BRPI0818234B1

BRPI0818234B1 - Conjunto de magneto para medir as propriedades de uma formação de um furo de sondagem, método para configurar um conjunto de magneto e método para produzir um conjunto de magneto

Info

Publication number: BRPI0818234B1
Application number: BRPI0818234-5A
Authority: BR
Inventors: Arcady Reiderman; David R. Beard; Carl M. Edwards
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2019-04-30
Also published as: BRPI0818234A2; WO2009088548A4; US7834622B2; WO2009088548A3; WO2009088548A2; US20090102478A1

Abstract

conjunto de magneto para medir as propriedades de uma formação de um furo de sondagem, método para configurar um conjunto de magneto e método para produzir um conjunto de magneto a presente invenção refere-se a um conjunto de magneto para medir as propriedades de uma formação de um furo de sondagem (2), o conjunto de magneto incluindo um primeiro dispositivo e um segundo dispositivo, cada dispositivo adaptado para inserção no furo de sondagem (2), o primeiro dispositivo produzindo um primeiro campo magnético, o segundo dispositivo produzindo um segundo campo magnético; em que o segundo campo magnético é configurável para um entre reforçar e reduzir o primeiro campo magnético, e em que o primeiro dispositivo compreende um magneto permanente (11) e o segundo dispositivo compreende pelo menos um de um magneto comutável (12) e enrolamentos de comutação (14).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CONJUNTO DE MAGNETO PARA MEDIR AS PROPRIEDADES DE UMA FORMAÇÃO DE UM FURO DE SONDAGEM, MÉTODO PARA CONFIGURAR UM CONJUNTO DE MAGNETO E MÉTODO PARA PRODUZIR UM CONJUNTO DE MAGNETO.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se à ressonância magnética nuclear para perfilagem de furo de sondagem. Especificamente, a invenção refere-se aos instrumentos de perfilagem de furo de sondagem com ressonância magnética nuclear de geração recente usando magnetos permanentes como uma fonte do campo magnético estático.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [002] Na exploração de hidrocarbonetos, é importante fazer medições precisas das formações geológicas. As formações geológicas abaixo da superfície da terra podem conter reservatórios de óleo e gás. As formações geológicas podem incluir planos de estratificação de formação e várias estruturas. Na busca por óleo e gás, é importante conhecer a localização e a composição dos planos de estratificação da formação e das várias estruturas. Em particular, é importante conhecer as formações geológicas com um alto grau de precisão de modo que os recursos de perfuração não sejam desperdiçados. A medição das propriedades das formações geológicas fornece informação que pode ser útil para localizar os reservatórios de óleo e gás. De forma geral, o óleo e o gás são acessados pela perfuração de furos de sondagem na subsuperfície da terra. Os furos de sondagem também propiciam o acesso para tirar medições das formações geológicas.

[003] A perfilagem do furo de sondagem é uma técnica usada para obter medições das formações geológicas a partir dos furos de sondagem. Em uma modalidade, um instrumento de perfilagem é

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2/18 abaixado na extremidade de um cabo de aço para dentro do furo de sondagem. A ferramenta de perfilagem envia dados via o cabo de aço para a superfície para gravação. A saída do instrumento de perfilagem vem em várias formas e pode ser citada como um perfil. Um tipo de medição envolve o uso da ressonância magnética nuclear (RMN) para medir as propriedades das formações geológicas.

[004] Uma geração recente de instrumentos de perfilagem de furo de sondagem com RMN usa magnetos permanentes como uma fonte do campo magnético estático (vide Patente U.S. N^os. 4.710.713; 4.717.877, 5.712.566 e 6.580.273). Dispositivos da técnica anterior implementando a tecnologia com RMN usando os magnetos permanentes exigem normalmente material magnético de alta energia para o magneto permanente. Uma razão para usar o material magnético de alta energia é maximizar o campo magnético estático em uma região de interesse. Em geral, campos magnéticos estáticos mais fortes resultam em uma razão mais alta de sinal para ruído (SNR) para um sinal da RMN ou alternativamente uma profundidade de investigação mais profunda. Outra razão para usar o material magnético de alta energia é proporcionar estabilidade da magnetização do magneto em um ambiente de alta temperatura. Para o material magnético de alta energia, uma combinação de alta coercividade e de um coeficiente de magnetização de pequena temperatura e coercividade é altamente desejável para evitar a perda irreversível da magnetização. A perda irreversível da magnetização eventualmente causará a desmagnetização do magneto permanente. Além do fato que o magneto permanente é caro, o magneto permanente também causa um problema resultante de uma alta força atrativa quando passando através de um revestimento de superfície de aço revestindo o furo de sondagem. Eletromagnetos que podem resolver o problema não podem operar tão bem como os magnetos permanentes nas aplicações dentro do furo de

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3/18 sondagem. A patente U.S. N°. 4.717.877 descreve um conjunto de magneto com partes móveis que oferece uma solução para variar o campo magnético de um conjunto de magneto a fim de executar a geração da imagem radial bem como para transportar o magneto.

