BRPI0719573B1 - System and method for measuring a well, and, melt-legable environment - Google Patents

Abstract

sistema, método, e, meio legível por máquina. aparelho, métodos para formar o aparelho e métodos para operar o aparelho fornecem uma unidade modular de equipamento (hardware) para fazer medições em um poço. a unidade modular pode incluir um alojamento arranjado para disposição em um elemento de coluna de perfuração, onde o alojamento inclui um sensor que é estruturado de tal modo que o alojamento é transferível para um outro elemento de coluna de perfuração sem uma calibração do sensor durante ou depois da transferência. os elementos de coluna de perfuração associados com a transferência podem ser de diferentes tamanhos.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA FAZER MEDIÇÕES EM UM POÇO, E, MEIO LEGÍVEL POR MÁQUINA” A presente invenção é relativa a sistemas e métodos para fazer medições em um poço.

Fundamento Na perfuração de poços para exploração de petróleo e gás, entender a estrutura e propriedades da formação geológica que circunda um furo de sondagem, fornece informação para auxiliar tal exploração. Contudo, o ambiente no qual as ferramentas de perfuração operam está a distâncias significativas abaixo da superfície e medições para gerenciar a operação de tal equipamento são feitas nestas localizações. As medições dependem, tipicamente, de dispositivos de medição calibrados utilizados com as ferramentas de perfuração para fornecer dados precisos. Além disto, medições são feitas com ferramentas de perfuração de tamanhos variáveis. Antes da aplicação de um dispositivo de medição a diferentes ferramentas de perfuração, o dispositivo de medição é calibrado em relação à ferramenta de perfuração a ser utilizada. Configurar dispositivos de medição pode ser consumidor de tempo quando realizado no local de perfuração, e a calibração pode não ser possível no local de perfuração. Assim, o que é necessário são métodos de fazer medições em um poço, e aparelhos de medição que proporcionem operação eficiente com precisão apropriada.

Breve descrição dos desenhos Configurações da invenção estão ilustradas a guisa de exemplo e não de limitação nas figuras dos desenhos que acompanham, A figura 1 mostra uma configuração de um sistema para fazer medições em um poço ao perfurar. A figura 2 ilustra aspectos de uma configuração de um sistema que tem equipamento modular que é utilizado para fazer medições de furo de sondagem e/ou propriedades de formação ao perfurar em um poço. A figura 3 ilustra aspectos de uma configuração de um sistema que tem equipamento modular que é utilizado para fazer medições de furo de sondagem e/ou propriedades de formação ao perfurar em um poço. A figura 4A ilustra uma configuração de um sistema que tem um alojamento modular para uma medição de isolador ultra-sônico. A figura 4B ilustra uma configuração de um arranjo para calibrar um alojamento a um colar que pode ser utilizado em associação com uma medição de isolador ultra-sônico. A figura 5A ilustra uma configuração de um sistema que tem um alojamento modular para uma medição de densidade. A figura 5B mostra uma vista da configuração do sistema da figura 5A com o alojamento inserido no colar de perfuração e material de enchimento aplicado.

As figuras 5C-D ilustram duas vistas de um alojamento de um sistema tal como o sistema da figura 5A em um bloco de calibração. A figura 6 ilustra uma configuração de um sistema que tem um alojamento modular para uma medição de densidade e que utiliza uma fonte que é configurada em um colar de perfuração extemamente em relação ao alojamento modular. A figura 7A ilustra uma configuração de um sistema que tem um alojamento modular para uma medição de porosidade de nêutron. A figura 7B mostra uma vista na configuração do sistema da figura 7A com o alojamento inserido no colar de perfuração e material de enchimento aplicado. A figura 7C ilustra uma configuração de um alojamento de um sistema tal como o sistema da figura 7A em um banho de calibração. A figura 8 ilustra uma configuração de um sistema que tem um alojamento modular para uma medição de porosidade de nêutron utilizando uma fonte que é configurada em um colar de perfuração extemamente com relação ao alojamento modular. A figura 9 mostra aspectos de uma configuração de um método para calibrar um alojamento modular que é transferível entre colares de perfuração sem calibração e computação de propriedades de formação ou de furo de sondagem. A figura 10 mostra aspectos de uma configuração que utiliza um alojamento de medição modular entre colares de perfuração sem calibração. A figura 11 delineia uma configuração de um sistema em um local de perfuração, onde o sistema inclui um alojamento intercambiável para colares de perfuração com o alojamento arranjado de acordo com uma configuração de alojamento.

Descrição detalhada A descrição detalhada a seguir se refere aos desenhos que acompanham, que mostram a guisa de ilustração diversas configurações da presente invenção. Estas configurações estão descritas em detalhe suficiente para possibilitar àqueles versados na técnica a tomar práticas estas e outras configurações. Outras configurações podem ser utilizadas, e mudanças estruturais, lógicas e elétricas podem ser feitas a estas configurações. As diversas configurações não são necessariamente reciprocamente exclusivas, uma vez que algumas configurações podem ser combinadas com uma ou mais outras configurações para formar novas configurações. A descrição detalhada a seguir não é, portanto, para ser tomada em um sentido limitativo. A figura 1 mostra uma configuração de um sistema 100 para fazer medições em um poço ao perfurar. Tais medições podem incluir medições de formação e de furo de sondagem. O sistema 100 pode incluir um alojamento 110 arranjada para disposição em um colar de perfuração 115, onde o alojamento 110 pode se estruturada como uma unidade modular de equipamento para fazer medições ao perfurar em um poço. O alojamento 110 pode ser localizada sobre ou no colar de perfuração 115. O alojamento 110 pode incluir um sensor 120. O sensor 120 pode ser realizado como um detector configurado para receber uma emissão particular a partir do poço, com base no projeto do sensor 120. O sensor 120 pode ser configurado para operar com uma fonte particular que fornece um sinal para fazer medições no poço. Em diversas configurações o alojamento 110 pode ser transferível para um outro colar de perfuração sem uma calibração com a transferência. O alojamento 110 pode ser transferida entre colares de perfuração de diferentes tamanhos. Em uma configuração o alojamento 110 pode incluir uma fonte de medição. Em uma configuração o sistema 100 pode incluir uma fonte de medição externa ao alojamento 110, de tal modo que a fonte de medição tem uma orientação fixa com o alojamento 110. A orientação fixa pode ser determinada para ser uma distância fixa do alojamento 110. O alojamento 110 pode ser configurada com fontes e/ou sensores relativamente abertos para o ambiente de perfuração. O alojamento 110 pode ser configurada com um mecanismo para proteger fontes e/ou fontes a partir do ambiente de perfuração, onde o mecanismo de proteção é levado em consideração a determinar propriedades do ambiente de perfuração. O alojamento 110 pode ser considerado ser um aparelho ou sistema que faz parte de um sistema maior que pode incluir um colar no qual o alojamento é colocado. O sistema 100 pode incluir componentes eletrônicos que tem informação correlacionada a uma calibração do alojamento, onde a informação pode ser acessível para uma transferência de alojamento 110 de um colar para um outro colar. Os componentes eletrônicos podem ser localizados no alojamento 110. Os componentes eletrônicos podem ser localizados separados do alojamento 110. O sistema 100 pode incluir um mecanismo para converter informação de medições é de calibração para uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. A informação de calibração pode fornecer dados para levar em consideração às variações de alojamento para alojamento e de fonte para fonte. O sistema 100 pode incluir um mecanismo, aparelho e/ou componentes eletrônicos para calibrar uma combinação do alojamento e uma fonte de medição.

