FR2824869A1

FR2824869A1 - Orientation virtuelle de mesures d'attenuation et de difference de phase par des outils a induction

Info

Publication number: FR2824869A1
Application number: FR0205998A
Authority: FR
Inventors: Martin Luis E San
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: CA2386988A1; NO20022356D0; NO20022356L; US20030023381A1; NO334107B1; US8296113B2; CA2386988C; FR2824869B1; DE10220156A1; DE10220156B4

Abstract

Un appareil et un procédé qui fournissent des mesures orientables d'atténuation et de différence de phase sont décrites. Suivant un mode préféré de réalisation, un outil de diagraphie est doté de deux triades de récepteurs orthogonaux et une triade d'émetteurs orthogonaux. Un contrôleur de l'outil de diagraphie active les émetteurs sélectionnés seuls, ou en paires, et détermine des mesures de rapports entre les signaux reçus par les triades de récepteur. La mesure de seize rapports est suffisante pour permettre une détermination d'atténuation et de différence de phase qui sera mesurée par des récepteurs orientés virtuellement selon des équations fournies ici.

Description

Orientation Virtuelle de Mesures d'Atténuation et de Différence de Phase par des Outils à Induction Arrière-Plan Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte, de façon générale, à la mesure des propriétés de formations géologiques. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un procédé destiné à l'orientation virtuelle de mesures par des outils à induction afin de déterminer des propriétés géologiques telles qu'un angle d'inclinaison et la résistivité de la formation.

Description de la technique concernée
Les principes et les techniques de base concernant une diagraphie électromagnétique pour des formations géologiques sont bien connus. La diagraphie à induction pour déterminer la résistivité (ou son inverse, la conductivité) de formations géologiques adjacentes à un trou de sondage, par exemple, a été longtemps une technique standard et importante dans la recherche et l'exploitation des dépôts pétroliers souterrains. En bref, les mesures sont faites en induisant la circulation de courants électriques de Foucault dans les formations en réponse à un signal d'émetteur alternatif, et en mesurant les caractéristiques appropriées d'un signal de récepteur généré par les courants de Foucault de la formation. Les propriétés de la formation identifées par ces signaux sont alors enregistrées en surface dans un rapport de sondage en fonction de la profondeur de l'outil dans le trou de sondage.

Les formations souterraines intéressantes pour le forage des puits de pétrole se présentent, de façon typique, sous la forme d'une série de couches relativement minces, présentant des caractéristiques lithologiques différentes et, donc, des résistivités différentes. La diagraphie à induction est, en général, conçue pour identifier la résistivité des différentes couches. Cependant, elle peut également être utilisée pour mesurer "l'inclinaison" de la formation.

Les puits de forage ne sont pas, généralement, perpendiculaires aux lits de la formation. L'angle formé entre l'axe du puits de forage et l'orientation des couches de la formation (telle que représentée par le vecteur perpendiculaire) comporte deux composantes. Ces composantes sont l'angle d'inclinaison et l'angle d'azimuth. L'angle d'inclinaison est l'angle formé entre l'axe du puits et le vecteur perpendiculaire à la

couche de la formation. L'angle d'azimuth représente la direction suivant laquelle l'axe des puits de forage "s'écarte" du vecteur normal. Ceux-ci seront définis avec plus de rigueur dans la description détaillée.

La détermination de l'angle d'inclinaison sur la longueur du puits joue un rôle important dans l'évaluation des réservoirs possibles d'hydrocarbures et dans l'identification des structures géologiques au voisinage du puits. Cette information structurale et stratigraphique est cruciale pour l'exploration, la production et le développement d'un réservoir. De plus, la détermination de l'angle d'inclinaison peut être utilisée pour compenser des effets aux limites sur les mesures de résistivité. Voir Gianzero, Brevet des Etats-Unis N 5 757 191, déposé le 9 décembre 1994, incorporé ici à titre de référence.

Un dispositif de mesure de l'inclinaison par induction a été d'abord suggéré par Moran et Gianzero dans "Effects of Formation Anisotropy on Resistivity Logging Measurements", Geophysics, Vol. 44 N 7, p. 1266 (1979), qui est incoporé ici à titre de référence. Un dispositif de mesure d'inclinaison électromagnétique à impulsion présentant des bobines séparées dans l'espace a été proposé par Gianzero et Su dans le brevet des Etats-Unis N 5 115 198, déposé en septembre 1989. Ce brevet est également incorporé ici à titre de référence.