[005] Também são conhecidos na técnica magnetos comutáveis elétricos e mecânicos usados para içar objetos magnetizados. Um sistema representando magnetos comutáveis é descrito, por exemplo, na Patente US N° 6.229.422. Um conjunto de magneto co mpreende dois magnetos com uma bobina ao redor de um dos magnetos. Os magnetos são conectados com uma armação magneticamente permeável. A energização da bobina em uma direção inverte a polarização de um magneto, dessa maneira efetivamente curto-circuitando o fluxo magnético produzido pelo outro magneto. O curto-furo do fluxo magnético termina mantendo o objeto magnetizado. A energização da bobina na direção oposta causa a polarização paralela dos magnetos, dessa maneira comutando o conjunto do magneto para um modo de sujeição. Os sistemas de magneto comutáveis conhecidos na técnica não são conducentes para uso nas medições com RMN dentro do furo de sondagem por causa das exigências de armazenamento de alta energia e uma incapacidade de proporcionar a anulação completa de um campo magnético externo.

[006] O que são necessárias são técnicas para proporcionar um magneto comutável tendo uma exigência de armazenamento de energia conducente para uso nas medições com RMN dentro do furo de sondagem com o magneto comutável proporcionando a anulação do campo magnético externo.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] Os inconvenientes da técnica anterior são superados e vantagens adicionais são proporcionadas através de um conjunto de magneto para medir as propriedades de uma formação de um furo de

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4/18 sondagem, o conjunto de magneto incluindo um primeiro dispositivo e um segundo dispositivo, cada dispositivo adaptado para inserção no furo de sondagem, o primeiro dispositivo produzindo um primeiro campo magnético, o segundo dispositivo produzindo um segundo campo magnético; em que o segundo campo magnético é configurável para um entre reforçar e reduzir o primeiro campo magnético e em que o primeiro dispositivo compreende um magneto permanente e o segundo dispositivo compreende pelo menos um de um magneto comutável e enrolamentos de comutação.

[008] Também é descrito um método para configurar um conjunto de magneto em um furo de sondagem, o método incluindo colocar o conjunto no furo de sondagem; formar substancialmente um modo de dipolo zero no conjunto para pelo menos um entre executar as medições de ressonância quadripolar nuclear e mover o conjunto magnético no furo de sondagem sem uma atração magnética substancial para o revestimento magnético e formar substancialmente um modo de dipolo completo no conjunto para executar medições com ressonância magnética nuclear (RMN).

[009] Também é descrito um método para produzir um conjunto de magneto, o conjunto adaptado para uso em um furo de sondagem, o método incluindo selecionar um magneto permanente; selecionar pelo menos um entre enrolamentos de comutação e um magneto comutável e combinar o magneto permanente e pelo menos um entre os enrolamentos de comutação e o magneto comutável para formar o conjunto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0010] Com referência agora aos desenhos em que elementos semelhantes são numerados da mesma forma nas várias figuras: [0011] a figura 1 ilustra uma modalidade exemplar de um instrumento de perfilagem em um furo de sondagem penetrando a terra;

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5/18 [0012] as figuras 2A e 2B, coletivamente citadas como figura 2, ilustram uma primeira modalidade exemplar de um conjunto de magneto configurável;

[0013] a figura 3 ilustra um exemplo de uma curva de magnetizaÇão;

[0014] a figura 4 ilustra uma modalidade exemplar de uma disposição secional do conjunto de magneto configurável;

[0015] a figura 5 ilustra uma segunda modalidade exemplar do conjunto de magneto configurável;

[0016] a figura 6 ilustra um exemplo de um furo de histerese secundário;

[0017] a figura 7 ilustra uma terceira modalidade exemplar do conjunto de magneto configurável;

[0018] a figura 8 ilustra uma modalidade exemplar de uma disposição secional da terceira modalidade exemplar do conjunto de magneto configurável;

[0019] as figuras 9A e 9B, coletivamente citadas como figura 9, ilustram uma modalidade exemplar da mudança da magnetização mecanicamente;

