FR2825472A1 - Procede et dispositif comportant des antennes configurees pour mesurer une anisotropie electrique - Google Patents
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Abstract
Un outil d'enregistrement (100) comporte des antennes d'émission et de réception pour mesurer l'anisotropie d'une formation (104). Les antennes peuvent être des combinaisons d'antennes à dipôle électrique horizontal et à dipôle magnétique horizontal toroïdales. Dans un mode de réalisation, l'outil : (a) induit une circulation de courant dans la colonne de production ou le train de tiges de forage traversant la formation dans un puits de forage (102); (b) mesure une différence de signal entre deux antennes de récepteur toroïdales; (c) détermine une conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal; et (d) utilise la conductivité apparente pour calculer un coefficient d'anisotropie à partir d'une connaissance de la conductivité horizontale. L'outil peut, en outre, déterminer une deuxième conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante réactive de la différence de signal.
Description
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PROCEDE ET DISPOSITIF COMPORTANT DES ANTENNES CONFIGUREES POUR MESURER UNE ANISOTROPIE ELECTRIQUE
La présente demande revendique la priorité sur la demande de brevet provisoire américain n 60/302 823 déposée le 3 juillet 2001 et intitulée Method and Apparatus Using Toroidal Antenna for Measuring Electrical Anisotropy . Cette demande est également liée au brevet américain nO 6 181 138 détenu en commun, publié le 30 janvier 2001 et intitulé Directional Resistivity Measurements for Azimuthal Proximity Detection of Bed Boundaries .
La présente demande revendique la priorité sur la demande de brevet provisoire américain n 60/302 823 déposée le 3 juillet 2001 et intitulée Method and Apparatus Using Toroidal Antenna for Measuring Electrical Anisotropy . Cette demande est également liée au brevet américain nO 6 181 138 détenu en commun, publié le 30 janvier 2001 et intitulé Directional Resistivity Measurements for Azimuthal Proximity Detection of Bed Boundaries .
La 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 des formations anisotropes.
Les principes et les techniques de base pour l'enregistrement électromagnétique de formations terrestres sont bien connus. Un enregistrement par induction pour déterminer la résistivité (ou son inverse, la conductivité) de formations terrestres adjacentes à un puits de forage, par exemple, a longtemps été une technique standard et importante dans la recherche et l'extraction de gisements pétroliers souterrains. En résumé, les mesures sont faites en induisant des circulations de courant électrique dans les formations en réponse à un signal d'émetteur
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alternatif et en mesurant ensuite les caractéristiques appropriées d'un signal de récepteur généré par les circulations de courant dans la formation. Les propriétés de la formation identifiées par ces signaux ont ensuite enregistrées dans un journal en surface en fonction de la profondeur de l'outil dans le puits de forage.
Il est bien connu que les formations souterraines entourant un puits de forage terrestre peuvent être anisotropes du point de vue de la conduction des courants électriques. Le phénomène d'anisotropie électrique est généralement une conséquence d'une géométrie soit microscopique soit macroscopique ou d'une combinaison de celles-ci, comme expliqué cidessous.
Dans de nombreuses strates sédimentaires, un courant électrique circule plus facilement dans une direction parallèle aux plans de stratification, par opposition à une direction perpendiculaire aux plans de stratification. Une raison de cela est qu'un grand nombre de cristaux minéraux présentent une forme plate ou allongée (par exemple, le mica ou le kaolin). Au moment où elles se sont déposées, elles ont adopté naturellement une orientation perpendiculaire au plan de sédimentation. Les interstices dans les formations sont, par conséquent, généralement parallèles au plan de stratification, et le courant est capable de se propager facilement le long de ces interstices qui contiennent souvent de l'eau minéralisée électriquement conductrice. Cette anisotropie électrique, parfois appelée anisotropie microscopique, est observée
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principalement dans les schistes argileux.
Les formations souterraines sont souvent constituées d'une série de strates relativement minces présentant différentes caractéristiques lithologiques et, par conséquent, différentes résistivités. Dans les systèmes d'enregistrement de puits, les distances entre les électrodes ou les antennes sont suffisamment grandes pour que le volume impliqué dans une mesure puisse comprendre plusieurs de ces strates minces.
