BRPI0921530B1 - método e aparelho para caracterizar um revestimento instalado em um furo de poço em uma formação de terra e meio legível por computador - Google Patents

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Abstract

"método e aparelho para detecção de pi- co de eco para perfilagem de imagem de furo de poço cir- cunferencial". a presente invenção refere-se aos sinais de um transdutor acús- tico usado em um poço que incluem sobreposições, reflexões de toque a partir das paredes do revestimento·, vazios no cimento e na formação. usando a transformação de hilbert, um envelope de sinais é determinado e ecos individuais são detectados usando um operador gauss-laplace.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E APARELHO PARA CARACTERIZAR UM REVESTIMENTO INSTALADO EM UM FURO DE POÇO EM UMA FORMAÇÃO DE TERRA E MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR.
CAMPO DA DESCRIÇÃO [001] A presente invenção refere-se ao campo de manutenção de furos de poço com ferramentas com fio elétricas. Mais especificamente, a presente invenção é relacionada ao uso de ferramentas de formação de imagem de pulsos de eco acústicas, e processamento de dados adquiridos com ferramentas de formação de imagem acústicas para determinar a qualidade da ligação de cimento entre o revestimento de um furo de poço revestido e a formação de terra.
ANTECEDENTES DA DESCRIÇÃO [002] As ferramentas de formação de imagem de pulsos de eco acústicas são conhecidas na técnica. A ferramenta de formação de imagem de ecos de pulso acústica compreende geralmente uma cabeça giratória sobre a qual é montado um transdutor de elemento piezoelétrico. O transdutor emite periodicamente um pulso de energia acústico sob o comando de um circuito controlador na ferramenta. Após a emissão do pulso de energia acústico, o transdutor pode ser conectado a um circuito de recepção, geralmente localizado na ferramenta, para medir um eco de retorno do pulso acústico emitido anteriormente que é refletido fora da parede do furo de poço. Ao processar o sinal refletido, é possível inferir algo em torno da impedância acústica caracterizando o ambiente próximo ao furo de poço. Especificamente, trocas em impedância acústica são diagnósticos da qualidade de ligação de cimento entre o revestimento e a formação de terra.
[003] Para detectar possíveis ligações de cimento defeituosas, o sinal recebido deve ser processado para estimar os tempos e amplitudes de chegada de uma pluralidade de reflexões que podem ser sobrepostas com o passar do tempo, variando amplamente em amplitudes, e altamente reverberatórias por natureza. A presente descrição é
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2/12 dirigida para um método que estima os tempos e amplitudes de chegada de uma pluralidade de reflexões sob tais condições.
SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO [004] Uma modalidade da descrição é um método de caracterizar um revestimento instalado em um furo de poço em uma formação de terra. O método inclui ativar um transdutor em pelo menos uma orientação azimutal no furo de poço e gerar um pulso acústico; receber um sinal compreendendo uma pluralidade de eventos de sobreposição resultantes da geração do pulso acústico; estimar um envelope do sinal recebido; e estimar a partir do envelope de sinais recebidos um tempo de chegada de cada uma da pluralidade de eventos, os tempos de chegada sendo característicos de uma propriedade de pelo menos um de: (i) o revestimento; e (ii) um cimento em um espaço anular entre o revestimento e a formação.
[005] Outra modalidade da descrição é um aparelho para caracterizar um revestimento instalado em um furo de poço em uma formação de terra. O aparelho inclui um transdutor configurado para gerar um pulso acústico em pelo menos uma orientação azimutal no furo de poço; um receptor configurado para receber um sinal compreendendo uma pluralidade de eventos de sobreposição resultantes da geração do pulso acústico; e um processador configurado para estimar um envelope de sinal recebido; e estimar a partir do envelope de sinal recebido um tempo de chegada de cada uma da pluralidade de eventos, os tempos de chegada sendo característicos de uma propriedade de pelo menos um de: (i) o revestimento, e (ii) um cimento em um espaço anular entre o revestimento e a formação.
