FR3036426A1

FR3036426A1 -

Info

Publication number: FR3036426A1
Application number: FR1653770A
Authority: FR
Inventors: Srinivasan Jagannathan; Batakrishna Mandal
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-11-25
Also published as: GB2555235A; WO2016191023A1; US20170114627A1; MX2017012332A; US10280733B2; DE112016000974T5; GB201716462D0; BR112017019044A2

Abstract

Des procédés d'évaluation de la liaison de ciment dans un puits de forage (150) sont fournis. Un procédé exemple de détermination de l'impédance de ciment comprend la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) à l'intérieur d'un trou de forage comprenant un fluide de trou de forage (202), un tubage (102 ; 203) et une couche de ciment (104 ; 204). Une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques (206) peuvent être reçues d'au moins une partie du puits de forage (150), dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale (211) et une partie de résonance (207 ; 301). Au moins une de la partie de réflexion initiale (211) et de la partie de résonance (207 ; 301) peut être modifiée en se basant, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202). Une impédance de la couche de ciment (104 ; 204) peut être déterminée par analyse d'au moins une de la partie de réflexion initiale (211) modifiée et de la partie de résonance (207 ; 301) modifiée.

Description

PROCÉDÉS D'ÉVALUATION DE LA LIAISON DE CIMENT La présente divulgation se rapporte de façon générale à l'évaluation de la liaison de ciment dans un puits de forage. Les opérations de forage et de complétion de puits nécessitent généralement l'utilisation de tubages à l'intérieur d'un puits de forage dans une formation souterraine, de manière à garantir que le puits de forage ne s'effondre pas une fois qu'il a été foré et que les zones sensibles de la formation soient protégées et isolées. Dans la plupart des cas, les tubages sont fixés dans le puits de forage en utilisant une couche de ciment qui remplit un espace annulaire entre ceux-ci et se lie à la fois au tubage et à la formation. Les résistances des deux liaisons de ciment sont importantes pour l'intégrité du puits. La mesure de l'impédance de ciment peut fournir des informations sur la résistance des liaisons de ciment. Certains appareils d'évaluation de ciment et de tubage émettent une impulsion acoustique dans la couche de tubage et de ciment, et reçoivent un signal d'écho de cette impulsion. Le signal d'écho peut comprendre des réflexions et des réverbérations provoquées par le tubage, la couche de ciment, et une interface entre les deux. Ces réflexions et réverbérations peuvent être utilisées, en partie, pour calculer les caractéristiques de fond de trou, y compris l'impédance de ciment. Dans certains cas, des fluides de trou de forage, tels que les boues de forage, les fluides de complétion et d'autres fluides de formation, peuvent être présents à l'intérieur du tubage de telle sorte que l'impulsion acoustique doit être transmise à travers le fluide de trou de forage. Les procédés traditionnels d'évaluation des liaisons de ciment ne prennent pas en compte les effets de propagation des fluides de trou de forage. Cependant, dans certains cas, l'atténuation des fluides de trou de forage, tels que les boues à base d'huile et d'autres fluides de formation, peut conduire à des écarts et des biais dans l'évaluation de l' impédance.

FIGURES Quelques exemples de modes de réalisation spécifiques de la divulgation peuvent être compris en se référant, en partie, à la description suivante et aux dessins annexés. La figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'appareil de diagraphie acoustique, selon des aspects de la présente divulgation.

La figure 2 est un schéma illustrant la réflexion du signal acoustique et la résonance dans un puits de forage selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. La figure 3 est un graphique illustrant un signal acoustique reçu selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. La figure 4 est un graphique illustrant l'atténuation en fonction de la fréquence 3036426 2 pour différents fluides de forage. La figure 5 est un graphique illustrant les données relatives à un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance d'un signal acoustique reçu à l'impédance de ciment selon certains modes de réalisation de la présente divulgation.

5 La figure 6 est un organigramme d'un exemple d'algorithme d'estimation d'impédance de ciment selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. La figure 7 est un schéma montrant un système de forage d'illustration, selon des aspects de la présente divulgation. La figure 8 est un schéma montrant un système de diagraphie par câble 10 d'illustration, selon des aspects de la présente divulgation. Bien que des modes de réalisation de la présente divulgation aient été représentés et décrits et soient définis en référence à des exemples de modes de réalisation de la divulgation, de telles références ne signifient pas une limitation de la divulgation, et aucune limitation ne doit 15 en être déduite. L'objet décrit est susceptible d'être considérablement modifié, altéré, et d'avoir des équivalents de forme et de fonction, comme cela ressortira pour l'homme du métier appartenant à l'art pertinent et ayant l'avantage de la présente divulgation. Les modes de réalisation représentés et décrits de la présente divulgation sont des exemples seulement, et ne sont pas exhaustifs de la portée de la divulgation.

