BRPI0716809A2

BRPI0716809A2 - Método e aparelho para criação de imagem por resistividade em furos preenchidos com fluidos de baixa condutividade

Info

Publication number: BRPI0716809A2
Application number: BRPI0716809-8A
Authority: BR
Inventors: Randy Gold; Rashid W Khokhar; Alexandre N Bespalov; Leonty A Tabarovsky
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2013-11-05
Also published as: WO2008033885A2; US7876102B2; RU2009113673A; RU2462735C2; BRPI0716809B1; US20080068024A1; WO2008033885A3

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA CRIAÇÃO DE IMAGEM POR RESISTIVIDADE EM FU- ROS PREENCHIDOS COM FLUIDOS DE BAIXA CONDUTIVIDADE".

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

Essa descrição refere-se geralmente à exploração de hidrocar- bonos envolvendo investigações elétricas de um furo penetrando uma for- mação terrestre. Mais especificamente, essa descrição se refere a investiga- ções de furo altamente localizadas empregando a introdução e medição de correntes de pesquisa independentes injetadas na parede de um furo. Antecedentes da Técnica

Logging elétrico de furo terrestre é bem-conhecido e vários dis- positivos e várias técnicas foram descritos para essa finalidade. De forma ampla, existem duas categorias de dispositivos utilizadas em dispositivos de "logging" elétrico. Na primeira categoria, um eletrodo de medição (fonte ou depósito de corrente) é utilizado em conjunto com um eletrodo de retorno difuso (tal como o corpo da ferramenta). Uma corrente de medição flui em um circuito que conecta uma fonte de corrente ao eletrodo de medição, atra- vés da formação terrestre para o eletrodo de retorno e de volta para a fonte de corrente na ferramenta. Nas ferramentas de medição por indução, uma antena dentro do instrumento de medição induz um fluxo de corrente dento da formação terrestre. A magnitude da corrente induzida é detectada utili- zando-se a mesma antena ou uma antena receptora separada. A presente descrição é um híbrido dos dois. Existem vários modos e operação dos dispositivos da técnica

anterior: em um, a corrente no eletrodo de medição é mantida constante e uma voltagem é medida enquanto no segundo modo, a voltagem do eletrodo é fixa e a corrente que flui a partir do eletrodo é medida. De forma ideal, é desejável que se a corrente variar a fim de manter constante a voltagem medida em um eletrodo de monitor, a corrente é inversamente proporcional à resistividade da formação terrestre sendo investigada. Inversamente, é desejável que se essa corrente for mantida constante, a voltagem medida em um eletrodo de monitor seja proporcional á resistividade da formação terrestre sendo investigada. A lei de Ohm ensina que se ambas a corrente e a voltagem variarem, a resistividade da formação terrestre é proporcional à razão de voltagem para corrente.

As técnicas para investigação da formação terrestre com conjun-

tos de eletrodos de medição foram propostas. Ver, por exemplo, patente U.S. N0 2930969 de Baker, patente canadense N0 685727 de Mann et al„ patente U.S. n° 4468623 de Gianzero, e patente U.S. N0 5502686 de Dory et al. e patente U.S. N0 6714014 de Evans et al., cada uma das quais fornece informação fundamental adicional para essa descrição.

Nos dispositivos da técnica anterior, a corrente é ativamente fo- cada na direção perpendicular à parede de furo do poço. Existe um desafio técnico para o fornecimento de condições de foco estáveis durante o Iogging se as paredes do furo forem ásperas ou a lama for muito condutora. Tão Ιο- ί 5 go as condições de foco não sejam encontradas, as medições respondem em muito às propriedades da lama. Os dispositivos da técnica anterior não solucionam especificamente os problemas decorrentes de irregularidades na superfície da parede do furo do poço. Se a parede do furo de poço for irregu- lar, o percurso de corrente de medição se torna distorcido e a relação entre a impedância medida e a resistividade da formação terrestre muda conse- quentemente. Sumário da Invenção

