FR2809825A1

FR2809825A1 - Procede pour la determination iterative de la conductivite dans des formations anisotropes inclinees

Info

Publication number: FR2809825A1
Application number: FR0106999A
Authority: FR
Inventors: Li Gao; Stanley C Gianzero
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2001-12-07
Anticipated expiration: 2021-05-29
Also published as: NO20012627D0; BR0102181A; GB0112451D0; CA2348204A1; AU4391101A; NO20012627L; AU775118B2; CA2348204C; GB2367366B; US6393364B1; FR2809825B1; GB2367366A

Abstract

Un procédé est proposé pour la détermination de la résistivité horizontale, de la résistivité verticale, des angles d'inclinaison et de direction de formations terrestres anisotropes entourant un puits de forage. Les couplages électromagnétiques entre une pluralité d'émetteurs de triade et de récepteurs de triade sont mesurés. Chaque émetteur/ récepteur de triade consiste en enroulements de bobine selon trois axes mutuellement orthogonaux. Ces signaux mesurés sont utilisés pour générer des estimations initiales de l'angle d'inclinaison et de l'angle de direction de la formation ainsi que le coefficient d'anisotropie et la résistivité horizontale de la formation. Un algorithme itératif est ensuite appliqué en utilisant ces quantités pour obtenir finalement des estimations plus précises qui se rapprochent des valeurs vraies de la formation.

Description

PROCEDE POUR LA DETERMINATION ITERATIVE DE LA CONDUCTIVITE DANS DES FORMATIONS ANISOTROPES INCLINEES présente invention concerne, généralement, la mesure de caractéristiques électriques de formations entourant un puits de forage. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé pour déterminer les résistivités horizontale et verticale dans formations anisotropes tout en tenant compte de l'angle d'inclinaison et de direction de la formation. principes et les techniques de base diagraphie électromagnétique des formations terrestres sont bien connus. La diagraphie d'induction afin de déterminer la résistivité (ou son inverse, conductivité) de formations terrestres contiguës à trou de sonde, par exemple, a longtemps été une technique standard et importante dans la recherche et la découverte de gisements pétroliers souterrains. En résumé, les mesures sont réalisées en provoquant la circulation de courants de Foucault en réponse à un signal d'émetteur alternatif et en mesurant ensuite les caractéristiques appropriées d'un signal de récepteur généré par les courants de Foucault de la formation. Les propriétés de la formation identifiées par ces signaux sont ensuite enregistrées dans un journal à la surface en fonction de la profondeur de l'outil dans le trou de sonde.

On sait parfaitement que les formations souterraines entourant un trou de sonde terrestre peuvent être anisotropes en ce qui concerne la conduction des courants électriques. phénomène d'anisotropie électrique est généralement conséquence d'une géométrie, soit microscopique, soit macroscopique, soit une combinaison de celles-ci, comme suit.

Dans de nombreuses couches sédimentaires, un courant électrique circule plus facilement dans une direction parallèle aux plans de stratification, à l'opposé d'une direction perpendiculaire aux plans de stratification. Une raison à cela est qu'un grand nombre de cristaux minéraux présentent une forme plate ou allongée (par exemple, le mica où le kaolin). Au moment où ils ont été déposés, ils ont naturellement adopté une orientation parallèle au plan de sédimentation. Les interstices dans les formations sont, par conséquent, généralement parallèles au plan de stratification, et le courant est capable de circuler facilement le long de ces interstices qui contiennent souvent de l'eau minéralisée électriquement conductrice. Cette anisotropie électrique, appelée parfois anisotropie microscopique, est principalement observée dans les schistes.

Les formations souterraines sont souvent constituées d'une série couches relativement minces présentant différentes caractéristiques lithologiques et, par conséquent, différentes résistivités. Dans les systèmes de diagraphie de sondage, les distances entre les électrodes ou antennes sont suffisamment grandes pour que le volume impliqué dans une mesure puisse comprendre plusieurs de ces couches minces. Lorsque des couches individuelles ne sont ni démarquées ni résolues par un outil de diagraphie, l'outil répond à la formation comme si elle était une formation macroscopiquement anisotrope.

séquence de sable/schiste en couches minces un exemple particulièrement important d'une formation macroscopiquement anisotrope.

Si un échantillon est prélevé dans une formation souterraine, la résistivité de l'échantillon mesuree avec courant circulant parallèlement aux plans de stratification est appelée résistivité transversale ou horizontale pH. L'inverse de pH est la conductivité horizontale 6H. La résistivité de l'échantillon mesuré avec un courant circulant perpendiculairement au plan de stratification est appelée résistivité longitudinale ou verticale, pv, et son inverse est la conductivité verticale av. Le coefficient d'anisotropie @, est défini % - @ah / 6v.