20 3036426 3 DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente divulgation se rapporte de façon générale à l'évaluation de la liaison de ciment dans un puits de forage. Dans le cadre de la présente divulgation, un système de traitement de 5 l'information peut comprendre tout instrument ou ensemble d'instruments utilisables pour calculer, classer, traiter, transmettre, recevoir, récupérer, émettre, commuter, stocker, afficher, manifester, détecter, enregistrer, reproduire, manipuler, ou utiliser toute forme d'informations, de renseignements ou de données à des fins commerciales, scientifiques, de commande, ou à d'autres fins. Par exemple, un système de traitement de l'information peut être un ordinateur 10 personnel, un dispositif de stockage en réseau, ou tout autre dispositif approprié et peut varier en taille, forme, performance, fonctionnalité et prix. Le système de traitement de l'information peut inclure une mémoire vive (RAM), une ou plusieurs ressources de traitement telles qu'une unité centrale de traitement (UCT) ou une logique de commande matérielle ou logicielle, une mémoire morte (ROM) et/ou d'autres types de mémoire non volatile. Des composants supplémentaires du 15 système de traitement de l'information peuvent comprendre un ou plusieurs lecteurs de disque, un ou plusieurs ports réseau pour la communication avec des appareils externes, ainsi que différents dispositifs d'entrée/sortie (E/S), tels qu'un clavier, une souris et un affichage vidéo. Le système de traitement de l'information peut également comprendre un ou plusieurs bus pouvant fonctionner pour transmettre des communications entre les différents composants 20 matériels. Il peut également comprendre une ou plusieurs unités d'interface capables de transmettre un ou plusieurs signaux à un contrôleur, un actionneur ou un dispositif similaire. Dans le cadre de la présente divulgation, des supports lisibles par ordinateur peuvent comprendre tout instrument ou ensemble d'instruments qui peuvent conserver des données et/ou des instructions pendant une période de temps. Les supports lisibles par 25 ordinateur peuvent comprendre, par exemple, sans limitation, les supports de stockage tels qu'un dispositif de stockage à accès direct (par exemple, un lecteur de disque dur ou un lecteur de disquette), un dispositif de stockage à accès séquentiel (par exemple, un lecteur de disque sur bande magnétique), un disque compact, CD-ROM, DVD, une mémoire vive RAM, une mémoire morte ROM, une mémoire morte effaçable et programmable électriquement (EEPROM), et/ou 30 une mémoire flash ; ainsi que les supports de communication tels que les fils électriques, les fibres optiques, les micro-ondes, les ondes radio, et d'autres supports électromagnétiques et/ou optiques ; et/ou toute combinaison des exemples précédents. Des modes de réalisation illustrant la présente divulgation sont décrits en détail dans le présent document. Dans un souci de clarté, toutes les caractéristiques d'une mise en 3036426 4 oeuvre réelle peuvent ne pas être décrites dans la présente spécification. Il sera bien sûr apprécié que dans le développement d'un tel mode de réalisation réel, de nombreuses décisions spécifiques à la mise en oeuvre soient prises pour atteindre les objectifs de mise en oeuvre spécifiques, qui varient d'une mise en oeuvre à l'autre. En outre, il sera apprécié qu'un tel effort 5 de développement puisse être complexe et prenne du temps, mais serait néanmoins une entreprise de routine pour l'homme de l'art ayant le bénéfice de la présente divulgation. Afin de faciliter une meilleure compréhension de la présente divulgation, les exemples suivants de certains modes de réalisation sont donnés. En aucun cas, les exemples suivants ne doivent être interprétés comme limitant ou définissant la portée de la divulgation.