Uma modalidade da descrição é um aparelho para avaliação de uma formação terrestre. O aparelho inclui uma ferramenta de Iogging confi- gurada para ser transportada em um furo, a ferramenta de Iogging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos. O aparelho também inclui um processador configurado para energizar um dentre (a) a antena e (b) os eletrodos para produção de uma corrente elétrica na formação terres- tre e utilizar um sinal produzido por outro dentre (a) a antena e (b) os eletro- dos para determinar uma propriedade de resistividade da formação. O pro- cessador pode ser configurado para ativar a antena, a corrente elétrica pro- duzida pode ser uma corrente induzida, e o sinal produzido pode ser uma voltagem entre os pelo menos dois eletrodos. O processador pode ser confi- gurado para permitir que os dois eletrodos passem a corrente produzida na formação e o sinal e produzido pela antena em resposta a um campo mag- nético produzido pela corrente elétrica. A antena e/ou os eletrodos podem ser montados em um mandril de um conjunto de furo. A antena e/ou os ele- trodos podem ser montados em uma parte extensível a partir de um mandril de um conjunto de furo. A pelo menos uma antena pode incluir três bobinas com eixos geométricos distribuídos por azimute em torno de um eixo geomé- trico da ferramenta de logging. Pelo menos uma das três bobinas pode se configurada para operar em uma freqüência diferente da outra bobina. Os dois eletrodos podem ser configurados para fornecer uma corrente em uma direção que é substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta de logging ou substancialmente ortogonal a um eixo geomé- trico longitudinal da ferramenta de logging. Os pelo menos dois eletrodos podem incluir pelo menos três pares de eletrodos, cada um dos pares de eletrodos estando em uma posição de azimute diferente em uma parte. A ferramenta de logging pode ser configurada para ser transportada para den- tro do furo em um cabo, uma perfuração tubular ou uma linha fina. O proces- sador pode ser configurado para utilizar um componente do sinal em quadra- tura com a corrente elétrica.

Outra modalidade da descrição é um método de avaliação de uma formação terrestre. O método inclui o transporte de uma ferramenta de logging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos em um furo. A antena ou os eletrodos são energizados para produzir uma cor- rente elétrica na formação terrestre, e um sinal produzido pelo outro dentre a antena e os dois eletrodos é utilizado para estimar a propriedade de resisti- vidade da formação. A corrente elétrica produzida pode ser uma corrente induzida resultando a ativação da antena e o sinal produzido pode ser uma voltagem entre os pelo menos dois eletrodos. A corrente elétrica produzida pode ser uma corrente galvânica entre os dois eletrodos e o sinal produzido pela antena em resposta a um campo magnético produzido pela corrente elétrica. O método pode incluir o posicionamento da antena e/ou dos eletro- dos em um mandril e um conjunto de furo. 0 método pode incluir o posicio- namento da antena e/ou dos eletrodos em uma parte extensível a partir de um mandril de um conjunto de furo. Três bobinas de antena com eixos geo- métricos distribuídos por azimute podem ser utilizadas. Uma das três bobi- nas pode ser operada em uma freqüência diferente a outra das três bobinas. Os dois eletrodos podem ser configurados para fornecer um fluxo de corren- te em uma direção que é substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta, ou substancialmente ortogonal a um eixo geomé- trico longitudinal da ferramenta. Três pares de eletrodos podem ser utiliza- dos. A ferramenta de Iogging pode ser transportada para dentro do furo em um cabo, uma perfuração tubular, ou uma linha fina.

Outra modalidade da descrição é um meio legível por computa- dor para uso com um aparelho para avaliação de uma formação terrestre. O aparelho inclui uma ferramenta de Iogging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos configurados para serem transportados em um furo. O meio inclui instruções que permitem que uma ferramenta de proces- sador energize um dentre (a) a pelo menos uma antena e (b) os pelo menos dois eletrodos para produzir uma corrente elétrica na formação e utilizar um sinal produzido pelo outro de (a) a pelo menos uma antena e (b) os pelo me- nos dois eletrodos para determinar uma propriedade de resistividade da for- mação. O meio pode incluir uma memória RAM, ROM, EPROM, EAROM, flash e/ou um disco ótico. Breve Descrição das Figuras

