FR2868466A1 - Outil de fond de type a propagation et a resistivite laterale combine - Google Patents

Abstract

Un outil de résistivité combiné incorporant à la fois des antennes de type à induction/ propagation et des antennes de résistivité latérale placées dans des cavités de tubulaires de fond, dans lequel une antenne de résistivité latérale comprend une couche de base isolante placée dans la cavité; une antenne toroïdale placée au-dessus de la couche de base isolante; et un blindage placé au-dessus de la cavité.

Description

OUTIL DE FOND DE TYPE À PROPAGATION ET

À RÉSISTIVITÉ LATÉRALE COMBINÉ Antécédents de l'invention Domaine de l'invention [0001] L'invention concerne en général le domaine de l'exploration souterraine et de la production. Plus particulièrement, l'invention concerne des méthodes et appareils pour mesurer les propriétés de résistivité des formations terrestres pénétrées par un puits de forage.

Art antérieur [0002] Les outils de diagraphie de résistivité sont utilisés depuis de nombreuses années pour mesurer les résistivités des formations terrestres adjacentes à un trou de sonde. Traditionnellement, les mesures de résistivité étaient obtenues en descendant un dispositif de diagraphie au câble dans un puits de forage après avoir foré le puits. Cependant, les mesures au câble comprennent nécessairement un délai entre le temps où le puits est foré et celui où les mesures sont effectuées. Une approche préférée est de faire de telles mesures alors que le puits est en cours de forage de manière à pouvoir prendre des mesures correctives si nécessaire. Par exemple, des informations sur le puits de forage, si elles sont disponibles en temps réel, peuvent être utilisées pour modifier le poids de la boue afin d'empêcher l'endommagement de la formation et d'améliorer la stabilité du puits. De plus, les données des diagraphies de la formation en temps réel peuvent être utilisées pour diriger un outil de forage dans la direction souhaitée (c-à-d. geosteering). Par contre, si les mesures sont prises après un délai, les fluides de forage ("boue") peuvent avoir envahi la formation et modifié les propriétés des régions proches du puits de forage. Pour ces raisons, des techniques de diagraphie en cours de forage (LWD) et de mesure en cours de forage (MWD) ont été mises au point. LWD sera utilisé pour comprendre à la fois les techniques LWD et MWD dans cette divulgation.

3] La FIG. lA illustre un système LWD classique placé dans un puits de forage. Un train de tiges 1 est suspendu dans un sondage 3 avec un outil de forage 5 fixé à son extrémité inférieure. La garniture de forage 1 et l'outil de forage 5 fixé sont mis en rotation par une table de rotation 9 lorsqu'ils sont descendus dans le puits. Ceci force l'outil de forage 5 à pénétrer la formation 11. Au fur et à mesure que l'outil de forage 5 pénètre la formation 11, la boue est pompée vers le bas à travers un alésage central de la garniture de forage 1 pour lubrifier l'outil de forage 5 et transporter les déblais de forage depuis le fond du trou jusqu'à la surface par le trou de sonde 3 et la conduite d'écoulement de la boue 13. Les sections des masses-tiges LWD 15, situées derrière l'outil de forage 5, peuvent comprendre un arrangement de capteurs de résistivité 15a ou tout autre type de capteur connu dans l'art. Il est entendu que "capteurs", tel qu'utilisé dans cette divulgation, comprend antennes, tores et électrodes (qui peuvent être utilisées comme émetteurs et/ou récepteurs). Les capteurs de résistivité 15a mesurent la résistivité de la formation 11 au fur et à mesure que la formation 11 est pénétrée par l'outil de forage 5, effectuant les mesures avant que la boue envahisse la formation 11.

4] En général, il existe deux types d'outils LWD pour mesurer la résistivité de la formation à résistivité latérale et de type à propagation ou à induction. Chacun de ces outils est basé sur un principe de mesure électromagnétique (EM). Les outils de type à propagation émettent des champs électriques à haute fréquence dans la formation pour déterminer les réponses du trou de sonde et de la formation en mesurant les tensions induites dans les récepteurs ou en mesurant les différences de réponses entre une paire de récepteurs ou entre l'émetteur et le récepteur. Par exemple, pour un outil de type à propagation, les phases et amplitudes des signaux d'arrivée peuvent être mesurés par chaque récepteur d'une série de récepteurs par rapport aux phases et amplitudes des signaux utilisés pour activer l'émetteur. Les émetteurs de type à induction génèrent des champs magnétiques qui forcent des courants à passer dans les formations. Ces courants génèrent des champs magnétiques secondaires qui sont mesurés en tant que tensions induites dans des antennes réceptrices placées à une certaine distance de l'antenne émettrice. Les outils de type à propagation et à induction fonctionnent le mieux dans les puits forés dans des formations relativement conductrices en utilisant des boues relativement non-conductrices, y compris des boues isolantes (p. ex. des boues à base d'huile). Les outils de type à propagation et à induction classiques ne sont pas configurés pour résoudre les variations de résistivité autour du puits de forage.

5] Les outils de type à propagation ou à induction classiques utilisent des bobines ou solénoïdes bobinés comme antennes émettrices et réceptrices. Les antennes sont placées sur l'instrument en enroulant une bobine autour du corps de l'outil, en l'encapsulant dans un agent de remplissage isolant, puis en étanchéifiant la totalité de l'ensemble avec du caoutchouc. Bien que les outils de type à induction et les outils de type à propagation soient en général utilisés à différentes fréquences, et dans certains cas utilisés pour mesurer différentes propriétés de subsurface (p. ex. détection des propriétés diélectriques de la formation avec des outils de type à propagation), dans la plupart des cas, ils sont utilisés de manière similaire pour mesurer la résistivité de la formation. Par conséquent, toute référence à l'induction aux présentes est entendue être interchangeable avec la propagation, et vice-versa.

6] Un outil latéral utilise typiquement une ou plusieurs antennes ou électrodes pour injecter des champs magnétiques transversaux à basse fréquence dans les formations pour déterminer les réponses du trou de sonde et de la formation en mesurant le passage d'un courant dans les formations vers les récepteurs. Cette technique fonctionne le mieux dans des formations de résistivité relativement élevée forées avec des boues conductrices, telles que les boues à base d'eau. Les outils de résistivité latérale répondent en général aux variations azimutales de la résistance de la formation autour du trou de sonde.

7] Pour transmettre un champ magnétique transversal dans une formation, un outil latéral utilise typiquement un émetteur toroïdal, qui est fabriqué en bobinant un fil conducteur autour d'un noyau magnétiquement perméable en forme de tore (un noyau toroïdal). Pour détecter les courants qui traversent la formation, un outil latéral utilise un récepteur à électrode (p. ex. une électrode annulaire ou une électrode-bouton) ou un récepteur toroïdal Dans les outils LWD classiques, l'émetteur ou le récepteur toroïdal est typiquement fabriqué dans un manchon qui est glissé sur la masse-tige au cours de l'étape finale de l'assemblage.