Dans les situations où le trou de sondage coupe la formation sensiblement perpendiculairement aux plans de stratification, les outils de diagraphie de sondage à induction et propagation classiques sont sensibles presque exclusivement à la composante horizontale de la résistivité de la formation. Lorsque le trou de sondage coupe les plans de stratification selon un angle (un trou sondage dévié), les lectures de l'outil contiennent influence provenant des résistivités verticale et horizontale. Ceci est particulièrement vrai lorsque l'angle entre le trou de sondage et la normale aux plans de stratification est grand, que dans les forages directionnels ou horizontaux, des angles proches de 90 sont couramment rencontrés. Dans ces situations, l'influence de la résistivité verticale peut entraîner des divergences entre les mesures prises dans la même formation dans des puits verticaux proches, empêchant de ce fait une comparaison utile de ces mesures. De plus, étant donné que l'évaluation d'un réservoir est généralement basée sur les données obtenues à partir de puits verticaux, l'utilisation de données provenant de puits forés avec de grandes déviations peut produire des estimations erronées de la réserve de la formation, du potentiel de production, etc., l'effet d'anisotropie n'est pas correctement pris en compte.

Un certain nombre de procédés ont été proposés pour déterminer les résistivités verticale et horizontale à proximité d'un trou de sonde dévié. Hagiwara (brevet américain 5 966 013) a présenté un procédé de détermination de certaines propriétés anisotropes de formation utilisant un outil à propagation sans connaissance a priori de l'angle d'inclinaison. Dans le brevet américain 5 886 526, Wu décrit un procédé de détermination des propriétés anisotropes de formations terrestres utilisant un outil à induction à espacements multiples avec une dépendance fonctionnelle supposée entre les constantes diélectriques de la formation et ses résistivités horizontale et verticale. Gupta et autres (US 5 999 883) ont utilisé un outil à induction triade pour arriver à des hypothèses initiales approchées des parametres de la formation anisotrope. Moran et Gianzero (Geophysics, vol. 44, page 1266, 1979) ont proposé l'utilisation d'un outil tri-axial à espacement nul pour déterminer l'angle d'inclinaison. Ultérieurement, l'espacement a été étendu à une taille finie par Gianzero et autres (brevet américain 5 115 198) en utilisant un outil à induction pulsée.

tentatives pour déterminer les résistivites verticale et horizontale autour d'un trou de sondage dévié ont pas fourni jusqu'ici une précision suffisante pour formations ayant un degré élevé d'anisotropie. Une nouvelle technique est par conséquent nécessaire.

problèmes décrits ci-dessus sont en grande partie résolus par un procédé itératif pour déterminer conductivité électrique dans une formation inclinee anisotrope. Le procédé itératif corrige l'effet pariétal à ordres élevés tout en déterminant tous parametres utiles de la formation. Ce procédé peut être appliqué à une sonde à induction tri-axiale fonctionnant en mode continu. Dans un mode de réalisation, le procedé comprend (1) la mesure d'un couplage magnétique entre bobines d'émetteur et les bobines de récepteur d'un outil dans un trou de sondage traversant la formation ; ) l'obtention à partir du couplage mesuré d'un angle direction entre l'outil et la formation ; (3) l'obtention à partir du couplage mesuré d'un angle d'inclinaison initial entre l'outil et la formation ; (4) l'obtention à partir du couplage mesuré d'un facteur anisotrope initial la formation ; (5) l'obtention à partir du couplage mesuré d'une conductivité horizontale initiale de la formation ; (6) la détermination d'un facteur anisotrope itératif à partir du couplage mesuré, de l'angle de direction, du dernier angle d'inclinaison et du dernier facteur anisotrope (7) la détermination d'une conductivité horizontale itérative à partir du couplage mesuré, de l'angle de direction, du dernier facteur anisotrope itératif et du dernier angle d'inclinaison ; (8) la détermination d'un angle d'inclinaison itératif à partir du couplage mesuré, du dernier facteur anisotrope itératif et de la dernière conductivité horizontale itérative. Les étapes de détermination d'un facteur anisotrope itératif, de détermination d'une conductivité horizontale itérative et de détermination d'un angle d'inclinaison itératif sont, de préférence, répétées un certain nombre de fois afin de minimiser erreur résiduelle globale.