[0020] a figura 10 ilustra uma primeira modalidade exemplar de uma blindagem magnética;

[0021] a figura 11 ilustra uma segunda modalidade exemplar da blindagem magnética;

[0022] a figura 12 ilustra uma modalidade exemplar de um computador acoplado no instrumento de perfilagem;

[0023] a figura 13 apresenta um método exemplar para configurar o conjunto de magneto configurável no furo de sondagem; e [0024] a figura 14 apresenta um método exemplar para produzir o conjunto de magneto configurável.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

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6/18 [0025] Os ensinamentos proporcionam um conjunto de magneto configurável para uso em um instrumento de perfilagem do furo de sondagem. O conjunto de magneto configurável possibilita que o instrumento de perfilagem atravesse um furo de sondagem sem que o conjunto de magneto configurável produza uma alta força atrativa em um revestimento de superfície ferromagnético. O conjunto de magneto configurável pode ser configurado em um modo de dipolo zero ou um modo de dipolo completo. No modo de dipolo zero, o conjunto de magneto configurável proporciona um campo magnético mínimo a zero para minimizar qualquer força atrativa no revestimento de superfície ferromagnético. O conjunto de magneto configurável pode também ser configurado em um modo de dipolo completo tal que o conjunto de magneto produz um campo magnético suficiente com o qual executar as medições com RMN nas formações.

[0026] Além de executar as medições com RMN, o instrumento de perfilagem do furo de sondagem pode ser configurado para executar as medições com ressonância quadripolar nuclear (NQR). As medições com NQR são essencialmente medições de campo magnético zero. Qualquer conjunto magnético configurável prático no modo de dipolo zero pode ainda ter alguma magnetização residual. Os ensinamentos proporcionam uma blindagem magnética para blindar um pequeno fluxo magnético residual, dessa maneira praticamente eliminando o campo magnético residual. A blindagem magnética pode também remover essencialmente as distorções para o campo magnético da terra causado pelo conjunto de magneto configurável para as medições com RMN do campo magnético da terra.

[0027] O conjunto de magneto configurável inclui dispositivos para produzir dois campos magnéticos, um primeiro campo magnético e um segundo campo magnético. Os dispositivos podem ser pelo menos um entre magnetos e enrolamentos. O segundo campo magnético pode

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7/18 ser produzido em oposição ao primeiro campo magnético, dessa maneira reduzindo o primeiro campo magnético. O primeiro campo magnético pode ser reduzido o suficiente para formar o modo de dipolo zero. Similarmente, o segundo campo magnético pode ser produzido para reforçar o primeiro campo magnético. O reforço do primeiro campo magnético com o segundo campo magnético forma o modo do dipolo completo.

[0028] Com referência à figura 1, um instrumento de perfilagem do furo de sondagem 10 é mostrado disposto em um furo de sondagem 2. O furo de sondagem 2 é perfurado através da terra 7 e penetra a formação 4 que inclui várias camadas 4A-4E. O instrumento 10 é geralmente abaixado para dentro e retirado do furo de sondagem 2 pelo uso de um cabo elétrico armado 6 ou transporte similar como é conhecido na técnica. Como usado aqui, o instrumento de perfilagem do furo de sondagem 10 pode ser usado para medições com ressonância magnética nuclear (RMN) das formações 4. Em outra configuração, o instrumento de perfilagem do furo de sondagem 10 pode ser usado para ambas as medições com RMN e as medições com NQR das formações 4. O conjunto de magneto configurável é disposto dentro do instrumento de perfilagem 10.

[0029] Em algumas modalidades, o furo de sondagem 2 inclui materiais tal como seriam encontrados na exploração petrolífera, incluindo uma mistura de líquidos incluindo água, fluido de perfuração, lama, óleo e fluidos de formação que são nativos para as várias formações. Um versado na técnica reconhecerá que os vários aspectos como possam ser encontrados em um ambiente de subsuperfície podem ser citados como formações. Assim, deve ser considerado que embora o termo formação geralmente refira-se a formações geológicas de interesse, o termo formações, como usado aqui, pode incluir, em alguns casos, quaisquer pontos geológicos de interesse (tal como uma área

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8/18 de pesquisa).