A presente descrição é mais bem compreendida com referência às figuras em anexo nas quais referências numéricas similares se referem a elementos similares e nas quais:

a figura 1 ilustra uma ferramenta de Iogging ilustrativa suspensa

em um furo;

a figura 2 é uma vista esquemática mecânica de uma ferramenta de formação de imagem ilustrativa;

a figura 3a é uma ilustração esquemática de três bobinas em uma ferramenta da presente descrição; a figura 3b ilustra uma modalidade da presente descrição ilus- trando uma única bobina em um mandril e eletrodos montados na parte;

a figura 3c é um diagrama de circuito equivalente e uma ferra- menta de criação de imagem de resistividade;

as figuras 4 e 5 ilustram modelos ilustrativos utilizados para a

avaliação da configuração de ferramenta da figura 3b;

a figura 6 ilustra a resposta a azimutes diferentes par ao modelo da figura 4 sem qualquer rugosidade;

a figura 7 ilustra o fator K para as curvas da figura 6 para azimu- tesde 10° e20°;

a figura 8 ilustra os resultados e aplicação do fator K às curvas de azimute de 10° e 20°;

a figura 9 ilustra a resposta em diferentes afastamentos para o modelo da figura 4;

a figura 10 ilustra o efeito de rugosidade nas medições feitas por

uma ferramenta ilustrativa da presente descrição;

a figura 11 ilustra uma modalidade da descrição utilizando um sensor de indução em uma parte;

a figura 12 ilustra uma modalidade da descrição utilizando um sensor de indução e uma fonte de corrente em uma parte; e

a figura 13 ilustra uma modalidade da descrição possuindo sen- sibilidade a azimute utilizando um sensor indutor e uma fonte de corrente em uma parte.

Descrição Detalhada da Invenção A figura 1 ilustra uma ferramenta de criação de imagem 10 sus-

pensa em um furo 12, que penetra as formações terrestres tal como 13, a partir de um cabo adequado 14 que passa através de uma roldana 16 mon- tada no equipamento de perfuração 18. O cabo 14 inclui um elemento de tensão e sete condutores para a transmissão de comandos para a ferramen- ta e para o recebimento de dados de volta da ferramenta além de potência para a ferramenta. A ferramenta 10 é erguida e abaixada por guincho 20. O módulo eletrônico 22, na superfície 23, transmite os comandos operacionais necessários para dentro do furo e em troca recebe de volta os dados que podem ser gravados em um meio de armazenamento de arquivo de um tipo desejado de processamento simultâneo ou posterior. Os dados podem ser transmitidos de forma analógica ou digital. Os processadores de dados tal como o computador adequado 24 podem ser fornecidos para realizar a aná- lise dos dados no campo em tempo real ou os dados gravados podem ser enviados para um centro de processamento ou ambos para pós- processamento dos dados.

A figura 2a é uma vista externa esquemática de um sistema de criação de imagem de parede lateral do furo. A ferramenta 10 compreen- dendo o sistema de criação de imagem inclui conjuntos de resistividade 26. Opcionalmente, o sistema de criação de imagem pode incluir outros senso- res, tal como uma célula de lama 30 ou um teleobservador acústico circunfe- rencial 32. Os módulos eletrônicos 28 e 38 podem ser localizados em locais adequados no sistema e não necessariamente nas localizações indicadas. Os componentes podem ser montados em um mandril 34 de uma forma convencional bem-conhecida. 0 diâmetro externo do conjunto pode ter cerca de 12,7 cm (5 pol) e cerca de 4,5 metros (15 pés) de comprimento. Um mó- dulo de orientação 36 incluindo um magnetômetro e um acelerômetro ou sistema de orientação inercial pode se montado acima os conjuntos de cria- ção de imagem 26 e 32. A parte superior 38 da ferramenta 10 contém um módulo de telemetria para amostragem, digitalização e transmissão das a- mostras de dados a partir de vários componentes acima do furo para as par- tes eletrônicas de superfície 22 de forma convencional. Se dados acústicos forem adquiridos, os mesmos são preferivelmente digitalizados, apesar de, em uma disposição alternativa, os dados poderem ser retidos na forma ana- lógica para transmissão para a superfície onde são posteriormente digitali- zados pelas partes eletrônicas de superfície 22. Ilustrados também na figura 2a encontram-se três conjuntos de resistividade 26 (um quarto conjunto é escondido da vista).