Medições a serem feitas ao perfurar um poço podem incluir medições de furo de sondagem e de propriedades da formação do poço. Medições de furo de sondagem se relacionam ao próprio furo de sondagem (também referido como um furo de poço), que inclui o furo aberto que é a porção não revestida do poço. O furo de sondagem pode se referir ao diâmetro interno da parede do furo de poço. A parede do furo de poço é a face de rocha que limita o furo perfurado. Tipicamente a formação se refere a um corpo de rocha que pode ser mapeado. Tal mapeamento pode depender da rocha ser contínua e suficientemente diferente. Medições de formação se relacionam à rocha ao redor do furo de sondagem, tipicamente incluindo o volume de rocha e as propriedades físicas deste volume. Um modelo geológico pode ser empregado para fornecer propriedades da rocha além da medição.

Medição das propriedades do poço na vizinhança do ponto de perfuração pode ser realizada com diversas técnicas. Ferramentas de linha de cabo ou convencionais permitem medição de uma ou mais quantidades físicas em e ao redor de um poço como uma função de profundidade ou tempo, onde registro ou gravação de dados é tomado para baixo no poço, com o registro sendo transmitido de volta para a superfície através de uma linha de cabo e gravado na superfície. Ferramentas de linha de cabo tipicamente utilizam cabo de uma trança ou de diversas tranças ou cabo elétrico para abaixar ferramentas para o interior do furo de sondagem para transmitir dados e não são utilizados ao perfurar. Ferramentas de medição ao perfurar (MWD) permitem que informação seja transmitida para a superfície ou registrada ao perfurar para baixo do furo. Ferramentas MWD proporcionam a avaliação de propriedades físicas, tipicamente propriedades de furo de sondagem que genericamente incluem pressão, temperatura e trajetória do furo de sondagem em espaço tridimensional. Técnicas de transmissão associadas com ferramentas MWD para enviar a informação para a superfície podem utilizar pulsos de lama, que são pulsos de pressão em um sistema de lama. Lama se relaciona tipicamente a fluido de perfuração que pode incluir a maior parte dos fluidos utilizados em operações de perfuração para petróleo e gás. Os fluidos podem conter quantidades significativas de sólidos suspensos, água emulsificada ou petróleo. Medição de diversas propriedades no poço como uma função de profundidade ou tempo ao perfurar pode também ser realizada utilizando ferramentas de registro ao perfurar (LWD).

Ferramentas LWD são ferramentas de medição ao perfurar que também medem parâmetros da formação tais como resistividade, porosidade, velocidade sônica, e raios gama. Ferramentas LWD podem incluir dispositivos e sistemas integrados em um conjunto de fundo de furo que proporcionam a medição de propriedades de formação durante a escavação do furo ou logo depois disto. A utilização de ferramentas LWD permite a medição das propriedades antes que fluidos de perfuração invadam o poço de maneira profunda. Ferramentas LWD permitem medições que podem ser difíceis de conseguir com ferramentas de linha de cabo convencionais.

Em um procedimento de registro ao perfurar, o colar de perfuração utilizado pode ter um diâmetro próximo ao diâmetro do tamanho do furo de perfuração, de modo a minimizar o espaço entre um colar de perfuração e a parede do furo. Em diversas configurações, instrumentação de medição para registro ao perfurar pode ser configurada essencialmente para ser disparada, isto é, colocada rapidamente nestes colares a partir do exterior, para facilitar, com facilidade relativa, o movimento da instrumentação de um colar para um outro colar. Esta instrumentação pode ser comutada entre diferentes tamanhos de colares no local do poço. Uma vez que o registro seja coletado com um colar de perfuração, diversas configurações da instrumentação permitem que ele seja rapidamente movido para fora do colar no qual o registro está coletado, e disposto em um outro colar de perfuração. A instrumentação pode ser construída com tolerâncias de usinagem apertadas com relação à área da fonte, a área dos colares de perfuração na qual a instrumentação deve ser localizada, e o ajustamento de tal instrumentação ao colar de perfuração. O alojamento pode ser projetada de tal modo que o espaçamento relativo e a orientação da fonte e detectores permanecem substancialmente constantes de colar para colar.