Lorsque des couches individuelles ne sont ni décrites ni résolues par un outil d'enregistrement, l'outil réagit à la formation comme s'il s'agissait d'une formation anisotrope macroscopique. Une séquence de couches minces de sable/schiste argileux est un exemple particulièrement important d'une formation anisotrope au niveau macroscopique.
Si un échantillon est découpé dans une formation souterraine, la résistivité de l'échantillon mesurée par un courant circulant parallèlement aux plans de stratification est appelée la résistivité transversale ou horizontale PH. L'inverse de PH est la conductivité horizontale oH. La résistivité de l'échantillon mesurée par un courant circulant perpendiculairement au plan de stratification est appelée la résistivité longitudinale ou verticale, pv, et son inverse la conductivité verticale Oy-Le coefficient d'anisotropie À. est défini par :
Dans les situations où le puits de forage croise
Dans les situations où le puits de forage croise
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la formation sensiblement perpendiculairement aux plans de stratification, les outils d'enregistrement de puits par induction et propagation classiques sont sensibles presque exclusivement à la composante horizontale de la résistivité de la formation. Ceci est une conséquence des courants induits circulant dans les plans horizontaux en l'absence d'inclinaison de formation ou de déviation du puits. En effet, en ce qui concerne les dispositifs galvaniques, le manque de sensibilité à l'anisotropie est même plus rigoureux du fait du paradoxe d'anisotropie , qui établit que n'importe quel ensemble d'électrodes ou de détecteurs déployé le long de l'axe d'un puits de forage dans un puits vertical est insensible à la composante de résistivité verticale, malgré l'attente intuitive du contraire.
Actuellement, il n'existe qu'un instrument commercialisé qui mesure la résistivité verticale.
B. Kriegshauser et d'autres décrivent cet instrument dans < < A new multicomponent induction logging tool to resolve anisotropic formations , 41st Annual Logging Symposium, Society of Professional Well Log Analysts, paper D, pages 1 à 14,2000. Cet instrument utilise de multiples bobines multi-composant (c'est-à-dire, des bobines d'émetteur et de récepteur ayant des orientations axiales et transversales). Cet instrument peut être excessivement complexe et fournir des mesures qui sont difficiles à interpréter. En outre, la conception de cet instrument de câble de forage peut ne pas être adaptable pour effectuer une mesure pendant la réalisation du forage. Un procédé et un dispositif plus simples pour mesurer la résistivité verticale seraient
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souhaitables.
Les problèmes décrits ci-dessus sont en grande partie abordés en utilisant un outil d'enregistrement comportant des antennes configurées pour mesurer une anisotropie de formation. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend (a) l'induction d'une circulation de courant dans la colonne de production ou le train de tiges de forage traversant la formation dans un puits de forage (b) la mesure d'une différence de signal entre deux antennes de récepteur toroïdales sur le train de tiges de forage ; (c) la détermination d'une conductivité apparente de la formation à partir de la composante résistive de la différence de signal ; et (d) l'utilisation de la conductivité apparente avec une mesure supplémentaire de la conductivité horizontale afin de calculer un coefficient d'anisotropie. Le procédé peut comprendre, en outre, la détermination d'une deuxième conductivité apparente de la formation à partir de la composante réactive de la différence de signal et l'utilisation des deux conductivités apparentes afin de calculer directement à la fois la conductivité horizontale et le coefficient d'anisotropie. Les conductivités horizontale et verticale peuvent également être déterminées à partir des deux conductivités apparentes. Il conviendrait de noter que la détermination de la conductivité apparente et/ou le calcul du coefficient d'anisotropie tels que décrits ci-dessus peuvent être réalisés par un équipement de traitement en surface.
Dans un autre mode de réalisation, un dipôle électrique horizontal peut être utilisé en tant
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qu'émetteur, dans lequel le fait d'appliquer une tension alternative à celui-ci produit des champs électriques dans la formation, qui, à leur tour, génèrent des courants alternatifs. Les courants alternatifs générés sont, de préférence, mesurés afin d'enregistrer les quantités de résistance et de réactance présentes dans la formation. Cette mesure produit des données d'anisotropie et les conductivités horizontale et verticale. De préférence, au moins un récepteur à dipôle magnétique horizontal est utilisé pour mesurer le courant généré par la mesure de la quantité de champ électrique qu'il induit. En outre, de multiples récepteurs magnétiques horizontaux peuvent être utilisés afin de produire une mesure de signal différentielle.
