the set 114. The tool axis is shown in the sublayer plane. .

Embora cada subcamada, na estratificação das camadas finas,possa ter propriedades isotrópicas como condutividade isotrópica, o efeitocombinado das subcamadas pode ser a camada de formação, consistindo dassubcamadas, exibir uma indução eletromagnética anisotrópica. Se cadasubcamada 112, 114, na camada de formação 110, atuar como um resistorindividual, a resistividade macroscópica (inverso da condutividade) dacamada de formação em uma direção planar pode ser uma resultante de todosos resistores de camadas em paralelo, enquanto a resistividade macroscópicaem uma direção normal (isto é, perpendicular às camadas), pode ser umaresultante de todos os resistores de camada, em série.Although each sublayer in the thin layer stratification may have isotropic properties such as isotropic conductivity, the combined effect of the sublayers may be the formation layer consisting of sublayers exhibiting an anisotropic electromagnetic induction. If the layer 112, 114, in the formation layer 110, acts as an individual resistor, the macroscopic resistivity (inverse conductivity) of the formation layer in one planar direction may be a result of all parallel layer resistors, while the macroscopic resistivity in one direction. Normal (ie perpendicular to the layers) can be a result of all layer resistors in series.

Na forma da equação:In the form of the equation:

(63)(63)

<formula>formula see original document page 53</formula><formula> formula see original document page 53 </formula>

para a resistividade na vertical, ou direção principal, efor vertical resistivity, or main direction, and

<formula>formula see original document page 53</formula><formula> formula see original document page 53 </formula>

para condutividade na horizontal, ou noplano, direção perpendicular à direção principal. Naturalmente, σv pode serencontrado usando-se σv = 1/RV, e Rh pode ser encontrado usando-se Rh =1/σΗ· Por isso, a resistividade no plano é tipicamente menor do que aresistividade na direção principal. Estas equações também são válidas paracasos mais gerais onde as subcamadas não têm a mesma espessura e/ou assubcamadas não têm igual condutividade.for horizontal conductivity, or noplane, direction perpendicular to the main direction. Of course, σv can be found using σv = 1 / RV, and Rh can be found using Rh = 1 / σΗ. Therefore, the resistivity in the plane is typically lower than the resistivity in the main direction. These equations are also valid for more general cases where sublayers do not have the same thickness and / or sublayers do not have equal conductivity.

A FIG. 48 mostra a resistividade aparente calculada para aferramenta na geometria da FIG. 47, onde L= lm; a resistividade dassubcamadas 112 é 10Ωm; a resistividade da subcamadas 114 é 1Ωm e, cadasubcamada tem 10m de espessura. A linha 115 corresponde à resistividadeaparente para a geometria de medição coaxial enquanto a linha 116corresponde à resistividade aparente para a geometria de medição coplanar.FIG. 48 shows the apparent resistivity calculated for the tool in the geometry of FIG. 47, where L = 1m; the resistivity of the sublayers 112 is 10 µm; The resistivity of the sublayers 114 is 1 μm and the subsurface is 10 m thick. Line 115 corresponds to the apparent resistivity for coaxial measurement geometry while line 116 corresponds to the apparent resistivity for coplanar measurement geometry.

A resistividade aparente, representada pelas linhas 115 e 116,reflete a resistividade de 1Ωm da camada próxima, em curtos períodos detempo, após o transmissor ser desligado. Após uma extensão de tempo deaproximadamente 2E-5s, a resistividade aparente começa a aumentar devido àresistividade maior do que IOQm nas primeiras subcamadas adjacentes 112.Até então, a resistividade aparente reflete o que foi apresentado acima paraformações compreendendo duas ou três camadas de formação isotrópicas.The apparent resistivity, represented by lines 115 and 116, reflects the 1Ωm resistivity of the near layer in short time periods after the transmitter is turned off. After a time span of approximately 2E-5s, the apparent resistivity begins to increase due to the resistivity greater than 10m in the first adjacent sublayers 112. Until then, the apparent resistivity reflects the above for formations comprising two or three isotropic forming layers.