Voltando-se à figura 3a, um diagrama ilustrativo simplificado de três bobinas verticais 101, 103, 105 da presente invenção em um mandril (não ilustrado) a presente invenção é ilustrado. A figura 3b ilustra uma das bobinas 103 montada dentro ou na superfície do mandril 121. Braços repre- sentados de forma esquemática por 131, 137 estendem uma parte 133 radi- almente para fora a partir do mandril para fazer contato com a parede do furo (não ilustrada). Dispostos na parte 133 encontram-se eletrodos repre- sentados de forma esquemática por 135a, 135b. Outra parte (não ilustrada) pode ser posicionada no lado oposto da bobina 103 a partir da parte 133. Em uma modalidade alternativa da invenção, uma única bobina pode ser montada no mandril com seu eixo geométrico ao longo do eixo geométrico da ferramenta.

Essa ferramenta pode ser referida como uma ferramenta de "modo misto" visto que uma fonte indutora é utilizada e correntes galvânicas são detectadas pelos eletrodos. Especificamente, uma pluralidade de bobi- nas retangulares transversais longas com o momento magnético perpendicu- lar ao eixo geométrico do furo é utilizada. Cada circuito de transmissor é centralizado no furo e pares de eletrodo são localizados na parte anexada à parede do furo. Esse é um desenho geral e variações adicionais são identifi- cadas abaixo. Em um desenho prático cada bobina transmitida serve duas partes com um número de pares de eletrodos em cada parte. Cada bobina de transmissor pode ter sua própria freqüência operacional para evitar a in- terferência as bobinas indutoras vizinhas. Pela utilização de um transmissor indutor, uma corrente elétrica pode ser injetada na formação. Em uma fre- qüência baixa e relativamente próxima do circuito de indução, o campo elé- trico não depende da condutividade da formação e pode ser aumentado sim- plesmente pelo aumento da freqüência operacional ω. No caso de uma inje- ção galvânica e lama não condutora a corrente por injeção deve atravessar uma resistência capacitiva bem grande. Isso pode ser mais bem compreen- dido a partir dos esquemas simplificados na figura 3c onde o capacitor Cm representa a capacitância entre os eletrodos de injeção e a formação e Rf corresponde à resistividade da formação. A corrente If injetada na formação pode então ser expressa como: ''=Wjrzx-=Ikx'^ <0'

Cj m

onde S é a área do eletrodo, Uab é a diferença potencial aplicada entre os eletrodos de injeção a e b. Visto que Cm é inversamente proporcional à dis- tância d entre o eletrodo de corrente e a formação, a quantidade de corrente injetada na formação cairá com o afastamento crescente. Um transmissor de indução longo está livre de tal alta sensibilidade ao valor de afastamento e bem-adequado para o ambiente não condutor.

Se apenas o campo elétrico for médio, as medições serão muito sensíveis a uma variação relativa da resistividade na formação adjacente. Para derivar a resistividade absoluta da formação, algumas medições de indução adicionais e sua combinação com as leituras galvânicas são úteis.

A resposta ao desenho de ferramenta da figura 3b foi testada em vários modelos diferentes. Um desses é ilustrado na figura 4. É ilustrado a- qui um furo 151 com um diâmetro de 21,6 cm (8,5 pol). O mandril é ilustrado como 121, uma parte por 132 e um braço no qual a parte é transportada, por 131. A ferramenta possui um afastamento variável 133. A formação compre- ende leitos de espessura de 12,7 cm, 2,54 cm, 5,08 cm, 7,62 cm e 10,16 cm (5 pol., 1 pol., 2 pol., 3 pol., 4 pol.), respectivamente. As camadas possuem resistividades ρ e constante dielétrica relativa ε de 10 Ω-m, 10 e 1 Ω-m, 20, respectivamente.

Em um segundo modelo ilustrado na figura 5, a formação apre- sentou uma ρ uniforme = 1 Ω-m, ε = 20. O afastamento foi fixado em 3,18 mm (1/8 pol.). No entanto, o furo é rugoso, com uma profundidade de rugo- sidade que varia entre 6,35 mm e 19,1 mm (1/4 pol. e 3,4 pol.). A resposta a outros modelos que representavam uma combinação as características dos modelos das figuras 4 e 5 também foi simulada.