8] La FIG. 1B illustre un outil de résistivité latérale typique. Comme illustré, l'outil comprend deux émetteurs Ti, T2 placés sur une masse-tige 15. Deux antennes de contrôle MO et M2 sont également prévues. Les antennes émettrices Ti, T2 (injecteur de courant) et les antennes de contrôle MO, M2 sont représentées comme des bobines toroïdales, qui seront décrites en détail ci-dessous. L'outil de résistivité peut également comprendre d'autres récepteurs à électrodes, telle qu'une électrode annulaire R et des électrodes-boutons B, B'. L'électrode annulaire R et les électrodes-boutons B et B' sont des électrodes conductrices placées sur la masse-tige 15, mais elles sont isolées électriquement de la masse-tige 15 par des matériaux isolants. Une électrode annulaire R est une bande métallique conductrice placée sur la circonférence de la masse-tige 15. L'électrode annulaire R mesure typiquement un courant moyenné dans un plan azimutal. Par contre, les électrodes-boutons B et B' sont typiquement placées sur un côté de l'outil. Les électrodes-boutons B et B' sont capables de fournir des mesures azimutales et des images à haute résolution.

9] Comme indiqué ci-dessus, le capteur à induction/propagation fonctionne le mieux dans des formations de résistivité relativement faible (ou conductrices) forées avec des boues résistives, y compris les boues à base d'huile. Cependant, de tels outils ne sont typiquement pas configurés pour résoudre les variations de résistivité avec une sensibilité azimutale autour du puits de forage. Les outils latéraux sont mieux adaptés aux formations résistives forées avec des boues conductrices, et les mesures latérales utilisant des électrodes-boutons sont en général sensibles aux variations azimutales.

0] Puisque les dispositifs latéraux et à induction/propagation fonctionnent particulièrement bien dans certains environnements, ils se complètent. Cependant, un foreur peut ne pas avoir les informations nécessaires pour choisir correctement le type d'outil(s) à utiliser pour un puits particulier. Par conséquent, différents types d'outils de diagraphie sont souvent utilisés ensemble dans une prise de diagraphie donnée. Dans les opérations au câble, un outil latéral est souvent utilisé avec un outil à induction dans la même prise pour fournir des données superficielles et pour mieux identifier les zones envahies par la boue conductrice. Il n'est pas efficace, d'un point de vue tant opérationnel que financier, d'utiliser ces outils au cours de passes séparées dans le puits. De plus, des passes de diagraphie séparées peuvent introduire une inexactitude lorsqu'on essaie de déterminer la résistivité pré-invasion de la formation. Une inexactitude est également introduite car le trajet du signal de mesure, par rapport à l'intervalle et à la géométrie de la formation, change d'une passe de diagraphie à la suivante. Par conséquent, il est souhaitable de fournir différents types de sources/capteurs dans un même outil ou système pour des mesures de résistivité multi-modes.

1] Un exemple de diagraphie de résistivité utilisant deux types de capteurs en un même outil est dévoilé dans le Brevet U.S. n 5.428.293 décerné à Sinclair et al. Les méthodes de diagraphie décrites dans ce brevet utilisent des capteurs à basse et haute fréquences pour fournir des mesures à des profondeurs d'investigation multiples pour contrôler l'invasion par la boue. Bien que ces méthodes proposent d'utiliser un outil ayant à la fois des capteurs à basse et haute fréquences dans la même masse-tige, aucun détail n'est donné quant à la construction de l'outil.

2] Lors de la conception de tout capteur pour utilisation dans un outil LWD, des blindages pouvant résister aux environnements abrasifs et difficiles pendant une opération de forage sont essentiels. Puisque les capteurs de résistivité latéraux et à propagation fonctionnent selon différents principes de mesure EM, ils ont différentes exigences de blindages. Les outils LWD ayant des antennes de résistivité de type à propagation fabriquées dans des cavités de la paroi de la masse-tige et équipées de blindages protecteurs sont connus dans l'art. Les configurations des outils de type à propagation sont décrites en plus amples détails dans le Brevet U.S. n 5.594.343 décerné à Clark et al. [0013] La FIG. 2A représente une coupe transversale d'une masse-tige typique 21 équipée pour une mesure résistivité de type à propagation. La masse-tige 21 comprend une cavité 29 formée circonférentiellement autour de l'extérieur de la masse-tige à une profondeur souhaitée. Un capteur de résistivité de type à propagation 25 est placé dans la cavité 29. La masse-tige 21 est équipée d'un châssis ou manchon intérieur 26 placé dans ce dernier pour former un vide destiné à abriter un module électronique 22. Le module 22 est couplé au capteur 25 par une connexion électrique 27 traversant un passe-fil 28 dans la paroi de la masse-tige 21.

Le capteur 25 est encapsulé à l'intérieur de la cavité 29 (p. ex. avec une charge de fibre de verre 20) et recouvert avec un moulage en caoutchouc 19. Un blindage 23 est fixé sur le moulage 19 au-dessus de la cavité 29 pour protéger le capteur 25 de tout dégât au cours du procédé de forage. La masse-tige 21 peut également être équipée d'une bande d'usure 38 pour une protection supplémentaire du capteur.

Comme illustré à la FIG. 2B, le blindage 23 comprend une pluralité de fentes longitudinales 24 remplies d'un matériau isolant comme il est connu dans l'art.

4] Un capteur de résistivité latérale (p. ex. une antenne toroïdale) induit un champ magnétique dans la formation. La FIG. 3A illustre un capteur de résistivité latérale classique qui est dévoilé dans l'article de Bonner et al., "A New New Generation of Electrode Resistivity Measurements for Formation Evaluation While Drilling," SPWLA, 35e Annual Logging Symposium, 19-22 juin 1994, et le Brevet U.S. n 5.339.037 décerné à Bonner et al. Une masse-tige LWD 31 est illustrée. Un capteur de résistivité latérale est fabriqué comme un manchon 30 qui est glissé sur la masse-tige 31 et fixé en position.

5] La FIG. 3B représente une portion agrandie du capteur latéral 30 décrit dans le brevet de Bonner et al. Comme illustré, une antenne toroïdale 35, comprenant un fil conducteur 33 enroulé autour d'un noyau, est noyée dans un matériau isolant 36 et protégée par un blindage métallique 37. Afin de permettre à un champ magnétique transversal d'être induit dans la formation, le blindage d'un capteur latéral ne doit pas court-circuiter le courant. Seule une extrémité, l'extrémité supérieure, du blindage conducteur 37 est en contact avec la masse-tige 31. Le Brevet U.S. n 3.408.561, décerné à Redwine et al., décrit des antennes toroïdales ayant des parois extérieures métalliques protectrices. Les antennes toroïdales proposées sont fabriquées dans des cylindres métalliques qui sont glissés sur une masse-tige, puis vissés sur celle-ci.