Dans encore un autre mode de réalisation, un dipôle magnétique horizontal peut être utilisé en tant qu'émetteur, dans lequel le fait d'appliquer une tension alternative à celui-ci produit des champs magnétiques dans la formation, qui, à leur tour, génèrent des courants électriques. Les courants alternatifs générés sont, de préférence, mesurés afin d'enregistrer les quantités de résistance et de réactance présentes dans la formation. Cette mesure produit des données d'anisotropie et les conductivités horizontale et verticale. De préférence, au moins un récepteur à dipôle électrique horizontal est utilisé pour mesurer le courant généré par la mesure de la quantité de champ électrique qu'il induit. En outre, de multiples récepteurs électriques horizontaux peuvent être utilisés afin de produire une mesure de signal
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différentielle.
Les procédés présentés peuvent fournir des avantages pour la détermination des paramètres des formations terrestres anisotropes à la fois dans des applications avec un câble de forage et/ou dans des applications de mesure en cours de forage. Par exemple, on s'attend à ce que l'outil fonctionne particulièrement bien dans les formations à haute conductivité où les outils à induction existants fonctionnent mal en raison de l'effet de peau. En outre, parce que la sensibilité à l'anisotropie est un effet volumique par opposition à un effet de limite des dispositifs galvaniques, il y a une plus grande sensibilité à l'anisotropie. En outre, du fait que l'outil fonctionne sur des principes simples, la facilité d'interprétation des enregistrements est améliorée. Par ailleurs, dans le cas de mesure en cours de forage, la conception de l'outil réduit de manière avantageuse les effets du puits de forage et d'invasion sur la mesure et améliore la profondeur d'investigation.
Une meilleure compréhension de la présente invention peut être obtenue lorsque la description détaillée qui suit du mode de réalisation préféré est examinée en relation avec les dessins qui suivent, sur lesquels des parties identiques ont reçu des numéros identiques : la figure 1 montre un mode de réalisation préféré de la configuration d'antennes utilisant des récepteurs et des émetteurs toroïdaux ; la figure 2 montre une circulation de courant de
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formation théorique induite dans une formation isotrope par un outil toroïdal de la figure 1 ; la figure 3 montre un autre mode de réalisation de la configuration d'antennes utilisant d'autres combinaisons de récepteurs et d'émetteurs ; la figure 4 est un graphe présentant la conductivité apparente par rapport à la conductivité horizontale pour différentes anisotropies de formation ; la figure 5 est un graphe présentant la résistivité apparente par rapport à la réactivité apparente pour différentes anisotropies de formation ; la figure 6 est un graphe présentant la résistivité horizontale par rapport à la résistivité apparente pour différentes anisotropies de formation et la figure 7 montre les informations de la figure 6 sous une forme différente.
Bien que l'invention soit susceptible d'être diversement modifiée et de prendre d'autres formes, des modes de réalisation spécifiques de celle-ci sont montrés à titre d'exemple sur les dessins et seront décrits ici en détail. On devrait comprendre, cependant, que les dessins et la description détaillée de ceux-ci ne sont pas destinés à limiter l'invention à la forme particulière présentée, mais qu'au contraire, l'intention est de couvrir toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les variantes tombant dans l'esprit et l'étendue de la présente invention telle que définie par les revendications jointes.
Il convient de noter que les termes horizontal et
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vertical tels qu'utilisés ici sont définis pour être, respectivement, les directions parallèle et perpendiculaire au plan de stratification.
La figure 1 montre un outil d'enregistrement 100 qui fait partie d'un train de tiges de forage situé dans un puits de forage 102 qui passe à travers une formation 104. L'outil comprend au moins une antenne d'émetteur 106 et au moins deux antennes de récepteur 108,110. L'antenne d'émetteur 106 et les antennes de récepteur 108 et 110 sont des antennes toroïdales, bien que, comme expliqué ci-dessous, les antennes 106,108 et 110 puissent comprendre d'autres types d'antennes.