[006] Outra modalidade da descrição é um meio legível por computador acessível a um processador, o meio legível por computador incluindo instruções que possibilitam o processador a caracterizar uma propriedade de um revestimento em um furo de poço em uma formação de terra usando um sinal compreendendo uma pluralidade de eventos resultantes da geração de um pulso acústico por um transdu
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3/12 tor no furo de poço, as instruções incluindo a estimativa de um envelope de sinal recebido e estimar a partir do envelope um tempo de chegada de cada uma da pluralidade de eventos.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS FIGURAS [007] A presente descrição e suas vantagens serão mais bem entendidas referindo-se à seguinte descrição detalhada e aos desenhos anexos, em que:
[008] a figura 1 representa a ferramenta de formação de imagem de pulsos de eco acústica dentro de um furo de poço;
[009] a figura 2 mostra a ferramenta de formação de imagem de pulsos de eco acústica em mais detalhe;
[0010] a figura 3 mostra os caminhos de percurso de energia acústica típicos a partir da ferramenta para a parede do furo de poço e reflexões associadas;
[0011] as figuras 4(a)-(c) mostram três exemplos de um sinal refletido que inclui um sinal de eco em tempos diferentes após um eco primário;
[0012] as figuras 5(a)-(b) mostram representações de domínio de tempo e domínio de frequência de um filtro de faixa Cauchy;
[0013] as figuras 6(a)-(b) mostram a pequena onda da figura 4(a) e os componentes em fase e quadratura de sua transformação Hilbert limitada na faixa;
[0014] a figura 7 mostra um detalhe da aplicação de filtros em fase e quadratura no sinal de reflexão da figura 4(a);
[0015] as figuras 8(a)-(b) mostram os resultados de aplicar o método de detecção de envelope ao sinal da figura 4(c);
[0016] as figuras 9(a)-(b) mostram um detector de eco e a aplicação do mesmo aos dados na figura 8;
[0017] a figura 10 mostra uma ferramenta apropriada para aplicações de MWD para formação de uma imagem de uma parede de furo de poço; e [0018] a figura 11 é um fluxograma ilustrando algumas das etaPetição 870190049050, de 24/05/2019, pág. 6/24
4/12 pas da presente descrição.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA DESCRIÇÃO [0019] A figura 1 mostra uma ferramenta de formação de imagem de pulsos de eco acústica 10 como é tipicamente usada em um furo de poço 2. A ferramenta de formação de imagem de pulsos de eco acústica 10, chamada a ferramenta para resumir, é abaixada a uma profundidade desejada no furo de poço 2 por meio de um fio elétrico ou cabo 6. A energia para operar a ferramenta 10 é suprida por uma unidade de perfilagem de superfície 8 conectada à outra extremidade do cabo 6. Os sinais adquiridos pela ferramenta 10 são transmitidos através do cabo 6 para a unidade de perfilagem de superfície 8 para processamento e apresentação.
[0020] Durante o processo de perfuração do furo de poço 2, um revestimento 4 é fixado no furo de poço 2 e cimentado no lugar com concreto 32. No fundo do revestimento 4 está uma sapata de revestimento 11. A perfuração do furo de poço 2 continua após a cimentação do revestimento 4 até uma profundidade desejada ser alcançada. Neste momento, a ferramenta 10 está tipicamente funcionando em um furo aberto 13, que é uma parte do polo 2 mais profunda do que a sapata de revestimento 11. A ferramenta 10 está geralmente funcionando no furo aberto 13 para avaliar uma formação de terra 16 penetrada pelo furo de poço 2. Às vezes a avaliação da formação de terra 16 prossegue para uma profundidade mais rasa do que a sapata de revestimento 11, e continua para dentro de uma parte do furo de poço 2 em que o revestimento 4 é cimentado.
[0021] A ferramenta 10 tem uma seção de transdutor 14 da qual um pulso acústico 12 é emitido. O pulso acústico 12 percorre através de um líquido 18 que enche o furo de poço 2. O líquido 18 pode ser água, solução baseada em água de produtos químicos apropriados, ou lodo de perfuração. Quando o pulso acústico 12 golpeia a parede do furo de poço 2, ou do revestimento 4, pelo menos da energia no pulso acústico 12 é refletida para trás em direção à ferramenta 10 como uma
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5/12 reflexão 15. A seção de transdutor 14 é então comutada para receber a reflexão 15 do pulso acústico 12 a partir da parede do furo de poço 2, ou a partir do revestimento 4. A reflexão 15 contém dados que são úteis na avaliação da formação de terra 16 e do revestimento 2.