6] Il existe un besoin pour des outils de fond qui assurent l'acquisition combinée de mesures de résistivité en utilisant des capteurs de résistivité de type à la fois latérale et à propagation/induction. Il est également souhaitable que de tels outils aient les sources/capteurs intégrées directement dans l'instrument.

Sommaire de l'invention

7] L'invention fournit un capteur de résistivité latérale placé dans une cavité dans un tubulaire ayant un axe longitudinal et adapté pour utilisation en subsurface, comprenant une couche de base isolante placée dans la cavité; une antenne toroïdale placée au-dessus de la couche de base isolante; et un blindage placé au-dessus de la cavité et adapté pour empêcher le courant électrique de circuler le long du blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité de l'antenne toroïdale [0018] L'invention fournit un outil de diagraphie de résistivité comprenant une antenne de résistivité de type à propagation ou à induction placée sur un tubulaire allongé ayant un axe longitudinal et adapté pour utilisation en subsurface; un capteur de résistivité latérale placé dans une cavité dans le tubulaire allongé; et un blindage placé sur le tubulaire pour couvrir le capteur de résistivité latérale et adapté pour empêcher le courant électrique de circuler dans le blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité du capteur de résistivité latérale.

9] L'invention fournit un outil de diagraphie de résistivité comprenant un premier tubulaire conducteur allongé ayant un alésage central et une ouverture circonférentielle isolée le long de sa paroi pour empêcher le courant de traverser l'ouverture; et un second tubulaire conducteur allongé ayant un capteur de résistivité latérale monté sur celui-ci; dans lequel le second tubulaire est placé à l'intérieur du premier tubulaire de manière à ce que le capteur de résistivité latérale soit positionné à proximité de l'ouverture circonférentielle isolée dans le premier tubulaire; et dans lequel un passage du courant est formé entre le premier et le second tubulaires de l'un ou l'autre côté de l'ouverture circonférentielle isolée quand le second tubulaire est placé à l'intérieur du premier tubulaire.

0] L'invention fournit une méthode pour monter un capteur de résistivité latérale sur une section d'un tubulaire ayant un axe longitudinal et adapté pour utilisation en subsurface. La méthode comprend la création d'une cavité sur une paroi extérieure de la section du tubulaire; la formation d'une couche de base d'un matériau isolant dans la cavité; la formation d'un noyau toroïdal en bobinant un matériau magnétiquement perméable sur la couche de base; l'enroulement d'un fil conducteur autour du noyau toroïdal pour former une antenne toroïdale; et l'installation d'un ensemble blindage au-dessus de la cavité pour couvrir l'antenne toroïdale, l'ensemble blindage étant adapté pour empêcher le courant électrique de circuler dans le blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité de l'antenne toroïdale [0021] L'invention fournit une méthode pour construire un outil de résistivité utilisant un tubulaire allongé ayant un axe longitudinal et adapté pour utilisation à l'intérieur d'une formation souterraine. La méthode comprend le placement d'un capteur de résistivité latérale dans une cavité du tubulaire; le placement d'une antenne de résistivité de type à induction ou à propagation sur le tubulaire; et le positionnement d'un blindage sur le tubulaire pour couvrir le capteur de résistivité latérale et adapté pour empêcher le courant électrique de circuler dans le blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité du capteur de résistivité latérale.

2] D'autres aspects et avantages de l'invention seront apparents à partir de la description suivante et des revendications jointes.

Brève description des dessins

3] La FIG. 1A représente un système LWD classique avec un outil de fond placé dans un puits de forage.

4] La FIG. 1B représente un outil de diagraphie de résistivité latérale classique.

5] La FIG. 2A représente une section transversale d'un outil de diagraphie de résistivité de type à propagation classique.

6] La FIG. 2B est un schéma de l'extérieur de l'outil de la FIG. 2A.

7] La FIG. 3A représente un outil de diagraphie de résistivité classique ayant un capteur de résistivité latérale monté sur un manchon.

8] La FIG. 3B est une vue détaillée du capteur de résistivité latérale de l'outil de la FIG. 3A.

9] La FIG. 4 est un schéma d'une antenne toroïdale placée sur un tubulaire conformément à l'invention.

0] La FIG. 5 est une section transversale d'une antenne toroïdale fabriquée dans une cavité d'un tubulaire conformément à l'invention.

1] La FIG. 6 est une section transversale d'une antenne toroïdale ayant une bobine comme guide à l'intérieur d'une cavité d'un tubulaire conformément à l'invention.

2] La FIG. 7A représente un blindage pour un capteur latéral conformément à l'invention.

3] La FIG. 7B représente un blindage pour un capteur de résistivité conformément à l'invention.

4] La FIG. 8 est une section transversale d'un blindage protecteur placé sur un tubulaire conformément à l'invention.

5] La FIG. 9 est une section transversale d'un capteur latéral avec un mécanisme de compensation de pression conformément à l'invention.

6] La FIG. 10 est un schéma d'un tubulaire avec une cassure ou un espace isolant(e) conformément à l'invention.

7] La FIG. 11 représente un capteur latéral combiné et un capteur de type à propagation placés sur un tubulaire et protégés par un blindage intégré conformément à l'invention.

8] La FIG. 12A représente un outil LWD de résistivité et d'imagerie incorporant un capteur latéral placé à l'intérieur d'une cavité de la masse-tige conformément à l'invention.

9] Les FIG. 12B-D sont des vues détaillées des capteurs illustrés à la FIG. 12A [0040] La FIG. 13 représente un diagramme d'un procédé pour monter un capteur latéral sur un tubulaire conformément à l'invention.

1] La FIG. 14 représente un diagramme d'un procédé pour fabriquer une combinaison de capteurs latéraux et à propagation sur un tubulaire conformément à l'invention.

Description détaillée

2] Les réalisations de la présente invention concernent des méthodes et appareils pour mesurer les propriétés EM des formations souterraines pénétrées par un puits de forage. Les réalisations de l'invention comprennent des outils capables de déterminer les résistivités dans la même région d'une formation en utilisant des capteurs EM, à la fois latéraux et à induction ou à propagation. Certaines réalisations de l'invention concernent des méthodes de fabrication ou d'assemblage de tels outils. Conformément aux réalisations de l'invention, des capteurs de type latéral et de type à propagation sont réalisés de manière compatible à l'intérieur d'un tubulaire pour utilisation en subsurface. La réalisation combinée des capteurs latéraux et des capteurs à propagation sur le même tubulaire permet l'utilisation d'un ensemble blindage de capteur intégré sur le tubulaire, en cas de besoin. De manière plus importante, la réalisation des capteurs latéraux et à propagation combinés permet d'obtenir des mesures de résistivité multi- modes à partir de la même région de la subsurface en une seule passe. Par conséquent, fournissant une détermination plus exacte et plus fiable de la résistivité de la subsurface.