Diversas ferramentas de medição utilizam sensores nos quais a avaliação de um sinal detectado, ou evento, é conduzida com base em uma calibração do sensor em relação a uma fonte qüe é utilizada para fornecer o sinal ou evento detectado. O conjunto de sensores e componentes eletrônicos associados podem ser arranjados em um alojamento que pode ser colocada sobre ou em um colar de perfuração. Com diferentes colares de perfuração a relação do colar de perfuração para a formação na localização de perfuração pode variar entre os diferentes colares de perfuração. Como resultado, um alojamento utilizada com um colar de perfuração tem uma relação com a formação na localização de perfuração que é relacionada ao colar de perfuração. Em operações de perfuração convencionais, cada vez que um alojamento de medição é transferida para um colar de perfuração diferente, o alojamento de medição é recalibrada. Em diversas configurações alojamentos são arranjadas com sensores em relação a suas fontes associadas, de tal modo que uma vez calibradas, os alojamentos podem ser transferidos para diferentes colares de perfuração, sem realizar uma calibração depois da transferência. Recalibração subsequente do arranjo de alojamento pode ser programado com base em um período de tempo desde a última calibração. Tal recalibração pode estar relacionada a mudanças na fonte e/ou propriedades do sensor com o tempo. Em diversas configurações, durante uma transferência de um colar de perfuração para um outro colar de perfuração, informação relativa à transferência pode ser fornecida para os componentes eletrônicos no alojamento. Os componentes eletrônicos podem então utilizar características da nova localização de alojamento e geometria do colar ao avaliar os parâmetros medidos recebidos ao perfurar com um novo colar de perfuração. Tal alojamento, com seus dispositivos de medição associados, pode permitir utilização eficiente de equipamento de medição com diferentes colares de perfuração em um local de perfuração. Em diversas configurações o sistema modular de equipamento de medição LWD pode ser construído, o qual pode ser movido de um colar de perfuração para um outro, a despeito do tamanho do colar sem ter que trocar a calibração. Aplicação de tal equipamento pode proporcionar um sistema relativamente eficiente para fazer medições de formação e de furo de sondagem em um poço ao perfurar. A figura 2 ilustra aspectos de uma configuração de um sistema 200 que tem equipamento modular que é utilizado para fazer medições de propriedades de furo de sondagem E/ou de formação ao perfurar em um poço. O sistema 200 pode incluir um colar 215, um aparelho de calibração 250, um alojamento 210 que contém um sensor 220 e instrumentação 240 para aplicar medições de alojamento calibradas para gerar uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. O sistema 200 não está limitado a um alojamento que contém um sensor, mas pode utilizar diversos alojamentos. As diversos alojamentos podem ser ligadas em diversas localizações ao longo de uma coluna de tubos de perfuração. Tal coluna de tubos de perfuração pode ser definida como uma coluna de perfuração. Cada alojamento pode conter um ou mais sensores. Cada sensor pode ser projetado para ser sensível a uma forma de radiação que passa através do furo de sondagem ou formação. Se o tipo de medição empregado utiliza uma fonte de radiação gerada a partir do aparelho de medição tal como a fonte 230, ela pode ser localizada no alojamento 210. Colocando a fonte 230 no alojamento 210 o espaçamento fonte para detector irá permanecer fixo ao transferir o alojamento 210 para um outro elemento de coluna de perfuração. O espaçamento fixo fonte para detector, permite a intercambiabilidade de um alojamento entre elementos de coluna de perfuração. Medições podem incluir radiação de sensoriamento ou outra forma de emissão que é naturalmente fornecida a partir da formação, onde a emissão é uma função da composição e estrutura da formação. O aparelho de calibração 250 é utilizado para calibrar o alojamento 210 para levar em consideração as variações de alojamento para alojamento e de fonte para fonte. Os resultados podem ser armazenados na instrumentação 240 para fornecer informação de calibração. A instrumentação 240 pode ser realizada como diversos dispositivos que podem ser acessadas para fornecer a informação de calibração quando indagados. Tais dispositivos podem incluir memórias eletrônicas de diversos tipos. Na transferência de alojamento 210 de um colar para um outro colar, a informação pode ser utilizada pela instrumentação 240 para converter medições de alojamento calibradas para uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. A instrumentação 240 pode ser realizada utilizando diversas formas de dispositivos eletrônicos arranjados para executar diversos algoritmos para gerar dados relativos a uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem, e armazenar os dados para acesso futuro, ou transmitir os dados para a superfície. A instrumentação 240 pode incluir um conjunto de processadores e um conjunto de memórias de tal modo que software armazenado na instrumentação 240 pode ser utilizado para processar diversos algoritmos para gerar e armazenar propriedades de formação ou de furo de sondagem. Em uma configuração, informação de calibração e dados de propriedades podem ser armazenados fora de um alojamento. Tal armazenagem pode ser realizada em um outro módulo sobre o colar, ou um módulo sobre um outro colar. Tal armazenagem pode ser realizada em um outro alojamento sobre a coluna de perfuração. Um sistema de comunicação de lama ou outro sistema pode ser utilizado para transferir a informação. O sistema 200 pode incluir mais do que um colar 215 ao qual o alojamento 210 pode ser colocado. Os colares podem ter diferentes diâmetros. Os alojamentos 210 e colares 215 do sistema 200 podem ser projetados de modo que uma calibração pode ser utilizada com um alojamento particular, a despeito do colar sobre o qual ele está colocado. O alojamento para o arranjo de colar pode ser construída de diversas formas. Em uma configuração o alojamento 210 pode ser colocado em uma abertura fornecida no colar 215 de tal modo que o alojamento 210 não se estende além da superfície do colar. Em tal configuração uma porção externa do alojamento 210 pode estar em nível com a superfície do colar. Altemativamente, uma porção externa do alojamento 210 pode ser recuada da superfície do colar. Em uma outra configuração o alojamento 210 pode ser colocado em uma abertura fornecida no colar, de tal modo que o alojamento 210 se estende além da superfície do colar. Em uma outra configuração o alojamento 210 pode ser colocado sobre a superfície do colar. A calibração pode ser realizada em uma base programada. Contudo, com o alojamento 210 contendo informação de calibração, tal calibração não precisa ser aplicada com a transferência do alojamento 210 de um colar para um outro colar de um tamanho diferente. A figura 3 ilustra aspectos de uma configuração de um sistema 300 que tem equipamento modular que é utilizado para fazer medições de furo de sondagem e/ou de propriedades de formação ao perfurar um poço. O sistema 300 pode incluir um colar 315, um aparelho de calibração 350, um alojamento 310 que contém um sensor 320 e instrumentação 340 para aplicar medições de alojamento calibradas para fornecer uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. O presente sistema não está limitado a um alojamento que contém um sensor, mas pode utilizar diversos alojamentos. Os diversos alojamentos podem ser utilizados em diversas localizações ao longo de uma coluna de perfuração. Cada alojamento pode conter um ou mais sensores. Cada sensor pode ser projetado para ser sensível a uma forma de radiação que passa através do furo de sondagem ou formação.

Na configuração como mostrada na figura 3, o tipo de instrumento de medição utiliza uma fonte de radiação e a fonte 330 está localizada no colar 315. O aparelho de calibração 350 pode ser empregado para calibrar o alojamento 310 para levar em consideração variações de alojamento para alojamento e de fonte para fonte. Os resultados podem ser armazenados em diversos dispositivos que podem ser acessados para fornecer a informação de calibração quando indagados. Tais dispositivos podem incluir memórias eletrônicas de diversos tipos. Na transferência de alojamento 310 de um colar para um outro colar, a informação pode ser utilizada pela instrumentação 340 para converter medições de alojamento calibradas para uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. A instrumentação 340 pode ser realizada utilizando diversas formas de dispositivos eletrônicos que podem ser arranjados para realizar diversos algoritmos para gerar dados relativos a uma ou mais das propriedades de formação ou de furo de sondagem e armazenar os dados para acesso futuro, ou transmitir os dados para a superfície. A instrumentação 340 pode incluir um conjunto de processadores e um conjunto de memórias, de tal modo que a software armazenado na instrumentação 340 pode ser utilizado para processar diversos algoritmos para gerar e armazenar propriedades de formação ou de furo de sondagem. Em uma configuração a informação de calibração e dados de propriedades podem ser armazenados fora do alojamento 310. Tal armazenagem pode ser realizada em um outro módulo sobre um outro colar. Tal armazenagem pode ser realizada em um outro alojamento sobre a coluna de perfuração. Um sistema de comunicação de lama ou um outro sistema pode ser utilizado para transferir a informação. O sistema 300 pode incluir mais do que um colar 315 para o interior do qual o alojamento 310 pode ser colocado. Os colares podem ter diferentes diâmetros, cada colar 315 tendo uma fonte de radiação localizada no colar 315 ao invés de no alojamento 310. Os alojamentos 310 e colares 315 do sistema 300 podem ser projetados e construídos de tal modo que uma calibração pode ser utilizada com um alojamento particular a despeito do colar sobre o qual elo está preso. O arranjo de alojamento para colar pode ser construído em diversas formas. Em uma configuração o alojamento 310 pode ser colocado em uma abertura fornecida no colar 315 de tal modo que o alojamento 310 não se estende além da superfície do colar. Em tal configuração uma porção externa do alojamento 310 pode estar em nível com a superfície do colar. Altemativamente, uma porção externa do alojamento 310 pode ser recuada a partir da superfície do colar. Em uma outra configuração, o alojamento 310 pode ser colocado em uma abertura fornecida no colar, de tal modo que o alojamento 310 se estende além da superfície do colar. Em uma outra configuração, o alojamento 310 pode ser colocado sobre a superfície do colar. A calibração pode ser realizada em uma base programada; contudo, com alojamento que contém informação de calibração a calibração não precisa ser aplicada com a transferência de alojamento 310 de um colar para um outro colar de um tamanho diferente.

Em diversas configurações dois sistemas de medição modulares podem incluir sistemas de medição de densidade, sistemas de medição de porosidade com nêutron, sistemas de medição de isolamento ultrassônico, um sistema que tem um dispositivo de formação de imagem com resistividade, outros sistemas de medição, ou combinações de sistemas de medição. Configurações tais como aquelas que têm aplicações que fornecem medições de densidade e porosidade com nêutron podem incluir técnicas para assegurar que a fonte que está sendo utilizada não se toma deslocada do arranjo de ferramenta de perfuração/medição. Uma configuração tal como ilustrada na figura 3 na qual a fonte 330 pode ser fixada de maneira segura ao colar 315, fornece um mecanismo para proteger a fonte 330. Tolerâncias de usinagem mais apertadas, para possibilitar a transportabilidade de calibrações, podem ser associadas com sistemas de medições modulares da figura 3 quando comparadas com a figura 2.