[0022] A figura 2 mostra a ferramenta 10 em mais detalhe. A ferramenta 10 é conectada a uma extremidade do cabo 6 e compreende um alojamento 20 que contém uma cabeça de transdutor 26 girada por um motor elétrico 22. A rotação da cabeça de transdutor 26 possibilita a avaliação de substancialmente toda a circunferência do furo de poço 2 e revestimento 4 habilitando os pulsos acústicos 12 a serem visados em e as reflexões 15 recebidas de várias posições angulares em torno do eixo geométrico do furo de poço 2 ou revestimento 4. A cabeça de transdutor 24 está localizada dentro de uma célula acusticamente transparente 28. Os pulsos acústicos 12 e as reflexões 15 podem passar facilmente através da célula 28. Os pulsos acústicos 12 são gerados, e as reflexões 15 são recebidas por um elemento piezoelétrico 26 contido dentro da cabeça de transdutor. O elemento piezoelétrico 26 é construído com um aspecto de focalização interno de modo que os pulsos acústicos emitidos 12 têm uma largura de feixe extremamente estreita, tipicamente cerca de 1/3 de uma polegada (0,85 cm). A largura de feixe estreita possibilita alta resolução de pequenos aspectos no furo de poço 2. O elemento piezoelétrico 26 emite os pulsos acústicos 12 ao ser energizado por impulsos elétricos de um circuito de transceptor 21. Os impulsos elétricos são conduzidos através de um acoplamento eletromagnético 23 que possibilita a rotação da cabeça de transdutor 26. Após transmitir o pulso acústico 12, o circuito de transceptor 21 é programado para receber uma voltagem elétrica variando com o tempo 27 gerada pelo elemento piezoelétrico 26 como um resultado das reflexões 15 golpeando o elemento piezoelétrico 26. O circuito de transmissor 21 também compreende um conversor analógico-adigital 21A que converte a voltagem elétrica variando com o tempo 27 em uma pluralidade de números, que também podem ser conhecidos
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6/12 como amostras, representando a magnitude da voltagem elétrica variando com o tempo 27 testada em intervalos de tempo espaçados. A pluralidade de números é transmitida à unidade de perfilagem de superfície 8 através do cabo 6.
[0023] A figura 3 mostra o princípio de operação da ferramenta 10 em mais detalhe no que se refere a determinar a espessura do revestimento 4. A ferramenta 10 é substancialmente suspensa no centro do furo de poço 2. Os pulsos acústicos 12 emitidos pela ferramenta 10 percorrem através do fluido 18 enchendo o furo de poço até contatarem o revestimento. Devido à velocidade acústica do revestimento 4 e do fluido 18 ser geralmente muito diferente, um limite de impedância acústica é criado na interface entre o revestimento 4 e o fluido 18. Alguma da energia no pulso acústico 12 será refletida para trás em direção à ferramenta 10. Alguma da energia do pulso acústico 12 percorrerá através do revestimento 4 até alcançar a interface entre o revestimento 4 e o cimento 34 no espaço anular entre o furo de poço 2 e o revestimento 4. A velocidade acústica do cimento 34 e a velocidade acústica do revestimento 4 são geralmente diferentes, assim, outro limite de impedância acústica é criado. Como na interface do revestimento de fluido, alguma da energia do pulso acústico 12 é refletida para trás em direção à ferramenta 10, e alguma da energia percorre através do cimento 34. A energia refletida para trás em direção à ferramenta 10 a partir da superfície exterior do revestimento 4 sofrerá uma outra reflexão parcial 35 quando alcançar a interface entre o fluido 18 no furo de poço 2 e o revestimento 4.