3] Conformément à des réalisations de l'invention, le capteur torique pour un outil de résistivité latérale est fabriqué dans un tubulaire de fond. Comme indiqué ci-dessus, les émetteur ou récepteurs toroïdaux des outils de résistivité latérale classiques sont typiquement fabriqués dans un manchon qui est glissé sur le tubulaire. Ce choix de conception est influencé par des facteurs tels que les contraintes de résistance physique sur une masse-tige avec des vides, les difficultés de construction, et la facilité de maintenance ou de remplacement. L'analyse des contraintes effectuée par les inventeurs des présentes a montré qu'une masse-tige ayant des cavités aménagées dans sa paroi extérieure, de la taille et de la forme requises pour contenir les capteurs toroïdaux, n'affaiblirait pas le tubulaire de manière significative.

4] La FIG. 4 illustre un capteur de résistivité latérale (une antenne toroïdale) fabriqué dans une cavité d'un tubulaire conformément à une réalisation de l'invention. La FIG. 5 représente une portion d'une section transversale longitudinale du capteur torique. Comme illustré aux FIG. 4 et 5, un tubulaire 57 comprend une cavité 53. La base de la cavité 53 est usinée à une certaine profondeur souhaitée. Un capteur latéral constitué d'une antenne toroïdale 50, qui est fabriquée en un noyau magnétique 51 et un fil conducteur 52, est fabriqué dans la cavité 53.

5] Conformément à une réalisation de l'invention, l'antenne toroïdale 50 peut être fabriquée en position dans la cavité 53. L'antenne toroïdale 50 peut être fabriquée en position en disposant un matériau isolant à la base de la cavité 53 pour former une couche de base 55. La couche de base isolante 55 peut comprendre des rainures 56 pour permettre le passage du fil conducteur 52 enroulé autour du noyau magnétique torique en forme de cerceau 51 dans la cavité 53.

6] Un noyau magnétique 51 est fabriqué sur la couche de base 55 dans la cavité 53. Une approche consiste à fabriquer le noyau magnétique 51 en position en bobinant une bande constituée d'un matériau ferromagnétique dans la cavité. Un noyau magnétique peut également être assemblé dans la cavité à partir d'éléments constitués d'un matériau ferromagnétique (p. ex. de la ferrite). Le noyau 51 peut également être assemblé en éléments et imprégné d'époxy pour maintenir la structure (non représentés). Un exemple de bande ferromagnétique convenable est une bande SUPERMALLOYTM qui, par exemple, peut mesurer 1 pouce (2,54 cm) de largeur par 0,002 pouce (0,05 mm) d'épaisseur. Le SUPERMALLOYTM est un alliage à 80 % de nickel-fer fortement raffiné et traité spécialement pour des applications impliquant des noyaux à bande enroulée et peut être obtenu de sources commerciales telles que Magnetic Metals Company (Anaheim, CA). Le SUPERMALLOYTM est fabriqué pour présenter une perméabilité initiale élevée et de faibles pertes. Pour certaines applications, un noyau magnétique à perméabilité élevée peut ne pas être nécessaire. Un noyau de perméabilité relative de 1 peut suffire. La bande magnétique est bobinée circonférentiellement autour de la couche de base isolante 55 pour former un noyau toroïdal magnétiquement perméable 51. Le bobinage est poursuivi jusqu'à obtention d'une épaisseur souhaitée (p. ex. 0,10 pouce [0,254 cm] 0,15 pouce [0,381 cm]) du noyau magnétique 51. Pour terminer l'antenne toroïdale 50, un fil conducteur 52 est ensuite enroulé autour du noyau 51.

Le procédé d'enroulement, par exemple, est effectué en passant le fil conducteur 52 dans la ou les rainures 56 formées dans la couche de base isolante 55. Le capteur de résistivité latérale peut également être réalisé d'autres manières, par exemple en glissant le capteur sur un segment rétréci du tubulaire ou d'un boîtier (non représenté).

7] La FIG. 5 indique également qu'une fois que l'antenne toroïdale 50 est terminée, le reste de la cavité 53 peut être rempli d'un matériau isolant 54, qui fixe l'antenne toroïdale 50 dans la cavité 53. Des exemples de matériaux isolants convenables comprennent l'époxy et la fibre de verre. De plus, une couche d'un élastomère (p. ex. du caoutchouc) 59 peut être moulée sur le matériau isolant pour étanchéifier la cavité 53 et son contenu des fluides du trou de sonde quand le capteur est placé en fond de trou. Des exemples d'élastomères peuvent comprendre du caoutchouc naturel ou synthétique et des élastomères synthétiques. Un exemple d'élastomère convenable est un fluoroélastomère vendu sous le nom commercial de VITONTM par DuPont Dow Elastomers (Wilmington, DE). La couche de caoutchouc ou d'élastomère 59 étanchéifie l'ensemble capteur au ras de la surface du tubulaire 57. Enfin, la cavité 53 et son contenu sont recouverts d'un blindage protecteur 58 qui protège le capteur de l'environnement en fond de trou. Le blindage protecteur 58 comprend un mécanisme d'isolation 75 (qui sera décrit en détail ci-dessous) pour empêcher le courant de circuler le long du blindage protecteur 58 dans la direction longitudinale.

8] La FIG. 6 illustre une autre réalisation de l'invention. Une antenne toroïdale est placée à l'intérieur du tubulaire comprenant une bobine 67 placée au-dessus de la couche de base isolante 55 avant de bobiner la bande magnétique. La bobine 67 est fabriquée en un matériau isolant et peut être constituée de deux ou plusieurs éléments qui peuvent être assemblés dans la cavité. La bobine peut comprendre une découpe (dépression) 68 qui guide la bande magnétique au cours du bobinage et maintient le noyau toroïdal 51. Tout matériau ou composite convenable peut être utilisé pour la bobine 67, y compris des matériaux disponibles commercialement tels que le RANDOLITETM, le PEEKTM, le KEVLARTM, la fibre de verre ou des matériaux thermoplastiques à base de polyarylétherkétonecomme décrits aux Brevets U.S. n 6.084.052 et 6.300.762. La découpe 68 de la bobine 67 doit être légèrement plus large que la largeur de la bande magnétique. Si la bobine 67 est utilisée, la ou les rainures (56 à la FIG. 5) utilisées pour faciliter l'enroulement du fil conducteur 52 peuvent alors être comprises dans la bobine 67, au lieu de la couche de base isolante 55. Une fois que le noyau toroïdal 51 est fabriqué, le dessus de la dépression 68 de la bobine 67 peut être fermé avec une bande 69 constituée d'un matériau isolant, tel qu'un tissu de fibre de verre, pour fixer le noyau toroïdal 51 dans la découpe 68 de la bobine 67. Le blindage protecteur 58, le mécanisme d'isolation 75, etc. (illustrés à la FIG. 5) sont également incorporés dans la réalisation de la FIG. 6 mais ne sont pas représentés pour la clarté de l'illustration. D'autres réalisations de l'invention peuvent être configurées sans noyau magnétique 51 (non représenté), ce qui est particulièrement adapté aux applications aux fréquences élevées. De telles réalisations comprennent le placement du fil conducteur 52 au-dessus de la couche de base isolante 55, formant un "noyau d'air".