Le procédé présenté peut fournir les avantages suivants pour la détermination des paramètres formation de formations terrestres anisotropes : (1) connaissance a priori de l'angle d'inclinaison est inutile et peut être l'une des sorties du procédé ; (2) aucune relation supposée entre la résistivité de la formation et la constante diélectrique n'est nécessaire ; (3) l'électronique complexe pour générer des impulsions dans les bobines d'émetteur peut être éliminée étant donné que ce procédé est applicable à une sonde à induction triade fonctionnant en mode continu ; (4) les résultats préliminaires indiquent que le procédé présenté produit des estimations plus précises de tous les paramètres de formation utiles électriquement de la formation terrestre.

Une meilleure compréhension de la présente invention peut être obtenue lorsque la description détaillée qui suit du mode de réalisation préféré est examinée conjointement avec les dessins joints, sur lesquels la figure 1 montre la configuration de bobine d'un outil à induction tri-axial ; la figure 2 démontre une définition de transformation rotationnelle ; la figure 3 montre un organigramme pour procédé présenté de détermination des paramètres de formation dans une formation terrestre anisotrope inclinée ; la figure 4 montre un graphique utilisé pour déterminer le nombre optimal d'itérations qui minimisent fonction d'erreur d'angle d'inclinaison ; la figure 5 compare les résultats procédé présenté avec les résultats obtenus par procédé existant.

Bien que diverses modifications et variantes de l'invention puissent être réalisées, des modes de réalisation spécifiques de celle-ci sont montres à titre d'exemple sur les dessins et seront décrits détail dans le présent document. I1 convient de comprendre, cependant, que les dessins et leur description détaillée ne sont pas destinés à limiter l'invention la forme particulière présentée mais que l'intention est, au contraire, de couvrir toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les variantes tombant dans l'esprit et 'étendue de la présente invention telle définie par les revendications jointes.

I1 convient de noter que les termes horizontale et verticale, tels qu'utilisés dans le présent document, sont définis comme indiquant, respectivement, les directions parallèle et perpendiculaire plan de stratification.

En faisant référence maintenant aux figures, la figure 1 montre un scénario de conception d' agencement de bobines pour un outil à induction de trou de sondage. Une triade de bobines d'émetteur TX, Ty et TZ orientée chacune selon un axe respectif, est prévue, de même qu' triade de bobines de récepteur RX, Ry et RZ orientée de manière similaire. Par souci de clarté, on supposa que les trois bobines dans chaque triade representent des bobines réelles orientées dans des directions mutuellement perpendiculaires, l'axe z correspondant à l'axe longitudinal de l'outil. Cependant, il convient de noter que cet agencement de bobines peut être "synthétisé" en effectuant une transformation adéquate sur des triades orientées différemment. Ces transformations sont décrites en détail dans la demande de brevet américain n 09/255 621 intitulée "Directional Resistivity Measurements for Azimutal Proximity Détection of Red Boundaries" et déposée le 22 février 1999 par T. Hagiwara et H. Song.

Chacune des bobines de la triade 'émetteur est parallèle à la bobine correspondante dans la triade de récepteur et est espacée de la bobine correspondante dans la direction de l'axe z. La distance entre les bobines correspondantes est indiquée par L. Il convient de noter que l'outil de trou de sondage peut comporter des triades d'émetteur ou de récepteur supplémentaires afin de fournir des valeurs d'espacement entre émetteur et récepteur L multiples. Ces configurations peuvent fournir, de manière avantageuse, une plus grande précision ou des détails supplémentaires utiles pour l'analyse de la structure de la formation.

Généralement, un modèle de formation est utilisé pour interpréter les mesures de l'outil. Le modèle utilisé dans le présent document est un modèle à anisotropie uni-axiale. Ce modèle suppose que la formation est isotrope dans la direction horizontale (parallèle au plan de stratification) et anisotrope dans la direction verticale (perpendiculaire au plan de stratification). La détermination d'un système de coordonnées de formation ayant l'axe z perpendiculaire au plan de stratification et les axes x et y parallèles au plan de stratification permet d'exprimer un tenseur de conductivité de la manière suivante

Généralement, les axes du système de coordonnées de la formation ne correspondent pas aux axes du système de coordonnées de l'outil. Cependant, une transformation rotationnelle de l'un à l'autre peut être définie. La figure 2 montre une transformation du système de coordonnées d'outil en système de coordonnées de formation. Le système de coordonnées d'outil (x, y, z) d'abord tourné autour de l'axe z d'un angle (3, appelé après l'angle de direction. Le système de coordonnées intermédiaire (x',y',z'=z) ainsi formé est ensuite tourné autour l'axe y' d'un angle a, appelé ci-après l'angle d'inclinaison, afin d'obtenir le système de coordonnées de formation (x",y"=y',z").