No entanto, para os tempos finais, as subcamadas já não sãoresolvidas individualmente nas respostas e, neste caso, acredita-se que aresistividade aparente reflita contribuições da subcamada onde a ferramenta80 está localizada, das camadas adjacentes e das camadas adjacentespróximas, e, assim por diante. Efetivamente, as respostas transientesmostrarão o comportamento anisotrópico macroscópico. No exemplo da Fig.48, a coleção de subcamadas isotrópicas que não estão resolvidasindividualmente nas respostas transientes é descrita assumindo-se umacamada anisotrópica com uma relação anisotrópica de α = RH/Rv = 1 (aHRv)= 1/(0,55 . 5,5) = 0,33, que pode ser encontrado usando-se as resistividadesaparentes retardadas como apresentado acima para a formação anisotrópicahomogênea. É melhor inverter as respostas assumindo-se uma anisotropiahomogênea do que tentar e determinar a estrutura individual da subcamada.However, for the end times, the sublayers are no longer individually solved in the responses, and in this case the apparent resistivity is believed to reflect contributions from the sublayer where the tool80 is located, the adjacent layers, and the adjacent adjacent layers, and so on. . Effectively, transient responses will show macroscopic anisotropic behavior. In the example of Fig.48, the collection of isotropic sublayers that are not individually resolved in transient responses is described by assuming an anisotropic layer with an anisotropic ratio of α = RH / Rv = 1 (aHRv) = 1 / (0.55. 5 , 5) = 0.33, which can be found using the delayed apparent resistivities as shown above for homogeneous anisotropic formation. It is better to reverse the answers by assuming a homogeneous anisotropy than to try and determine the individual sublayer structure.

As linhas pontilhadas 117 e 118, na Fig. 48, que correspondemàs condutividades aparentes coaxial e coplanar calculadas para Rh = 1,82 (istoé,l/0,55)Qm e Rv = 5,5Ωm se casam bem com as linhas desenhadas 115 e116, em t grande.The dotted lines 117 and 118 in Fig. 48 which correspond to the calculated coaxial and coplanar apparent conductivities for Rh = 1.82 (i.e., l / 0.55) Qm and Rv = 5.5 5m closely match the drawn lines 115 e116, at large t.

O efeito anisotrópico "macroscópico," combinado, de umaanomalia sub-estratificada, como mostrado na FIG. 49, pode ser igualmenteobservado. Aqui, a anomalia A é formada de uma camada de formação tendouma espessura Δ, compreendendo uma seqüência finamente laminada de umprimeiro material de formação Al, e um segundo material de formação A2. AFIG. 49 indica, igualmente, arranjos de medição coaxial 60, coplanar 62, e decomponente cruzado 64, onde uma bobina de transmissor T e uma bobina dereceptor R estão espaçadas afastadas de uma distância L, entre si. A distânciaentre a bobina do transmissor Tea interface mais próxima 55, entre a camadade formação próxima e a anomalia A é indicada por D1.The combined "macroscopic" anisotropic effect of a sub-stratified anomaly, as shown in FIG. 49, can also be observed. Here, anomaly A is formed of a formation layer having a thickness Δ comprising a finely laminated sequence of a first forming material Al, and a second forming material A2. AFIG. 49 also indicates coaxial measuring arrangements 60, coplanar 62, and cross-decomposing 64, wherein a transmitter coil T and a receiver coil R are spaced apart from each other L. The distance between the coil of the nearest Tea interface transmitter 55, between the next formation line and anomaly A is indicated by D1.

Usando-se os princípios apresentados acima, a análise, levandoem consideração a anisotropia, pode ser estendida às formações de múltiplosestratos, incluindo aquelas onde apenas uma camada de formação distanteapresenta respostas de indução eletromagnética macroscópicas (como, porexemplo, na FIG. 49), ou onde uma camada de formação local, onde asantenas do transmissor e do receptor estão localizadas, apresentecomportamento anisotrópico, mas, onde uma ou várias outras camadasisotrópicas ou anisotrópicas estejam presentes, a distância.Using the principles presented above, the analysis, taking into consideration anisotropy, can be extended to multi-layer formations, including those where only one distant formation layer has macroscopic electromagnetic induction responses (as, for example, in FIG. 49), or where a locally formed layer, where transmitter and receiver antennas are located, has anisotropic behavior, but where one or more other isotropic or anisotropic layers are present at a distance.