10 Des modes de réalisation de la présente divulgation peuvent être applicables à des puits de forage horizontaux, verticaux, déviés, ou autrement non linéaires dans tout type de formation souterraine. Des modes de réalisation peuvent être applicables à des puits d'injection ainsi qu'à des puits de production, y compris les puits d'hydrocarbures. Des modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre à l'aide d'un appareil qui est conçu pour être adapté aux tests, à la 15 récupération et à l'échantillonnage le long des sections de la formation. Des modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre avec des appareils qui peuvent, par exemple, être acheminés à travers un passage d'écoulement dans la colonne tubulaire ou en utilisant un câble métallique, un câble lisse, un tube spiralé, un robot/système de traction de fond de trou ou d'autres. Les termes « couple » ou « coupler », tels qu'ils sont utilisés dans le présent 20 document, sont censés signifier une connexion soit indirecte soit directe. Ainsi, si un premier dispositif est couplé à un second dispositif, cette connexion peut être établie par le biais d'une connexion directe ou par le biais d'une connexion mécanique ou électrique indirecte par l'intermédiaire d'autres dispositifs et connexions. De même, le terme « couplé de manière communicative », tel qu'il est utilisé dans le présent document, est censé signifier une connexion 25 de communication soit directe soit indirecte. Une telle connexion peut être une connexion câblée ou sans fil telle que, par exemple, Ethernet ou un réseau local (LAN). De telles connexions câblées ou sans fil sont bien connues de l'homme du métier et ne seront donc pas décrites en détail dans le présent document. Ainsi, si un premier dispositif est couplé de manière communicative à un second dispositif, cette connexion peut être établie par le biais d'une 30 connexion directe, ou par le biais d'une connexion de communication indirecte par l'intermédiaire d'autres dispositifs et connexions. Les opérations modernes de forage et de production de pétrole exigent des-informations relatives aux paramètres et aux conditions en fond de trou. Il existe plusieurs procédés pour la collecte des informations de fond de trou, y compris la diagraphie en cours de 3036426 forage (logging-while-drilling « LWD ») et la mesure en cours de forage (measurement-whiledrilling « MWD »), et un câble métallique. Dans la diagraphie en cours de forage (LWD), les données sont généralement collectées au cours du processus de forage, évitant ainsi tout besoin de retirer l'ensemble de forage pour insérer un appareil de diagraphie par câble métallique. La 5 diagraphie en cours de forage (LWD) permet par conséquent au foreur d'apporter des modifications ou des corrections précises en temps réel pour optimiser les performances tout en minimisant les temps d'arrêt. La mesure en cours de forage (MWD) est le terme signifiant la mesure des conditions en fond de trou concernant le mouvement et l'emplacement de l'ensemble de forage tandis que le forage se poursuit. La diagraphie en cours de forage (LWD) se concentre 10 plus sur la mesure des paramètres de formation. Alors qu'il peut exister des distinctions entre la mesure en cours de forage (MWD) et la diagraphie en cours de forage (LWD), les termes mesure en cours de forage (MWD) et diagraphie en cours de forage (LWD) sont souvent utilisés ,de manière interchangeable. Dans le cadre de la présente divulgation, le terme « diagraphie en cours de forage, (LWD) » sera utilisé dans le sens où ce terme englobe à la fois la collecte des 15 paramètres de formation et la collecte d'informations relatives au mouvement et à l'emplacement de l'ensemble de forage. La présente divulgation concerne des procédés de détermination de l'impédance de ciment, comprenant : la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques à l'intérieur d'un puits de forage comprenant un fluide de trou de forage, un tubage et une couche de ciment ; la 20 réception de l'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques d'au moins une partie du puits de forage, dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale et une partie de résonance ; la modification d'au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance basée, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage ; et la détermination d'une impédance de la couche de ciment par analyse 25 d'au moins une de la partie de réflexion initiale modifiée et de la partie de résonance modifiée. Dans certains modes de réalisation, la présente divulgation fournit des procédés de détermination de l'impédance de ciment, comprenant : la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques à l'intérieur d'un puits de forage comprenant un fluide de trou de forage et une couche de ciment ; la réception de l'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques d'au 30 moins une partie du puits de forage, dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale et une partie de résonance ; la modification d'au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance basée, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage ; le calcul d'un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance ; la simulation de l'une ou plusieurs 3036426 6 réflexions acoustiques simulées pour une ou plusieurs impédances de ciment basée, au moins en partie, sur la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage, dans