Encore d'autres réalisations peuvent être configurées avec le fil conducteur bobiné sur une bobine 67 sans noyau magnétique 51 (non représenté).

9] En revenant à la FIG. 5, le blindage protecteur 58 est de préférence fabriqué en un matériau robuste, tel un métal. L'importance d'un blindage convenablement conçu est bien reconnu dans l'art. Par exemple, le Brevet U.S. n 6.566.881 décerné à Omeragic et al. dévoile différents blindages pour des outils de diagraphie EM, y compris ceux ayant des antennes transversales.

0] Cependant, la conception d'un blindage pour une antenne solénoïdale, qui produit un dipole magnétique, est différente de la conception des blindages pour une antenne toroïdale, qui produit un dipole électrique et fonctionne à des fréquences beaucoup plus faibles. Il est bien connu dans l'art que le fonctionnement efficace d'une antenne et la conception de son blindage dépendent des fréquences d'exploitation et des caractéristiques physiques de l'antenne. Comme indiqué ci-dessus, une antenne de type à induction ou à propagation est conçue pour produire un champ électrique à haute fréquence dans la formation, alors qu'une antenne toroïdale est conçue pour produire un champ magnétique à basse fréquence dans la formation. Par conséquent, les blindages classiques conçus pour les antennes de type à propagation ou à induction ne sont en général pas convenables pour utilisation avec une antenne toroïdale [0051] Recouvrir une antenne toroïdale avec un blindage d'antenne classique courtcircuiterait le courant électrique induit par l'antenne toroïdale Au lieu de circuler dans le trou de sonde et la formation, le courant circulerait principalement dans le blindage. Le signal de la formation serait réduit à un niveau inférieur au niveau convenable pour la mesure de la résistivité. Un blindage métallique convenable pour l'antenne toroïdale comprend un espace ou anneau circonférentiel pour assurer l'isolation électrique entre le blindage et le support conducteur sous-jacent. La FIG. 7A représente un blindage 58 de l'invention avec un espace isolant 75. Cet espace 75 est composé d'un matériau isolant (p. ex. fibre de verre, céramique, RANDOLITETM). Il peut être placé n'importe où le long du blindage, mais il est en général plus facile de construire l'espace isolant 75 à l'une des extrémités du blindage. Ceux versés dans l'art peuvent choisir une technique parmi les nombreuses techniques pratiques connues pour former l'espace. Le matériau isolant peut être un élément séparé fixé en position ou fabriqué sur le blindage (p. ex. un élastomère moulé ou un matériau composite isolant) en tant que partie intégrante. Dans certaines réalisations, le matériau isolant peut être placé et capturé par un épaulement dans le blindage (non représenté).

2] Une autre possibilité pour incorporer l'espace dans le blindage est d'utiliser un blindage monobloc entièrement métallique et de le monter de manière à ce qu'il ne couple pas électriquement le segment conducteur du tubulaire au-dessus du tore au segment conducteur du tubulaire en dessous du tore. Une méthode pour accomplir ceci est illustrée à la FIG 8. Comme illustré à la FIG. 8, une bague 80 en un matériau isolant 80 est incorporée dans le tubulaire 57 de manière à ce qu'une extrémité du blindage 58 soit isolée de tout contact direct avec le tubulaire par la bague.

3] Les FIG. 7A et 8 sont des exemples d'espaces ou de bagues circonférentiel(le)s avec un matériau isolant pour empêcher le courant de circuler le long du blindage dans la direction longitudinale au-dessus de l'antenne toroïdale 50. Ceux versés dans l'art apprécieront que d'autres types d'espaces ou de bagues circonférentiel(le)s peuvent être utilisés pour réaliser l'invention. Certaines réalisations peuvent comprendre un blindage métallique segmenté pour assurer l'isolation nécessaire (non représenté).

4] Ceux versés dans l'art apprécieront que lorsqu'un tubulaire est placé dans un puits de forage rempli de boue, une pression hydrostatique pouvant atteindre 20.000 psi (1.406 kg/cm2) agira sur l'antenne toroïdale (50 à la FIG. 4). Cette pression enfonce l'antenne toroïdale 50 vers l'intérieur et peut causer la déformation de l'antenne, réduisant la perméabilité magnétique de son noyau 51, et réduisant son inductance et son efficacité.

5] Pour minimiser les effets nuisibles de la pression hydrostatique, les antennes toroïdales de l'invention peuvent être réalisées pour comprendre un mécanisme de compensation de pression. Par exemple, la compensation de pression peut être obtenue en remplaçant certains ou tous les matériaux isolants (p. ex. 54 à la FIG. 5) qui capturent l'antenne toroïdale dans la cavité (53 à la FIG. 5) par un élastomère souple ou du caoutchouc. La FIG. 9 illustre une réalisation d'un capteur torique de l'invention qui comprend un mécanisme de compensation de pression. La construction est similaire à celle illustrée à la FIG. 6. Une différence est qu'un orifice 90 est usiné dans la paroi 57 du tubulaire. Une autre différence est que le matériau de remplissage 54 est un matériau perméable et poreux convenable, tel qu'un tissu de fibre de verre non- imprégné. Une fois que le caoutchouc 59 est moulé en position, la cavité 53 est évacuée par l'orifice 90 et re-remplie avec de l'huile à la pression atmosphérique. L'orifice 90 est alors scellé par un obturateur 91. Le joint en caoutchouc 59 fait office de soufflet pour égaliser la pression sur le noyau toroïdal 51 avec la pression à l'extérieur du tubulaire.

6] La FIG. 10 illustre une autre réalisation de l'invention. Dans cette réalisation, une ouverture ou cassure électriquement isolante 60 est construite sur un tubulaire extérieur conducteur 57 et l'antenne toroïdale 50 est fabriquée sur un tubulaire ou châssis intérieur conducteur 26 placé à l'intérieur du tubulaire extérieur. La cassure 60 forme un circuit ouvert pour la circulation du courant le long du tubulaire, empêchant la circulation à travers la cassure 60. De l'un ou de l'autre côté de la cassure 60, une jonction conductrice 61 est formée entre les tubulaires pour assurer un passage du courant entre les tubulaires. La FIG. 10 représente une réalisation dans laquelle les jonctions de couplage électrique 61 entre les tubulaires sont réalisées par des extensions de l'extérieur du châssis 26 assurant un contact direct avec la surface intérieure du tubulaire extérieur 57. D'autres moyens convenables pour assurer le passage du courant entre les tubulaires peuvent être utilisés comme il est connu dans l'art. L'électronique pour l'antenne 50 peut être placée à l'intérieur des tubulaires comme décrit aux présentes ou en utilisant d'autres moyens connus dans l'art.