[0024] A figura 4 mostra três tipos exemplares de sinais de reflexão 401 que podem ser recebidos. A figura 4(a) mostra duas reflexões 403, 405 que estão claramente separadas e distinguíveis. A reflexão 405 pode ser, por exemplo, uma reflexão da interface revestimentocimento, enquanto 403 pode ser um sinal a partir da interface revestimento-cimento. Outros cenários são possíveis, tal como a reflexão 405 sendo uma reflexão de um espaço vazio dentro do cimento enquanto a
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7/12 reflexão 403 é um sinal reverberatório a partir das paredes internas e externas do revestimento. Para os fins da presente descrição, as reflexões 405, 405' e 405 são referidas como sinais secundários ou ecos, enquanto os sinais 403, 403' e 403 são referidos como sinais primários. A presente descrição aborda dois problemas. O primeiro problema é o da estimativa das características de um eco tal como 405 que tem um caráter de toque quando é claramente separado do sinal primário. Os versados na técnica e que têm o benefício da presente descrição reconhecerão que o caráter de toque do sinal secundário 405 resulta da fonte piezoelétrica 26 que é usada para gerar o sinal na ferramenta 10. O segundo problema abordado na presente descrição é o da identificação da chegada do sinal secundário quando ele pode se separar do sinal primário, como na figura 4(a), ou não é separado do sinal primário como nas figuras 4(b) e 4(c).
[0025] Um ponto a se notar sobre o sinal de eco é que ele se parece com uma pequena onda tendo uma função de envelope desconhecida, uma frequência central conhecida e uma largura de banda aproximadamente conhecida. O primeiro problema pode então ser caracterizado como a de estimar o envelope da pequena onde, enquanto o segundo problema pode ser caracterizado como o detectando o tempo de chegada da pequena onda.
[0026] Um modo eficaz de estimar o envelope de uma pequena onda é usar a transformação de Hilbert. Um sinal acústico f(t) tal como o na figura 4(a) pode ser expresso em termos de uma amplitude dependente de tempo A(t) e uma fase dependente de tempo 0(t) como:
f(t) = A(t) cos 0(t) (1).
[0027] Seu traço de quadratura f*(t) então é
f*(t)=A(t) seno 0(t) (2),
[0028] e o traço complexo F(t) é:
F(t) = f(t) + jf*(t) = A(t)e^ (3).
[0029] Se f(t) e f*(t) são conhecidos, pode-se resolver para A(t)
como
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A(O=m+r2(Or/2=|F(t)| (4) [0030] como o envelope do sinal f(t).
[0031] Um modo de determinar o traço de quadradura f*(t) é usar a transformação de Hilbert.
(5) [0032] onde p.v. representa o valor principal. A transformação de Hilbert precisa de um sinal de entrada limitado na faixa e é sensível ao ruído de banda larga. Consequentemente, antes de aplicar a transformação de Hilbert, um filtro de faixa é aplicado. No presente método, um filtro Cauchy é usado como o filtro de faixa.
[0033] As figuras 5(a), 5(b) mostram representações de dois filtros Cauchy diferentes no domínio de tempo (figura 5(a)) e no domínio de frequência (figura 5(b)). O filtro Cauchy no domínio de tempo é dado por:
(6) [0034] Uma vantagem do filtro Cauchy que pode ser vista nas figuras 5(a), 5(b) é que não existem ondulações tanto no domínio de tempo ou no domínio de frequência. A inspeção visual do sinal 405 dá seu intervalo de tempo e o número de ciclos ou loops na pequena onda. Conhecendo isto e o intervalo de digitalização, o filtro Cauchy pode ser gerado.
[0035] A figura 6(a) mostra a pequena onda correspondendo ao sinal 405 em uma escala expandida. A figura 6(a) mostra 100 amostras em uma taxa de amostragem de 4 MHz e mostra aproximadamente 5 a 6 ciclos da pequena onda. No entanto, devido às limitações na capacidade de computação para aplicações de fundo de poço, em uma modalidade da descrição a pequena onda é truncada. Como um exemplo, o truncamento pode ser para 36 amostras. Uma janela de Hanning é usada para reduzir o fenômeno de Gibbs que resulta do truncamento.