lequel les réflexions acoustiques simulées ont une partie de réflexion initiale simulée et une partie de résonance simulée ; le calcul d'un rapport de normes une simulé de la partie de réflexion initiale simulée et 5 de la partie de résonance simulée ; et la détermination d'une impédance de la couche de ciment basée, au moins en partie, sur une comparaison du rapport de normes une avec le rapport de normes une simulé. La figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'appareil de diagraphie acoustique 100, selon des aspects de la présente divulgation. L'appareil 100 peut être suspendu 10 (par exemple, par l'intermédiaire d'un câble métallique, un câble lisse, un tube spiralé, une tige/un tube de forage, un système de traction de fond de trou, etc.) à l'intérieur d'un puits de forage 150 dans une formation souterraine 152. Comme cela est représenté, l'appareil 100 peut être disposé à l'intérieur d'un tubage 102 qui est fixé dans le puits de forage 150 qui peut comprendre une couche de ciment 104 qui remplit sensiblement l'espace annulaire entre le 15 tubage 102 et le puits de forage 150. Dans certains modes de réalisation, l'appareil 11 peut être positionné à l'intérieur d'un fluide de trou de forage dans le puits de forage 150. Le tubage 102 peut comprendre une partie tubulaire métallique ayant une longueur prédéterminée et un diamètre qui est spécifiquement choisi pour une profondeur particulière dans la formation 152. Bien qu'un seul tubage 102 soit représenté sur la figure 1, plusieurs tubages peuvent être utilisés, 20 y compris dans une orientation télescopique où des tubages avec des diamètres progressivement plus petits sont utilisés à mesure que le puits de forage 150 se prolonge davantage dans la formation 152. Le tubage 102 peut empêcher le puits de forage 150 de s'effondrer, éviter l'exposition des strates de la formation sensible aux fluides de fond de trou, et empêcher les fluides indésirables de la formation de pénétrer dans le puits de forage 150. Ce mode de 25 réalisation s'appelle un trou « tubé ». L'appareil peut également être placé dans un trou « ouvert », qui peut comprendre le puits de forage 150 sans le tubage 102 ou la couche de ciment 104. L'appareil 100 comprend un corps d'outil allongé 120 comprenant une partie rotative 108 avec un ou plusieurs transducteurs 106 couplés à celle-ci. Les exemples de 30 transducteurs comprennent, mais sans s'y limiter, des cristaux piézoélectriques, des géophones, des éléments électromagnétiques, etc. Comme cela est représenté, la partie rotative 108 comprend une tête rotative positionnée au niveau d'une extrémité distale du corps d'outil allongé 120. Dans d'autres modes de réalisation, la partie rotative 108 peut être positionnée au niveau de l'une ou plusieurs parties intermédiaires du corps d'outil allongé 120, ce qui peut offrir une plus 3036426 7 grande souplesse en ce qui concerne la conception de l'appareil. Comme cela est représenté, le diamètre de la partie rotative 108 est plus grand que le diamètre du corps d'outil allongé 120, mais d'autres configurations sont possibles dans le cadre de la présente divulgation. La partie rotative 108 peut être entraînée par un moteur électrique (non 5 représenté) ou un autre mécanisme d'entraînement approprié qui assure le mouvement de rotation contrôlé de la partie rotative 108 par rapport à l'appareil 100. Comme cela est représenté, les parties rotatives 108 peuvent être entraînées par un arbre 122 reliant la partie rotative 108 à un mécanisme d'entraînement à l'intérieur du corps d'outil allongé 120. L'alimentation en énergie pour le mécanisme d'entraînement et d'autres éléments à l'intérieur de 10 l'appareil 100 peut être fournie, par exemple, par l'intermédiaire des moyens de suspension, ou par une ou plusieurs sources d'énergie, par exemple, des batteries, des condensateurs, des générateurs, à l'intérieur de l'appareil 100. Lors de l'utilisation, le transducteur 106 peut transmettre une impulsion directionnelle 110 vers le tubage 102 à une première position azimutale. L'impulsion acoustique 15 directionnelle 110 n'est pas limitée en ce qui concerne la fréquence et peut, mais ne doit pas obligatoirement, être une impulsion ultrasonore. Cette impulsion 110 peut être en contact avec, être réfléchie par, et/ou provoquer la réverbération d'au moins une partie du puits de forage 150. Dans certains modes de réalisation, le transducteur 106 peut générer un ou plusieurs signaux acoustiques à l'intérieur du puits de forage 150 et recevoir une ou plusieurs réflexions des 20 signaux acoustiques provenant d'au moins une partie du puits de forage 150. Dans certains modes de réalisation, la partie du puits de forage 150 peut comprendre le tubage 102, la couche de ciment 104 et/ou l'interface entre le tubage 102 et la couche de ciment 104. Ces réflexions et réverbérations peuvent comprendre un signal d'écho 112 qui est reçu par le transducteur 106. Chacune de l'une ou plusieurs réflexions peut comprendre une partie de réflexion initiale et une 25 partie de résonance. Une fois que le signal d'écho 112 est reçu depuis la première position azimutale, la partie rotative 108 peut être mise en rotation sur une deuxième position azimutale à l'intérieur du puits de forage 150. Une autre impulsion peut alors être transmise à partir du transducteur 106, et un signal d'écho correspondant peut être reçu au niveau du transducteur 106. La partie 30 rotative 