Na modelagem, um transmissor longo de 0,914-m com uma lar- gura de 0,1524 m foi utilizado. A freqüência operacional foi de 100 kHz. No caso de freqüências mais baixas ou mais altas (até vários MHz), a resposta pode ser aproximadamente derivada simplesmente pelo novo escalonamen- to linear do sinal correspondente à freqüência de 100 kHz. um circuito transmissor é localização no ambiente não condutor do furo com o raio do furo igual a 10,795 cm. Um espaçamento de eletrodo de 0,63 cm (0,25 pol.) ou 1,27 cm (0,5 pol.) foi utilizado para medir uma queda potencial Uz na dire- ção vertical paralela ao eixo geométrico do furo.

O comportamento típico do sinal elétrico para o modelo é apre-

sentado na figura 6. As três curvas 201, 203 e 205 nessa figura correspon- dem aos azimutes e 0o, 10° e 20° dos pares de eletrodos do receptor. A abs- cissa na figura é a profundidade de Iogging em centímetros e a ordenada é o sinal (a diferença de voltagem entre os eletrodos de botão). As curvas de azimute de 10 e 20 podem ser alteradas para uma curva e 0 pela aplicação de um fator K que é de cerca de 1,07 para a curva de 10° e 1,27 para a cur- va de 20°. O resultado da divisão das curvas de 10° e 20° pela curva de 0o é apresentado na figura 7 como as curvas 221 e 223, enquanto o resultado da aplicação do fator K às curvas originais da figura 7 é apresentado na figura 8. 241 é a resposta de azimute de 0o original para o modelo da figura 7. 243 é a resposta de azimute de 10° corrigida para o modelo enquanto 245 é a resposta de azimute de 20° corrigida. A partir da figura 8, pode-se observar que é possível se cobrir uma faixa de azimute de 40° (de -20° para +20°) possuindo-se colunas adicionais de eletrodos na parte da figura 3b. A faixa dinâmica, que é a razão entre a leitura máxima e a míni-

ma ao longo da profundidade de logging, está mudando entre 5 e 6 conside- rando-se camadas de 2,54 cm (1 pol.) ou mais. Define-se uma Faixa Dinâ- mica Normalizada (NDR) como uma razão de uma faixa dinâmica de sinal para um contraste de resistividade da mídia correspondente. No modelo da figura 5, o contraste de resistividade das camadas vizinhas é 10, de forma que NDR da disposição de modo misto seja de aproximadamente 0,55.

A seguir, exemplos ilustrando a influência da distância entre os eletrodos receptores e a parede do furo são apresentados. Os resultados da modelagem matemática para o mesmo modelo da figura 5 são apresentados na figura 9. O espaçamento de eletrodo é de 6,35 mm. Para afastamento de 3,18 mm (1/8 pol.) 263 a NDR cai para 0,3 na camada com 2,54 cm (1 pol.) e espessura e reduz para 0,2 e 0,13 para afastamentos de 6,35 mm (1/4 pol.) 265 e 1,27 cm (1/2 pol.) 267, correspondentemente. Para as camadas de 5,08 cm (2 pol.) de espessura o parâmetro NDR é o dobro do que para as camadas de 2,54 cm (2 pol.). As imperfeições decorrentes do afastamento são mais perceptíveis nas camadas condutoras, e não há sinal de imperfei- ção nas camadas resistivas com espessura superior a 5,08 cm (2 pol.).

Voltando-se a seguir para a figura 10, a sensibilidade do campo elétrico medido para o modelo da figura 6 como uma função da rugosidade do furo é ilustrada. As curvas 281, 283 e 285 correspondem à rugosidade de 6,3 mm (1/4 pol.), 1,27 cm (1/2 pol.) e 1,91 cm (3/4 pol.), respectivamente. Esse é um modelo sem contraste de resistividade, mas o sinal da parede rugosa possui todas as características de uma estrutura - limites e contraste de resistividade. Obviamente, esses artefatos são mais pronunciados para rugosidade de 1,27 cm (1/2 pol.) e 1,91 cm (3/4 pol.) do que para rugosidade de 6,3 mm (1/4 pol.). Com base nos resultados de modelagem extensiva (não ilustrados), se conclui que no caso de uma profundidade de rugosidade de 6,3 mm (1/4 pol.), todos os leitos de 2,54 cm (1 pol.) são bem resolvidos (NDR > 0,2) e a presença da rugosidade em alguns leitos não destroi as lei- turas na frente dos leitos vizinhos. A situação se deteriora à medida que a rugosidade é aumentada para 1,27 cm (3/4 pol.) e 1,91 cm.