Calibrações das diversas configurações de sistemas de medição modulares podem ser realizadas com o alojamento em um colar, em si mesma ou em um suporte que atua como um pequeno colar. Se uma fonte não é montada no alojamento, um suporte pode ser utilizado para manter a fonte e o alojamento na configuração adequada. Os parâmetros obtidos do processo de calibração podem ser armazenados nos componentes eletrônicos do alojamento, de modo que eles são facilmente disponíveis sempre que aquele alojamento é utilizado.

Em diversas configurações o alojamento de medição é genericamente cilíndrico em forma, embora outras formas possam ser utilizadas. O alojamento de medição pode ser inserido em uma fenda usinada para o interior do exterior do colar de perfuração. A área do alojamento sobre os sensores e a localização de saída de radiação da fonte podem ser expostas diretamente ao fluido de perfuração para reduzir sensibilidade a detalhes do colar. O sensor e a localização de saída podem ser protegidos do fluido de perfuração onde a calibração inicial e periódica levam em consideração os detalhes comuns a um conjunto de colares que podem ser utilizados com o alojamento de medição modular. A figura 4A ilustra uma configuração de um sistema 400 que tem um alojamento modular 410 para uma medição de isolamento ultrassônico. O alojamento 410 pode ser configurado para suportar pressões associadas com perfurações em grandes profundidades a partir da superfície. O alojamento de medição 410 pode ser inserido em uma fenda em um colar de perfuração 415. Um transdutor ultrassônico 420 pode ser montado na parede do alojamento de pressão 410 de modo que ele forma uma vedação de pressão entre o interior e o exterior do alojamento de pressão 410. Aparelho de vedação convencional tal como uma vedação de anel-0 pode ser utilizado para implementar a vedação de pressão. Uma espaço de cerca de metade até três quartos de uma polegada pode existir dentro do topo do transdutor 420 ou diâmetro externo do colar de perfuração 415. O transdutor 420 pode ser ligado eletricamente aos componentes eletrônicos 440 que excita ao mesmo tempo o transdutor 420 e processa sinais recebidos. O sistema 400 pode incluir um conector 445 para energia e dados. O colar de perfuração 415 pode também conter um furo perfurado axialmente através dele para permitir a passagem de lama de perfuração.

Periodicamente (por exemplo, a cada 5 ms) os componentes eletrônicos 440 pode fornecer um pulso de alta voltagem ao transdutor 420 o que faz com que o transdutor 420 vibre e emita ondas ultrassônicas para o interior da lama que envolve o colar de perfuração 415. As ondas eventualmente se propagam até a parede da formação, que reflete parte da energia de volta para o transdutor 420. Quando atingido pela onda refletida, o transdutor 420 vibra novamente, o que gera um sinal de voltagem que é detectado pelos componentes eletrônicos 440.

Depois que o transdutor 420 é pulsado para gerar a onda ultrassônica, ele continua a vibrar por algum tempo. Tal vibração induz um sinal nos componentes eletrônicos de recepção 440, exatamente como ele faz quando ativado por um pulso refletido. Uma vez que este toque descendente pode ser muito grande, nenhuma reflexão pode ser detectada até que ele tenha decaído de maneira significativa. Para assegurar que isto acontece, o transdutor 420 pode ser recuado abaixo do diâmetro externo do colar de perfuração 415. Este arranjo proporciona uma acumulação de tempo que é duas vezes mais longa que o tempo que leva o pulso para viajar a distância adequada. Genericamente, cerca de metade até três quartos de polegada é adequado para a quantidade de recuo. O tempo entre quando o transdutor 420 é pulsado pelos componentes eletrônicos 440 e quando o sinal de retomo é detectado é registrado. Este tempo é relacionado de maneira linear a duas vezes a distância entre a superfície externa do transdutor 420 e a parede do furo de sondagem. A porção linear da relação depende da velocidade do pulso de pressão ultra-sônica no fluido, o que pode ser estimado dos constituintes conhecidos da lama, ou determinado com uma outra medição. O deslocamento na relação linear depende de detalhes dos componentes eletrônicos 440 e transdutor 420, bem como da distância que o transdutor 420 está recuado abaixo do diâmetro externo do colar de perfuração 415. Este deslocamento pode ser determinado a partir de um procedimento de calibração.

Em uma configuração a distância que o transdutor 420 está recuado abaixo do diâmetro externo do colar de perfuração 415 é feita a mesma para todos os colares. Se a medição de deslocamento é calibrada enquanto o alojamento 410 está no colar 415, tal medição assegura que a calibração será válida para qualquer colar no qual o alojamento 410 seja colocado Se a medição de deslocamento é calibrada fora do colar 415 os valores de calibração podem ser ajustados para levar em consideração a mudança em deslocamento que irá ocorrer quando o alojamento 410 for colocado no colar 415. Uma vez que esta mudança será a mesma para todos os colares, a calibração pode ser utilizada para todos os colares. Altemativamente, o recuo pode ser medido quando o alojamento 410 é colocado no colar 415 e utilizado como uma entrada para o software de processamento, de modo que a calibração pode ser alterada em uma maneira conhecida sem ter que repetir o procedimento de calibração. O exemplo acima ilustra o sistema 400 que tem um único transdutor 420 utilizado em modo de pulso-eco. Os aspectos discutidos no exemplo acima também podem se aplicar a um sistema 400 que tem dois detectores configurados no alojamento 410 e utilizado em um modo de emissão-captação (um transdutor envia e um outro recebe). Os aspectos discutidos no exemplo acima também podem se aplicar ao sistema 400 configurado com mais do que um transdutor de pulso-eco 420. A figura 4B ilustra uma configuração de um arranjo para calibrar o alojamento 410 que pode ser utilizado em associação com uma medição de isolamento ultra-sônico. O alojamento de medição 410 pode ser calibrado enquanto no colar 415 utilizando técnicas que são bem conhecidas na técnica, ou ela pode ser calibrada removendo o alojamento 410 do colar de perfuração 415. Se este último procedimento é realizado, o alojamento 410 pode ser calibrado imergindo o alojamento 410 utilizando o isolamento 455 em um banho de água 451 com uma superfície de reflexão 454 a uma distância conhecida afastada do alojamento 410 como mostrado na figura 4B. O isolamento 455 pode ser construído para simular o isolamento para a ferramenta de perfuração em um poço, que é a distância entre a ferramenta de perfuração e a formação. A figura 5A ilustra uma configuração de um sistema 500 que tem um alojamento modular 510 para uma medição de densidade. O alojamento de medição 510 pode ser inserido em uma fenda 513 em um colar de perfuração 515. O alojamento 510 pode ser estruturado em diversos arranjos. Como mostrado na figura 5A o alojamento 510 pode incluir duas peças ou duas seções que são ligadas juntas. Uma seção pode ser um alojamento de pressão 512 que mantém detectores 520-1, 520-2 e componentes eletrônicos 540. Uma outra seção pode incluir um bloco de tungstênio 514 que mantém uma fonte 530. A fonte 530 pode ser césio 137. Raios gama podem passar da fonte 530 através de um colimador e uma janela de densidade relativamente baixa 516 montada na frente do alojamento. A janela 516 pode ser uma janela de titânio ou outra janela de material apropriado. A janela 516 mantém fluidos quanto a passar para o interior da cavidade da fonte. Os raios gama que deixam o alojamento 510 se dispersam na formação com alguns dos raios gama redirecionados de volta no sentido do alojamento 510. destes raios gama redirecionados de volta no sentido do alojamento 510, alguns passam através das janelas 517 e 518 sobre os colimadores detectores, através dos colimadores e para o interior dos detectores 520-1 e 520-2. Os detectores 520-1, 520-2 podem ser cristais de NaI que convertem os raios gama em luz. Os detectores 520-1, 520-2 não estão limitados a utilizar cristais NaI, porém podem empregar outros materiais apropriados. A janela 518 sobre o detector 522 pode ser uma janela de óxido de berilo e a janela 517, mais afastada da fonte 530, pode ser uma janela de titânio. As janelas no alojamento 510 não estão limitadas aos materiais anteriormente mencionados, porém podem ser compostas de outros materiais apropriados. Detectores 520-11 e 520-2 podem ser acoplados a tubos fóton-multiplicadores (PMTs) 543-1, 543-2, respectivamente, os quais convertem luz dos detectores para sinais eletrônicos. Uma proteção de tungstênio 519 pode ser utilizada para cobrir os detectores 520-1, 520-2. A proteção de tungstênio 519 também pode ser utilizada para cobrir outros diversos eletrônicos no alojamento de pressão 512. Os sinais são processados pelos componentes eletrônicos 540 para produzir taxas de contagens representativas do número de gamas detectados dentro de diversas faixas de energia para cada detector 520-1,520-2. Estas taxas de contagem podem então ser convertidas para propriedades da formação e do furo de sondagem utilizando diversas técnicas conhecidas na arte. O sistema 500 pode incluir um conector 545 para energia e dados. O alojamento 510 se ajusta em uma cavidade usinada no exterior do colar de perfuração 515. Diversos dispositivos para manter o alojamento 510 no lugar podem ser utilizados. A utilização de métodos redundantes de segurar podem ser utilizadas de modo que a fonte 530 com a ligação de alojamento 510 permanece no colar 515 sob todas as circunstâncias. A figura 5B mostra uma vista do colar de perfuração 515 com o alojamento 510 inserido e material de enchimento 560 aplicado. Quaisquer espaços ao redor do topo da ferramenta na vizinhança da fonte 530 e detectores 520-1, 520-2 podem ser enchidos com o material para manter a lama de perfuração fora, uma vez que variações nas propriedades da lama podem afetar o registro. Contudo, o material de enchimento 560 que também pode atuar como um grampo, não deveria cobrir as janelas. Uma vez que os efeitos do material de enchimento 560 nas medições será pequeno com janelas não cobertas com o material de enchimento 560, os efeitos podem ser medidos com precisão suficiente com base no tamanho do colar 515. Se material de enchimento 560 cobre as janelas a calibração pode ser utilizada para levar em consideração o material de enchimento 560. Proteção suficiente pode ser colocada no alojamento 510 de modo que raios gama não podem penetrar da traseira ou dos lados do alojamento 510 em quantidades grandes o suficiente para distorcer a medição, a despeito de a que colar o alojamento 510 está preso.