Aplicações de geodirecionamentoGeodirectional Applications

Como afirmado anteriormente, nesta especificação, aanisotropia eletromagnética pode ocorrer intrinsecamente em determinadostipos de formações, como folhelhos. Um folhelho pode recobrir umreservatório de fluidos de hidrocarbonetos minerais. Seria assim benéficolocalizar com precisão um folhelho durante a perfuração de um poço eperfurar entre, por exemplo, IOm e IOOm abaixo do folhelho para permitirprodução ótima dos fluidos de hidrocarbonetos do reservatório. Isto pode serfeito atravessando-se o folhelho, ou por direcionamento, para baixo dofolhelho, em um poço desviado como uma seção horizontal.As stated earlier in this specification, electromagnetic anisotropy may occur intrinsically in certain types of formations, such as shales. A shale can cover a reservoir of mineral hydrocarbon fluids. It would thus be beneficial to accurately locate a shale while drilling a well and to drill between, for example, 10m and 100m below the shale to allow optimal production of reservoir hydrocarbon fluids. This can be accomplished by traversing the shale, or by directing it downward from the head into a deflected well as a horizontal section.

Em outros casos, o reservatório contendo hidrocarboneto podeter sido materializado na forma de uma pilha de areias finas, que, elaspróprias, podem exibir propriedades eletromagnéticas anisotrópicas. Seriabenéfico identificar a presença destas areias e dirigir a broca de perfuraçãopara dentro destas areias.In other cases, the hydrocarbon-containing reservoir may have been materialized as a pile of fine sands which themselves may exhibit anisotropic electromagnetic properties. It would be beneficial to identify the presence of these sands and direct the drill bit into these sands.

Em cada um destes casos, o geodirecionamento pode serrealizado executando-se a análise transiente eletromagnética ao perfurar elevando-se em consideração a anisotropia da formação. Isto pode serimplementado usando-se o sistema como descrito esquematicamente na FIG.IA.In each of these cases, geodirectionalization can be performed by performing electromagnetic transient analysis while drilling, taking into account the anisotropy of the formation. This can be implemented using the system as schematically described in FIG.

Mais geralmente, as decisões de geodirecionamento podem sertomadas baseadas na localização de qualquer tipo de anomaliaeletromagnética, usando-se respostas transientes eletromagnéticos. Estasaplicações de geodirecionamento permitem localizar mais precisamentereservatórios contendo fluidos de hidrocarbonetos e perfurar, com maiorprecisão, dentro destes reservatórios, permitindo a produção de fluidos dehidrocarbonetos dos reservatórios com um mínimo de água.More generally, geodirectional decisions can be made based on the location of any type of electromagnetic anomaly using electromagnetic transient responses. These geodirectional applications allow more precisely locating reservoirs containing hydrocarbon fluids and more accurately drill into these reservoirs, allowing the production of hydrocarbon fluids from reservoirs with a minimum of water.

De modo a produzir fluido de hidrocarboneto mineral de umaformação geológica, um furo de poço pode ser perfurado com um métodocompreendendo as etapas de:In order to produce mineral hydrocarbon fluid of geological formation, a wellbore can be drilled with a method comprising the steps of:

suspender uma coluna de perfuração na formação geológica, acoluna de perfuração compreendendo pelo menos uma broca de perfuração euma junção de medição compreendendo uma antena de transmissor e umaantena receptora;suspending a drill string in the geological formation, the drill string comprising at least one drill bit and a metering junction comprising a transmitter antenna and a receiver antenna;

perfurar um furo de poço na formação geológica;induzir um campo eletromagnético na formação geológicaempregando a antena transmissora;drill a wellbore in the geological formation, induce an electromagnetic field in the geological formation using the transmitting antenna;

detectar uma resposta transiente eletromagnético do campoeletromagnético, empregando a antena receptora;detect an electromagnetic transient response from the electromagnetic field using the receiving antenna;

derivar uma indicação de geodirecionamento da respostaeletromagnética.derive an indication of geodirectional electromagnetic response.

A perfuração do furo de poço pode, então, prosseguir deacordo com a indicação de geodirecionamento até que um reservatóriocontendo o fluido de hidrocarboneto seja alcançado.Drilling of the wellbore can then proceed according to the geodirectional indication until a reservoir containing the hydrocarbon fluid is reached.

Uma vez que o furo de poço se estende para dentro doreservatório contendo fluido de hidrocarboneto mineral, o furo de poço podeser terminado de qualquer maneira convencional, e o fluido de hidrocarbonetomineral pode ser produzido via furo de poço.Since the wellbore extends into the reservoir containing mineral hydrocarbon fluid, the wellbore can be terminated in any conventional manner, and the mineral hydrocarbon fluid can be produced via the wellbore.

O geodirecionamento pode ser baseado na localização de umaanomalia eletromagnética na formação geológica, analisando-se a respostatransiente de acordo com a presente especificação, e tomando-se uma decisãode perfuração baseada na localização em relação à junção de medição. Alocalização da anomalia pode ser expressa em termos da distância e/oudireção da junção de medição à anomalia.Geodirection can be based on the location of an electromagnetic anomaly in the geological formation, analyzing the transient response according to this specification, and making a location-based drilling decision with respect to the measuring junction. Anomaly allocation may be expressed in terms of the distance and / or direction of the measurement junction to the anomaly.