108 peut alors être mise en rotation sur une troisième position azimutale dans le puits de forage 150 et encore une autre impulsion peut alors être transmise à partir du transducteur 106, et un signal d'écho correspondant peut être reçu au niveau du transducteur 106. Les première, deuxième et troisième positions azimutales peuvent, mais ne doivent pas obligatoirement, être des intervalles de rotation égaux par rapport à l'appareil 100. Par exemple, la différence 3036426 8 angulaire entre les positions azimutales peut être modifiée en temps réel en fonction des signaux reçus et de la granularité des mesures résultantes, les intervalles de rotation plus petits correspondant à une granularité supérieure. Dans certains modes de réalisation, ce processus peut se poursuivre jusqu'à ce que la partie rotative 108 ait achevé une rotation, point auquel 5 l'appareil 100 peut être positionné à une profondeur différente. Le groupe de mesures azimutales prises à une profondeur particulière peut être considéré comme un « balayage ». Le nombre de mesures azimutales prises pour effectuer un balayage peut dépendre, par exemple, de la granularité exigée par les mesures combinées ainsi que des conditions en fond de trou. Bien que cela ne soit pas représenté, au lieu d'une partie rotative, l'ensemble de l'appareil 100 ou une 10 partie de celui-ci ayant le transducteur 106 peut être mise en rotation pour effectuer un balayage azimutal similaire. Par exemple, si l'appareil 100 est acheminé dans le puits de forage 150 par le biais d'une tige de forage, la tige de forage pourrait être mise en rotation pour faire tourner à son tour l'appareil 100 et donc le transducteur 106. Dans certains modes de réalisation, chaque signal d'écho 112 reçu par le 15 transducteur 106 peut être transmis à un ou plusieurs systèmes de commande (non représentés) associés à l'appareil 100, où il peut être traité, par exemple, pour déterminer les caractéristiques physiques (par exemple, l'impédance, l'épaisseur, la lenteur, la réflectance) du tubage 102 et de la couche de ciment 104. Tel qu'il est utilisé dans le présent document, un système de commande peut comprendre un système de traitement de l'information ou tout autre dispositif 20 qui contient au moins un processeur couplé de manière communicative à un dispositif de mémoire lisible par ordinateur non transitoire contenant un jeu d'instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, lui ordonnent d'effectuer certaines tâches. Des exemples de processeurs comprennent des microprocesseurs, des microcontrôleurs, des processeurs de signaux numériques (DSP), des circuits intégrés à application spécifique (ASIC), des réseaux 25 prédiffusés programmables par l'utilisateur (FPGA), ou tout autre circuit numérique ou analogique configuré pour interpréter et/ou exécuter des instructions de programme et/ou traiter des données. Un ou plusieurs systèmes de commande associés à l'appareil 100 peuvent se trouver, par exemple, entièrement à l'intérieur de l'appareil 100, être situés à la surface, ou dans une combinaison des deux (par exemple, un certain traitement se produisant en fond de trou et un 30 certain traitement étant effectué à la surface). La figure 2 est un schéma illustrant la réflexion et la résonance du signal acoustique dans un puits de forage selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. Un modèle à trois couches de réflexion et de résonance du signal acoustique du puits de forage 200 comprend un émetteur-récepteur acoustique 201, le fluide de trou de forage 202, le tubage 3036426 9 203 et la couche de ciment 204. Un émetteur-récepteur acoustique 201 peut faire partie d'un dispositif à câble métallique ou d'un autre appareil de fond de trou. Le fluide de trou de forage 202 agit comme un moyen de transmission pour l'un ou plusieurs signaux acoustiques sortants 205 générés par le récepteur acoustique 201 à l'intérieur d'un trou de forage. Sont également 5 représentés l'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques 206 et la réverbération de l'un ou plusieurs signaux acoustiques dans le tubage 207. La partie de résonance du signal acoustique 207 est la partie du signal acoustique sortant 205 qui n'est pas réfléchie à l'interface fluide de trou de forage-tubage 208 et pénètre dans le tubage 203. La partie de résonance du signal acoustique 207 est réfléchie dans les deux sens entre l'interface fluide de trou de forage- 10 tubage 208 et l'interface tubage-ciment 209. À chaque réflexion, une certaine énergie est transmise à travers chaque interface dans la couche de ciment 204 ou le fluide de trou de forage 202. Après avoir généré le signal acoustique sortant 205, l'émetteur-récepteur acoustique 201 reçoit le signal acoustique réfléchi 206. Est également représenté un exemple d'une forme d'onde de signal acoustique réfléchi 210 du signal acoustique réfléchi 206 et des formes d'onde 15 individuelles 211-216 qui s'additionnent pour produire la forme d'onde de signal acoustique réfléchi 210. La forme d'onde de la réflexion initiale 211 (à partir de l'interface fluide de trou de forage-tubage 208) se combine avec les formes d'ondes de la résonance 212-216. La figure 3 est un schéma d'un signal acoustique reçu selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. Le signal acoustique reçu peut comprendre une ou 20 plusieurs réflexions d'un ou plusieurs signaux acoustiques, dont chacune peut comprendre une partie de réflexion