As figuras 5C-D ilustram duas vistas do alojamento 510 em um bloco de calibração 550. Esta configuração de calibração com o alojamento 510 colocado diretamente nos blocos de calibração 550 para calibração, pode ser utilizada se o alojamento 510 não se apóia na proteção traseira e lateral a partir do colar de perfuração 515. Altemativamente, o alojamento 510 pode ser calibrado enquanto dentro do colar 515, utilizando técnicas padrão. A figura 6 ilustra uma configuração de um sistema 600 que tem um alojamento modular 610 para uma medição de densidade que utiliza uma fonte 630 que é configurada sobre um colar de perfuração 615 extemamente em relação ao alojamento modular 610. O alojamento de medição 610 pode ser inserida em uma fenda 613 em um colar de perfuração 615. O alojamento 610 pode ser estruturado em diversos arranjos. O alojamento 610 mantém detectores 620-1, 620-2 e componentes eletrônicos 640. Uma proteção de tungstênio 610 separa o alojamento 610 da fonte 630 que é presa de maneira independente ao colar 615. A fonte 630 pode ser césio- 137. Raios gama podem passar da fonte 630 através de um colimador e uma janela de densidade relativamente baixa 616 montada na frente do alojamento. A janela 616 pode ser uma janela de titânio ou outra janela de material apropriado. A janela 616 mantém fluidos quanto a passar para o interior da cavidade da fonte. Os raios gama que deixam o alojamento 617 se propagam na formação com alguns dos raios gama redirecionados de volta no sentido do alojamento 610. Destes raios gama redirecionados de volta no sentido do alojamento 610, alguns passam através das janelas 617 e 618 sobre os colimadores detectores através dos colimadores e para o interior dos detectores 620-1,620-2. Os detectores 620-1, 620-2 podem ser cristais de NaI que convertem os raios gama para luz. Os detectores e 620-1, 620-2 não estão limitados a utilizar cristais de NaI, porém podem empregar outros materiais apropriados. A janela 618 sobre o detector 620-2 pode ser uma janela de óxido de berilo e a janela 617, mais afastada da fonte 630, pode ser uma janela de titânio. As janelas no alojamento 610 não estão limitadas aos materiais anteriormente mencionados, porém podem ser compostas de outros materiais apropriados. Detectores 620-11 e 620-2 podem ser acoplados a tubos fóton-multiplicadores (PMTs) 643-1, 643-2, respectivamente, os quais convertem luz dos detectores para sinais eletrônicos. Uma proteção de tungstênio 619 pode ser utilizada para cobrir os detectores 620-1, 620-2. A proteção de tungstênio 619 também pode ser utilizada para cobrir outros diversos eletrônicos no alojamento de pressão 610. Os sinais são processados pelos componentes eletrônicos 640 para produzir taxas de contagens representativas do número de gamas detectados dentro de diversas faixas de energia para cada detector 620-1, 620-2. Estas taxas de contagem podem então ser convertidas para propriedades da formação e do furo de sondagem utilizando diversas técnicas conhecidas na arte. O sistema 600 pode incluir um conector 645 para energia e dados.