[0030] A figura 2 ilustra uma modalidade exemplar de um conjunto de magneto configurável 15. Com referência à figura 2A, o conjunto de magneto configurável 15 inclui um magneto permanente 11 em uma forma de um cilindro oco, um magneto comutável 12 na forma de um cilindro e enrolamentos de comutação 14. Na modalidade da figura 2, o magneto permanente 11 mantém geralmente um campo magnético constante. O magneto permanente 11 pode ser feito de um material de magneto permanente. O magneto comutável 12 é coaxial e interno ao magneto permanente 11 na modalidade da figura 2. As direções de magnetização do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 no modo de dipolo zero são representadas pelas setas na figura 2A. A figura 2B ilustra outra vista do magneto comutável 12 e dos enrolamentos de comutação 14. De forma geral, uma área da seção transversal do magneto comutável 12 é aproximadamente igual à área da seção transversal do magneto permanente 11. Em geral, momentos magnéticos do dipolo do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 são aproximadamente iguais. A fim de inverter a magnetização do magneto comutável 12, um pulso de corrente é aplicado nos enrolamentos de comutação 14 para superar a força coerciva de um material magnético permanente usado para o magneto comutável 12. A figura 3 ilustra um exemplo de uma curva de magnetização para o material magnético permanente com magnetização M versus um campo magnético externo H. Com referência à figura 3, uma força coerciva 20 (HC) do material magnético permanente é mostrada na curva de magnetização.

[0031] A energia é geralmente perdida durante a magnetização inversa do magneto comutável 12. A perda da energia pode ser calculada como

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[0032] onde Mr é a magnetização residual 22 do material magnético permanente como mostrado na figura 3 e V é o volume do magneto comutável 12. A perda da energia é aproximadamente 10 KJ para valores usuais da magnetização residual 22 e o magneto comutável 12 sendo aproximadamente de 182,9 cm (seis pés de comprimento) e aproximadamente 10,16 cm (quatro polegadas) de diâmetro. Podem também existir perdas adicionais associadas com os enrolamentos de comutação 14. O processo de magnetização inversa é relativamente rápido para minimizar as perdas de força DC nos enrolamentos de comutação 14. O processo de magnetização inversa usa uma bobina de baixa indutância acionada por uma alta corrente pulsada. A alta corrente pulsada é fornecida por um dispositivo de armazenamento de energia. O dispositivo de armazenamento de energia usando tecnologia capacitiva e operando em uma alta temperatura pode armazenar até 0,1 J/cc. Para o magneto comutável 12 discutido acima, o dispositivo de armazenamento de energia corresponde a um tamanho de armazenamento de 10.000 cc (aproximadamente 10,16 cm (aproximadamente 4 polegadas) de profundidade x 127 cm (50 polegadas) de comprimento).

[0033] A fim de que o conjunto de magneto configurável 15 seja operacional em altas temperaturas no furo de sondagem 2, a força coerciva 20 do material magnético permanente na temperatura de superfície precisa ser aproximadamente duas vezes a força coerciva 20 nas altas temperaturas. A duplicação da força coerciva 20 resulta aproximadamente na duplicação da perda de energia durante a magnetização inversa (Wloss) ou aproximadamente duas vezes a estimativa da perda de energia de 10 KJ. Consequentemente, o tamanho de armazenamento pode ser tanto quanto de 254 cm (100 polegadas) de com

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10/18 primento por 10,16 cm (4 polegadas) de profundidade. A fim de reduzir o tamanho do armazenamento, o magneto comutável 12 pode ser dividido em um número de seções. Cada uma das seções exige muito menos tamanho de armazenamento para a inversão da magnetização do que para o magneto comutável 12 que não é secionado. A figura 4 ilustra uma modalidade exemplar de uma disposição de dez seções do magneto comutável 12. Com referência à figura 4, as seções são magnetizadas sequencialmente uma depois da outra com algum tempo de espera necessário para carregar o dispositivo de armazenamento de energia a partir de uma linha de força DC disponível abaixo no furo de sondagem 2.

[0034] A figura 5 ilustra uma segunda modalidade do conjunto de magneto configurável 15. Com referência à figura 5, o conjunto de magneto configurável 15 inclui o magneto permanente 11 com uma forma cilíndrica oca e os enrolamentos de comutação 14. Os enrolamentos de comutação 14 são dispostos internos e externos ao magneto permanente 11. Os enrolamentos de comutação 14 são dispostos em uma tal maneira que a corrente conduzida através dos enrolamentos de comutação 14 causará a formação do dipolo magnético no magneto permanente 11 em uma direção indicada pelas setas na figura 5. A figura 6 ilustra um exemplo de uma curva de magnetização versus o campo magnético com um furo de histerese secundário para o magneto permanente 11 usado na modalidade da figura 5. Com referência à figura 6, o magneto permanente 11 em um estado magnetizado (representado pelo ponto 26) é desmagnetizado por um campo magnético pulsado criado por um pulso de corrente correspondente nos enrolamentos de comutação 14. A amplitude do campo magnético pulsado é aproximadamente igual à força coerciva 20 do magneto permanente 11. Uma mudança correspondente na magnetização do magneto permanente 11 resultante do campo magnético pulsado é