Une antenne toroïdale comporte un noyau à haute perméabilité enroulé en spirale qui forme une boucle fermée autour d'un conducteur électrique. Dans l'outil d'enregistrement 100, le conducteur électrique est, de préférence, une partie d'un train de tiges de forage, mais il n'est pas limité à cela, en fait l'outil d'enregistrement 100 se prête également à des applications de tiges de forage. Dans le mode de réalisation préféré, le noyau est circulaire avec une section transversale généralement rectangulaire, mais d'autres géométries (par exemple, une section transversale circulaire) suffiraient également.
L'antenne d'émetteur toroïdal 106 fonctionne lorsqu'un courant alternatif est appliqué à l'enroulement de fil en spirale autour du noyau d'antenne. Une circulation de courant variable dans l'enroulement induit un champ magnétique variable dans le noyau, qui, à son tour, induit un courant ITotal dans l'outil d'enregistrement 100. Le courant ITotal circule
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le long de l'outil d'enregistrement 100 où une partie du courant Irotai'II rayonne dans la formation et retourne vers le train de tiges de forage du côté opposé de l'antenne d'émetteur 106, et le reste du courant Il continue de circuler dans l'outil d'enregistrement 100 à travers le récepteur toroïdal 108. Les récepteurs toroïdaux 108 et 110 fonctionnent lorsqu'un courant variable circule le long du conducteur électrique enfermé, dans ce cas l'outil d'enregistrement 100. Le courant Il circule le long de l'outil d'enregistrement 100 et induit un champ magnétique variable dans le noyau du récepteur 108, qui, à son tour, induit une tension variable qui est mesurée dans l'enroulement du récepteur 108. À ce point, une partie du courant Il - 12 rayonne dans la formation juste après le récepteur 108 et retourne vers le train de tiges de forage du côté opposé de l'antenne 106, et le reste du courant 12 continue le long du train de tiges de forage jusqu'au récepteur toroïdal 110. La tension dans l'enroulement du récepteur toroïdal 110 générée en conséquence de 12 est mesurée de manière similaire à la mesure de tension du récepteur 108. L'outil d'enregistrement 100 est, de ce fait, capable de déterminer la quantité de courant rayonné dans la formation dans chacune des deux régions. Le courant 12 qui passe à travers le récepteur 110 est rayonné depuis le train de tiges de forage dans la région au-dessous du récepteur 110 (la région de trépan ). Le courant qui passe à travers le récepteur 108 moins le courant qui passe à travers le récepteur 110 (Il-12) est rayonné depuis le train de tiges de
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forage dans la région comprise entre les récepteurs (la région latérale ). Il conviendrait de noter que le récepteur 108 et le récepteur 110 sont destinés à une utilisation différentielle de telle sorte que la différence de tension entre les récepteurs provienne de la différence de leurs circulations de courant respectives ou de la différence de leurs champs magnétiques. Ainsi, la quantité de courant dissipée dans la région latérale peut être facilement calculée et la largeur de la région latérale est modifiée comme la distance entre les récepteurs toroïdaux 108 et 110. Par ailleurs, notez que les récepteurs toroïdaux utilisés dans un agencement différentiel peuvent être dimensionnés différemment en fonction de leur proximité relative de l'émetteur de manière à obtenir un décalage nul. Par exemple, le récepteur 108 tel que montré sur la figure 1 a une dimension plus petite que le récepteur 110 parce que le champ magnétique induit par l'émetteur 106 est plus intense dans le récepteur 108 que dans le récepteur 110 du fait de leur distance relative de l'émetteur 106. Il conviendrait de noter que, bien que le système décrit sur la figure 1 ait été présenté dans le contexte d'une application de mesure en cours de forage, il n'est pas limité à cela et peut être appliqué à des applications avec un câble de forage.
La figure 2 montre les lignes de circulation de courant (et les lignes équipotentielles) indiquées par une simulation numérique pour une formation isotrope.