Tout vecteur v" dans le système de coordonnées de formation peut être exprimé dans le système de coordonnées d'outil par v = Rv" (2) où la matrice de transformation rotationnelle est

Maintenant que la transformation rotationnelle a été définie l'attention est portée sur les mesures l'outil induction. Lorsqu'une tension est appliquée l'une bobines d'émetteur, un champ magnétique variable est produit. Le champ magnétique interagit avec la formation afin d'induire une tension dans les bobines de récepteur. Les trois bobines d'émetteur sont excitées chacune à leur tour et les tensions produites au niveau des trois bobines de récepteur sont mesurées. Les neuf tensions mesurées indiquent le couplage magnétique entre la paire de triades émetteur-récepteur. Les équations pour les signaux mesurés seront déduites et manipulées afin de calculer l'angle de direction 5, l'angle inclinaison oc, la conductivité horizontale 6h et 1 anisotropie verticale @.

Dans le cas le plus général selon Moran et Gianzero (Geophysics, vol. 44, page 1266, 1979) le champ magnétique H dans les bobines de récepteur peut être représenté comme une matrice de couplage C sous la forme

où H,s, Hy et HZ et MX, My et MZ sont, respectivement, composantes des champs au niveau des recepteurs et les composantes des moments magnétiques niveau des émetteurs. (Le moment magnétique est calculé par n = ATNTIT, où h est la surface de l'émetteur, Nr est le nombre de spires de la bobine d'émetteur et IT est le courant de l'émetteur. La direction du moment magnétique est perpendiculaire au plan de la bobine). Si la matrice de couplage est spécifiée en fonction du système de coordonnées de formation, les intensités des champs magnétiques mesurées dans les bobines de récepteur sont obtenues par (Moran et Gianzero, Geophysics, vol. 44, page 1266,1979) H = (R 1CR)M-C'M (5) où H et M sont mesurés dans le système de coordonnées de sonde.

En supposant que l'outil est orienté de sorte l'angle de direction P soit nul, il peut être montré pour le modèle à anisotropie uni-axiale, la matrice de couplage complète C' au niveau des bobines de récepteur (x = 0 = y, z = L) se simplifie de la manière suivante

Les valeurs théoriques des éléments dans la matrice de couplage sont (Cij = Cji)

où kh = @iw@6h = nombre d'ondes horizontales co = 2nf <I≥ pulsation g go = 47u10-7 henry/m = perméabilité magnétique % = @6h/a, = coefficient d'anisotropie A = @sin2(X+12cos2a/k = facteur anisotrope En fonction des éléments de la matrice de couplage C', les six mesures indépendantes pour tous les couplages possibles entre toutes les paires émetteur récepteur sont exprimées par (TiRj = TjRi)

Ces mesures sont réalisées en prenant le rapport entre les signaux de tension d'émission et réception, par exemple TXRy = K VRy/VTX, où K est constante d'étalonnage réelle théoriquement égale à ATNTITARNR(VOg)2/4nL, où AR est la surface de la bobine de réception et NR est le nombre de spires de la bobine de réception.

De manière explicite, en résolvant les quatre dernières équations ci-dessus, on obtient les expressions suivantes pour les champs de couplage croisé mesurés

Pour utiliser les équations ci-dessus dans la pratique, la composante réelle est ignorée et la composante imaginaire (réactive) est simplifiée en recherchant la limite lorsque l'espacement entre l'émetteur et le récepteur tend vers zéro, c'est-à-dire, lorsque L -> 0. De cette manière, les composantes réactives des équations (18-a, b, c) des signaux mesurés simplifient

où 8h - @2/w96h est la profondeur de peau associée à conductivité horizontale. À partir de ces équations, obtient les équations pratiques pour la détermination des angles d'inclinaison et de direction

I1 convient de noter que l'angle de direction ainsi obtenu est exact, tandis que l'angle d'inclinaison est seulement une approximation parce que les équations (19a à c) ne sont valables que dans la limite d' espacement nul. L'indice a1 indique qu'il s'agit de la première approximation de l'angle d'inclinaison apparent.

Avec l'angle de direction P et l'angle d'inclinaison estimé a, des estimations de la conductivité horizontale 6H et du facteur anisotrope A peuvent être obtenues par 'observation suivante.

Lorsqu'un développement en série entière est utilisé pour les termes exponentiels de l'équation (18-b), premiers termes produisent les expressions suivantes pour partie réelle (TZRx)R et pour la partie imaginaire (TzRx)X.

En tirant profit du fait que le second terme dans (TZRx)X est identique à (TZRx)R, une équation qui est 'effet pariétal corrigé au premier ordre peut être écrite de la manière suivante

De même, avec l'équation (18-d), pour TZRZ on obtient .