7] En fonctionnement, l'antenne toroïdale 50 génère une boucle de courant qui circule à travers le châssis 26 et le tubulaire extérieur 57, retournant au tubulaire extérieur 57 à travers la formation. Par conséquent, les réalisations de l'invention incorporant la cassure isolée 60 incorporeront en général plus d'une cassure, une pour générer une différence de tension sur le tubulaire et une autre pour effectuer une mesure de courant axiale en utilisant un autre tore adapté en tant que récepteur. Des tubulaires de fond réalisés avec des cassures ou espaces isolants sont connus dans l'industrie pétrolière, en particulier dans le domaine des applications de télémétrie. Le Brevet U.S. n 6.098.727 décerné à Ringgenberg et al. décrit des tubes de fond avec des espaces isolants. Un blindage isolant peut également être placé sur l'extérieur du tubulaire extérieur au-dessus de la cassure isolée 60 pour protéger l'espace de l'environnement et pour isoler davantage la cassure des courants étrangers dans le trou de sonde (non représenté). Un tel blindage peut être formé de n'importe quel matériau isolant convenable et placé sur le tubulaire comme il est connu dans l'art.

8] Cette conception offre plusieurs avantages: l'antenne est protégée mécaniquement par le tubulaire; le tore n'est pas exposé à la pression directe du puits de forage si bien que le matériau du noyau maintient un perméabilité beaucoup plus élevée; et les passe-fils ou le câblage à travers le tubulaire extérieur peuvent être évités. Elle présente également un avantage par rapport à l'alimentation directe de l'espace en ce sens qu'elle ne nécessite pas que le châssis 26 soit isolé du tubulaire 57, ce qui peut être difficile dans certains endroits, tels qu'autour des zones d'étanchéité entre le châssis et le tubulaire.

9] Une antenne latérale placée à l'intérieur d'un tubulaire a des caractéristiques similaires à celles d'une antenne à induction. Avec ces différents types de capteurs combinés en un seul tubulaire, l'outil peut être utilisé pour mesurer la résistivité de la même région de la subsurface en utilisant deux techniques de détection différentes De plus, il devient possible d'ajouter un blindage de capteur intégré pour protéger les capteurs. Il convient de remarquer que bien qu'il soit souhaitable dans certains cas d'avoir un blindage intégré, des blindages séparés peuvent être utilisés pour les capteurs individuels.

0] La FIG. 11 illustre une autre réalisation de l'invention. Elle représente la section transversale d'une section d'un tubulaire ayant un capteur de résistivité latérale 104 fabriqué dans la première cavité 53 usinée dans la paroi du tubulaire et un capteur de résistivité de type à propagation 105 fabriqué dans une seconde cavité 103 usinée dans la paroi du tubulaire. Des connecteurs électriques 27 traversant les passe-fils 28 à l'intérieur de la paroi du tubulaire 57 connectent électriquement le capteur latéral 104 et le capteur de type à propagation 105 au module électronique 102 logé à l'intérieur de la chambre formée par le châssis 26. Des joints toriques ou d'autres moyens d'étanchéification connus dans l'art sont utilisés pour assurer que le module 102 n'est pas exposé aux fluides de la subsurface.

1] La FIG. 11 représente également un blindage intégré d'antenne à propagation et d'antenne toroïdale 108 fixé circonférentiellement autour de la paroi du tubulaire extérieur. Le blindage de capteur intégré 108 peut être fabriqué principalement en métal et peut être boulonné, vissé, soudé ou fixé sur la surface du tubulaire extérieur à l'aide de tout moyen convenable connu dans l'art. Dans certaines réalisations, le blindage intégré 108 peut être fabriqué en d'autres matériaux non-métalliques durables connus dans l'art. Cependant, un métal est un matériau préféré dans les applications LWD du fait de sa résistance mécanique et durabilité. Le blindage intégré 108 comprend une ou plusieurs fentes longitudinales 24 au-dessus de la seconde cavité 103 et du capteur à propagation 105. Dans cette réalisation, l'espace isolant 75 pour le blindage 108 est fabriqué dans la paroi du tubulaire à proximité du capteur latéral 104 en utilisant n'importe quel matériau isolant convenable connu dans l'art. D'autres réalisations peuvent être obtenues avec un capteur de résistivité latérale 104 et un capteur de résistivité à propagation 105 placés dans la même cavité (non représentés) . Une telle réalisation peut être obtenue en prolongeant la cavité pour loger les deux capteurs et en utilisant un blindage intégré 108.

2] Comme indiqué ci-dessus et représenté à la FIG. 8, le blindage de l'antenne toroïdale peut être un composant entièrement métallique pourvu que l'ensemble blindage/tubulaire soit adapté pour empêcher la circulation du courant le long du blindage à travers le tore. À la FIG. 11, l'espace ou la bague isolant(e) 75 et la conception du blindage assurent que la circulation du courant le long du blindage est impossible à proximité du capteur latéral 104. Un espace circonférentiel peut aussi être fabriqué dans le blindage même comme illustré à la FIG. 7A.

3] Comme discuté ci-dessus, les antennes de type à propagation classiques induisent des champs électriques qui forcent des courant électriques à circuler circonférentiellement au support tubulaire dans le trou de sonde et la formation. Par conséquent, les antennes à propagation utilisent en général des blindages ayant des fentes longitudinales pour empêcher l'induction des courants transversaux (azimutaux) dans le blindage au lieu de dans la formation. La FIG. 7B représente un exemple d'un blindage 58', avec des fentes 76 remplies d'un matériau isolant, qui peut être utilisé pour protéger les antennes à propagation de l'invention. De tels blindages sont décrits en plus amples détails dans le Brevet U.S. n 4.968.940. Il convient de remarquer que bien que plusieurs fentes 76 soient représentées, les réalisations de l'invention ne sont pas limitées à un nombre ou à une forme particulier(ère) de fentes. D'autres réalisations peuvent également être obtenues avec des blindages segmentés (non représentés).

4] Les réalisations illustrées ci-dessus peuvent avoir un nombre quelconque d'arrangements de capteurs latéraux ou à propagation positionnés le long de l'axe du tubulaire. De plus, n'importe quel espacement des arrangements peut être choisi en fonction de la profondeur d'investigation ou de la résolution verticale particulière souhaitée.