[0036] Comumente, a transformação de Hilbert é aplicada no
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9/12 domínio de frequência. Para reduzir a sobrecarga computacional, em uma modalidade da presente descrição o filtro Cauchy é combinado com a transformação de Hilbert e aplicado ao sinal. Para acelerar a computação, o filtro de faixa Cauchy-Hilbert (filtro CHBP) é aplicado no domínio de tempo envolvendo o sinal separado com a parte em fase do filtro CHBP e o componente de quadratura do filtro CHBP. A figura 6(b) mostra os componentes em fase 603 e de quadratura 605 do filtro CHBP.
[0037] A normalização dos ganhos dos filtros é necessária. Este processo é ilustrado na figura 7 onde 701 é o resultado da aplicação do filtro do componente de quadratura, 703 é o sinal de entrada e 705 é o resultado da aplicação da parte em fase (atualmente, fase a 180°). Usando este processo, os ganhos relativos dos filtros podem ser ajustados de modo que as amplitudes dos traços na figura 7 são consistentes.
[0038] O envelope do sinal na figura 4(c) foi determinado os filtros derivados acima baseado na pequena onda na figura 4(a). O resultado é mostrado na figura 8(b) por 803. Os versados na técnica e tendo o benefício da presente descrição reconhecerão que a curva do envelope tem algum ruído de alta frequência. Este ruído é um resultado da supressão imprópria do fenômeno de Gibbs pela janela de Hanning. Embora uma pequena perturbação da curva 803 seja visível em t=200 correspondendo a um eco, a perturbação não é um local máximo, de modo que o método de descoberta de pico não poderia detectar este eco. Consequentemente, em uma modalidade da descrição, o primeiro e segundo momentos são removidos da curva do envelope usando um operador Laplace. O operador Laplace pode ser indicado por:
[0039] Este filtro é muito sensível a ruído de alta frequência, de modo que um filtro passa-baixo pode ser aplicado antes do operador Laplace. Em uma modalidade da descrição, um filtro Gaussian é usaPetição 870190049050, de 24/05/2019, pág. 12/24
10/12 do, de modo que a combinação de operador Gaussian-Laplace pode ser indicada por:
...
[0040] No exemplo, o pacote de energia de pequena onda contém cerca de 5 a 6 ciclos (6 ciclos com 100 amostras para este caso). Um filtro simétrico é necessário para preservar a informação de fase. Em uma modalidade, a extensão do filtro é escolhida para ter 5 ciclos com 79 amostras. Novamente, uma função da janela de Hanning é adicionada sobre o filtro Gaussian para reduzir o fenômeno de Gibbs. O resultado de aplicar o operador Gaussian-Laplace 901 aos dados em 803 é mostrado na figura 9(b) como ecos 905. Dois ecos podem ser vistos claramente. Os tempos dos dois ecos dão os tempos de reflexão.
[0041] A descrição acima foi para uma ferramenta de cabo de aço específica usada para formação de imagem de paredes de furo de poço e para análise da qualidade da ligação de cimento. Os princípios delineados acima também podem ser usados para aplicações de MWD para formação de imagem de paredes de furo de poço. Na figura 10 é descrita uma seção transversal de um subacústico que pode ser usado para determinar a densidade da formação. O colar da perfuratriz é indicado por 1003 e a parede do furo de poço por 1001. Um transdutor acústico 1007 é posicionado dentro de uma cavidade 1005. Uma extremidade da cavidade tem uma placa de metal 1009 com espessura conhecida, velocidade de onda de compressão e densidade. A cavidade é preenchida com um fluido com densidade e velocidade de onda de compressão conhecidas. Os pulsos acústicos gerados pelo transdutor 1007 e refletidos pela parede de furo de poço 1001 são o eco desejado, e as reflexões a partir da placa 1009 interferem com a detecção do eco desejado. A configuração particular é ilustrada no pedido de patente US n° de série 11/447.780 de Chemali et al., tendo a mesma atribuição que a presente descrição e os conteúdos da qual são incorporados ao presente por referência.