équations (24) et (25) peuvent être résolues afin d'obtenir A et 6h

La substitution de l'angle de direction P et de la première estimation de l'angle d'inclinaison aal des équations (20) et (21) produit les premières estimations du facteur anisotrope Aal et de la conductivité horizontale 6h1, où l'indice al indique que les quantités sont premières estimations des valeurs apparentes

On note que la fraction de tête peut être remplacée par un coefficient d'étalonnage K1 pour l'outil.

Maintenant que les estimations initiales ont été obtenues les estimations peuvent être affinées de manière itérative. L'examen du développement série entière tous les champs mesurés révèle que

Parce que les termes d'ordre supérieur ne s'annulent pas mutuellement, les équations ) et (25) ne sont plus correctes. Afin de remédier à ce problème, la contribution de l'effet pariétal supplémentaire peut être soustraite du côté gauche. À savoir, le côté gauche de l'équation (24) peut être remplace par (TZRX) R - TZR,) x - I'ZX où I'Z, est la correction d'ordre supérieur obtenue à partir de l'équation (30) .

De même, la correction pour (TZRZ)R - TZRZ)x peut être déduite .

I1 convient de noter que la fraction de tête des équations (32) et (33) peut être remplacée par un coefficient d'étalonnage KZ et , respectivement, pour l'outil. Avec ces corrections, obtient de meilleures approximations pour A et 6h

La même procédure "de développement à un ordre supérieur" peut être appliquée aux autres composantes des champs mesurés dans l'équation (25). Le résultat final est équation plus précise pour l'angle inclinaison

convient de noter qu'ici la partie réelle du champ magnétique (qui est identique a la partie imaginaire des tensions mesurées au niveau des bobines autre qu'un facteur constant) est utilisée, de là l'indice R. Les termes de correction peuvent être directement obtenus à partir des développements au sixième ordre des champs de couplage correspondants. Les termes de correction sont

où aal = angle d'inclinaison apparent

a <SEP> @@1@@s <SEP> = <SEP> profondeur <SEP> de <SEP> peau <SEP> horizontale
<tb> @ha apparente 6ha = conductivité horizontale apparente

La dérivation ci-dessus a fourni l'équation (20) pour la détermination de l'angle de direction l'équation (21) pour une première estimation de l'angle d'inclinaison a, l'équation (28) pour une première estimation du facteur anisotrope A, l'équation (29) pour une première estimation de la conductivité horizontale 6, l'équation (34) pour une estimation itérative du facteur anisotrope A, l'équation (35) pour une estimation itérative de la conductivité horizontale 6, et l'équation (36) pour une estimation itérative de l'angle d'inclinaison a.

L'équation (36) comprend des termes de correction qui sont spécifiés par l'équation (37). L'approche de la détermination de propriété intégrée dans les équations (34) ' (37) est considérée comme n'étant pas connue dans l'art La figure 3 montre un procédé itératif qui utilise les équations ci-dessus pour déterminer les angles d'inclinaison et de direction, la conductivite horizontale et le coefficient d'anisotropie (calculé partir du facteur anisotrope). Au bloc 302, les bobines d'émetteur sont activées et les tensions produites dans les bobines de récepteur sont mesurées. Les tensions mesurées sont traitées afin de déterminer les couplages magnétiques entre les bobines. Au bloc 304 l'angle de direction (3 est calculé avec l'équation (20) et la premiere estimation de l'angle d'inclinaison ocA1 est calculée avec l'équation (21). Au bloc 306, la première estimation du facteur anisotrope 1\, est calculée avec l'équation (28) et la première estimation de la conductivité horizontale GhA est calculée avec l'équation (29).

blocs 308 à 314 forment une boucle ayant un indice de boucle J. L'indice de boucle J est initialisé à 1 pour la première itération de la boucle incrémenté de 1 pour les itérations suivantes de la boucle.

Au bloc 308, une estimation itérative du facteur anisotrope AJ est calculée avec l'équation (34) et une estimation itérative de la conductivité horizontale GhJ est calculée avec l'équation (35). Au bloc 310, les termes de correction de couplage sont calculés avec les équations (37-a, b, c). Au bloc 312, une estimation itérative de l'angle d'inclinaison a(J+i) est calculée avec l'équation (36) en utilisant les termes de correction de couplage trouvés au bloc 310. Au bloc 314, un test est effectué afin de déterminer si le nombre optimal d'itérations a été effectué, et si davantage d'itérations sont nécessaires, le programme retourne au bloc 308. Autrement, au bloc316, le facteur anisotrope a, est calculé à partir des dernières estimations de 1 angle d'inclinaison et du facteur anisotrope (se reporter à la definition du facteur anisotrope dans l'équation (11)).

coefficient d'anisotropie X est ensuite sorti avec 1 angle de direction @ et les meilleures estimations de 1 angle d'inclinaison a et de la conductivité horizontale ah.