As modalidades da descrição discutidas acima utilizam eletrodos de botão para medir uma diferença de voltagem resultante as correntes in- duzias na formação por uma antena. A antena é energizada para produzir uma corrente induzida na formação e um sinal de voltagem entre os eletro- dos é utilizado para determinar a propriedade de resistividade. Outras moda- lidades da descrição utilizam o princípio da reciprocidade para modificar os desenhos discutidos acima. Nessas outras modalidades, uma corrente é transportada para dentro da formação por (energização) um par de eletrodos para transportar uma corrente (galvânica) para dentro da formação e uma antena é utilizada para medir o campo magnético na formação decorrente do fluxo de corrente. Esse campo magnético é relacionado com a condutividade da formação.

Um exemplo é ilustrado na figura 11. É ilustrada uma parte re- presentada por 26. As molas em forma de arco são representadas por 42. A corrente é transportada para dentro da formação utilizando-se eletrodos (não ilustrados) em um ponto adequado no mandril. Como seria conhecido dos versados na técnica, esses eletrodos devem ser grandes o suficiente de forma que o resultado das variações no afastamento nos eletrodos sejam niveladas. Com um eletrodo acima e um eletrodo abaixo a parte 26, o fluxo de corrente na formação é substancialmente vertical. Tal fluxo de corrente vertical produzirá um campo magnético que depende da condutividade da formação. Pelo menos uma antena (bobina) tal como 301 com um eixo geo- métrico transversal pode ser utilizada para medir o campo magnético.

Outra modalidade é ilustrada na figura 12. É ilustrada uma parte representada por 26. As molas em forma de arco são representadas por 42. A corrente é transportada para dentro da formação utilizando os eletrodos 311a, 311b na parte. Esses eletrodos fornecem um fluxo de corrente vertical na formação. O campo magnético produzido pela corrente é uma função da condutividade da formação. Pelo menos uma antena (bobina) tal como 312 com um eixo geométrico transversal pode ser utilizada para medir o campo magnético.

Outra modalidade adicional é ilustrada na figura 13. Os eletrodos 331a, 331b são utilizados para transportar uma corrente na direção horizon- tal na formação. Uma antena tipo bobina 341 com um eixo geométrico verti- cal é utilizada para fornecer um sinal indicativo da condutividade da forma- ção.

Deve-se notar que nas modalidades discutidas nas figuras de 11 a 13 mais de uma bobina pode ser utilizada para fornecer medições para uma imagem de resistividade. Deve-se notar adicionalmente que para apli- cações MWD, pode não ser necessário se utilizar as medições de conjunto visto que a rotação da ferramenta e o movimento de avanço da broca de perfuração podem ser utilizados para realizar as medições para uma ima- gem de resistividade utilizando uma antena tipo bobina única.

Deve-se notar adicionalmente que se o meio for anisotrópico, a configuração das figuras 11 e 12 medirá a resistividade vertical enquanto a configuração da figura 13 medirá a resistividade horizontal da formação.

As medições de resistividade processadas podem ser gravadas em um meio adequado. Adicionalmente, as medições de resistividade po- dem ser utilizadas na avaliação do reservatório. As imagens de resistividade criadas com os instrumentos de cabo são úteis na determinação das imer- sões de formação, limites de reservatório e direções de falha. Tudo isso for- nece uma visão útil no estabelecimento de reservas recuperáveis e produti- vidade dos reservatórios. Isso inclui a determinação as operações de finali- zação, configuração do envoltório, fratura das operações e similares. Adicio- nalmente, as medições realizadas em uma configuração MWD são úteis na navegação e reservatório onde a perfuração direcional pode ser controlada com base em uma imagem de resistividade.

O processamento dos dados pode ser realizado com o uso de um programa de computador implementado em um meio legível por máquina adequado que permite que o processador realize o controle e o processa- mento. O termo processador como utilizado nesse pedido é utilizado em seu sentido tradicionalmente amplo e pretende incluir tais dispositivos como computadores núcleo singulares, múltiplos computadores núcleo, sistemas de computação distribuídos, conjuntos de porta programáveis em campo (FPGA) e similares. O meio legível por máquina referido nessa descrição é qualquer meio que possa ser lido por uma máquina e pode inclui mídia mag- nética, memória ROM, RAM, EPROM, EAROM, flash e discos óticos. O pro- cessamento pode ser realizado dentro o furo ou na superfície. Em uma mo- dalidade alternativa, parte do processamento pode ser feita dentro do furo com o restante conduzido na superfície.