Le courant latéral Il-12 est montré ainsi que le courant de trépan 12. Bien entendu, ces lignes de
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courant seront différentes pour des formations anisotropes, mais le principe général reste le même.
Une autre configuration d'antennes est montrée sur la figure 3, dans laquelle d'autres combinaisons d'antennes de dipôles électriques horizontaux (HED) et de dipôles magnétiques horizontaux (HMD) sont utilisées. Une antenne HED comprend deux fils orientés à l'opposé l'un de l'autre. Chaque fil dans l'antenne HED représente un pôle (par exemple, un pôle positif et un pôle négatif), de telle sorte qu'un champ électrique soit généré alors qu'une force électromotrice est appliquée à l'antenne HED. Une antenne HMD comprend une bobine de fil ayant deux extrémités à laquelle une force électromotrice est appliquée qui génère à son tour un champ magnétique. Le champ magnétique s'oriente de lui-même vers les dipôles de l'antenne HMD de la même manière que le champ électrique s'oriente de luimême vers les dipôles de l'antenne HED. De même que la figure 1, la figure 3 montre un outil d'enregistrement 100 qui fait partie d'un train de tiges de forage situé dans un puits de forage 102 qui passe à travers une formation 104. L'outil comprend au moins une antenne d'émetteur 202 qui est, de préférence, une antenne HED.
Par ailleurs, il y a au moins deux antennes de récepteur 204 et 206 toutes deux configurées comme une antenne HMD. Comme s'en rendra compte un homme du métier bénéficiant de cette présentation, le système décrit sur la figure 3 est généralement applicable à des applications avec un câble de forage, cependant il peut également être applicable à des applications de mesure en cours de forage.
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L'émetteur 202 fonctionne lorsqu'une tension alternative est appliquée à celui-ci et que des champs électriques sont générés dans la formation 104. Les champs électriques induits dans la formation 104 par l'émetteur 202 créent des courants. Étant donné que la formation 104 est à la fois réactive et résistive, des courants résistifs sont induits qui sont en phase et des courants réactifs sont induits qui sont en quadrature de phase (c'est-à-dire, déphasés de 900).
Ces courants induisent, en outre, des champs magnétiques dans la formation 104 qui sont proportionnels à la quantité de résistance et/ou de réactance présente. Les champs magnétiques induits sont mesurés à diverses positions le long de l'outil d'enregistrement 100 par le récepteur 204 et le récepteur 206.
Les récepteurs 204 et 206 sont, de préférence, conçus de telle sorte que la bobine soit formée autour de la périphérie des sections cylindriques a et b indiquées par les flèches de direction. En général, les récepteurs 204 et 206 fournissent une tension mesurable dans les bobines a et b qui est proportionnelle au champ magnétique passant à travers celles-ci. Les récepteurs 204 et 206 fonctionnent, de préférence, d'une manière différentielle de telle sorte que la tension apparaissant dans les bobines a et b du récepteur 204 moins la tension apparaissant dans les bobines a et b du récepteur 206 est la mesure souhaitée.
Il conviendrait de noter que, bien que la figure 3 montre une combinaison spécifique utilisant une antenne
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HED pour l'émetteur et deux antennes HMD pour les récepteurs, un agencement inverse serait évident à un homme du métier bénéficiant de cette présentation. Par exemple, une antenne HMD peut être utilisée en tant qu'émetteur tandis que des antennes HED peuvent être utilisées en tant que récepteurs différentiels. En outre, des récepteurs supplémentaires peuvent être prévus le long de l'outil d'enregistrement pour effectuer des mesures à différentes profondeurs réelles dans la formation. Par ailleurs, les récepteurs et/ou les émetteurs peuvent être des outils de mesure de résistivité réglables en azimut tels que décrits dans le brevet américain nO 6 181 138 détenu en commun. De cette manière, des configurations de bobines spécifiques peuvent être synthétisées afin de réaliser les structures d'émission et de réception optimales conformément aux modes de réalisation préférés présentés dans le présent document.