L'efficacité du procédé est démontrée sur le tableau 1 où tous les paramètres de formation apparents sont énumérés pour chaque itération successive. Les paramètres formation vrais sont : l'angle d'inclinaison a = 45 , 1 angle de direction P = 60 , le coefficient anisotropie X = 2 et la conductivité horizontale 6h = 5 . La sonde est une triade 2C40 (la notation signifie 2 bobines espacées de 40 pouces) fonctionnant à 8 kHz. Tableau 1 : effet du nombre d'itérations pour la triade 2C40 dans une formation anisotrope de sondage.

Numéro <SEP> Inclinaison <SEP> apparent <SEP> Gha
<tb> itération <SEP> apparente <SEP> a
<tb> 0 <SEP> 34,72 <SEP> 4,71 <SEP> 9,234
<tb> 1 <SEP> 39,21 <SEP> 1,916 <SEP> 4,752
<tb> 2 <SEP> 41,74 <SEP> 1,968 <SEP> 4,890
<tb> 3 <SEP> 43,220 <SEP> 1,992 <SEP> 4,975
<tb> 4 <SEP> 44,110 <SEP> 2,005 <SEP> 5,029
<tb> 5 <SEP> 44,65 <SEP> 2,013 <SEP> 5,060
<tb> 6 <SEP> 44,990 <SEP> 2,017 <SEP> 5,083

7 <SEP> 45,19 <SEP> 2,020 <SEP> 5,095
<tb> 8 <SEP> 45,32 <SEP> 2,021 <SEP> 5,104
<tb> 9 <SEP> 40 <SEP> 2,022 <SEP> 5,109
<tb> Valeurs <SEP> vraies <SEP> 00 <SEP> 2,000 <SEP> 5,000 Une estimation proche du tableau 1 révèle qu'il existe un nombre d'itérations optimal pour chaque paramètre de formation au-delà duquel la précision du paramètre de formation apparent diminue réellement. Pour une sonde triade donnée, le nombre optimal d'itérations pour un paramètre donné peut être calculé par le procédé suivant. Pour les trois paramètres de formation, leurs fonctions d'erreur correspondantes sont définies par

Les sommations sont exécutées dans la plage des angles d'inclinaison, des conductivités et des coefficients d'anisotropie de formation attendus. Cette fonction d'erreur par conséquent indicative de l'erreur résiduelle globale.

Compte tenu d'une configuration d'une sonde triade, la dépendance fonctionnelle de la fonction d'erreur vis- à-vis du nombre d'itérations peut être examinée. La figure 4 montre les résultats de l'examen de l'angle d'inclinaison apparent pour quatre configurations de paire de triades ayant différents espacements emetteur- récepteur. La fonction d'erreur est calculée sur les plages suivantes de paramètres de formation _ (5, 15, 30, 45, 60, 75, 85 ) _(0,001, 0, 01, 0, 02, 0, 05, 0, 1, 0, 2, 0 5, 1, 2, 5, 10 S/m) = (1, 1, 1,414, 2, 4, 6, 8, 10).

Le nombre d'itérations optimal est défini comme le nombre d'itérations auquel l'erreur est minimale. Cela peut être effectué de manière similaire pour le coefficient d'anisotropie X, et pour la conductivité horizontale ah afin d'obtenir leurs nombres d'itérations optimaux respectifs.

nombre d'itérations optimal étant déterminé, l'avantage de la présente invention dans la détermination de 'angle d'inclinaison par rapport à un procédé existant (Moran et Gianzero, Geophysics, vol. 44, page 1266 1979) peut être démontré. La figure 5 représente l'angle d'inclinaison calculé mesuré dans des formations de sondage ayant différentes conductivités horizontales. L'angle d'inclinaison vrai de la formation est de 75 . On note que le procédé original proposé par Moran et Gianzero comporte de grandes erreurs dans les formations conductrices du fait de l'effet pariétal, tandis que le procédé présenté produit un angle d'inclinaison calculé proche de l'inclinaison vraie de 75 degrés. I1 est mis, de plus, l'accent sur le fait qu'en plus d'un angle d'inclinaison plus précis, le procédé actuel produit également les autres paramètres de formation illustrés sur le tableau I.

De nombreuses variantes et modifications deviendront évidentes aux hommes du métier une fois que la présentation ci-dessus aura totalement appréciée. I1 est voulu que les revendications qui suivent soient interprétées comme englobant toutes ces variantes et modifications.