Em uma configuração o alojamento 610 com fonte configurada extemamente 630 pode ser configurado similar ao alojamento 510 da figura 5A, exceto que a fonte 630 é presa diretamente ao colar de perfuração 615. A fonte 630 pode ser atarraxada diretamente no colar 615. Proteção suficiente, tal como proteção de tungstênio 614 pode ser colocada entre a fonte 630 e detectores 620-1, 620-2 para impedir que um número significativo de raios gama viaje em uma linha reta desde a fonte 630 até os detectores 620-1, 620-2. Em uma configuração a fonte do colimador e janelas 616, 617 e 618 são usinadas de maneira quase idêntica para cada colar. Em uma maneira similar, a fenda 613 para o alojamento 615 é posicionada quase que de maneira idêntica em relação à fonte 630 para cada colar. Como resultado da orientação comum da fonte 630 em relação ao alojamento 610 e materiais comuns utilizados, medições com a mesmo alojamento e a fonte serão essencialmente idênticos de colar para colar. O alojamento 610 pode ser calibrada em uma maneira similar ao alojamento 510, com a posição de fonte 630 incluída na calibração. A figura 7A ilustra uma configuração de um sistema 700 que tem um alojamento modular 710 para uma medição de porosidade com nêutron. O alojamento de medição 710 pode ser inserida em uma fenda 713 em um colar de perfuração 715. O alojamento 710 pode incluir uma fonte de nêutron 730, detectores de nêutron 720 e componentes eletrônicos 740. A fonte de nêutron 730 pode ser Cf 252, uma mistura de AM 241 e berilo, um acelerador de partículas que gera nêutron ou outra fonte que gera nêutrons. Detectores 720 podem ser tubos enchidos com gás Hs-3. Detectores 720 podem incluir vidro envemizado com lítio conectado aos tubos fóton-multiplicadores. Detectores 720 podem incluir outros materiais para detecção de nêutrons. Nêutrons passam a partir da fonte 730 através do alojamento 710 e para fora, para o interior da lama e formação circundantes. Alguns dos nêutrons são redirecionados de volta no sentido do alojamento 710. Destes nêutrons que são redirecionados de volta no sentido do alojamento 710 alguns passam para os detectores 720. Os detectores 720 convertem os nêutrons para sinais eletrônicos que são processados pelos componentes eletrônicos 740 para produzir taxas de contagem representativas do número de nêutrons detectados por cada detector 720. Estas taxas de contagem podem então ser convertidas em propriedades de formação e de furo de sondagem utilizando diversas técnicas como são conhecidas na arte. O sistema 700 pode incluir um conector 745 para energia e dados. O alojamento 710 se ajusta em um cavidade 703 usinada para o interior do exterior do colar de perfuração 715. Diversos dispositivos para manter o alojamento 710 no lugar são possíveis, e métodos redundantes podem ser utilizados de modo que a fonte 730 no alojamento 710 permanece no colar 715 sob todas as circunstâncias. A figura 7B ilustra uma configuração que inclui a aplicação de material de enchimento 760 à ligação do alojamento 710 ao colar de perfuração 715. Quaisquer espaços ao redor do topo da ferramenta na vizinhança da fonte 730 e detectores 720 deveríam ser enchidos com material de enchimento 760 para manter a lama de perfuração fora, uma vez que variações nas propriedades da lama podem afetar o registro. Os efeitos de material de enchimento 760 nas medições pode ser pequeno e pode ser predito com precisão suficiente com base no tamanho do colar. Devido à natureza do transporte de nêutrons, a medição pode não ser totalmente protegida de nêutrons que penetram na traseira ou laterais do alojamento. Consequentemente, a medição pode ser sensível ao tamanho do colar em alguma extensão. Esta sensitividade pode ser caracterizada para cada tamanho de colar, e levada em consideração pelo processamento. A figura 7C ilustra uma configuração do alojamento 710 em um banho de calibração 750. O banho de calibração 750 pode ser um grande banho de água. Altemativamente, o alojamento 710 pode ser calibrado enquanto dentro do colar 715 utilizando técnicas padrão. A figura 8 ilustra uma configuração de um sistema 800 que tem um alojamento modular 810 para medição de porosidade com nêutron utilizando uma fonte 830 que é configurada sobre um colar de perfuração 815 extemamente com relação ao alojamento modular 810. O alojamento de medição 810 pode ser inserido em uma fenda 803 em um colar de perfuração 815. O alojamento 810 pode ser estruturado em diversos arranjos. O alojamento 810 pode incluir detectores de nêutrons 820 e componentes eletrônicos 840. A fonte de nêutron 830 pode ser Cf-252, uma mistura de Am 241 e berilo, um acelerador de partículas que gera nêutrons, ou outra fonte que gera nêutrons. Detectores 820 podem ser tubos enchidos com gás He-3. Os detectores 820 podem incluir vidro envemizado com lítio conectado a tubos fóton-multiplicadores. Os detectores 820 podem incluir outros materiais para detecção de nêutrons. Nêutrons passam da fonte 830 através do colar de perfuração 815 para fora, para a lama e a formação circundantes. Alguns dos nêutron são redirecionados de volta no sentido do alojamento 810. Destes neutros que são redirecionados de volta no sentido do alojamento 810 alguns passam para os detectores 820. Os detectores 820 convertem os nêutrons para sinais eletrônicos que são processados pelo componente eletrônico 840 para produzir taxas de contagem representativas do número de nêutrons detectado por cada detector 820. Estas taxas de contagem podem então ser convertidas para propriedades da formação e do furo de sondagem utilizando diversas técnicas como são conhecidas na arte. O sistema 800 pode incluir um conector 845 para energia e dados.

Em uma configuração o alojamento 810 com fonte configurada extemamente 830 pode ser configurada similar ao alojamento 710 da figura 7A, exceto que a fonte 830 é presa diretamente ao colar de perfuração 815. A fonte 830 pode ser atarraxada diretamente no colar 815. A fonte 830 é posicionada na mesma profundidade abaixo do diâmetro externo do colar 815 para todos os colares. A fenda 813 para o alojamento 810 é posicionada quase identicamente em relação à fonte 830 para cada colar. Como resultado da posição comum na fonte 830 em relação ao alojamento 810, medições com o mesmo alojamento 810 e fonte 830 serão essencialmente idênticas de colar para colar. O alojamento 810 pode ser calibrado em uma maneira similar ao alojamento 710 com a posição relativa da fonte 830 incluída na calibração. A figura 9 mostra aspectos de uma configuração de um método para calibrar um alojamento modular que é transferível entre colares de perfuração, sem calibração e computação de propriedades de formação ou de furo de sondagem. Em 910 uma combinação de um alojamento e uma fonte de medição configuradas para fazer medições ao perfurar é fornecida. O alojamento pode ser configurado de acordo com qualquer uma dos alojamentos discutidos com relação às figuras 1-8 ou outra configuração. O alojamento pode ser arranjado como uma ferramenta de medição de isolamento ultra-sônico, uma ferramenta de medição de densidade, uma medição de porosidade com nêutron, uma ferramenta para medir outras propriedades de furo de sondagem e de formação, ou diversas combinações de ferramentas de medição. O alojamento pode incluir, porém não está limitado a, um ou mais sensores de componentes eletrônicos, onde os componentes eletrônicos podem ser estruturados para armazenar informação de calibração e para converter medições de informação de calibração para uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem. Para um alojamento modular para uma ferramenta de medição na qual emanações a partir da uma formação são medidas sem utilizar uma fonte ativa, o instrumento de calibração pode ser construído para incluir aspectos para calibrar a ferramenta de medição. Para um alojamento modular para uma ferramenta de medição que utiliza uma fonte ativa a fonte pode ser presa ao alojamento com uma posição medida ou conhecida da fonte em relação ao sensor do alojamento. Para um alojamento modular para uma ferramenta de medição que utiliza uma fonte ativa a fonte pode ser externa ao alojamento e presa na ferramenta de calibração com posição conhecida para o alojamento, e/ou um sensor do alojamento, com base no arranjo comum aos colares de perfuração aos quais o alojamento pode ser transferido.

Em 920 a combinação do alojamento e da fonte de medição é calibrada. Os resultados da calibração podem ser armazenados nos componentes eletrônicos do alojamento e utilizados na transferência do alojamento entre diferentes colares de perfuração sem calibração depois da transferência. Altemativamente, os resultados da calibração podem ser armazenados em uma outra localização acessível para proporcionar transferência do alojamento de um colar de perfuração para um outro sem recalibração. Eles podem não ser armazenados no alojamento particular na qual os dados são adquiridos, porém em uma outra localização associada. Em qualquer que seja a localização em uma coluna de perfuração que a informação é armazenada, a localização pode ser selecionada de tal modo que a informação de calibração esteja sempre disponível para o alojamento de medição e/ou alojamento de dados de avaliação.