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11/12 [0042] O problema de sinais de interferência também é encontrado na patente US no 7.311.143 para Engels et al., tendo a mesma atribuição como a presente descrição e os conteúdos da qual são incorporados ao presente por referência. Engels descreve um método de e um aparelho para induzir e medir ondas de cisalhamento dentro de revestimento de furo de poço para facilitar a análise de ligação do revestimento do furo de poço, do cimento e da formação. Um transdutor acústico é provido, o qual é acoplado magneticamente ao revestimento do furo de poço e é compreendido de um imã combinado com uma bobina, onde a bobina é anexada a uma corrente elétrica. O transdutor acústico é capaz de produzir e receber várias formas de onda, incluindo ondas de compressão, ondas de cisalhamento, ondas de Rayleigh, e ondas de Lamb como as partes transversais da ferramenta de revestimento de furo de poço. Os diferentes tipos de ondas percorrem em diferentes velocidades e podem, assim, interferir uns com os outros. Em Engels, os sinais recebidos não podem ser ecos, e podem simplesmente ser modos diferentes de propagação em diferentes velocidades no revestimento em direções axiais e/ou circunferenciais. Para os fins da presente descrição, o termo chegada é usado para incluir tanto ecos como sinais propagando-se no revestimento.
[0043] A figura 11 é um fluxograma que resume o método da presente descrição. Começando com o primeiro sinal 1101 em que uma chegada é claramente identificável, uma pequena onda 1103 é extraída. Baseado nas características da pequena onda, os pares de pequenas ondas de Cauchy para a transformação de Hilbert são definidos 1105. Os pares de pequenas ondas de Cauchy são aplicados 1109 a um segundo sinal 1107 em que as chegadas não são claramente identificáveis, e um envelope é estimado 1114 para o segundo sinal. Um operador Gaussian-Laplace é aplicado 1113 ao envelope e chegadas individuais são detectadas 1115.
[0044] Baseado nos tempos e amplitudes de percurso das chegadas detectadas, usando métodos conhecidos, é então possível de
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12/12 terminar um ou mais dos seguintes: (i) uma espessura do revestimento, (ii) a impedância acústica do cimento na proximidade do revestimento, (iii) uma posição e tamanho de um vazio no cimento, e (iv) uma posição e tamanho de um defeito no revestimento.
[0045] Implícito no processamento de dados é o uso de um programa de computador executado em um meio legível por máquina apropriado que possibilita o processador a efetuar o controle e processamento. O meio legível por máquina pode incluir ROMs, EPROMs, EAROMs, Memórias Flash e discos óticos. As propriedades da formação determinadas podem ser registradas em um meio apropriado e usadas para subsequente processamento quando da recuperação do BHA. As propriedades da formação determinadas podem ainda ser telemedidas no furo descendente para exibição e análise.
[0046] A descrição acima é dirigida a modalidades particulares da presente descrição para o fim de ilustração e explicação. Será evidente, no entanto, a um perito na técnica, que muitas modificações e trocas para as modalidades descritas acima são possíveis sem sair do escopo e do espírito da descrição. Pretende-se que as seguintes reivindicações sejam interpretadas para englobar todas essas modificações e trocas.

Claims (19)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de caracterizar um cimento em proximidade a um revestimento instalado em um furo de poço (2) em uma formação de terra, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
    ativar um transdutor (14) em pelo menos uma orientação azimutal no furo de poço (2) e gerar um pulso acústico;
    receber um sinal compreendendo uma pluralidade de eventos de sobreposição resultantes da geração do pulso acústico, pelo menos um da pluralidade de eventos de sobreposição sendo devido a um toque do transdutor (14);
    estimar um envelope do sinal recebido; e estimar, a partir do envelope de sinais recebidos, um tempo de chegada de cada um da pluralidade de eventos, pelo menos em parte, pela aplicação de um operador Gaussian-Laplace ao envelope para estimar os tempos de chegada, os tempos de chegada sendo característicos de uma propriedade do cimento em proximidade ao revestimento, a propriedade sendo uma impedância acústica do cimento em proximidade ao revestimento.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda estimar a partir de um envelope uma amplitude de cada um dos eventos.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estimar o envelope de sinal recebido compreende ainda passar o sinal recebido e aplicar uma transformação de Hilbert.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que aplicar a transformação de Hilbert compreende ainda aplicar um primeiro filtro ao sinal recebido e aplicar um segundo filtro, substancialmente ortogonal ao primeiro filtro, ao sinal recebido.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda derivar um filtro de faixa usando uma pequena onda extraída de outro sinal.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado
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    2/4 pelo fato de que ativar o transdutor (14) em pelo menos uma orientação azimutal compreende ainda ativar o transdutor (14) em uma pluralidade de orientações azimutais, o método compreende ainda estimar a propriedade da pluralidade de orientações azimutais.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tempos de chegada também são características da uma propriedade selecionada a partir do grupo consistindo em (i) uma espessura do revestimento, (ii) uma posição e tamanho de um vazio no cimento, e (iii) uma posição e tamanho de um defeito no revestimento.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda transportar o transdutor (14) em uma ferramenta de perfilagem dentro do furo de poço (2) usando um cabo de aço.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um cabo de aço configurado para transportar o transdutor em uma ferramenta de perfilagem no furo de poço (2).