Claims

REVENDICATIONS 1 Procédé pour déterminer la conductivité dans formation, caractérisé en ce que le procédé comprend mesure d'un couplage magnétique entre les bobines d'émetteur (TX, Ty, T,) et les bobines de récepteur Ry, RZ) d'un outil dans un trou de sondage traversant la formation ; l'obtention à partir du couplage mesuré d'un angle de direction entre l'outil et la formation ; l'obtention à partir du couplage mesuré d'un angle d'inclinaison initial entre l'outil et la formation l'obtention à partir du couplage mesuré d'un facteur anisotrope initial de la formation ; l'obtention à partir du couplage mesuré d' conductivité horizontale initiale de la formation ; détermination d'un facteur anisotrope itératif à partir du couplage mesuré, de l'angle de direction, dernier angle d'inclinaison et du dernier facteur anisotrope ; détermination d'une conductivité horizontale itérative à partir du couplage mesuré, de l'angle direction, du dernier facteur anisotrope itératif et du dernier angle d'inclinaison ; et détermination d'un angle d'inclinaison itératif partir du couplage mesuré, du dernier facteur anisotrope itératif et de la dernière conductivité horizontale itérative. . Procédé selon la revendication 1, caractérisé ce qu'il comprend, de plus la repétition des étapes de détermination d'un facteur anisotrope itératif, de détermination d'une conductivité horizontale itérative et de détermination d'un angle d'inclinaison itératif. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite répétition est effectuée un nombre de fois qui minimise une erreur résiduelle globale. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de direction (3 correspond à où (TZRy)X est la composante réactive du couplage TZRy entre un émetteur TZ orienté le long d'un axe et un récepteur. Ry orienté le long d'un axe y et (TZR,) est la composante réactive du couplage TZR, entre l'émetteur TZ et un récepteur R,ç orienté le long d'un axe x. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anqle d'inclinaison initial al correspond à où (TXRy)X est la composante réactive du couplage T,Ry entre un émetteur TX orienté le long d'un axe et un récepteur Ry orienté le long d'un axe y, (TZRX) est la composante réactive du couplage TZR, entre un émetteur TZ orienté long d'un axe z et un récepteur RX orienté le long d' axe x et (TZRy) X est la composante réactive du couplage T.,Ry entre l'émetteur TZ et le récepteur Ry. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérise en que le facteur anisotrope initial A1 correspond ' . où (TZRx)X et (TZRx)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRx entre un émetteur TZ orienté le long d'un axe z et un récepteur Rx orienté le long d'un axe x, (TZRZ) X et (TZRZ) R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRz entre l'émetteur TZ et un récepteur RZ orienté le long de l'axe z, al est l'angle d'inclinaison initial et P est l'angle de direction. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérise en que la conductivité horizontale initiale ah, correspond à . où (T,Rx)X et (TZRx)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRx entre un emetteur TZ orienté le long d'un axe z et un récepteur Rx orienté le long d'un axe x, A1 est le facteur anisotrope initial et Kl est une fonction prédéterminée de la tension et de la fréquence du signal d'émetteur. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en que le facteur anisotrope itératif Ai+l correspond à où (Tz,RX) et (TZR,t)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRX entre un émetteur TZ orienté long d'un axe z et un récepteur R,t orienté le long d'un axe x, (TZRZ) X et (TZRZ) R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRZ entre l'émetteur TZ et un récepteur RZ orienté le long de l'axe z, ai est le dernier angle d'inclinaison, (3 l'angle de direction, I'ZX est une première correction d'effet pariétal et I'ZZ est une seconde correction d'effet pariétal. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé ce que la première correction d'effet pariétal I'Z,ç correspond à et la seconde correction d'effet pariétal correspond à . où L est une distance entre l'émetteur et récepteur, Ai est le dernier facteur anisotrope est la dernière profondeur de peau, 6hi est la dernière conductivité horizontale et Kz est une fonction prédéterminée de la tension du signal d'émetteur.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conductivité horizontale itérative ah(i_1) correspond à

où (TZRx)X et (TZRx)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle couplage TZRx entre un émetteur TZ orienté le long d'un z et un récepteur Rx orienté le long d'un axe x, Ai+i est le dernier facteur anisotrope, L est une distance entre l'émetteur et le récepteur et K1 est une fonction prédéterminée de la tension et de la fréquence du signal d'émetteur. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison itératif ai,, correspond à

où (TxRy)R est la composante réelle du couplage TxRy entre un émetteur Tx orienté le long d'un axe x et un récepteur Ry orienté le long d'un y, (TZRx) R est la composante réelle du couplage entre un émetteur TZ orienté le long d'un axe z et récepteur Rx orienté le long de l'axe x, (TZRy)R est la composante réelle du couplage TZRy entre l'émetteur TZ le récepteur RJ, (Axy) R est un premier terme de correction, (AZx) R est un second terme de correction et (Zy)R est un troisième terme de correction. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le premier terme de correction (Axy)R correspond à .