5] Les méthodes de l'invention permettent de construire une antenne toroïdale dans une cavité d'un tubulaire adapté pour utilisation en subsurface. Les applications de ces méthodes ne sont pas limitées aux outils de résistivité décrits aux présentes. Par exemple, des outils ou appareils qui utilisent actuellement des antennes toroïdales placées dans un manchon et fixés à celui-ci peuvent bénéficier d'avoir l'antenne construite dans une cavité ou un vide. La FIG. 12A illustre une autre réalisation de l'invention. La FIG. 12A représente une variante d'un outil de résistivité GeoVision produit sous le nom commercial de GVRTM par Schlumberger Technology Corporation (Houston, TX).

6] Comme illustré à la FIG. 12A, une antenne toroïdale 112 est fabriquée dans une cavité (comme décrit aux présentes) sur une section de la masse-tige 111. La FIG. 12B représente l'antenne toroïdale 112 en plus amples détails. L'outil comprend également quatre grandes électrodesboutons 114 pour effectuer des mesures de résistivité azimutales (illustrées en plus amples détails à la FIG. 12C). L'outil comprend de plus une série de petites électrodes-boutons 116 placées sur un stabilisateur amovible pour fournir des mesures à haute résolution (illustrées en plus amples détails à la FIG. 12D). La variante GVR illustrée à la FIG. 12 peut être réalisée selon une conception "lisse", sans stabilisateur. Dans la configuration lisse, le diamètre du dispositif est beaucoup plus petit par rapport à l'outil GVR actuel car les antennes toroïdales sont fabriquées dans les cavités de la paroi de la masse-tige plutôt que glissées sur la masse-tige. L'outil lisse est plus facile à manoeuvrer dans les puits déviés ou les déviations en patte de chien, et présente de meilleures caractéristiques hydrauliques.

7] Une réalisation de l'invention concerne un procédé pour monter un capteur de résistivité latérale sur une section d'un tubulaire allongé adapté pour utilisation en subsurface. La FIG. 13 décrit les grandes lignes du procédé. Tout d'abord, une cavité de profondeur correcte est créée ou usinée sur la paroi extérieure de la section du tubulaire (étape 121). La profondeur doit être suffisante pour accommoder l'ensemble antenne, mais pas trop importante au point d'affaiblir inutilement le tubulaire. Une analyse des contraintes peut d'abord être effectuée pour déterminer si la profondeur souhaitée est réalisable sans trop affaiblir le tubulaire.

8] Ensuite, un matériau isolant est placé (ou revêtu) à la base de la cavité pour former une couche de base isolante entre l'antenne toroïdale et le tubulaire conducteur (étape 122). Différents matériaux isolants peuvent être utilisés comme il est connu dans l'art, y compris de la fibre de verre, du PEEKTM, etc. L'épaisseur de cette couche de base de matériau isolant doit être choisie de manière à assurer une isolation adéquate sans accumulation excessive. Par exemple, une couche de 0,04 pouce (1,0 mm) de fibre de verre peut être utilisée comme couche de base. Un mécanisme de compensation de pression peut optionnellement être construit sur la couche de base pour assurer le support de l'antenne toroïdale [0069] Un noyau toroïdal est fabriqué dans la cavité sur la couche de base en utilisant un matériau magnétiquement perméable, tel que de la bande SUPERMALLOYTM (étape 123). Une bande de dimension correcte est utilisée en fonction des dimensions souhaitées de l'antenne toroïdale Par exemple, un Permalloy mesurant 1 pouce (2,54 cm) de largeur et 0,02 pouce (1,0 mm) d'épaisseur peut être utilisé pour bobiner un noyau ayant une épaisseur comprise entre 0,1 pouce (2,54 mm) et 0,15 pouce (3,8 mm). Dans certaines réalisations, une bobine fabriquée en un matériau isolant peut être utilisée pour guider le procédé de bobinage de la bande. Une bobine appropriée, par exemple, peut être fabriquée en fibre de verre et présente une dépression ou découpe (p. ex. 1,05 pouce (2,7 cm) de largeur et 0,18 pouce (0,5 cm) de profondeur) qui peut accommoder la largeur de la bande. Si une bobine est utilisée, le côté supérieur de la bobine peut être recouvert d'un matériau isolant (p.

ex. une bande isolante ou un tissu de fibre de verre) pour fixer le noyau toroïdal dans la dépression de la bobine et insoler les enroulements.

0] Une fois que le noyau toroïdal est formé, un fil conducteur enrobé est bobiné ou enroulé autour du noyau pour terminer l'antenne (étape 124). Un fil conducteur convenable, par exemple, est un fil magnétique enrobé HML. Pour faciliter le bobinage du fil, des rainures peuvent être usinées dans la couche de base ou la bobine pour permettre le passage du fil.

1] L'espace restant dans la cavité peut ensuite être rempli d'un matériau isolant.

Un matériau isolant convenable, par exemple, peut être choisi parmi l'époxy, la fibre de verre, etc. Une charge isolante maintiendra l'antenne toroïdale en position et insolera également l'antenne de la masse-tige conductrice. Un couche de caoutchouc ou de matériau élastique peut également être moulée au-dessus du matériau isolant et sur le tubulaire pour étanchéifier la totalité de l'ensemble antenne des fluides du trou de sonde. À l'étape 121, la cavité peut être créée avec un profil de profondeur étagé ou à deux niveaux (voir p. ex. les FIG. 5, 6, 8) pour faciliter le moulage de la couche de caoutchouc au ras de la surface du tubulaire. Des matériaux élastiques convenables comprennent un fluoroélastomère vendu sous le nom commercial de VITONTM par DuPont Dow Elastomers (Wilmington, DE). Une couche élastique ou de caoutchouc relativement mince (p. ex. 0, 05 pouce [1,3 mm] d'épaisseur) assure une étanchéité fiable.

2] Finalement, un blindage protecteur peut être placé au-dessus de la cavité pour protéger l'ensemble antenne toroïdale (étape 125). Comme indiqué ci-dessus, le blindage protecteur est de préférence métallique. L'ensemble blindage est adapté pour empêcher le courant électrique de circuler au voisinage de l'antenne toroïdale entre les sections du tubulaire au-dessus et en dessous de l'antenne (c-à-d. dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire). Une isolation électrique peut être assurée par un espace circonférentiel rempli d'un matériau isolant placé dans le blindage même ou à la jonction entre le blindage et le tubulaire, comme décrit ci-dessus.