Les dispositifs de mesure d'angle d'inclinaison ci-dessus utilisent des "triades" d'émetteurs et de récepteurs multi-axiaux. Les mesures de couplage émetteur-récepteur peuvent être réalisées le long de chaque axe comme entre les axes.

Parce que le principe de superposition linéaire s'applique aux champs électromagnétiques, des transformées par rotation peuvent être utilisées pour traiter les mesures de couplage. Les mesures d'émetteurs et de récepteurs virtuels ayant des orientations arbitraires peuvent être synthétisées de cette manière.

Cependant, les outils à induction les plus fiables ne sont pas configurés pour mesurer des couplages émetteur-récepteur. Ils sont plutôt configurés pour effectuer de façon inhérente des mesures compensées d'atténuation de signal et de différence de phase entre une paire de bobines de récepteur. Malheureusement, une superposition linéaire ne s'applique pas à l'atténuation du signal et aux différences de phase, de sorte que les mesures de ces outils ne peuvent pas être traitées en utilisant des techniques existantes.

RESUME DE L'INVENTION
En conséquence, sont décrits ici un dispositif et un procédé qui fournissent des mesures d'atténuation et de différence de phase pouvant être orientées . Suivant un mode préféré de réalisation, un outil de diagraphie est doté de deux triades de récepteurs perpendiculaires et d'une triade d'émetteurs perpendiculaires. Un contrôleur situé dans l'outil de diagraphie active les émetteurs sélectionnés un par un et par paires, et détermine les mesures des rapports entre les signaux reçus par les triades de récepteurs. La mesure de seize rapports est suffisante pour permettre de déterminer la différence de phase et l'atténuation qui seraient mesurées par des récepteurs virtuellement orientés selon les équations fournies ici.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Une meilleure compréhension de la présente invention peut être obtenue lorsque la description détaillée suivante du mode préféré de réalisation est considérée en liaison avec les dessins suivants, dans lesquels :
La figure 1 représente un exemple d' environnement dans lequel on utilise un dispositif LWD.

La figure 2 montre une définition des transformations par rotation ;
La figure 3 représente un outil à induction qui mesure la différence de phase et l'atténuation ;
La figure 4 représente un outil à induction modèle comportant des "triades" d'émetteurs et de récepteurs ; et
La figure 5 représente un organigramme destiné au procédé décrit de détermination d'une différence de phase et l'atténuation orientables.

Alors que l'invention est susceptible de diverses modifications et de formes différentes, ses modes spécifiques de réalisation sont présentés à titre d'exemple, dans les dessins et seront décrits ici en détails. Cependant, on devra comprendre que les dessins et la description détaillée ne sont pas conçues pour limiter l'invention à la forme particulière décrite mais, au contraire, que l'intention est de recouvrir l'ensemble des modifications, équivalents, et variantes tombant dans l'esprit et le champ de la présente invention telles que définie par les revendications jointes.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES PREFERES DE REALISATION
En revenant maintenant aux figures, la figure 1 représente un puits lors d'opérations de forage. Une platefonne de forage 2 est équipée d'un derrick 4 qui supporte un treuil 6. Le forage de puits de pétrole et de gaz est réalisé par une rame de tiges de forage raccordés ensemble par raccords de tige 7 de façon à former une rame de forage 8. Le treuil 6 suspend une tige carrée 10 qui descend la rame de forage 8 à travers une table de rotation 12. Raccordée à l'extrémité inférieure de la rame de forage 8 se trouve une mèche de forage 14. La mèche 14 tourne et le forage est réalisé en faisant tourner la rame de forage 8, en utilisant un moteur de fond de puits proche de la mèche de forage, ou par les deux procédés.

Le fluide de forage, appelé boue de forage, est pompé par un dispositif de recyclage de la boue 16 à travers un tuyau d'alimentation 18, à travers la tige carrée 10 et descendu par la rame de forage 8 sous des pressions élevées et des volumes importants pour ressortir à travers des diffuseurs ou des gicleurs dans la mèche de forage 14. La boue remonte alors le puits par la zone annulaire formée entre l'extérieur de la rame de forage 8 et la paroi du puits de sondage 20, à travers un obturateur (qui n'est pas représenté spécifiquement), et vers une fosse à boue 24 située à la surface. En surface, la boue de forage est nettoyée et remise alors en circulation par le dispositif de recyclage 16. La boue de forage est utilisée pour refroidir la mèche de forage 14, pour porter des débris de la base du puits vers la surface, et pour équilibrer la pression hydrostatique des formations rocheuses.