où second terme de correction (Azx)R correspond à .

où troisième terme de correction (AZy) correspond à .

où ai est le dernier angle d'inclinaison, (3 est l'angle direction, L est une distance entre l'émetteur et le récepteur,Ai,, est le dernier facteur anisotrope,

est la dernière profondeur de peau, ah(i+i) est la dernière conductivité horizontale et KZ est une fonction prédéterminée de la tension du signal d'émetteur. 13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que bobines d'émetteur (TX, Ty), TZ) consistent en une triade d'émetteurs mutuellement orthogonaux. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bobines de récepteur (RX, Ry, RZ) consistent en une triade de récepteurs mutuellement orthogonaux. 15. Procédé selon la revendication 1, caractérise en que ladite mesure comprend l'excitation de chaque bobine d'émetteur à son tour et la mesure des signaux de tension en phase et en quadrature de phase induits dans chacune des bobines de récepteur par chacune des bobines émetteur. 16. Procédé pour déterminer la conductivité dans une formation, caractérisé en ce que le procédé comprend la réception de mesures de couplage magnétique provenant d'un outil d'induction ; l'obtention à partir des mesures de couplage magnétique d'une conductivité horizontale initiale la formation ; la détermination d'une conductivité horizontale itérative à partir des mesures de couplage magnétique et la conductivité horizontale initiale de la formation. 17. Procédé selon la revendication 16, caracterisé ce que la conductivité horizontale initiale 6h1 correspond à

où K1 est une fonction prédéterminée de la tension et de la fréquence du signal d'émetteur, (TZR,) X et (TZR,) R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle de la mesure de couplage magnétique TZR, entre un émetteur TZ orienté le long d'un axe z et un récepteur RX orienté le long d'un axe x et A1 est le facteur anisotrope initial correspondant à

où l'angle de direction P correspond à

et l'angle d'inclinaison initialet, correspond à

(TZRZ)X et (T,RZ)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRZ entre l'émetteur TZ et un récepteur RZ orienté le long de l'axe z, où (T,Ry) X est la composante réactive du couplage T,Ry entre un émetteur TX oriente le long de l'axe x et un récepteur Ry orienté le long d'un axe y, où (TZRy)X est la composante réactive du couplage TZRy entre l'émetteur T, et le récepteur Ry. 18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la conductivité horizontale itérative Gh(i+i) correspond à

où K1 est une fonction prédéterminée de la tension et de la fréquence du signal d'émetteur, où (TZR,)X et (TZRX)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage entre un émetteur TZorienté le long d'un axe z et un récepteur R,, orienté le long d'un axe x, et Ai+i correspond à

où (TZRZ)X et (TZRZ)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRZ entre 'émetteur TZ et un récepteur RZ orienté le long de l'axe I'Zx est une première correction d'effet pariétal, une seconde correction d'effet pariétal, l'angle direction (3 correspond à

et l'angle d'inclinaison cci correspond à

où (TZRy)X et (TZRy)R sont, respectivement, les composantes imaginaire et réelle du couplage TZRy entre 1 émetteur TZ et un récepteur Ry orienté le long d'un axe (TxRy)R est la composante réelle du couplage TxRy entre un émetteur TX orienté le long de l'axe x et le récepteur Ry, (Oxy) R est un premier terme de correction, (OZx) R est un second terme de correction et (OZy)R est un troisième terme de correction. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la première correction d'effet pariétal FZx correspond à

et la seconde correction d'effet pariétal correspond à .

où L est une distance entre l'émetteur et le récepteur, Ai est le dernier facteur anisotrope,

est la dernière profondeur de peau, 6hi est dernière conductivité horizontale et K2 est une fonction prédéterminée de la tension du signal d'émetteur. 20. Procédé selon la revendication 18, caractérise en ce que le premier terme de correction (Oxy)R correspond à .

où second terme de correction (Ozx)R correspond à .

où troisième terme de correction (à,y)R correspond à .

où . est le dernier angle d'inclinaison, (3 est l'angle direction, L est une distance entre 'émetteur et le recepteur, Ai est le dernier facteur anisotrope,

est la dernière profondeur de peau, 6hi est la dernière conductivité horizontale, K2 est fonction prédéterminée de la tension du signal d'émetteur.