  10. 10. Aparelho para caracterizar cimento em proximidade a um revestimento instalado em um furo de poço (2) em uma formação de terra, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:
    um transdutor (14) configurado para gerar um pulso acústico em pelo menos uma orientação azimutal no furo de poço (2);
    um receptor configurado para receber um sinal compreendendo uma pluralidade de eventos de sobreposição resultantes da geração do pulso acústico, pelo menos um da pluralidade de eventos de sobreposição sendo devido a um toque do transdutor (14); e um processador configurado para:
    estimar, a partir do envelope de sinal recebido, um tempo de chegada de cada um da pluralidade de eventos, pelo menos em parte, aplicando um operador Gaussian-Laplace ao envelope para estimar os tempos de chegada, os tempos de chegada sendo caracterís
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    3/4 ticos de uma propriedade do cimento em proximidade ao revestimento, a propriedade sendo uma impedância acústica do cimento em proximidade do revestimento.
  11. 11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o receptor é parte do transdutor (14).
  12. 12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador é ainda configurado para estimar, a partir do envelope, uma amplitude de cada um da pluralidade de eventos.
  13. 13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador é ainda configurado para estimar o envelope de sinal recebido efetuando uma faixa passando do sinal recebido e aplicando uma transformação de Hilbert.
  14. 14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o processador é ainda configurado para aplicar a transformação de Hilbert aplicando um primeiro filtro ao sinal recebido e aplicando um segundo filtro, substancialmente ortogonal ao primeiro filtro, ao sinal recebido.
  15. 15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o processador é ainda configurado para derivar um filtro de passagem de faixa usando uma pequena onda extraída de outro sinal.
  16. 16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o transdutor (14) é configurado para gerar pulsos acústicos em uma pluralidade de orientações azimutais, e em que o processador é ainda configurado para estimar a propriedade de uma pluralidade de orientações azimutais.
  17. 17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os tempos de chegada também são característicos de uma propriedade selecionada a partir do grupo consistindo em: (i) uma espessura do revestimento; (ii) uma posição e tamanho de um vazio no cimento, e (iii) uma posição e tamanho de um defeito no re
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    4/4 vestimento.
  18. 18. Meio legível por computador não transitório caracterizado pelo fato de que inclui instruções armazenadas no mesmo as quais permitem um processado de caracterizar uma impedância acústica do cimento em proximidade ao revestimento em um furo de poço (2) em uma formação de terra usando um sinal recebido compreendendo uma pluralidade de eventos resultantes da geração de um pulso acústico por um transdutor (14) em um furo de poço (2), pelo menos um de uma pluralidade de eventos sendo devido a um toque do transdutor, as instruções permitindo o processador de estimar a partir do envelope um tempo de chegada de cada um da pluralidade de eventos, pelo menos em parte, aplicando um operador Gaussian-Laplace ao envelope para estimar os tempo de chegada.