La conductivité apparente de la formation est une fonction des tensions mesurées par les deux antennes de récepteur. Les tensions mesurées par chaque récepteur ont une composante en phase résultant des formations résistives et une composante en quadrature résultant des formations réactives. La conductivité apparente peut, de préférence, être calculée à partir de la différence entre les tensions en phase mesurées par les antennes de récepteur :
où Vi et V2 sont les tensions reçues en phase avec le
où Vi et V2 sont les tensions reçues en phase avec le
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signal d'émetteur ( composante résistive ) et K est une constante pour l'outil d'enregistrement. Il conviendrait de noter que la détermination de la conductivité apparente et/ou le calcul du coefficient d'anisotropie tels que décrits ci-dessus peuvent être effectués soit par l'outil d'enregistrement, soit par l'équipement de traitement situé en surface (non montré sur les dessins).
Comme montré sur la figure 4, la conductivité apparente est fonction à la fois de la conductivité horizontale et du coefficient d'anisotropie de l'équation (1). Dans le mode de réalisation préféré de l'outil 100, un procédé sans rapport est utilisé pour déterminer la conductivité horizontale. Par exemple, un outil à induction standard peut être utilisé pour mesurer Oh. Avec la mesure de conductivité horizontale provenant d'une source sans rapport et la mesure de conductivité apparente provenant du présent outil d'enregistrement, le coefficient d'anisotropie peut être déterminé à partir de la fonction montrée sur la figure 4. La conductivité verticale peut ensuite être déterminée à partir de la mesure de conductivité horizontale et du coefficient d'anisotropie.
Si une détermination séparée de la conductivité horizontale n'est pas disponible ou ne peut pas être réalisée, alors le présent outil d'enregistrement peut être configuré de manière à déterminer la conductivité apparente à partir des composantes réactives des signaux de récepteur en plus de la conductivité apparente provenant des composantes résistives des signaux de récepteur t À partir des conductivités
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apparentes résistive et réactive, la conductivité horizontale et le coefficient d'anisotropie peuvent tous deux être déterminés comme montré sur la figure 5.
À partir de ces valeurs, la conductivité verticale peut être calculée.
La figure 6 montre la fonction de la figure 4 sur une échelle logarithmique avec différents axes. La résistivité apparente (l'inverse de la conductivité) mesurée par l'outil est montrée comme une fonction de la résistivité horizontale de la formation. Ici, il est possible d'observer qu'une multiplication par dix de l'anisotropie produit une variation de 75 % de la résistivité apparente. Par conséquent, si le procédé de la figure 5 est utilisé, il peut y avoir une certaine perte de sensibilité dans des formations à haute résistivité. Ce problème de sensibilité pourrait être aggravé par une perte d'amplitude de la tension réactive provoquée par un effet de peau réduit dans des formations fortement résistives.
Une présentation différente du même ensemble de données que sur la figure 6 peut être réalisée sous la forme d'un tableau de correction d'effet de peau comme sur la figure 7. Il est clair qu'à des fréquences de fonctionnement normales, l'outil toroïdal présente seulement une modeste quantité d'effet de peau qui est facilement corrigée. En fait, si la correction d'effet de peau appropriée est appliquée, la résistivité apparente Ra de l'outil est obtenue avec un faible pourcentage d'erreur :
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Notez que sur la figure 2, les lignes de circulation de courant s'étendent (initialement) perpendiculairement au train de tiges de forage. Cela réduit de manière avantageuse les effets de puits de forage et d'invasion sur la mesure et améliore la profondeur d'investigation. On s'attend à ce que l'outil proposé fonctionne particulièrement bien dans des boues de forage salées où les outils actuels sont inefficaces. L'outil fonctionne sur des principes simples et, par conséquent, on s'attend à ce qu'il présente des avantages par rapport aux outils existants en termes de coût et de facilité d'interprétation.
En accompagnement des modes de réalisation préférés, l'analyse qui suit sert de guide théorique. En faisant d'abord référence à un système d'émetteur toroidal vertical (VTR) et de récepteur VTR dans lequel les VTR sont supposés se comporter comme des tores ponctuels, un couplage magnétique (pour une application avec un câble de forage) peut être exprimé en unités de conductivité apparente :
où la forme limite de l'équation (5) représente la réponse en l'absence d'effet de peau.
où la forme limite de l'équation (5) représente la réponse en l'absence d'effet de peau.