Pour un outil LWD, des capteurs de fond de puits 26 sont placés dans la rame de forage 8 près de la mèche de forage 14. Les capteurs 26 comprennent, de préférence, un outil à induction comportant des émetteurs et des récepteus multiaxiaux. Dans un mode préféré de réalisation, des capteurs de fond de puits 26 sont couplés à un émetteur de télémétrie 28 qui transmet des signaux de télémétrie en modulant l'écoulement de boue dans la rame de forage 8. Un récepteur de télémétrie 30 est couplé à la tige carrée 10 pour recevoir les signaux de télémétrie transmis.

D'autres techniques de transmission par télémétrie sont bien connues et peuvent être utilisées. Le récepteur 30 communique la télémétrie à une installation de surface (non représentée spécifiquement) qui traite et enregistre les mesures. L'installation de

surface comporte, de façon typique, un système d'ordinateur d'un type quelconque, par exemple, un ordinateur de bureau.

La mèche de forage 14 est représentée pénétrant une formation comportant une série de strates 32 s'inclinant suivant un angle. Un premier système de coordonnées (x, y,z) associé aux capteurs 26 est représenté, et un second système de coordonnées (x",y",z") associé aux strates 32 est représenté. Le système des coordonnées des strates présente l'axe z" perpendiculaire au plan de stratification, présente l'axe y" dans un plan horizontal et présente l'axe x" pointant vers le bas . Comme cela est représenté à la figure 2, les deux systèmes de coordonnées sont reliés par deux rotations. En commençant par le système de coordonnées des capteurs (x, y,z), une première rotation de l'angle est effectuée autour de l'axe z. Le système de coordonnées résultant est désigné (x', y', z'). L'angle (3 est l'angle d'azimuth, qui indique la direction de l'inclinaison de la formation. Une seconde rotation de l'angle a est effectuée autour de l'axe y'. Cela aligne le système de coordonnées avec les strates 32. L'angle a est l'angle d'inclinaison, qui est l'angle de la pente des couches.

Un vecteur quelconque dans l'un des systèmes de coordonnées peut être exprimé dans les terme de l'autre système de coordonnées en utilisant des matrices de transformées par rotation. Ainsi, si v est un vecteur exprimé dans le système de coordonnées (x, y, z), il peut être exprimé mathématiquement dans le système de coordonnées (x",y",z") comme :

où :

En conséquence, étant donné les mesures dans le système de coordonnées de l'outil à induction, les mesures correspondantes dans le système de coordonnées des couches peuvent être déterminées si les angles d'inclinaison et d'azimuth sont connus. Ces relations seront utilisées ci-dessous pour un guidage virtuel. Cependant, les principes de fonctionnement d'un outil à induction sont d'abord discutés.

Comme avec tous les composants de fond de puits, les outils à induction sont exposés à un environnement difficile qui inclut une large gamme de températures et de pressions. Pour éviter une large variation correspondante dans la performance de l'outil, diverses techniques de compensations sont utilisées. Une technique de compensation utile pour les outils à induction consiste à doter l'outil d'une configuration symétrique. La figure 3 représente un tel outil.

L'outil à induction 102 comporte deux ensembles de bobines d'émetteur 104, 112 et deux ensembles de bobines de récepteur 108,110. Comme discuté davantage ci-dessous, chaque ensemble peut comprendre, de préférence, une "triade" de bobines orientées de façon orthogonale. Chaque bobine d'émetteur est excitée, de préférence, à son tour (multiplexage temporel), quoiqu'un multiplexage en fréquence puisse être facultativement utilisé. Des mesure de bobines de récepteur peuvent être faites essentiellement simultanément, si on le souhaite.