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11/18 representada pelos pontos 26, 27 e 28 no furo de histerese secundário (representado por uma linha sólida) na figura 6. A mudança na magnetização pode ser citada como desmagnetização. Pela medição do campo magnético residual do magneto permanente 11 com uma sonda magnética, a amplitude do campo magnético pulsado pode ser ajustada a fim de obter magnetização substancialmente zero do magneto permanente 11. Em algumas modalidades, a desmagnetização pode ser executada aplicando rajadas de campo magnético alternado com uma amplitude vagarosamente decadente. O magneto permanente 11 pode ser retornado para o estado magnetizado (representado pelo ponto 26) aplicando um pulso de campo magnético em uma direção que causa a magnetização de acordo com uma parte ascendente 29 do furo de histerese secundário mostrado na figura 6.

[0035] Uma terceira modalidade do conjunto de magneto configurável 15 é ilustrada na figura 7. Com referência à figura 7, o conjunto de magneto configurável 15 inclui o magneto permanente 11, o magneto comutável 12, os enrolamentos de comutação 14 e um elemento magnético doce. As direções da magnetização do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 no modo de dipolo zero são representadas pelas setas na figura 7. O elemento magnético doce 35 conduz o fluxo magnético entre os polos de magneto do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 no modo de dipolo zero. Dessa forma, o elemento magnético doce 35 reduz o campo magnético externo do conjunto de magneto configurável 15 para substancialmente zero. Em uma modalidade preferida, o elemento magnético doce 35 é feito de um material magnético doce de alta saturação que não é condutor. O elemento magnético doce 35 pode também servir como uma parte de um conjunto de antena da RMN para aumentar a eficiência do conjunto de antena da RMN. A figura 7 ilustra um enrolamento da antena da RMN 38.

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12/18 [0036] O conjunto de magneto configurável 15 mostrado na figura 7 tem uma forma geralmente retangular em contraste com uma forma geralmente cilíndrica do conjunto de magneto configurável 15 ilustrado na figura 2A. O magneto comutável 12 com a forma retangular pode ser seccionado para reduzir o tamanho de armazenamento do dispositivo de armazenamento de energia. A figura 8 ilustra o magneto comutável 12 com a forma retangular seccionada em uma disposição similar a uma disposição de dez seções do magneto comutável 12 ilustrado na figura 4.

[0037] Uma quarta modalidade do conjunto de magneto configurável 15 é ilustrada na figura 9. Com referência à figura 9A, o conjunto de magneto configurável 15 inclui o magneto permanente 11 e o magneto comutável 12. Na modalidade ilustrada na figura 9, o conjunto de magneto configurável 15 pode comutar do modo de dipolo zero para o modo de dipolo completo e, a seguir, de volta para o modo de dipolo zero usando uma técnica de comutação mecânica. A técnica de comutação mecânica gira mecanicamente o magneto comutável 12 através de aproximadamente 180 graus com relação ao magneto permanente 11 para mudar de um modo para o outro modo. A técnica de comutação mecânica também inclui girar o magneto permanente 11 ou uma combinação de giro do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 onde o magneto permanente 11 e o magneto comutável 12 são deslocados aproximadamente por 180 graus com relação um ao outro. As direções de magnetização do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 no modo de dipolo zero são representadas pelas setas na figura 9A. As direções de magnetização do magneto permanente 11 e do magneto comutável 12 no modo de dipolo completo são representadas pelas setas na figura 9B.

[0038] As modalidades do conjunto de magneto configurável 15 discutidas acima têm as seguintes vantagens sobre os magnetos da

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13/18 técnica anterior usados no instrumento de perfilagem 10. (1) O conjunto de magneto configurável 15 possibilita a passagem através de um revestimento de superfície ferromagnético do furo de sondagem 2 sem a alta força atrativa dos magnetos da técnica anterior. (2) Se o magneto permanente 11 e o magneto comutável 12 são feitos com momentos de dipolo desiguais, então o conjunto de magneto configurável 15 pode ser ajustado para dois ou mais momentos de dipolo líquidos diferentes. Os dois ou mais momentos de dipolo líquidos diferentes podem facilitar as medições em uma série de frequências de RMN e faixas de frequência substancialmente separadas. As frequências de RMN e as faixas de frequência substancialmente separadas são geralmente distinguíveis por eletrônica conhecida na técnica. Momentos de dipolo líquidos menores do que o modo de dipolo completo são citados como modos de dipolo reduzido. O conjunto de magneto configurável 15 pode também ser comutado para configurações de simetria diferente e usado em configurações de exame lateral e centralizadas. (3) É aceitável que o magneto comutável 12 experimente alguma perda de magnetização irreversível porque o magneto comutável 12 pode ser novamente magnetizado. A tolerância de alguma perda de magnetização irreversível permite o uso de uma seleção maior de materiais magnéticos.