Si on se concentre maintenant sur le cas d'émetteurs HMD et de récepteurs HED, le couplage électrique peut être montré comme étant :
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où la forme limite de l'équation (7) représente la réponse en l'absence d'effet de peau. Par ailleurs, dans le cas d'émetteurs HED et de récepteurs HMD, le couplage magnétique peut être montré comme étant identique aux équations (6) et (7). Il conviendrait de noter à partir de l'analyse qui précède, qu'un couplage électrique mesuré par un récepteur à dipôle électrique peut être remplacé par une mesure du champ magnétique par une bobine dont le plan de récepteur est orthogonal à l'antenne à dipôle électrique, ainsi différentes combinaisons de configurations de dipôles horizontaux par rapport à verticaux et magnétiques par rapport à électriques sont prises en charge par cette analyse. En outre, les équations (4) à (7) illustrent les avantages perçus de l'utilisation des modes de réalisation de la figure 1 et de la figure 3 lors de la mesure de crv, ainsi que de la mesure de l'anisotropie globale.
De nombreuses variantes et modifications deviendront évidentes aux hommes du métier une fois que la présentation ci-dessus aura été totalement appréciée. Les revendications qui suivent sont destinées à être interprétées comme englobant toutes ces variantes et modifications.
Claims (50)
1. Procédé pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce que le procédé comprend : l'émission d'un signal dans la formation (104) en utilisant un émetteur toroïdal ; la mesure de la différence de signal entre deux antennes de récepteur'toroïdales sur un outil dans un puits de forage (102) traversant la formation (104) ; la détermination d'une conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal ; et l'utilisation de la conductivité apparente pour calculer un coefficient d'anisotropie.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : la détermination d'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante réactive de la différence de signal ; et l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer le coefficient d'anisotropie.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité horizontale.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité verticale.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
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en ce qu'il comprend en outre : le calcul de la conductivité verticale à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
6. Dispositif pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce qu'il comprend : un émetteur toroïdal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; une pluralité de récepteurs toroïdaux capables de recevoir les signaux, dans lequel la différence de signal entre deux récepteurs toroïdaux est mesurée ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée en utilisant la composante résistive de la différence de signal ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée pour calculer un coefficient d'anisotropie.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive de la différence de signal et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer le coefficient d'anisotropie.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
10. Dispositif selon la revendication 7,
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caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
11. Système pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation pendant le forage de la formation, caractérisé en ce qu'il comprend : un équipement de traitement en surface ; un outil d'enregistrement (100) de fond de puits comprenant en outre : un émetteur toroïdal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; une pluralité de récepteurs toroïdaux capables de recevoir les signaux, dans lequel une différence de signal entre deux récepteurs toroïdaux est mesurée ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée par l'équipement de traitement en surface en utilisant la composante résistive de la différence de signal ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée par l'équipement de traitement en surface pour calculer un coefficient d'anisotropie.
12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive de la différence de signal et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer le coefficient d'anisotropie.
13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
14. Système selon la revendication 12, caractérisé
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en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
15. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
16. Procédé pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce que le procédé comprend : l'émission d'un signal dans la formation (104) en utilisant un émetteur à dipôle électrique horizontal ; la mesure du signal en utilisant au moins un récepteur à dipôle magnétique horizontal ; la détermination d'une conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive du signal mesuré ; et l'utilisation de la conductivité apparente pour calculer l'anisotropie.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : la détermination d'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante réactive du signal mesuré ; et l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer le coefficient d'anisotropie.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité horizontale.
19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
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l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité verticale.
20. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : le calcul de la conductivité verticale à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
21. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure de la différence de signal entre deux récepteurs à dipôle magnétique horizontal et la détermination de la conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal.
22. Dispositif pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce qu'il comprend : un émetteur à dipôle électrique horizontal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; au moins un récepteur à dipôle magnétique horizontal capable de recevoir les signaux, dans lequel le signal est mesuré ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée en utilisant la composante résistive du signal mesuré ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée pour calculer un coefficient d'anisotropie.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive du signal mesuré et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer
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le coefficient d'anisotropie.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
25. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
26. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
27. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure de la différence de signal entre deux récepteurs à dipôle magnétique horizontal et la détermination de la conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal.