Em 930 a combinação de alojamento e fonte de medição pode ser configurada para registro. Em 940 fatores de geometria relevantes do colar podem ser medidos. Os fatores de geometria relevantes do colar podem ser armazenados em uma memória. Em 950 propriedades da formação ou do furo de sondagem são computadas utilizando medições da ferramenta, a calibração e fatores de geometria relevantes. Os colares de perfuração associados com a transferência de alojamento podem ser de tamanhos diferentes. Para técnicas de medição nas quais o tamanho do colar de perfuração é um parâmetro tal como uma ferramenta de nêutrons, a calibração pode ser conduzida para levar em consideração com tamanhos de colar variáveis com os dados resultantes armazenados nos componentes eletrônicos associados com o alojamento. Durante transferência o tamanho do colar de perfuração ao qual o alojamento está sendo ligado pode ser introduzido como entrada de dados para os componentes eletrônicos associados. Com o tamanho do colar discado nos componentes eletrônicos, o software dentro do alojamento pode levar em consideração o tamanho do colar nos algoritmos que são utilizados nas medições. Estes algoritmos podem ser armazenados e controlados nos componentes eletrônicos associados.

As calibrações levam em consideração a resistência da fonte utilizada na medição e a variação da resistência da fonte com o tempo. Cada tipo de medição de alojamento pode ter um projeto diferente para as diferentes medições e podem ser calibrados independentemente de outros tipos de alojamentos de medição. O cálculo de propriedades da formação ou de furo de sondagem leva em consideração variações associadas com os aspectos do tipo de ferramenta de medição para o qual o alojamento é configurada. A calibração pode ser realizada para fazer essencialmente todas as ferramentas parecerem as ferramentas padrão. Todas as medições feitas em calibração com uma dada ferramenta podem ser mapeadas para uma ferramenta padrão. Os algoritmos associados com a ferramenta de medição então mapeiam a ferramenta padrão para as propriedades da formação. A calibração pode ser feita periodicamente em momentos randômicos tais que a medição do alojamento não precise ser calibrada com a transferência entre diferentes ferramentas de perfuração. A figura 10 mostra aspectos de uma configuração de utilização de um alojamento de medição modular entre colares de perfuração sem calibração. Em 1010 é feito um primeiro conjunto de medições ao perfurar em um poço. As medições podem ser conduzidas utilizando uma configuração de um alojamento modular ligado a um primeiro colar de perfuração, onde o alojamento é configurado para transferência entre diferentes colares de perfuração sem calibração depois da transferência. As medições podem incluir medições de furo de sondagem, medições de formação ou combinações delas.

Em 1020 o alojamento é transferido para um outro colar de perfuração sem realizar uma calibração depois da transferência. Em algumas configurações a transferência pode ser realizada de tal modo que o alojamento é transferido para um colar de perfuração que é de um tamanho diferente do colar de perfuração precedente ao qual o alojamento foi ligado. Informação armazenada no alojamento pode ser acessado e aplicado para levar em consideração diferenças devido à transferência do alojamento para um segundo colar de perfuração.

Em 1030 um outro conjunto de medições é feito ao perfurar, onde este conjunto de medições é feito utilizando o alojamento no colar de perfuração para o qual o alojamento é transferido. As medições podem incluir medições de furo de sondagem, medições de formação ou combinações delas.

Diversas configurações de alojamentos modulares podem incluir qualquer forma de meio legível por máquina que tem instruções executáveis para coletar informação de calibração, para armazenar informação de calibração, para aplicar a informação de calibração à transferência do alojamento de um colar de perfuração para um outro sem recalibração do alojamento de medição e/ou para converter medições de informação de calibração para uma ou mais propriedades da formação ou de furo de sondagem. O meio legível por máquina pode incluir instruções para fazer medições ao perfurar utilizando um conjunto de colares de perfuração aos quais o alojamento pode ser ligado. O meio legível por máquina não está limitado a qualquer tipo de meio. O meio legível por máquina utilizado pode depender da aplicação que utiliza uma configuração de um alojamento modular configurada para uma transferência entre colares de perfuração ser recalibração. O meio legível por máquina pode ser realizado como um meio legível por computador. A figura 11 delineia uma configuração de um sistema 1100 em um local de perfuração onde o sistema 1100 inclui um alojamento intercambiável 1110 para colares de perfuração com o alojamento arranjado de acordo com uma configuração de alojamento. Um sistema 1100 pode incluir um equipamento de perfuração 1102 localizado em uma superfície 1104 de um poço 1106 e uma coluna de tubos de perfuração que é a coluna de perfuração 1108 conectada junta de modo a formar uma coluna de perfuração que é abaixada através de uma mesa rotativa 1107 para o interior de um furo de poço ou furo de sondagem 1112. O equipamento de perfuração 1102 pode fornecer suporte para a coluna de perfuração 1118. A coluna de perfuração 1118 pode operar para penetrar na mesa rotativa 1107 para perfurar um furo de sondagem 1112 através de formações de subsuperfície 1114. A coluna de perfuração 1108 pode incluir tubo de perfuração 1118 e um conjunto de fundo de furo 1120 localizado na porção inferior do tubo de perfuração 1118. O conjunto de fundo de furo 1120 pode incluir colares de perfuração 1115, alojamento 1110 e uma broca de perfuração 1126. O alojamento 1110 não é limitado a uma porção superior do colar de perfuração 1115, mas pode estar situada em qualquer localização ao longo do colar de perfuração 1115. A broca de perfuração 1126 pode operar para criar um furo de sondagem 1112 penetrando na superfície 1104 e formações de subsuperfície 1114. O alojamento 1110 pode incluir sensores para fazer medições ao perfurar. Em diversas configurações o alojamento 1110 pode ser intercambiada entre diferentes colares de perfuração sem calibração em seguida à transferência para um colar de perfuração diferente.

Durante operações de perfuração a coluna de perfuração 1108 pode ser girada pela mesa rotativa 111o. Em adição a ou em alternativa, o conjunto de fundo de furo 1120 também pode ser girado por um motor, por exemplo, um motor de lama que é localizado furo abaixo. Os colares de perfuração 1115 podem ser utilizados para adicionar peso à broca de perfuração 1126. Os colares de perfuração 1115 também podem enrijecer o conjunto de fundo de furo 1120 para permitir ao conjunto de fundo de furo 1120 transferir o peso adicionado para a broca de perfuração 1126 e por sua vez auxiliar a broca de perfuração 1126 na penetração da superfície 1104 e formações de subsuperfície 1114.

Durante operações de perfuração uma bomba de lama 1132 pode bombear fluido de perfuração, algumas vezes conhecido por aqueles de talento na arte como lama de perfuração, a partir de um poço de lama 1134 através de uma mangueira 1136 para o interior do tubo de perfuração 1118 e para abaixo até a broca de perfuração 1126. O fluido de perfuração pode escoar para fora da broca de perfuração 1126 e ser retomado para a superfície 1114 através de uma área anelar 1140 entre o tubo de perfuração 1118 e as laterais do furo de sondagem 1112. O fluido de perfuração pode então ser retomado para o poço de lama 1134 onde o fluido de filtrado. Em algumas configurações o fluido de perfuração pode ser utilizado para resfriar a broca de perfuração 1126, bem como para proporcionar lubrificação para a broca de perfuração 1126 durante operações de perfuração. Adicionalmente, o fluido de perfuração pode ser utilizado para remover detritos da formação de subsuperfície 1114 criados pela operação da broca de perfuração 1126.

Em operações de perfuração convencionais típicas, calibrações são específicas para um colar de perfuração e devem ser recalibradas se os sensores foram movidos para um outro colar. Em diversas configurações, alojamentos modulares podem ser arranjados para adaptação a colares de perfuração, para fazer medições ao perfurar, de tal modo que calibração não é feita com a transferência de alojamento de um colar de perfuração para um outro colar de perfuração. Diversas configurações de alojamento irão reduzir a quantidade de equipamento em uma localização no campo para fazer corridas prolongadas. Tal alojamento modular irá também reduzir a quantidade de tempo gasto por pessoal em calibrar ferramentas.