Para facilitar a execução da decisão de perfuração, a coluna deperfuração pode compreender um sistema de perfuração que pode serdirecionado 19, como mostrado na FIG. IA. A decisão de perfurar podecompreender o controle da direção da perfuração, por exemplo, utilizando-seo sistema de direcionamento 19, se provido, e/ou estabelecendo-se a distânciarestante a ser perfurada.To facilitate execution of the drilling decision, the drilling column may comprise a steerable drilling system 19, as shown in FIG. IA The decision to drill may comprise controlling the direction of drilling, for example, using the steering system 19, if provided, and / or establishing the remaining distance to be drilled.

Conseqüentemente, a indicação de geodirecionamento podecompreender informação refletindo a distância entre o alvo à frente da broca ea broca, e/ou a direção da broca ao alvo. A distância e a direção da broca aoalvo podem ser calculadas a partir da distância e direção da ferramenta até abroca, desde que a broca tenha uma posição conhecida em relação àferramenta de medição eletromagnética.Accordingly, the geodirectional indication may comprise information reflecting the distance between the target in front of the drill and the drill, and / or the direction of the drill to the target. The distance and direction of the target drill can be calculated from the distance and direction of the tool to drill as long as the drill has a known position relative to the electromagnetic measuring tool.

Os dados transientes de indução eletromagnética podem sercorrelacionados à presença de um reservatório contendo fluido dehidrocarboneto mineral, diretamente, estabelecendo-se valores decondutividade para o reservatório, ou indiretamente, estabelecendo-seinformação quantitativa das camadas de formação que tipicamente circundamum reservatório contendo fluido de hidrocarboneto mineral.Transient electromagnetic induction data can be correlated to the presence of a reservoir containing mineral hydrocarbon fluid directly by establishing conductivity values for the reservoir, or indirectly by establishing quantitative information on the formation layers that typically surround a reservoir containing mineral hydrocarbon fluid.

Em modos de realização preferidos, os dados transientes deindução eletromagnética, processados de acordo com o acima, são usadospara decidir onde perfurar o furo de poço e/ou qual seu caminho ou trajetóriapreferida. Por exemplo, alguém pode querer permanecer livre das falhas. Emvez disso, ou, além disso, pode ser desejável desviar-se a partir da perfuraçãovertical verdadeira e/ou direcionar para dentro do reservatório naprofundidade correta.In preferred embodiments, the electromagnetic induction transient data processed according to the above is used to decide where to drill the wellbore and / or what is its preferred path or path. For example, someone may want to remain free of failures. Instead, or, moreover, it may be desirable to deviate from the true vertical drilling and / or direct into the reservoir at the correct depth.

A distância da junção de medição até uma anomalia naformação pode ser determinada do tempo em que uma da condutividadeaparente e resistividade aparente começam a se desviar da uma dacondutividade e resistividade correspondente da formação na qual a junção demedição está localizada e/ou determinada o tempo em que um do mergulhoaparente, e azimute aparente e resposta de componente cruzado começam a seafastar de zero. A distância também pode ser determinada a partir de quandoum dentre mergulho aparente e azimute aparente alcança um valor assintótico.The distance from the measuring junction to a forming anomaly may be determined from the time at which one of the apparent conductivity and apparent resistivity begins to deviate from a corresponding conductivity and resistivity of the formation in which the measuring junction is located and / or determined the time at which it is located. one of the apparent dive, and apparent azimuth and cross component response begin to drift from zero. Distance can also be determined from when any apparent dive and apparent azimuth reaches an asymptotic value.

A anomalia eletromagnética pode ser localizada usando-sepelo menos uma da condutividade aparente dependente do tempo, daresistividade aparente dependente do tempo, do ângulo de mergulhodependentes do tempo, e do ângulo de azimute dependente do tempo a partirda dependência do tempo da resposta transiente, de acordo com o apresentadoacima, em outra parte.The electromagnetic anomaly can be localized using at least one of the time-dependent apparent conductivity, the time-dependent apparent resistivity, the time-dependent dip angle, and the time-dependent azimuth angle from the time-dependent transient response, according to with the above, elsewhere.