En fonctionnement, les émetteurs 104 et 112 émettent alternativement des signaux électromagnétiques d'essai qui se propagent à travers le puits et la formation environnante. Les bobines de récepteur 108,110 détectent les signaux électromagnétiques d'essai et fournissent une mesure de l'atténuation d'amplitude et le déphasage entre les bobines 108 et 110. A partir de l'atténuation d'amplitude et du déphasage, la résistivité de la formation peut être estimée en utilisant des techniques conventionnelles.

L'oscillateur 114 génère un signal sinusoïdal. L'amplificateur 116 amplifie le signal sinusoïdal et le commutateur 118 achemine le signal amplifié à travers l'un des circuits d'adaptation d'impédance 120,122 vers la bobine d'émetteur sélectionnée. Les signaux venant des bobines de récepteur 108,110 traversent les circuits d 'adaptation d'impédance correspondants 124 et 126 et son amplifiés par des amplificateurs correspondants 128 et 130. Le détecteur d'atténuation 134 mesure l'amplitude des signaux issus des amplificateurs 128,130 et détermine l'atténuation en trouvant le rapport des amplitudes des signaux. Le détecteur de différence de phase 132 mesure la différence de phase entre les signaux venant des amplificateurs 128,130. Le processeur de signal numérique 144 lit les mesures d'atténuation et de différence de phase venant des détecteurs 132,134. Le processeur de signal numérique commande l'établissement du commutateur 118 pour mesurer l'atténuation et/ou le décalage de

phase des signaux se propageant à partir d'une bobine d'émetteur quelconque sélectionnée. Une mise en #uvre du détecteur d'atténuation 134 et du détecteur de différence de phase 132 est décrite dans le brevet des Etats-Unis N 5 389 881 (Bittar et al. ) qui est incorporé ici à titre de référence. Le processeur de signal numérique 144 fournit, de préférence, les mesures d'atténuation et de différence de phase à l'émetteur de télémétrie 28 pour une communication à la surface.

Une dérivation est maintenant effectuée pour démontrer comment deux moitiés symétriques d'un outil de résistivité peuvent être utilisées pour fournir une compensation. La tension induite dans une bobine de récepteur R par un signal dans une bobine d'émetteur T peut s'écrire :

où T et #R sont des efficacités intrinsèques de l'émetteur T et du récepteur R, respectivement, et #T et #R sont des déphasages intrinsèques induits par l'émetteur T et le récepteur R, respectivement. Dans les équations suivantes, les indices 1 et 2 seront utilisés pour faire une distinction entre les bobines supérieures et inférieures d'émetteur et de récepteur. L'amplitude idéale A et la phase idéale cp seront dotées des indices "+" et "-" pour indiquer si elles correspondent à la distance émetteur-récepteur de L2 ou de L1(L1 et L2 sont représentés dans la figure 3).

Le rapport entre des tensions induites dans les deux bobines de récepteur à partir de l'émetteur supérieur est :

où #1 = A+/A- est l'atténuation idéale, et 5(pu = #+ -# est le déphasage idéal du signal issu de l'émetteur supérieur. De la même manière, le rapport entre les tensions induites par l'émetteur inférieur est :

L'efficacité et la phase du récepteur intrinsèques et la phase peuvent être éliminées en combinant les équations (4) et (5) pour donner :

L'équation (6) représente , en conséquence, une façon de compenser des variations de l'efficacité et de la phase intrinsèques et d' obtenir des mesures d' atténuation et de déphasage correctes. En conséquence, les mesures d'atténuation et de déphasage peuvent être préférées aux mesures directes d'amplitude et de phase , parce que les polarisations de circuit intrinsèques peuvent être éliminées.

Dans la partie suivante de la description, un modèle simplifié de l'outil est utilisé pour déterminer un procédé servant à enregistrer l'atténuation et les différences de phase mesurées. Le procédé résultant peut également être appliqué à une atténuation et à des différences de phase mesurées par un outil compensé tel que celui décrit précédemment.