A invenção foi descrita com referência a uma ferramenta de Iog- ging transportada por cabo. Os princípios discutidos acima também podem ser utilizados em uma implementação de medição durante perfuração (MWD) na qual a ferramenta de Iogging é parte de um conjunto de furo infe- rior (BHA) transportado em um elemento tubular de perfuração. O método também pode ser utilizado com a ferramenta de Iogging transportada em uma linha fina. Para fins da presente descrição, o termo "conjunto de furo" pode ser utilizado para descrever um BHA além de configurações nas quais a ferramenta de Iogging é parte de um conjunto transportado em um cabo ou linha fina.

As seguintes definições são úteis na compreensão da presente

descrição.

bobina: uma ou mais voltas, possivelmente circulares ou cilíndri- cas, de um condutor de transporte de corrente capaz de produzir um campo magnético;

EAROM: ROM eletricamente alterável; EPROM: ROM programável eliminável;

memória flash: uma memória não-volátil que pode ser rescrita; indução: com base em uma relação entre um campo magnético alterável e o campo elétrico criado pela mudança;

meio legível por máquina: algo no qual a informação pode ser armazenada em uma forma que pode ser compreendida por um computador ou um processador;

mandril: uma barra, eixo em torno o qual outros componentes são dispostos ou montados. O termo foi estendido na terminologia de poços de óleo e gás para incluir componentes tubulares especializados que são partes chave de um conjunto ou sistema;

falta de alinhamento: a condição de estar fora de linha ou ajus- tado de forma inadequada;

disco ótico: um meio em formato de disco no qual os métodos óticos são utilizados para armazenar e recuperar informação; posição: um ato de colocação ou disposição; o ponto ou área

ocupado por um objeto físico;

ROM: memória de leitura apenas;

Resistividade: resistência elétrica de um condutor a área trans- versal unitária e comprimento unitário. Determinação de resistividade é equi- valente à determinação de sua inversão (condutividade);

Rugosidade: uma descrição qualitativa a aspereza da parede de um furo. Alternativamente, o termo pertence a um furo cujo diâmetro muda rapidamente com a profundidade.

Enquanto a descrição acima é direcionada às modalidades pre- feridas da descrição, várias modificações serão aparentes aos versados na técnica. Pretende-se que todas as variações dentro do escopo e espírito das reivindicações em anexo sejam englobadas pela descrição a seguir.

Claims

1. Aparelho para avaliar uma formação terrestre, o aparelho compreendendo: uma ferramenta de Iogging configurada para ser transportada em um furo, a ferramenta de Iogging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos; e um processador configurado para: energizar um dentre (i) a pelo menos uma antena, e (ii) os pelo menos dois eletrodos para produzir uma corrente elétrica na formação ter- restre; e utilizar um sinal, responsivo à corrente elétrica gerada, produ- zido por outro de (a) pelo menos uma antena e (b) pelo menos dois eletro- dos para determinar uma propriedade de resistividade da formação.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que: (i) o processador é configurado para ativar a pelo menos uma antena; (ii) a corrente elétrica produzida compreende uma corrente indu- zida; e (iii) o sinal produzido compreende uma voltagem entre os pelo menos dois eletrodos.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que: (i) o processador é configurado para permitir que os pelo menos dois eletrodos conduzam a corrente elétrica produzida na formação terrestre; e (ii) o sinal é produzido por pelo menos uma antena em resposta a um campo magnético produzido pela corrente elétrica.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me- nos um dentre: (i) a pelo menos uma antena, e (ii) os pelo menos dois ele- trodos é montado em um mandril de um conjunto de fundo de poço.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me- nos um dentre: a) a pelo menos uma antena e b) os pelo menos dois eletro- dos é montado na parte extensível a partir de um mandril de um conjunto de fundo de poço.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que a pelo menos uma antena adicionalmente compreende pelo menos três bobinas com eixos geométricos distribuídos em azimute em torno de um eixo geomé- tricô da ferramenta de logging.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, em que pelo me- nos uma das pelo menos três bobinas é configurada para operar em uma freqüência diferente com relação a outra das pelo menos três bobinas.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, em que os pelo menos dois eletrodos são configurados para fornecer um fluxo de corrente em uma direção que é uma dentre: (i) substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta de logging, e (ii) substancialmente ortogonal a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta de logging.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que os pelo menos dois eletrodos adicionalmente compreendem pelo menos três pares de eletrodos, cada um dos pares de eletrodos estando em uma posição de azimute diferente em uma parte.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ferra- menta de logging é configurada para ser transportada para dentro do furo utilizando um dentre (i) um cabo, (ii) um elemento tubular de perfuração, e (iii) uma linha fina.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, em que o pro- cessador é configurado para usar um componente do sinal em quadratura com a corrente elétrica.