Qualquer das dependências de tempo acima mencionadas podeprover uma indicação útil de geodirecionamento.Formação de imagem rápida utilizando condutividade aparente e ânguloaparenteAny of the above time dependencies may provide a useful indication of geo-directing. Fast image formation using apparent conductivity and apparent angle

A condutividade aparente e o mergulho aparente podemtambém ser usados para criar uma "imagem" ou representação dascaracterísticas da formação. Isto é realizado coletando-se dados decondutividade aparente transientes em posições diferentes dentro do furo depoço.Apparent conductivity and apparent plunging can also be used to create an "image" or representation of the formation characteristics. This is accomplished by collecting apparent transient conductivity data at different positions within the deposition hole.

A condutividade aparente deveria ser constante e igual àcondutividade da formação em uma formação homogênea. O desvio de umvalor constante de condutividade no tempo (t) sugere a presença de umaanomalia de condutividade na região especificada pelo tempo (t). Os dadoscoletados podem ser usados para criar uma imagem da formação em relação àferramenta.The apparent conductivity should be constant and equal to the conductivity of the formation in a homogeneous formation. Deviation of a constant conductivity value over time (t) suggests the presence of a conductivity year in the region specified by time (t). The data collected can be used to create an image of the tooling formation.

Quando os gráficos de resistividade aparente (Rapp(z; t)), ougráficos da condutividade aparente ((o app(z; t)), em diferentes posições daferramenta, são mutuamente arranjados para formar um gráfico em ambas ascoordenadas zet,o gráfico, como um todo, pode ser usado como um registrode imagem para ver a geometria da formação, mesmo se a resistividade dacamada não puder ser determinada imediatamente com precisão.When apparent resistivity graphs (Rapp (z; t)) or apparent conductivity graphs ((the app (z; t)), at different tool positions, are mutually arranged to form a graph in both coordinates zet, the graph, As a whole, it can be used as an image recorder to see the geometry of the formation, even if the layer resistivity cannot be determined immediately accurately.

Um exemplo desta representação de imagem de dadostransientes está mostrado na FIG. 50 para uma ferramenta coaxial de L =1. Acoordenada ζ provê a profundidade da ferramenta ao longo do furo de poço. Ográfico σαρρ (z; t) mostra a aproximação do limite do estrato quando aferramenta se move ao longo do furo de poço.An example of this transient data image representation is shown in FIG. 50 for a coaxial tool of L = 1. Coordinate ζ provides the depth of the tool along the wellbore. Graph σαρρ (z; t) shows the approach of the stratum boundary as the tool moves along the wellbore.

A FIG. 51 mostra outro exemplo. A coordenada ζ representa aprofundidade da ferramenta ao longo do furo de poço com o furo de poço,neste caso, interceptando o limite da camada. O gráfico Oapp (z, t) ajudaclaramente a visualizar a aproximação e a interceptação do limite do estrato,quando a ferramenta se move ao longo do furo de poço, por exemplo, durantea perfuração do furo de poço. Outro exemplo está mostrado na FIG. 52, ondeum modelo de três camadas é usado juntamente com uma ferramenta coaxialtendo um afastamento de lm, em duas posições diferentes na formação. Osresultados estão plotados na FIG. 53A, onde a resistividade aparente Rapp (t) éplotada em vários pontos, quando a ferramenta coaxial 80 se aproxima dacamada resistiva (ver FIG. 53B).FIG. 51 shows another example. The coordinate ζ represents depth of the tool along the wellbore with the wellbore, in this case intersecting the layer boundary. The Oapp (z, t) graph clearly helps to visualize the approach and interception of the stratum limit as the tool moves along the wellbore, for example, while drilling the wellbore. Another example is shown in FIG. 52, where a three-layer model is used together with a coaxial tool having a spacing of 1m, at two different positions in the formation. The results are plotted in FIG. 53A, where the apparent resistivity Rapp (t) is plotted at various points as coaxial tool 80 approaches the resistive layer (see FIG. 53B).