  19. 19. Meio legível por computador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos um dentre: (i) um ROM, (ii) um EPROM, (iii) um EAROM, (iv) uma memória flash, e (v) um disco ótico.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9157312B2 (en) * 2008-11-10 2015-10-13 Baker Hughes Incorporated EMAT acoustic signal measurement using modulated Gaussian wavelet and Hilbert demodulation
US20100118648A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Baker Hughes Incorporated EMAT Acoustic Signal Measurement Using Modulated Gaussian Wavelet and Hilbert Demodulation
US8634272B2 (en) 2009-04-21 2014-01-21 Baker Hughes Incorporated Televiewer image wood-grain reduction techniques
US9103196B2 (en) * 2010-08-03 2015-08-11 Baker Hughes Incorporated Pipelined pulse-echo scheme for an acoustic image tool for use downhole
US10358905B2 (en) * 2014-01-13 2019-07-23 Weatherford Technology Holdings, Llc Ultrasonic logging methods and apparatus for measuring cement and casing properties using acoustic echoes
US10344582B2 (en) * 2014-12-24 2019-07-09 Statoil Petroleum As Evaluation of downhole installation
WO2017030578A1 (en) 2015-08-19 2017-02-23 Halliburton Energy Services, Inc. Heterogeneity profiling analysis for volumetric void space cement evaluation
US10551523B2 (en) 2015-08-19 2020-02-04 Halliburton Energy Services, Inc. Evaluating and imaging volumetric void space location for cement evaluation
EP3179277B1 (en) * 2015-12-11 2022-01-05 Services Pétroliers Schlumberger Resonance-based inversion of acoustic impedance of annulus behind casing
US10222501B2 (en) * 2016-01-25 2019-03-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Televiewer image wood-grain reduction techniques
US10061050B2 (en) * 2016-08-08 2018-08-28 Gowell International, Llc Fractal magnetic sensor array using mega matrix decomposition method for downhole application
CN108956764B (zh) * 2018-06-06 2021-01-15 西安理工大学 一种爆炸复合管结合状态定量识别方法
GB2591627B (en) * 2018-07-27 2022-08-31 Baker Hughes Holdings Llc Through tubing cement evaluation using seismic methods
WO2020139354A1 (en) 2018-12-27 2020-07-02 Halliburton Energy Services, Inc. Removal of signal ringdown noise
CN111123359B (zh) * 2019-12-24 2020-11-27 同济大学 随钻测井与地层格架约束的井周地震成像探测方法及装置
CN111896256B (zh) * 2020-03-03 2022-03-29 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 基于深度核处理的轴承故障诊断方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255798A (en) * 1978-05-30 1981-03-10 Schlumberger Technology Corp. Method and apparatus for acoustically investigating a casing and cement bond in a borehole
FR2569476B1 (fr) * 1984-08-24 1987-01-09 Schlumberger Prospection Procede et dispositif pour evaluer la qualite du ciment entourant le tubage d'un puits
US4893286A (en) * 1987-11-04 1990-01-09 Standard Oil Company System and method for preprocessing and transmitting echo waveform information
US4928269A (en) * 1988-10-28 1990-05-22 Schlumberger Technology Corporation Determining impedance of material behind a casing in a borehole
FR2646513B1 (fr) * 1989-04-26 1991-09-20 Schlumberger Prospection Procede et dispositif de diagraphie pour l'inspection acoustique d'un sondage muni d'un tubage
US5852262A (en) * 1995-09-28 1998-12-22 Magnetic Pulse, Inc. Acoustic formation logging tool with improved transmitter
US5644550A (en) * 1996-07-02 1997-07-01 Western Atlas International, Inc. Method for logging behind casing
US6847737B1 (en) * 1998-03-13 2005-01-25 University Of Houston System Methods for performing DAF data filtering and padding
US6366531B1 (en) * 1998-09-22 2002-04-02 Dresser Industries, Inc. Method and apparatus for acoustic logging
US6712138B2 (en) * 2001-08-09 2004-03-30 Halliburton Energy Services, Inc. Self-calibrated ultrasonic method of in-situ measurement of borehole fluid acoustic properties
US7150317B2 (en) * 2004-03-17 2006-12-19 Baker Hughes Incorporated Use of electromagnetic acoustic transducers in downhole cement evaluation
US7363161B2 (en) * 2005-06-03 2008-04-22 Baker Hughes Incorporated Pore-scale geometric models for interpretation of downhole formation evaluation data
US20070005251A1 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Baker Hughes Incorporated Density log without a nuclear source
US20100118648A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Baker Hughes Incorporated EMAT Acoustic Signal Measurement Using Modulated Gaussian Wavelet and Hilbert Demodulation

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Publication number Publication date
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