initiale et une partie de résonance. Sont représentées la partie correspondant à la réflexion initiale à l'interface fluide de trou de forage-tubage 300 et la partie correspondant à la partie de résonance 301. Les amplitudes de l'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques sont fonction des propriétés des différentes couches dans le modèle 200, ainsi que de 25 leur forme géométrique. Dans certains modes de réalisation, le modèle à trois couches représenté sur la figure 2 peut être modélisé sous la forme d'un modèle planaire unidimensionnel (1-D), où une onde plane est supposée être normalement sur l'interface de la couche de fluide de trou de forage. Dans certains modes de réalisation, le modèle suppose que chaque couche comprenne 30 des ondes planes vers la gauche et vers la droite avec des coefficients complexes pour chaque onde et des propriétés pour chaque couche (par exemple, la compression, la vitesse, la densité de masse, l'épaisseur et la réponse d'atténuation). Dans certains modes de réalisation, une réponse d'atténuation peut être déterminée pour une ou plusieurs couches dans le puits de forage, telles que la réponse 3036426 10 d'atténuation du fluide de trou de forage, du tubage ou d'une couche de ciment. Dans certains modes de réalisation, la détermination de la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage peut comprendre la détermination d'un modèle d'atténuation dépendant de la fréquence pour le fluide de trou de forage. Dans certains modes de réalisation, par exemple, l'atténuation peut être 5 modélisée sous la forme d'une perte d'énergie en fonction de la distance parcourue par une onde et de la fréquence des opérations. Le modèle d'atténuation dépendant de la fréquence peut être un modèle linéaire paramétré par deux coefficients, une pente et un point d'intersection. Par exemple, dans certains modes de réalisation, un modèle d'atténuation peut être décrit par l'Équation (1) : 10 (1) Perte en dB = 20 *logio(e-") dans lequel a est le coefficient d'atténuation et x correspond à la distance parcourue par l'onde à travers le milieu (par exemple, la distance parcourue par l'un ou plusieurs signaux acoustiques à travers le fluide de trou de forage). Dans certains modes de réalisation, le coefficient d'atténuation peut être modélisé sous la forme d'une fonction linéaire de la fréquence comme 15 décrit par l'Équation (2) : (2) a = ao + (ai * f) dans lequel f correspond à une fréquence de l'onde (par exemple, l'un ou plusieurs signaux acoustiques), ai correspond à la pente du modèle d'atténuation et ao correspond au point d'intersection du modèle d'atténuation.

20 La figure 4 est un graphique de l'atténuation en fonction de la fréquence pour différents fluides de trou de forage et montre qu'ils s'accordent parfaitement avec un ajustement linéaire. Dans certains modes de réalisation, l'atténuation peut être mesurée à deux ou davantage de fréquences et un modèle linéaire peut être ajusté aux données pour déterminer l'atténuation en fonction de la fréquence. Dans certains modes de réalisation, l'atténuation peut être mesurée en 25 utilisant une cellule de boue à l'intérieur d'un appareil de fond de trou. Dans certains modes de réalisation, la réponse d'atténuation peut être appliquée avec n'importe quel modèle d'estimation d'impédance de ciment approprié. Dans certains modes de réalisation, l'onde du signal acoustique d'entrée pour le modèle est déterminée en se basant, au moins en partie, sur la partie de réflexion initiale des réflexions de l'un ou plusieurs 30 signaux acoustiques (300 sur la figure 3). Sans tenir compte de l'atténuation, la partie de réflexion initiale peut comprendre d'environ 75 pour cent à environ 99 pour cent de l'énergie générée par l'émetteur-récepteur. Dans certains modes de réalisation, la partie de réflexion initiale peut comprendre environ 93 pour cent de l'énergie générée par l'émetteur-récepteur. Dans certains modes de réalisation, au moins une de la partie de réflexion initiale 3036426 et de la partie de résonance peut être modifiée par la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage. L'impédance de la couche de ciment peut alors être déterminée en analysant au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance modifiée. Dans certains modes de réalisation, par exemple, la partie de réflexion initiale de l'une ou plusieurs réflexions de l'un 5 ou plusieurs signaux acoustiques peut être modifiée par l'extraction et la propagation en sens inverse avec l'atténuation appropriée du fluide de trou de forage. Dans certains modes de réalisation, cette modification peut comprendre la multiplication de chaque composante de fréquence d'au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance par e 2 af df où af correspond au coefficient d'atténuation de fluide de trou de forage, f correspond à 10 la fréquence de la composante de fréquence, et d correspond à la distance annulaire de sécurité entre la face du transducteur et le tubage de puits de forage. Dans certains modes de réalisation, l'énergie contenue dans la partie de résonance peut être normalisée de manière appropriée par l'énergie ou l'amplitude de la partie de réflexion initiale. Dans certains modes de réalisation, la partie de résonance peut être une indication de 15 l'impédance de ciment. Dans certains modes de réalisation, la détermination d'une impédance de ciment peut comprendre le calcul de l'énergie du signal de la