A FIG. 53A pode ser comparada à FIG. 53B para discernir ascaracterísticas da formação. Começando na camada 82 de IOQm, a queda naRapp(t) é atribuível à camada 83 de IQm e o aumento subseqüente na Rapp(t) éatribuível à camada 84 de IOOQm. As curvas (91, 92, 93) podem facilmenteser ajustadas aos pontos de inflexão para identificar as respostas aos váriosestratos, convertendo em imagem efetivamente a formação. A linha 91corresponde aos pontos de deflexão provocados pelo estrato 83 de 1Ωm, alinha 92 ao sal 84, e a linha 93 aos pontos de deflexão provocados pele estrato82 de 10Ωm. Além disso, a 1 curva de 1Ωm pode ser facilmente atribuível aosinal direto coletado entre o transmissor e o receptor, quando a ferramentaestá localizada no estrato de 1Ωm.FIG. 53A may be compared to FIG. 53B to discern the characteristics of the formation. Starting at IOQm Layer 82, the drop in Rapp (t) is attributable to IQm Layer 83 and the subsequent increase in Rapp (t) is attributable to IOOQm Layer 84. Curves (91, 92, 93) can easily be adjusted to inflection points to identify responses to various strata, effectively converting the formation into an image. Line 91 corresponds to the deflection points caused by the 1 83m stratum 83, aligns 92 to salt 84, and line 93 corresponds to the 10Ωm stratum82 deflection points. In addition, the 1 Ωm curve can easily be attributed to the direct signal collected between the transmitter and receiver when the tool is located in the 1 Ωm layer.

Em ainda outro exemplo, o mergulho aparente θαρρ(ί) pode serusado para gerar um registro de imagem. Na FIG. 54A uma ferramentacoaxial é vista como se aproximando de uma formação altamente resistiva emum ângulo de mergulho de aproximadamente 30 graus. A resposta demergulho aparente está mostrada na FIG. 54B. A seta 94 indica uma respostaao sal com a ferramenta em Z = 100. Como notado previamente, o tempo emque a resposta de mergulho aparente ocorre é indicativo da distância àformação. Quando as respostas para diferentes distâncias são plotadas entre si,pode ser desenhada uma curva indicativa de resposta quando a ferramenta seaproxima do estrato, como mostrado na FIG. 54B.In yet another example, the apparent dip θαρρ (ί) can be used to generate an image record. In FIG. 54Aaxial tooling is seen as approaching a highly resistive formation at a dip angle of approximately 30 degrees. The apparent dip response is shown in FIG. 54B. Arrow 94 indicates a salt response with the tool at Z = 100. As noted previously, the time at which the apparent dive response occurs is indicative of the distance to formation. When responses for different distances are plotted with each other, an indicative response curve can be drawn when the tool approaches the stratum, as shown in FIG. 54B.

Resumindo, a formação subterrânea atravessada por um furode poço pode ser convertida em imagem usando-se uma ferramentacompreendendo um transmissor para transmitir sinais eletromagnéticosatravés da formação e um receptor para detectar sinais de resposta em umprocedimento que compreende etapas ondeIn short, the underground formation through a wellbore can be converted into image using a tool comprising a transmitter for transmitting electromagnetic signals through the formation and a receiver for detecting response signals in a procedure comprising steps where

- a ferramenta é levada a uma primeira posição dentro do furode poço;- the tool is brought to a first position within the wellbore;

- o transmissor é energizado para propagar um sinaleletromagnético dentro da formação;- the transmitter is energized to propagate an electromagnetic signal within the formation;

- um sinal de resposta que tenha se propagado através daformação é detectado;- a response signal that has propagated through deformation is detected;

- uma quantidade derivada é calculada para a formaçãobaseada no sinal de resposta detectado para a formação;- a derived amount is calculated for the formation based on the response signal detected for the formation;

- a quantidade derivada para a formação é plotada contra otempo.- The amount derived for the formation is plotted against time.

A ferramenta é movida, então, para pelo menos uma outraposição dentro do furo de poço, onde após isso, as etapas apresentadas acimasão repetidas. Opcionalmente, isto pode ser feito outra vez. Então, umaimagem da formação, dentro da formação subterrânea, é criada baseada nosgráficos da quantidade derivada.The tool is then moved to at least one other position within the wellbore, where after that, the above steps are repeated. Optionally this can be done again. Then an image of the formation within the underground formation is created based on the derived quantity graphs.

Opcionalmente, a ferramenta é, então, movida novamente parapelo menos uma a várias posições dentro do furo de poço, e todo oprocedimento pode ser repetido.Optionally, the tool is then moved back to at least one to several positions within the wellbore, and the entire procedure can be repeated.

Criar a imagem das características da formação pode incluir aidentificação de um ou mais pontos de inflexão em cada quantidade derivadaplotada e o ajuste de uma curva a um ou mais pontos de inflexão.Imaging the features of the formation may include identifying one or more inflection points in each derived quantity plotted and fitting a curve to one or more inflection points.