3] La FIG. 14 est un diagramme illustrant un procédé pour fabriquer un outil de résistivité en utilisant un tubulaire allongé adapté pour utilisation en subsurface conformément à l'invention. Le procédé commence par le placement d'un capteur de résistivité latérale dans une cavité à l'intérieur du tubulaire comme décrit aux présentes (étape 131). Une antenne de résistivité de type à induction ou à propagation est également placée sur le tubulaire comme décrit aux présentes (étape 132). Des antennes de résistivité latérale peuvent être construites conformément aux techniques dévoilées aux présentes. Des antennes et électrodes de type à induction/propagation peuvent être construites en utilisant les méthodes connues dans l'art. Dans les réalisations préférées, les capteurs de résistivité latérale sont situés à proximité étroite des capteurs à propagation de manière à ce qu'ils mesurent essentiellement les mêmes régions verticales de la formation au même moment.

D'autres réalisations peuvent comprendre de multiples arrangements de capteurs de résistivité latérale et d'antennes de résistivité de type à induction ou propagation. Le nombre et les espacements de ces arrangements sont conçus pour fournir des mesures aux profondeurs d'investigation souhaitées.

4] Finalement, un ensemble blindage est placé sur le tubulaire pour couvrir et protéger le capteur de résistivité latérale (étape 133). Un blindage individuel peut être utilisé pour le capteur de résistivité latérale, ou un blindage intégré peut être utilisé pour protéger de multiples antennes. L'ensemble blindage doit être adapté pour empêcher le courant électrique de circuler au voisinage du capteur entre les sections du tubulaire au-dessus et en dessous du capteur (c-à-d. dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire). L'isolation électrique est assurée comme décrit aux présentes en fonction du type d'antenne.

5] Les avantages offerts par les réalisations de la présente invention comprennent efficacité, versatilité et exactitude. Cette invention permet la fabrication d'un arrangement double des deux types de capteurs de résistivité sur un seul outil de fond, tous placés à proximité étroite les uns des autres. Puisque les différents types de capteurs peuvent être placés à proximité étroite les uns des autres, l'introduction d'une erreur de mesure due aux décalages de profondeur, différents temps de diagraphie et différentes géométries de la propagation des signaux, est minimisée.

6] Ceux versés dans l'art apprécieront que la présente invention offre des avantages supplémentaires comprenant des mesures de résistivité doubles qui conviennent à différents, mais fréquemment coïncidents, besoins de diagraphie. La fiabilité de la mesure de résistivité latérale est également grandement améliorée parce que les capteurs sont fabriqués dans le tubulaire et convenablement protégés pour assurer une durabilité supérieure, particulièrement dans les opérations en cours de forage. Le fait de construire le capteur latéral dans une cavité d'un tubulaire réduit également le diamètre de l'outil de résistivité et augmente l'éventail des diamètres et des angles de courbure des puits dans lesquels l'outil de fond peut être utilisé.

7] Une meilleure efficacité opérationnelle est obtenue du fait des temps d'utilisation plus importants puisque les capteurs s'usent moins fréquemment. De plus, la réduction de l'usure et de la fréquence d'endommagement des capteurs se traduit par des coûts de maintenance moindres. Puisque les deux types de capteurs sont construits de façon similaire et sur le même outil de fond, les coûts de fabrication sont également réduits.

8] Bien que l'invention ait été décrite par rapport à un nombre restreint de réalisations, ceux versés dans l'art apprécieront que d'autres réalisations peuvent être conçues qui ne s'écartent pas de l'étendue de l'invention. Par exemple, un tore de l'invention peut être placé sur un tubulaire de fond pour être utilisé comme une bobine d'arrêt pour empêcher le courant de circuler dans le tubulaire de manière à réduire l'interférence des signaux. La présente invention est applicable à tous les secteurs et applications de l'industrie pétrolière, y compris les applications LWD, au câble, à tube d'intervention enroulé, de tubage en cours de forage et de contrôle des réservoirs. Il sera également apprécié que les réalisations de l'invention peuvent être obtenues avec n'importe quelle antenne de type à propagation ou à induction classique, y compris celles ayant des axes inclinés ou des bobines multiples. - 23-

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Un outil de diagraphie de résistivité, comprenant: une antenne de type à induction ou à propagation placée sur un tubulaire allongé ayant un axe longitudinal et adaptée pour utilisation en subsurface; un capteur de résistivité latérale placé dans une cavité du tubulaire allongé; et un blindage placé sur le tubulaire pour recouvrir le capteur de résistivité latérale et adapté pour empêcher le courant électrique de circuler dans le blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité du capteur de résistivité latérale.

2. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel le capteur de résistivité latérale comprend un tore.

3. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, comprenant de plus une électrode placée sur le tubulaire, l'électrode étant soit une électrode annulaire, soit 15 une électrode-bouton, soit une combinaison de ces dernières.

4. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel le capteur de résistivité latérale comprend: une couche de base isolante placée dans la cavité du tubulaire; et une antenne toroïdale placée au-dessus de la couche de base isolante.

5. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 4, dans lequel l'antenne toroïdale comprend un fil conducteur placé au-dessus de la couche isolante.

6. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 4, dans lequel l'antenne toroïdale comprend un noyau toroïdal constitué soit d'un matériau magnétiquement perméable enroulé dans la cavité du tubulaire, Soit d'un matériau ferritique placé dans la cavité.

7. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel le capteur de résistivité latérale comprend un mécanisme de compensation de pression. 10

8. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel le blindage comprend un mécanisme d'isolation pour empêcher le courant électrique de circuler le long du blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire.

9. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel ladite cavité contient à la fois l'antenne et le capteur de résistivité latérale.

10. L'outil de diagraphie de résistivité de la revendication 1, dans lequel le tubulaire est une masse-tige.

11. Une méthode pour construire un outil de diagraphie de résistivité utilisant un tubulaire allongé ayant un axe longitudinal et adapté pour utilisation en subsurface, comprenant: le placement d'un capteur de résistivité latérale dans une cavité du tubulaire; le placement d'une antenne de type à induction ou à propagation sur le tubulaire; et le placement d'un ensemble blindage sur le tubulaire pour recouvrir le capteur de résistivité latérale et adapté pour empêcher le courant électrique de circuler dans le blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire à proximité du capteur de résistivité latérale.

12. La méthode de la revendication 11, selon laquelle le placement du capteur de résistivité latérale comprend: le placement d'une couche de base d'un matériau isolant dans la cavité du tubulaire; et l'assemblage d'une antenne toroïdale comprenant un noyau toroïdal et un fil conducteur enroulé autour du noyau toroïdal, dans laquelle le noyau toroïdal comprend un matériau magnétiquement perméable enroulé autour de la couche de base isolante.

13. La méthode de la revendication 11, comprenant de plus l'addition d'un mécanisme de compensation de pression dans la cavité du tubulaire.

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14. La méthode de la revendication 11, selon laquelle le blindage comprend un mécanisme d'isolation pour empêcher le courant électrique de circuler le long du blindage dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du tubulaire.

15. La méthode de la revendication 14, selon laquelle le mécanisme d'isolation comprend un espace circonférentiel rempli d'un matériau isolant dans le blindage.