[0039] Como discutido acima, o conjunto de magneto configurável 15 pode ser usado para executar medições com RMN e NQR em um instrumento de perfilagem 10. Qualquer conjunto de magneto configurável 15 prático no modo de dipolo zero pode ainda ter algum dipolo magnético residual. Pelo fato de que as medições com NQR são essencialmente medições de campo magnético zero, a resistência do campo magnético residual, que pode ser tolerada a fim de executar as medições com NQR, é determinada a seguir.

[0040] Quando um campo magnético estático está presente duran

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14/18 te uma medição de ressonância NQR, a teoria da perturbação pode ser usada quando

[0041] onde γ é a razão giromagnética, B0 é a intensidade do campo magnético estático e Qcc é a constante de acoplamento quadripolar. As constantes de acoplamento quadripolar para ²⁷Al em minerais são geralmente menores do que 4,0 MHz. Dessa maneira, B0 pode ser tão grande quanto 0,01 T. Quando B0 é aproximadamente 0,01 T e o parâmetro de assimetria não é zero, a ressonância NQR divide em dois pares de linhas. Um desses pares de linhas é muito fraco. A divisão do outro par de linhas não é maior do que ±γΒ0/π. A fim de excitar uma ressonância NQR inteira, a divisão causada pelo campo magnético estático deve ser menor do que a largura da banda da ressonância NQR. A largura da banda para um experimento pulsado é 1/tp onde tp „ 1 é uma largura de pulso. Dessa maneira, . Portanto, para a largura de pulso de 20 ps, a intensidade do campo magnético estático que é menor do que um Gauss pode ser ignorada.

[0042] A fim de ter o campo magnético residual abaixo de um Gauss, uma blindagem magnética feita de um material de alta permeabilidade magnética pode ser usada. Modalidades exemplares de uma blindagem magnética 46 são apresentadas nas figuras 10 e 11. Com referência às figuras 10 e 11, a blindagem magnética 46 é fina o suficiente para ser saturada pelo campo magnético no modo de dipolo completo. O fluxo magnético de saturação da blindagem magnética 46 é insignificante comparado com o fluxo magnético gerado pelo conjunto de magneto no modo de dipolo completo. Em um modo de dipolo zero, um pequeno fluxo magnético residual pode ser blindado pela

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15/18 blindagem magnética 46, o que elimina praticamente qualquer campo magnético externo residual.

[0043] Com referência à figura 11, a blindagem magnética 46 é disposta entre duas partes (uma parte interna e uma parte externa) do elemento magnético doce 35. A parte interna inclui o fluxo magnético principal do magneto. A parte externa inclui o fluxo magnético do fio de antena 38 e impede que o fio de antena 38 interaja com a blindagem magnética condutora 46.

[0044] Vários sistemas digitais e/ou analógicos podem ser usados para operar o conjunto de magneto configurável 15. Com referência à figura 12, uma modalidade exemplar de um aparelho para implementar os ensinamentos aqui é representada. Na figura 12, o aparelho inclui um computador 100 acoplado no instrumento de perfilagem do furo de sondagem 10. De forma geral, o computador 100 inclui componentes como necessários para proporcionar a operação do conjunto de magneto configurável 15 disposto no instrumento de perfilagem do furo de sondagem 10. Componentes exemplares incluem, sem limitação, pelo menos um processador, armazenamento, memória, dispositivos de entrada, dispositivos de saída e similares. Como esses componentes são conhecidos para aqueles versados na técnica, eles não são representados em qualquer detalhe.

[0045] De forma geral, os ensinamentos aqui são reduzidos para um algoritmo que é armazenado nos meios legíveis por máquina. O algoritmo é implementado pelo computador 100 e proporciona o conjunto de magneto configurável 15 com saída desejada.