Embora configurações específicas tenham sido ilustradas e descritas aqui, será apreciado por aqueles de talento ordinário na arte que qualquer arranjo que seja calculado para conseguir a mesma finalidade, pode ser substituto para a configurações específicas mostradas. Diversas configurações utilizam permutações e/ou combinações de configurações descritas aqui. Deve ser entendido que a descrição acima tem a intenção de ser ilustrativa e não restritiva, e que a fraseologia ou a terminologia aqui empregadas são para a finalidade de descrição. Combinações das configurações acima e outras configurações serão evidentes para aqueles de talento na arte ao estudar a descrição acima.

REIVINDICAÇÕES

Claims (27)

1. Sistema (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1100) para fazer medições em um poço, compreendendo: um alojamento (110, 210, 310) arranjado para disposição com um elemento de coluna de perfuração (115), o alojamento (110, 210, 310) sendo uma unidade modular de equipamento para fazer medições em um poço; e, pelo menos um sensor (120, 220, 320) disposto no alojamento (110, 210, 310), o pelo menos um sensor (120, 220, 320) e o alojamento (110, 210, 310) sendo calibrados para formar um alojamento de sensor calibrado (110), caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma fonte de medição (230, 330, 530, 630, 730, 830) externa ao alojamento de sensor calibrado (110), a fonte de medição (230, 330, 530, 630, 730, 830) tendo uma distância fixa para o alojamento de sensor calibrado (110), sendo que o alojamento de sensor calibrado (110) é transferível para um outro elemento de coluna de perfuração (115) sem uma calibração do pelo menos um sensor (120, 220, 320) durante ou depois da transferência.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (110) é configurado para se transferir entre elementos de coluna de perfuração de tamanhos diferentes.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (110) incluí uma fonte de medição (830).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui um elemento de coluna de perfuração o qual o alojamento de sensor calibrado é colocado.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (110) inclui componentes eletrônicos que têm informação correlacionada com uma calibração do alojamento de sensor calibrado (110), a informação acessível a uma transferência do alojamento de sensor calibrado (110) a partir de um elemento de coluna de perfuração (115) para um outro elemento de coluna de perfuração (115).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (110) inclui um dispositivo para converter medições e informação de calibração para uma ou mais propriedades de formação ou de furo de sondagem.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui um dispositivo para calibrar uma combinação de alojamento (110) e uma fonte de medição.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui uma coluna de perfuração que tem um elemento de coluna de perfuração no qual o alojamento de sensor calibrado é inserido e um elemento de coluna de perfuração adicional.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (510, 610) inclui uma ferramenta de medição de densidade.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (710, 810) inclui uma ferramenta de medição de porosidade com nêutron.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de sensor calibrado (410) inclui uma ferramenta de medição de isolamento ultrassônico.

12. Método para fazer medições em um poço, compreendendo as etapas de: calibrar uma combinação de pelo menos um sensor disposto em um alojamento de sensor e uma fonte de medição, o alojamento de sensor sendo uma unidade modular de equipamento para fazer medições em um poço, de tal modo que o alojamento de sensor é configurado para transferência entre diferentes elementos de coluna de perfuração sem calibrar o pelo menos um sensor durante ou depois da transferência, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de: calibrar o pelo menos um sensor no alojamento de sensor e a fonte de medição com a fonte de medição externa ao alojamento de sensor.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de armazenar informação no alojamento de sensor de tal modo que a informação seja acessível depois de uma transferência de um elemento de coluna de perfuração para um outro elemento de coluna de perfuração, a informação gerada da calibração da combinação do alojamento de sensor e a fonte de medição.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de calibrar o pelo menos um sensor no alojamento de sensor e a fonte de medição, com a fonte de medição colocada no alojamento de sensor.

15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de calibrar uma combinação de pelo menos um sensor disposto em um alojamento de sensor e uma fonte de medição inclui calibrar para levar em consideração a variações de alojamento para alojamento e de fonte para fonte.

16. Método para fazer medições em um poço, compreendendo as etapas de: fazer um primeiro conjunto de medições em um poço, sendo as medições feitas utilizando pelo menos um sensor disposto em um alojamento de sensor calibrado em um primeiro elemento de coluna de perfuração, o alojamento de sensor calibrado sendo configurável para transferência entre diferentes elementos de coluna de calibração sem calibrar o pelo menos um sensor durante ou depois da transferência; transferir o alojamento de sensor calibrado que tem pelo menos um sensor para um segundo elemento de coluna de perfuração sem realizar uma calibração do pelo menos um sensor durante ou depois da transferência; e, fazer um segundo conjunto de medições, o segundo conjunto de medições feito utilizando o pelo menos um sensor disposto no alojamento de sensor calibrado no segundo elemento de coluna de perfuração, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de: aplicar informação para levar em consideração as diferenças devido à transferência do alojamento de sensor calibrado para um segundo elemento de coluna de perfuração.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de transferir o alojamento para um segundo elemento de coluna de perfuração inclui transferir o alojamento de sensor calibrado para um elemento de coluna de perfuração que é de um tamanho diferente do primeiro elemento de coluna de perfuração.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de fazer um primeiro conjunto de medições inclui uma medição de formação.

19. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de fazer um primeiro conjunto de medições inclui uma medição de furo de sondagem.

20. Método para fazer medições em um poço, compreendendo as etapas de: construir um alojamento para corresponder com um elemento de coluna de perfuração, ligar pelo menos um sensor ao alojamento, o pelo menos um sensor e o alojamento calibrados para formar um alojamento de sensor calibrado; e, ligar componentes eletrônicos no alojamento, caracterizado pelo fato de que os componentes eletrônicos são arranjados para armazenar e acessar informação de calibração para transferir o alojamento de sensor calibrado para um outro elemento de coluna de perfuração sem calibração do pelo menos um sensor durante ou depois da transferência.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que inclui prender uma fonte no alojamento.

22. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que inclui prender uma fonte ao elemento de coluna de perfuração.

23. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que inclui estruturar o alojamento de sensor calibrado como uma ferramenta de medição de densidade, uma ferramenta de medição de porosidade com nêutron, ou uma ferramenta de medição de isolamento ultra-sônico.

24. Meio legível por máquina, caracterizado pelo fato de armazenar instruções, o qual quando operado por uma máquina faz com que a máquina: colete um primeiro conjunto de medições, sendo as medições realizadas em um alojamento de sensor calibrado em um primeiro elemento de coluna de perfuração, o alojamento de sensor calibrado tendo pelo menos um sensor disposto na mesma; aplique a informação de calibração associada com a transferência do alojamento de sensor calibrado para um segundo elemento de coluna de perfuração; e colete um segundo conjunto de medições, sendo as medições realizadas no alojamento de sensor calibrado no segundo elemento de coluna de perfuração.

25. Meio de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem instruções para determinar uma primeira propriedade de formação com base no primeiro conjunto de medições.

26. Meio de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem instruções para determinar uma segunda propriedade de formação com base no segundo conjunto de medições.

27. Meio de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem instruções para processar a informação baseada em se o alojamento de sensor calibrado é configurado como uma ferramenta de medição de densidade, uma ferramenta de medição de porosidade com nêutron, ou uma ferramenta de medição de isolamento ultrassônico.