La figure 4 représente un croquis théorique d'un agencement de bobines destiné à un outil à induction pour fond de puits. Une triade de bobines d'émetteur, Tx, Ty. et Tz, orientées chacune le long d'un axe respectif, est fournie. Deux triades de bobines de récepteur orientées de la même manière (R1x. R1y. R1z) et (R2x, R2y et R2z) sont également fournies, séparées de la triade d'émetteur par L1 et L2, respectivement. Chacune des bobines des triades est parallèle aux bobines correspondantes des autres triades, et les triades sont placées à distance dans la direction de l'axe z. Les tensions des bobines de récepteur V,., peuvent être exprimées en termes de tensions de bobines d'émetteur VT comme suit :
VRj = Cj Vt, (7) où CJ représente la matrice de couplage entre la triade d'émetteurs et la triade de récepteurs Rj, j=1,2. En termes correspondant à chacune des bobines de la triade, les tensions sont :

Les éléments de la matrice de couplage ont trois indices. Le premier indice se rapporte à la triade de récepteurs, c'est à dire à R, ou R2 . Le second indice se

rapporte à la bobine particulière de la triade de récepteurs, c'est à dire R1x,R,y, ou R1z. Le troisième indice se rapporte à la bobine particulière de la triade d'émetteurs, c'est à dire à Tx, Ty, ou Tz. Ainsi, C2xy se rapporte au couplage entre la bobine d'émetteur Ty et la bobine de récepteur R2x.

A partir des éléments de la matrice de couplage, la réponse d'une bobine de récepteur orientée arbitrairement à la bobine d'émetteur orientée arbitrairement peut être synthétisée. Le couplage entre une bobine d'émetteur orientée suivant un angle azimutal ("direction de l'inclinaison") de cp et un angle d' élévation ("inclinaison") de #, et une bobine de récepteur orientée suivant les mêmes angles azimutal et d'élévation, est :

Les équations (8) et (9) s'appliquent aux mesures directes d'amplitude et de phase. Pour appliquer ces équations à des mesures de différence de phase et d 'atténuation, nous faisons les définitions suivantes :

Lorsque les émetteurs sont excités séparément et individuellement, les rapports suivants peuvent être mesurés :

Les éléments de cette matrice de couplage peuvent être déterminés par un outil qui mesure l'atténuation et la différence de phase des signaux induits par les émetteurs étant excités à leur tour.

Les équations (7) et (9) peuvent être combinées pour déterminer l'atténuation et la différence de phase entre deux récepteurs orientés suivant des angles d'azimut et d'élévation arbitraires, cela étant provoqué par un émetteur orienté suivant les mêmes angles d'azimut et d'élévation. Le rapport est :

Une manière de réécrire ce rapport est :

En conséquence, si les rapports suivants peuvent être déterminés , le rapport orienté de l'équation (13) peut être évalué. Les rapports sont :

Le premier rapport établi est connu à partir des mesures (11). On note que dans le second rapport établi, les éléments de la matrice de couplage correspondent au même récepteur, mais à des émetteurs différents, tandis que dans le troisième rapport établi, les éléments de la matrice de couplage correspondent à des récepteurs différents, mais au même émetteur.

Ces rapports peuvent être déterminés à partir de mesures réalisées lorsque deux émetteurs sont excités simultanément. Dans la dérivation suivante, la notation de l'équation (10) est préservée, mais un indice est ajouté. Les mesures faites lorsque les émetteurs Tx et Tz sont activés simultanément sont désignées par , , #1, et [gamma]1. Les mesures faites lorsque les émetteurs Ty et Tz sont activés simultanément sont désignées par #2, #2 et [gamma]2. Les relations suivantes peuvent être traitées pour obtenir les résultats présentés :

Noter que chacun des termes entre crochets est connu à partir des mesures (11). Ainsi, chacun des rapports du second rapport établi peut être déterminé.

En ce qui concerne le troisième rapport établi, les quatre rapports sont rapportés comme suit :

où, comme auparavant, les termes entre crochets sont connus à partir des mesures (11). Ainsi, la détermination de deux de ces rapports permet le calcul des deux rapports restants.

Ces rapports peuvent être mesurés directement à partir du rapport entre les tensions induites dans les bobines Rjx et Rjz, j =1,2 et du rapport entre les tensions induites dans les bobines RJy et RJz.,j=1,2, la même triade de récepteurs. En variante, ces rapport peuvent être réécrits en termes d'atténuation entre les triades :

De nouveau, les termes entre crochets sont connus à partir des mesures de (11). Le rapport entre les tensions induites dans les bobines Rjx et Rkz , j k, et le rapport entre les tensions induites dans les bobines Rjy et Rkz, j#k, peuvent être directement mesurées. Cette dernière méthode offre la possibilité d'une meilleure compensation dans le système final.