Assim, uma imagem da formação pode ser criada usando-se acondutividade/resistividade aparente e o ângulo de mergulho aparente, sem oprocessamento adicional exigido para inversão e extração da informação. Estainformação é capaz de prover indicações de geodirecionamento, bem como, acapacidade de perfilar formações subterrâneas.Thus, an image of the formation can be created using apparent conductivity / resistivity and the apparent dive angle, without the additional processing required for inversion and information extraction. This information is able to provide indications of geodirectionality as well as the ability to profile underground formations.

Claims (15)

1. Método para analisar uma formação subterrânea atravessadapor um furo de poço, caracterizado pelo fato de usar uma ferramentacompreendendo uma antena transmissora e uma antena receptora, a formaçãosubterrânea compreendendo uma ou mais camadas de formação, e o métodocompreendendo:suspender a ferramenta no interior do furo de poço;induzir um ou mais campos eletromagnéticos na formação;detectar um ou mais sinais de resposta transientes dependentesde tempo;analisar o um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo levando em consideração anisotropia eletromagnéticade pelo menos uma das camadas de formação.1. Method for analyzing an underground formation through a wellbore, characterized by the use of a tool comprising a transmitting antenna and a receiving antenna, the underground forming comprising one or more forming layers, and the method comprising: suspending the tool inside the hole. induce one or more electromagnetic fields in the formation, detect one or more time-dependent transient response signals, analyze the one or more time-dependent transient response signals taking into account electromagnetic anisotropy of at least one of the formation layers. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de pelo menos uma camada de formação compreender três ou maissubcamadas.Method according to claim 1, characterized in that the pellet of at least one forming layer comprises three or more sublayers. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de uma das três ou mais subcamadas ter uma primeira resistividade oucondutividade diferente de uma segunda resistividade ou condutividade deoutra das três ou mais subcamadas.A method according to claim 2, characterized in that one of the three or more sublayers has a first resistivity or conductivity different from a second resistivity or conductivity of another of the three or more sublayers. 4. Método de acordo com qualquer das reivindicações 2 ou 3,caracterizado pelo fato das subcamadas que não são individualmenteresolvidas nos sinais de resposta transientes em conjunto sejam aproximadascomo uma camada de formação anisotrópica.Method according to either of claims 2 or 3, characterized in that the sublayers which are not individually resolved in the transient response signals together are approximated as an anisotropic forming layer. 5. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato da análise de um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo, levando em consideração a anisotropiaeletromagnética, incluir derivar um parâmetro de anisotropia da pelo menosuma camada de formação do um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo detectados.Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the analysis of one or more time-dependent transient response signals, taking into consideration the electromagnetic anisotropy, includes deriving an anisotropy parameter from at least one formation layer of the one or more more time-dependent transient response signals detected. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato do parâmetro de anisotropia compreender pelo menos um de um grupo deparâmetros compreendendo índice de anisotropia, fator anisotrópico,condutividade ao longo de um eixo de anisotropia principal, resistividade aolongo do eixo de anisotropia principal, condutividade em um planoperpendicular ao eixo de anisotropia principal, resistividade em um planoperpendicular ao eixo de anisotropia principal; ângulo de eixo de ferramentarelativo ao eixo de anisotropia principal.Method according to claim 5, characterized in that the anisotropy parameter phage comprises at least one of a group of parameters comprising anisotropy index, anisotropic factor, conductivity along a major anisotropy axis, long resistivity of the main anisotropy axis, conductivity in a planoperpendicular to the main anisotropy axis; resistivity in a planoperpendicular to the main anisotropy axis; tooling axis angle relative to the main anisotropy axis. 7. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6,caracterizado pelo fato da análise de um ou mais sinais de resposta transientescompreender a combinação de medições transientes multiaxiais, depreferência, medições transientes biaxiais ou triaxiais, para derivar umparâmetro de anisotropia.Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the analysis of one or more transient response signals comprises the combination of multiaxial transient measurements, deference, biaxial or triaxial transient measurements, to derive an anisotropy parameter. 8. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato da análise de um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo, levando em consideração a anisotropiaeletromagnética, compreender derivar pelo menos uma condutividadeaparente dependente de tempo, resistividade aparente dependente de tempo,ângulo de mergulho dependente de tempo, e ângulo de azimute dependente detempo da dependência de tempo dos sinais de respostas transientes.A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the analysis of one or more time-dependent transient response signals, taking into account the electromagnetic anisotropy, comprises deriving at least one time-dependent apparent conductivity, time-dependent apparent resistivity. , time dependent dip angle, and time dependent azimuth angle time dependent on the transient response signals. 9. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8,caracterizado pelo fato de uma das camadas de formação compreender umaanomalia, e pelo fato da análise de um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo compreender a determinação de pelo menos umadentre distância e direção entre a ferramenta e a anomalia de um ou maissinais de resposta transientes dependentes de tempo.A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that one of the forming layers comprises an anomaly, and that analysis of one or more time-dependent transient response signals comprises determining at least one of distance and direction. between the tool and the anomaly of one or more time-dependent transient response signals. 10. Método de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato da indução de um ou mais campos eletromagnéticosna formação compreender a geração de uma transmissão e terminar atransmissão, e a detecção de um ou mais sinais de resposta transientesdependentes de tempo compreender a medição de uma resposta de receptorem função do tempo em seguida ao término da transmissão.Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the induction of one or more electromagnetic fields in the formation comprises generating a transmission and terminating the transmission, and detecting one or more time-dependent transient response signals comprising the measurement of a receiver response as a function of time following completion of transmission. 11. Método para produzir um fluido de hidrocarboneto mineralde uma formação geológica, caracterizado pelo fato de compreender as etapasde:suspender uma coluna de perfuração na formação geológica, acoluna de perfuração compreendendo pelo menos uma broca de perfuração euma junção de medição compreendendo uma antena transmissora e umaantena receptora;perfurar um furo de poço na formação geológica;induzir um campo eletromagnético na formação geológicaempregando a antena transmissora;detectar um ou mais sinais de resposta eletromagnéticostransientes dependentes de tempo do campo eletromagnético, empregando aantena receptora;derivar uma indicação de geodirecionamento da respostaeletromagnética;continuar a perfurar o furo de poço de acordo com a indicaçãode geodirecionamento até que um reservatório contendo o fluido dehidrocarboneto seja atingido;produzir o fluido de hidrocarboneto;onde a derivação da indicação de geodirecionamentocompreende analisar o um ou mais sinais de resposta transientes dependentesde tempo levando em conta a anisotropia eletromagnética de pelo menos umadas camadas da formação.Method for producing a geological formation mineral hydrocarbon fluid, comprising the steps of: suspending a drill string in the geological formation, the drill string comprising at least one drill bit and a measuring junction comprising a transmitting antenna and a receiving antenna; drill a wellbore in the geological formation; induce an electromagnetic field in the geological formation employing the transmitting antenna; detect one or more time-dependent electromagnetic response signals employing the receiving antenna; derive an indication of geo-direction of the electromagnetic response; continue drilling the wellbore according to the geodirectional indication until a reservoir containing the hydrocarbon fluid is reached, produce the hydrocarbon fluid, where the geodirectional indication derivation comprises analyzing or m or more time dependent transient response signals taking into account the electromagnetic anisotropy of at least one of the formation layers. 12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato da perfuração do poço compreender operar um sistema deperfuração direcionável na formação geológica.Method according to claim 11, characterized in that the well drilling comprises operating a steerable drilling system in the geological formation. 13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado pelo fato da derivação de indicação de geodirecionamentocompreender localizar uma anomalia eletromagnética na formação geológicacom base em um ou mais dos sinais de resposta transientes dependentes de tempo.Method according to claim 11 or 12, characterized in that the geodirectional indication derivation comprises locating an electromagnetic anomaly in the geological formation based on one or more of the time-dependent transient response signals. 14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato da localização da anomalia eletromagnética compreender determinarpelo menos uma dentre uma distância da junção de medição até a anomalia euma direção da junção de medição até a anomalia.A method according to claim 13, characterized in that the location of the electromagnetic anomaly comprises determining at least one distance from the measuring junction to the anomaly and the direction of the measuring junction to the anomaly. 15. Meio legível por computador, caracterizado pelo fato deconter instruções legíveis por computador que analisam um ou mais sinais deresposta eletromagnéticos transientes dependentes de tempo que tenham sidodetectados por uma ferramenta suspensa no interior de um furo de poçoatravessando uma formação subterrânea após a indução de um ou maiscampos eletromagnéticos na formação, onde as instruções legíveis porcomputador levam em consideração a anisotropia eletromagnética de pelomenos uma camada de formação na formação subterrânea.15. Computer readable medium, characterized in that it contains computer readable instructions analyzing one or more time-dependent transient electromagnetic response signals that have been detected by a tool suspended inside a wellbore passing through an underground formation after induction of one or more electromagnetic fields in the formation, where computer readable instructions take into account the electromagnetic anisotropy of at least one layer of formation in the underground formation.
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