12. Método para avaliar uma formação terrestre, o método com- preendendo as etapas de: transportar uma ferramenta de logging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos em um furo; energizar um dentre: (a) pelo menos uma antena e (b) pelo me- nos dois eletrodos, e gerar uma corrente elétrica na formação terrestre; e utilizar um sinal responsivo à corrente elétrica gerada, produzido por outro dentre (a) pelo menos uma antena, e (b) pelo menos dois eletrodos para estimar uma propriedade de resistividade da formação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a corren- te elétrica produzida compreende uma corrente induzida resultando da ativa- ção de pelo menos uma antena, e o sinal produzido compreende uma volta- gem entre os pelo menos dois eletrodos.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a corren- te elétrica produzida compreende uma corrente galvânica entre os pelo me- nos dois eletrodos, e o sinal produzido por pelo menos uma antena em res- posta a um campo magnético produzido pela corrente elétrica.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo a etapa de posicionar pelo menos um dentre: (i) pelo menos uma antena e (ii) pelo menos dois eletrodos em um mandril de um conjunto de fundo de poço.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo a etapa de posicionar pelo menos um dentre: (i) pelo menos uma antena e (ii) pelo menos dois eletrodos na parte extensível a partir de um mandril de um conjunto de fundo de poço.

17. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo a etapa de utilizar, para pelo menos uma antena, pelo me- nos três bobinas planas com eixos geométricos distribuídos em azimute em torno de um eixo geométrico da ferramenta de logging.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, adicionalmente compreendendo a etapa de operar pelo menos um dentre pelo menos três bobinas em uma freqüência diferente de outra das pelo menos três bobinas.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, adicionalmente compreendendo a etapa de utilizar pelo menos dois eletrodos para fornecer um fluxo de corrente em uma direção que é uma dentre: (i) substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta de logging, e (ii) substancialmente ortogonal a um eixo geométrico longitudinal da ferramenta de logging.

20. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo a etapa de utilizar para pelo menos dois eletrodos, pelo menos três pares de eletrodos, cada um dos pares de eletrodos estando em uma posição de azimute diferente.

21. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo a etapa de transportar a ferramenta de Iogging para dentro do furo utilizando um dentre (i) um cabo, (ii) um elemento tubular de perfura- ção e (iii) uma linha fina.

22. Método, de acordo com a reivindicação 14, adicionalmente compreendendo a etapa de utilizar um componente do sinal em quadratura com a corrente elétrica.

23. Meio legível por computador para uso com um aparelho para avaliar uma formação terrestre, o aparelho compreendendo: uma ferramenta de Iogging configurada para ser transportada em um furo, a ferramenta de Iogging incluindo pelo menos uma antena e pelo menos dois eletrodos; o meio compreendendo instruções que permitem um processa- dor: energizar um dentre: (i) pelo menos uma antena e (ii) pelo me- nos dois eletrodos, para produzir uma corrente elétrica na formação terres- tre; e utilizar um sinal, responsivo à corrente elétrica gerada, produzido por outro dentre: (a) pelo menos uma antena e (b) pelo menos dois eletrodos para determinar uma propriedade de resistividade da formação.

24. Meio, de acordo com a reivindicação 23, adicionalmente compreendendo pelo menos um dentre: (i) uma RAM, (ii) uma ROM, (iii) uma EPROM, (iv) uma EAROM, (v) uma memória flash, e (vi) um disco ótico.