La figure 5 représente un organigramme d'une méthode pour déterminer un rapport de couplage orientable. Pour évaluer l'équation (13), les dix sept rapports suivants sont mesurés :

où j=l et kE(1,2), comme dans les équations (28), (29). La plupart de ces rapports peuvent être mesurés en parallèle. Par exemple, dans un outil compensé, tel que celui

représenté dans la figure 3, C2xz ICtxz, C2yz ICtyz , C2zz/C,ZZ , CJX2 ICk2z , et Cjyz/Ckz2 peuvent être mesurés ensemble lorsque chacun des émetteurs Tz est activé . De la même manière, C2xy/C1xy, C2xy /C1yy et Czxy /C1zy peuvent être mesurés ensemble lorsque chacun des émetteurs Ty est activé. C2xx /C1xx et Cyx/C1yx peuvent être mesurés ensemble lorsque chacun des émetteurs Tx est activé. #1. s, et [gamma]1 peuvent

être mesurés ensemble lorsque les émetteurs Tx et Tz sont activés simultanément, et #2, #2, [gamma]2 peuvent être mesurés ensemble lorsque les émetteurs Ty et Tz sont activés simultanément. Donc, pas plus de cinq itérations de la boucle dans la figure 5 ne sont nécessaires pour chaque intervalle de mesure.

La boucle de la figure 5 comprend des blocs 302-314. Les rapports à mesurer dans chaque itération de la boucle sont identifiés dans le bloc 302. Dans le bloc 304, les émetteurs appropriés à partir de la première triade sont activés, et dans le bloc 306, les rapports sélectionnés sont mesurés. Dans le bloc 308, les émetteurs appropriés à partir de la seconde triade sont activés, et dans le bloc 310, les rapports sélectionnés sont de nouveau mesurés. Les mesures de rapports sont combinées dans le bloc 312 pour déterminer des rapports compensés. Dans le bloc 314, un test est effectué pour déterminer si l'ensemble des rapports souhaités a été mesuré. Sinon, la boucle se répète. D'autre part, chacun des rapports compensés est transmis à la surface. Ce processus est répété pour chaque intervalle de mesure.

Au niveau de la surface, les rapports compensés peuvent être utilisés dans les équations (14)-(27) pour déterminer les valeurs nécessaires pour l'équation (13).

L'équation (13) peut être alors évaluée pour toute orientation souhaitée, fournissant de ce fait une mesure virtuellement orientée d'atténuation et de différence de phase.

Pour raison de clarté, il a été supposé que les trois bobines de chaque triade représentent des bobines réelles orientées dans des directions mutuellement perpendiculaires, l'axe z correspondant à l'axe longitudinal de l'outil. Cependant, on observe que cet agencement de bobine peut être "synthétisé" en exécutant une transformation appropriée sur des triades orientées de façon différente. Ces transformations sont décrites en détail dans la demande de brevet US Série N 09/255 621, intitulée "Dierctional Resistivity Measurements for Azimutal Proximity Détection of Bed Boundaries" et déposé le 22 février 1999 par T. Hagiwara et H.

Song, laquelle est incorporée ici à titre de référence.

La méthode décrite peut être utilisée pour déterminer une information locale d'inclinaison et d'azimuth dans des puits où les conditions ne sont pas favorables au fonctionnement des dispositifs conventionnels de mesure d'inclinaison par travail au câble en résistivité ou par des outils donnant une image de la résistivité. Ces conditions comprennent, mais ne sont pas limitées à, des puits forés avec une boue à

base de pétrole et des puits ayant des puits de forage très rugueux. On remarque que le procédé décrit peut être utilisé à la fois pour des opérations de travail au câble et pour des opérations de Diagraphie pendant le Forage (LWD). Dans les opérations LWD, le procédé, en plus de déterminer les angles locaux d'inclinaison et d'azimuth, peut être utilisé, de plus, pour faciliter le géoguidage dans des puits fortement déviés et/ou horizontaux.