[0046] A figura 13 apresenta um método exemplar 50 para configurar o conjunto de magneto configurável 15. O método 50 demanda colocar 51 o conjunto de magneto 15 no furo de sondagem 2. Além do que, o método 50 demanda formar 52 o modo do dipolo zero no conjunto de magneto configurável 15. No modo de dipolo zero, pelo me

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16/18 nos uma das medições com NQR pode ser executada e o conjunto do magneto 15 movido no furo de sondagem 2 sem uma atração magnética substancial no revestimento de superfície ferromagnético. Além do que, o método 50 demanda formar 53 o modo do dipolo completo no conjunto de magneto configurável 15 para executar as medições com RMN.

[0047] A figura 14 apresenta um método exemplar 60 para produzir o conjunto de magneto 15. Uma primeira etapa 61 demanda selecionar o magneto permanente 11. Uma segunda etapa 62 demanda selecionar pelo menos um dos enrolamentos de comutação 14 e o magneto comutável 12. Uma terceira etapa 63 demanda combinar o magneto permanente 11 e pelo menos um dos enrolamentos de comutação 14 e o magneto comutável 12 para formar o conjunto de magneto configurável 15.

[0048] Em defesa dos ensinamentos aqui contidos, vários componentes podem ser usados, incluindo sistemas digitais e/ou analógicos. O sistema pode ter componentes, tais como um processador, meios de armazenamento, memória, entrada, saída, elo de comunicações (ligado por fiação, sem fio, lama pulsada, ótico ou outro), interfaces do usuário, programas de software, processadores de sinal (digitais ou analógicos) e outros tais componentes (tais como resistores, capacitores, indutores e outros) para proporcionar a operação do aparelho e métodos descritos aqui em qualquer uma de várias maneiras bem conhecidas na técnica. É considerado que esses ensinamentos podem ser, mas não precisam ser executados em conjunto com um conjunto de instruções executáveis por computador, armazenadas em um meio legível por computador, incluindo memória (ROMs, RAMs), ótica (CDROMs) ou magnético (discos, unidades rígidas) ou qualquer outro tipo que, quando executado, faz com que o computador implemente o método da presente invenção. Essas instruções podem proporcionar a

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17/18 operação do equipamento, controle e outras funções julgadas relevantes por um projetista do sistema, proprietário, usuário ou outro tal pessoal qualificado, além das funções descritas nessa descrição.

[0049] Além do mais, vários outros componentes podem ser incluídos e exigidos para proporcionar os aspectos de ensinamentos aqui. Por exemplo, um abastecimento de força (por exemplo, pelo menos um de um gerador, um abastecimento remoto e uma bateria), abastecimento de vácuo, abastecimento de pressão, unidade de refrigeração ou abastecimento (isto é, de resfriamento), componente de aquecimento, força motriz (tais como uma força de translação, força de propulsão ou uma força rotacional), magneto, eletromagneto, sensor, transmissor, receptor, transceptor, controlador, unidade ótica, unidade elétrica ou unidade eletromecânica podem ser incluídos em defesa dos vários aspectos discutidos aqui ou em defesa de outras funções além dessa descrição.

[0050] Será reconhecido que os vários componentes ou tecnologias podem proporcionar certa funcionalidade ou aspectos necessários ou benéficos. Consequentemente, essas funções e aspectos como possam ser necessários em defesa das concretizações anexas e variações das mesmas, são reconhecidos como sendo inerentemente incluídos como uma parte dos ensinamentos aqui e uma parte da invenção descrita.

[0051] Embora a invenção tenha sido descrita com referência às modalidades exemplares, será entendido que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos pelos elementos dos mesmos sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações serão verificadas para adaptar o instrumento particular, situação ou material aos ensinamentos da invenção sem se afastar do escopo essencial do mesmo. Portanto, é planejado que a invenção não seja limitada à modalidade particular descrita como o melhor mo

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18/18 do considerado para execução dessa invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se situam dentro do escopo das concretizações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de magneto para medir as propriedades de uma formação de um furo de sondagem (2), o conjunto de magneto caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) um primeiro dispositivo e um segundo dispositivo, cada dispositivo adaptado para inserção no furo de sondagem (2), o primeiro dispositivo produzindo um primeiro campo magnético, o segundo dispositivo produzindo um segundo campo magnético;