partie de résonance pour différentes impédances de ciment et la création d'une table de conversion (LUT). Dans certains modes de réalisation, par exemple, une fois que les données sont acquises, le signal dans la partie de résonance est normalisé et analysé en segmentant et calculant son énergie. Dans certains 20 modes de réalisation, l'impédance de ciment appropriée peut être déterminée en utilisant la table de conversion calculée. Telle qu'elle est utilisée dans le présent document, une norme une est la somme des valeurs absolues des signaux de composantes. Dans certains modes de réalisation, la détermination de l'impédance de la couche de ciment peut comprendre la détermination de la 25 norme une de la partie de résonance de l'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques, normalisée de façon appropriée soit par l'amplitude de crête de la partie de réflexion initiale soit par la norme une de la partie de réflexion initiale. Dans certains modes de réalisation, ce rapport peut être un rapport de normes une. Un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance peut être représenté par l'Équation (3) : =- (norrni) r 30 (3) florin 1) A dans lequel (norrni)A correspond à la norme une de la partie de réflexion initiale des réflexions de l'un ou plusieurs signaux acoustiques (300 sur la figure 3) et (norm 1)B correspond à la norme une de la partie de résonance des réflexions de l'un ou plusieurs signaux acoustiques (301 sur la 3036426 12 figure 3). La figure 5 est un graphique des valeurs représentatives du rapport de l'Équation (3) et de l'impédance de ciment correspondante en MRayls pour une boue à base d'huile synthétique de 15 ppg (livres par gallon). Dans certains modes de réalisation, une table de conversion pour le rapport de 5 normes une peut être remplie pour un nombre fini de valeurs d'impédance de ciment. La table de conversion pour le rapport de normes une peut être remplie en simulant une ou plusieurs réflexions acoustiques pour une ou plusieurs impédances de ciment. Dans certains modes de réalisation, une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées peuvent être simulées pour au moins deux impédances de ciment. Dans certains modes de réalisation, l'une ou plusieurs 10 réflexions acoustiques simulées peuvent être basées, au moins en partie, sur la réponse d'atténuation du fluide, et peuvent comprendre une partie de réflexion initiale simulée et une partie de résonance simulée. Dans certains modes de réalisation, un rapport de normes une simulé peut être calculé sur la base de la partie de réflexion initiale simulée et de la partie de résonance simulée de l'une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées. Le rapport de normes 15 une simulé peut être représenté par l'Équation (3) dans lequel (norml)A correspond à la norme une de la partie de réflexion initiale simulée et (norml)B correspond à la norme une de la partie de résonance simulée. La table de conversion peut ensuite être utilisée pour estimer l'impédance de ciment. Par exemple, dans certains modes de réalisation, l'impédance de la couche de ciment peut être déterminée en comparant le rapport de normes une déterminé pour les données 20 mesurées et le rapport de normes une simulé dans la table de conversion. Dans certains modes de réalisation, un modèle de rapport de normes une peut être déterminé pour décrire la relation entre le rapport de normes une et l'impédance de ciment. Une transformation logarithmique du rapport de norme une de l'Équation (3) peut être linéaire par rapport à l'impédance de ciment. La simulation d'au moins deux impédances de ciment peut 25 servir de modèle pour la relation entre 1og10 r et l'impédance de ciment, comme indiqué dans l'Équation (4) : (4) log10 r = pZ, + dans lequel r correspond au rapport de normes une simulé décrit par l'Équation (3), p correspond à une pente du modèle de rapport de normes une, q correspond à un point d'intersection du 30 modèle de rapport de normes une, et 4 correspond à l'impédance de ciment. Dans certains modes de réalisation, p et q peuvent être déterminés par ajustement de l'Équation. (4) aux données en utilisant l'ajustement des moindres carrés. La relation inverse de l'estimation de l'impédance Z, peut être représentée par l'Équation (5) : 3036426 13 (5) LC (logio rnie'-q) dans lequel rmeas représente le rapport de l'Équation (3) pour chaque signal acoustique reçu. La figure 6 est un organigramme d'un exemple d'algorithme d'estimation d'impédance de ciment selon certains modes de réalisation de la présente divulgation. À l'étape 5 400, une forme d'onde mesurée d'un signal acoustique reçu est observée dans le puits de forage pour le traitement. À l'étape 405, le signal acoustique reçu est moyenné. À l'étape 410, la partie de réflexion initiale du signal acoustique reçu est extraite du reste de la forme d'onde. À l'étape 420, au moins une des parties de réflexion initiale est transformée par une transformée de Fourier rapide (TFR) en son équivalent dans le domaine fréquentiel. À l'étape 430, la correction 10 d'atténuation est appliquée. Dans certains modes de réalisation, la correction d'atténuation 430 est appliquée par la multiplication de chaque composante de fréquence par e2afdf . À l'étape 440, un modèle de domaine de fréquence est généré en utilisant la partie de réflexion initiale corrigée pour la réponse d'atténuation 430 et d'autres entrées du modèle telles que les propriétés des