Le nouveau procédé peut fournir les avantages suivants : (1) En tant qu'appareil à induction, l'invention présente peut être appliquée dans des conditions dans lesquelles la situation n'est pas favorable aux dispositifs de mesure à ligne d'affaiblissement à concentration de courant, par exemple, dans des puits forés avec une boue à base de pétrole ou lorsque le puits présente une forte rugosité. (2) L'appareil décrit peut fournir une profondeur d'investigation plus grande que le dispositif de mesure d'inclinaison à ligne d'affaiblissement à micro-induction à microcouplage inductif, et, ainsi, peut être moins vulnérable aux mauvaises conditions du trou de sondage. (3) L'appareil décrit peut fournir des résultats plus précis à cause d'une compensation inhérente.

De nombreuses variantes et modifications deviendront apparentes au spécialiste de la technique une fois que la description ci-dessus sera complètement appréciée. Il est entendu que les revendications suivantes seront interprétées comme englobant l'ensemble de ces variantes et modifications.

Claims

REVENDICATIONS : 1. Outil de diagraphie comportant : un ensemble de bobines d'émetteur ; un premier ensemble de bobines de récepteur séparé de l'ensemble de bobines d'émetteur d'une première distance ; un second ensemble de bobines de récepteur séparé de l'ensemble des bobines d'émetteur d'une seconde distance, différente de la première distance ;et un contrôleur configuré pour activer sélectivement les bobines d'émetteur de l'ensemble de bobines d'émetteur, et configuré, de plus, pour déterminer des mesures de différences de phase et d'atténuation entre les signaux reçus par le premier ensemble de bobines de récepteur et les signaux reçus par le second ensemble de bobines de récepteur.
2. Outil de diagraphie selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur est configuré pour déterminer lesdites mesures au niveau de chacun d'une pluralité d'intervalles, dans lequel lesdites mesures effectuées au niveau de chacun de la pluralité d'intervalles forment un ensemble de mesures de différences de phase et d'atténuation qui est suffisant pour permettre une détermination d'une mesure de différence de phase et d'atténuation virtuellement orientée associée à toute orientation arbitraire des bobines d'émetteur et de récepteur.
3. Outil de diagraphie selon la revendication 1 comprenant, de plus, : un second ensemble de bobines d'émetteur séparé du premier ensemble de bobines de récepteur de ladite seconde distance, et séparé du second ensemble de bobines de récepteur de ladite première distance, dans lequel le contrôleur est également configuré pour exciter sélectivement les bobines d'émetteur du second ensemble de bobines d'émetteur afin de déterminer des mesures de différences de phase et d'atténuation entre les signaux reçus par le second ensemble de bobines de récepteur et les signaux reçus par le premier ensemble de bobines de récepteur.
4. Outil de diagraphie selon la revendication 3,

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dans lequel le contrôleur est configuré pour déterminer lesdites mesures en réponse aux bobines d'émetteur sélectionnées à partir des premier et second ensembles de bobines d'émetteur, au niveau de chaque intervalle d'une pluralité d'intervalles, dans lequel , au niveau de chaque intervalle de la pluralité d'intervalles, le contrôleur est configuré pour combiner des mesures correspondantes à partir des mesures en réponse au premier et au second ensemble de bobines d'émetteur afin de déterminer des mesures compensées, dans lequel au niveau de chaque intervalle de la pluralité d'intervalles, lesdites mesures compensées constituent un ensemble de mesures de différence de phase et d'atténuation qui est suffisant pour permettre une détermination d'une différence de phase et d'atténuation virtuellement orientée, associée à une orientation arbitraire quelconque des bobines d'émetteur et de récepteur.
5. Outil de diagraphie selon la revendication 1, dans lequel le premier ensemble de bobines de récepteur comprend trois bobines de récepteur orientées orthogonalement.
6. Outil de diagraphie selon la revendication 5, dans lequel le second ensemble de bobines de récepteur comporte trois bobines de récepteur orientées de façon orthogonale , chacune orientée parallèlement à une bobine correspondante des trois bobines de récepteur orientées de façon orthogonale du premier ensemble de bobines de récepteur.
7. Outil de diagraphie selon la revendication 6, dans lequel l'ensemble de bobine d'émetteur comprend deux bobines d'émetteur orientées de façon orthogonale, chacune étant orientée parallèlement à l'une respective des trois bobines de récepteur orientées de façon orthogonale du premier ensemble de bobines de récepteur.
8. Outil de diagraphie selon la revendication 6, dans lequel l'ensemble de bobines d'émetteur comprend trois bobines d'émetteur orientées de façon orthogonale.
9. Outil de diagraphie selon la revendication 8, dans lequel les trois bobines d'émetteur orientées de façon orthogonale sont, chacune, parallèles à une bobine correspondante des trois bobines de récepteur orientées orthogonalement du premier ensemble de bobines de récepteur.
10. Outil de diagraphie selon la revendication 9, dans lequel l'outil de diagraphie comporte un grand axe ;