(b) em que o segundo campo magnético é configurável para reforçar o primeiro campo magnético para produzir um campo magnético usado para a medição e reduzir o primeiro campo magnético para substancialmente dipolo zero, e (c) em que o primeiro dispositivo compreende um magneto permanente (11) e o segundo dispositivo compreende pelo menos um de um magneto comutável (12) e enrolamentos de comutação (14).
2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reforço possibilita medições com ressonância magnética nuclear (RMN).
3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a redução possibilita pelo menos uma entre medições com ressonância quadripolar nuclear, medições com ressonância magnética nuclear (RMN) com uma faixa de frequência substancialmente separada e movimento do conjunto do magneto no furo de sondagem (2) sem uma atração magnética substancial para o revestimento magnético.
4. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende um material magnético disposto entre polos magnéticos do magneto permanente (11) e do magneto comutável (12), o material para conduzir o fluxo magnético.
5. Conjunto de acordo com a reivindicação 4, caracterizado

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2/5 pelo fato de que o material magnético compreende pelo menos um de alta saturação e propriedades de não-condutividade.
6. Conjunto de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material magnético compreende um enrolamento de antena para medições com ressonância magnética nuclear.
7. Conjunto de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que também compreende uma blindagem magnética (46) para reduzir o campo magnético residual externo ao conjunto para essencialmente zero.
8. Conjunto de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os enrolamentos de comutação (14) e pelo menos um entre o magneto permanente (11), o magneto comutável (12) e o material magnético são divididos em seções essencialmente alinhadas ao redor de um eixo geométrico longitudinal, em que os enrolamentos de comutação (14) são adaptados para serem energizados sequencialmente.
9. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende uma sonda magnética para ajustar a amplitude do segundo campo magnético para reduzir o primeiro campo magnético.
10. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o magneto permanente (11) compreende uma forma cilíndrica oca e o magneto comutável (12) compreende uma forma cilíndrica, em que o magneto comutável (12) é adaptado para colocação interna ao magneto permanente (11).
11. Conjunto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os enrolamentos de comutação (14) e pelo menos um entre o magneto permanente (11) e o magneto comutável (12) são divididos em seções essencialmente alinhadas ao redor de um eixo geométrico longitudinal, em que os enrolamentos de comutação

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3/5 (14) são adaptados para serem energizados sequencialmente.
12. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o magneto permanente (11) compreende uma forma cilíndrica oca e os enrolamentos de comutação (14) são dispostos internos e externos ao magneto permanente (11).
13. Método para configurar um conjunto de magneto, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, em um furo de sondagem (2), o método caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) colocar o conjunto no furo de sondagem (2);

(b) formar substancialmente um modo de dipolo zero no conjunto para pelo menos um entre executar as medições de ressonância quadripolar nuclear e mover o conjunto magnético no furo de sondagem (2) sem uma atração magnética substancial para o revestimento magnético; e (c) formar substancialmente um modo de dipolo completo no conjunto para executar medições com ressonância magnética nuclear (RMN).
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que também compreende formar um modo de dipolo reduzido no conjunto para executar as medições com RMN com uma faixa de frequência substancialmente separada.
15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a formação compreende conduzir a corrente elétrica nos enrolamentos de comutação (14).
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a corrente compreende pulsos de corrente.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que cada pulso compreende uma polaridade diferente de um pulso imediatamente precedente e uma amplitude menor do

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4/5 que o pulso imediatamente precedente.
18. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o método é implementado por um produto de programa de computador armazenado em meios legíveis por máquina compreendendo instruções executáveis por máquina para configurar um conjunto de magneto em um furo de sondagem (2), o produto compreendendo instruções para:

(a) formar substancialmente um modo de dipolo zero no conjunto para pelo menos um entre executar as medições de ressonância quadripolar nuclear e mover o conjunto magnético no furo de sondagem (2) sem uma atração magnética substancial para o revestimento magnético; e (b) formar substancialmente um modo de dipolo completo no conjunto para executar medições com ressonância magnética nuclear (RMN).
19. Método para produzir um conjunto de magneto, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, o conjunto adaptado para uso em um furo de sondagem (2), o método caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) selecionar um magneto permanente (11) configurado para produzir um primeiro campo magnético;

(b) selecionar pelo menos um entre enrolamentos de comutação (14) e um magneto comutável (12) configurado para produzir um segundo campo magnético; e (c) combinar o magneto permanente (11) e pelo menos um entre os enrolamentos de comutação (14) e o magneto comutável (12) para formar o conjunto, em que o segundo campo magnético é configurável para reforçar o primeiro campo magnético para produzir um campo magnético usado para medir as propriedades de uma formação do furo de sondagem (2) e reduzir o primeiro campo magnético para

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5/5 substancialmente dipolo zero.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que também compreende colocar um enrolamento de antena no conjunto.
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que também compreende colocar uma blindagem magnética (46) no conjunto.