28. Système pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation au cours du forage de la formation, caractérisé en ce qu'il comprend : un équipement de traitement en surface ; un outil d'enregistrement (100) en fond de puits comprenant en outre : un émetteur à dipôle électrique horizontal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; au moins un récepteur à dipôle magnétique horizontal capable de recevoir les signaux, dans lequel les signaux sont mesurés ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée par l'équipement de
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traitement en surface en utilisant la composante résistive du signal mesuré ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée par l'équipement de traitement en surface pour calculer un coefficient d'anisotropie.
29. Système selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive du signal mesuré et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer le coefficient d'anisotropie.
30. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
31. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
32. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
33. Procédé pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce que le procédé comprend : l'émission d'un signal dans la formation (104) en utilisant un émetteur à dipôle magnétique horizontal ; la mesure du signal en utilisant au moins un récepteur à dipôle électrique horizontal ; la détermination d'une conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive du signal mesuré ; et
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l'utilisation de la conductivité apparente pour calculer un coefficient d'anisotropie.
34. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : la détermination d'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante réactive du signal mesuré ; et l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer le coefficient d'anisotropie.
35. Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité horizontale.
36. Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : l'utilisation des deux conductivités apparentes pour calculer la conductivité verticale.
37. Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : le calcul de la conductivité verticale à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
38. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure de la différence de signal entre deux récepteurs à dipôle électrique horizontal et la détermination de la conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal.
39. Dispositif pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce qu'il comprend :
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un émetteur à dipôle magnétique horizontal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; au moins un récepteur à dipôle électrique horizontal capable de recevoir les signaux, dans lequel le signal est mesuré ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée en utilisant la composante résistive du signal mesuré ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée pour calculer un coefficient d'anisotropie.
40. Dispositif selon la revendication 39, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive du signal mesuré et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer le coefficient d'anisotropie.
41. Dispositif selon la revendication 40, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
42. Dispositif selon la revendication 40, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
43. Dispositif selon la revendication 40, caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
44. Dispositif selon la revendication 39, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure de la différence de signal entre deux antennes de récepteur à dipôle électrique horizontal et la
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détermination de la conductivité apparente de la formation (104) à partir de la composante résistive de la différence de signal.
45. Système pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation au cours du forage de la formation, caractérisé en ce qu'il comprend : un équipement de traitement en surface ; un outil d'enregistrement (100) en fond de puits comprenant en outre : un émetteur à dipôle magnétique horizontal capable d'émettre des signaux dans la formation (104) ; au moins un récepteur à dipôle électrique horizontal capable de recevoir les signaux, dans lequel les signaux sont mesurés ; dans lequel la conductivité apparente de la formation (104) est déterminée par l'équipement de traitement en surface en utilisant la composante résistive du signal mesuré ; et dans lequel la conductivité apparente est utilisée par l'équipement de traitement en surface pour calculer une anisotropie.
46. Système selon la revendication 45, caractérisé en ce qu'une deuxième conductivité apparente de la formation (104) est déterminée à partir de la composante réactive du signal mesuré et les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer le coefficient d'anisotropie.
47. Système selon la revendication 46, caractérisé en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité horizontale.
48. Système selon la revendication 46, caractérisé
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en ce que les deux conductivités apparentes sont utilisées pour calculer la conductivité verticale.
49. Système selon la revendication 46, caractérisé en ce que la conductivité verticale est calculée à partir du coefficient d'anisotropie et de la conductivité horizontale.
50. Outil pour déterminer l'anisotropie électrique d'une formation, caractérisé en ce que l'outil comprend : des moyens formant émetteur pour émettre un signal dans la formation (104) ; des moyens de réception différentielle pour mesurer une différence de signal ; et des moyens de calcul pour déterminer une conductivité apparente de la formation (104) à partir de la différence de signal ; dans lequel la conductivité apparente est utilisée pour calculer une anisotropie.
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