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(V eW, y, z ) et le récepteur RJu (j E x1,2 , et uE x,y,z ).

où CJuv désigne le couplage électromagnétique entre l'émetteur Tv

dans lequel l'ensemble de bobines d'émetteur, le premier ensemble de bobines de récepteur, et le second ensemble de bobines de récepteur comportent, chacun, une bobine orientée le long du grand axe, représentés ici, respectivement, par Tz, R1z, R2z, dans lequel l'ensemble de bobines d'émetteur, le premier ensemble de bobines de récepteur, et le second ensemble de bobines de récepteur comportent, chacun, deux bobines orientées perpendiculairement au grand axe, représentées ici, respectivement, par Tx et Ty, R1x, et R1y, R2x et R2y et dans lequel le contrôleur active séparément chacune des bobines d'émetteur pour déterminer des mesures des rapports suivants :
11. Outil de diagraphie selon la revendication 10, dans lequel le contrôleur détermine aussi des mesures des rapports suivants :

où j, k, m et n ont, chacune , au moins une valeur prédéterminée à partir de l'ensemble 1,2.
12. Outil de diagraphie selon la revendication 10, dans lequel le contrôleur active conjointement Tx et Tz pour déterminer des mesures des rapports suivants :

et active conjointement Ty et Tz pour déterminer des mesures des rapports suivants :
13. Procédé de diagraphie pour un trou de sondage qui comprend :

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le passage d' un outil de diagraphie le long du trou de sondage, dans lequel l'outil de diagraphie possède une première triade de récepteurs orthogonaux et une seconde triade, différente, de récepteurs orthogonaux ; et la collecte d'un ensemble de mesures au niveau de chaque point d'une pluralité de points le long du trou de sondage, dans lequel chaque ensemble de mesures comprend des rapports entre des signaux issus des récepteurs de la première triade et des signaux de la seconde triade.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel chaque ensemble de mesures est suffisant pour déterminer une valeur d'atténuation et une valeur de différence de phase entre deux récepteurs virtuels présentant une orientation arbitraire,mutuelle.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel lesdites valeur d'atténuation et de différence de phase sont celles induites par un émetteur virtuel partageant l'orientation arbitraire des deux récepteurs virtuels.
16. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'outil de diagraphie comporte deux triades de bobines d'émetteur distantes symétriquement des triades de récepteur.
17. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'outil de diagraphie présente un grand axe, dans lequel l'outil de diagraphie possède une triade de bobines d'émetteur orthogonales, dans lequel la triade d'émetteur, la première triade de récepteur, et la seconde triade de récepteur comportent, chacune, un élément orienté le long du grand axe, représenté ici, respectivement, par Tz, R1z, R2z, dans lequel la triade d'émetteur comprend, de plus, deux éléments, représentés ici par Tx et Ty, qui sont perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et orthogonaux par rapport à T2, dans lequel la première triade de récepteur comprend deux éléments, représentés ici par R1x et R17 qui sont orientés parallèlement à Tx et Ty, respectivement, dans lequel la seconde triade de récepteur comporte deux éléments, représentés ici par R2x et R2y, qui sont également orientés parallèlement à T, et Ty, respectivement, dans lequel, ladite collecte comprend :

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où CJuv désigne le couplage électromagnétique entre l'élément Tv (V ## x, y, Z}) et l'élément RJu (j # 1,2 , et u #{ x, y,z).

l'excitation séparée de chacun des Tx, Ty et Tz pour déterminer des mesures des rapports suivants :
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel ladite collecte comprend, de plus :

ci-, CmY= la détermination des mesures de rapports le ' c ! , où k, m et n, possèdent chacun une valeur prédéterminée à partir de l'ensemble{1,2 .
19. Procédé selon la revendication 17, dans lequel ladite collecte consiste, de plus : à activer conjointement Tx et Tz pour déterminer les mesures des rapports suivants :

et à activer conjointement Ty et Tz pour déterminer les mesures des rapports suivants :