matériaux (par exemple, la densité, la vitesse du son) 441, la géométrie du modèle (par 15 exemple, l'épaisseur des couches) 442, le coefficient d'atténuation 443, et au moins deux impédances de ciment simulées 444. Dans certains modes de réalisation, le modèle est un modèle d'onde plane unidimensionnel (1-D). À l'étape 450, la sortie du modèle est transformée par la transformée de Fourier rapide inverse (TFRI) pour être rétablie dans le domaine temporel. À l'étape 460, la partie de réflexion initiale et la partie de résonance sont extraites de la sortie du 20 modèle de domaine temporel. À l'étape 470, le logarithme commun du rapport de norme une (par exemple, l'Équation (3)) est calculé sur la base des parties extraites. À l'étape 480, p et q de l'Équation (5) sont déterminés par ajustement des moindres carrés d'un modèle linéaire de l'Équation (4) aux données simulées fournies par le modèle. À l'étape 490, l'impédance de ciment Z, est calculée pour chaque signal acoustique reçu selon l'Équation (5), avec les valeurs 25 de p et q de l'étape 480. À l'étape 495, le rapport de norme une (par exemple, l'Équation (3)) est calculé pour chaque signal acoustique reçu. À l'étape 500, la forme d'onde de chaque signal acoustique reçu est extraite dans la partie de réflexion initiale et la partie de résonance. Un ou plusieurs des appareils, des systèmes et/ou des procédés décrits ci-dessus peuvent être incorporés dans/avec un appareil à câble métallique/sonde pour l'opération de 30 diagraphie par câble ou dans/avec un ou plusieurs appareils de diagraphie en cours de forage (LWD)/mesure en cours de forage (MWD) pour les opérations de forage. La figure 7 est un schéma montrant un système de forage souterrain 80 incorporant au moins un appareil acoustique de diagraphie en cours de forage (LWD)/mesure en cours de forage (MWD) 26, selon 3036426 14 des aspects de la présente divulgation. Le système de forage 80 comprend une plate-forme de forage 2 positionnée au niveau de la surface 82. Comme cela est représenté, la surface 82 comprend la partie supérieure d'une formation 84 contenant une ou plusieurs strates ou couches de roches 18 a-c et la plate-forme de forage 2 peut être en contact avec la surface 82. Dans 5 d'autres modes de réalisation, comme dans une opération de forage en haute mer, la surface 82 peut être séparée de la plate-forme de forage 2 par un volume d'eau. Le système de forage 80 comprend un derrick 4 supporté par la plate-forme de forage 2 et comportant un bloc mobile 6 pour soulever et abaisser une colonne de forage 8. Une tige d'entraînement 10 peut supporter la colonne de forage 8 à mesure qu'elle est abaissée à 10 travers une table de rotation 12. Un trépan de forage 14 peut être couplé à la colonne de forage 8 et entraîné par un moteur de fond de trou et/ou la rotation de la colonne de forage 8 par la table de rotation 12. À mesure que le trépan 14 tourne, il crée un puits de forage 16 qui passe à travers une ou plusieurs strates ou couches de roches 18 a-c. Une pompe 20 peut faire circuler le fluide de forage à travers un tuyau d'alimentation 22 vers la tige d'entraînement 10, en fond de trou à 15 travers l'intérieur de la colonne de forage 8, à travers des orifices dans le trépan de forage 14, le faire revenir à la surface par l'intermédiaire de l'espace annulaire autour de la colonne de forage 8, puis dans une fosse de retenue 24. Le fluide de forage transporte les déblais du puits de forage 16 jusque dans la fosse 24 et contribue au maintien de l'intégrité du puits de forage 16. Le système de forage 80 peut comprendre un ensemble de fond de trou (BHA) 20 couplé à la colonne de forage 8 près du trépan de forage 14. L'ensemble de fond de trou (BHA) peut comprendre différents instruments de mesure et capteurs de fond de trou et des éléments de diagraphie en cours de forage (LWD) et de mesure en cours de forage (MWD), y compris l'appareil acoustique 26. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'appareil 26 peut comprendre une fonctionnalité d'excitation d'impulsion acoustique et de réception d'écho/de 25 réflexions qui sera décrite plus en détail ci-dessous. À mesure que le trépan prolonge le puits de forage 16 à travers les formations 18 a-c, l'appareil 26 peut recueillir des mesures relatives au puits de forage 16 et à la formation 84. Dans certains modes de réalisation, l'orientation et la position de l'appareil acoustique 26 peuvent être suivies à l'aide, par exemple, d'un indicateur d'orientation azimutale, qui peut comprendre des magnétomètres, des inclinomètres, et/ou des 30 accéléromètres, bien que d'autres types de capteurs tels que des gyroscopes puissent être utilisés dans certains modes de réalisation. Dans certains modes de réalisation, les signaux reçus par l'appareil acoustique 26 peuvent être transmis à un ou plusieurs processeurs ou systèmes de traitement de l'information (non représentés) associés à l'appareil 26, où ils peuvent être traités, par exemple, pour 3036426 15 déterminer les caractéristiques physiques du puits de forage 16. L'un ou plusieurs processeurs associés à l'appareil 26 peuvent se trouver, par exemple, entièrement à l'intérieur de l'appareil 26, être situés à la surface, ou dans une combinaison des deux (par exemple, un certain traitement se produisant en fond de trou et un certain traitement étant effectué à la surface).

5 Les instruments et les capteurs de l'ensemble de fond de trou (BHA) comprenant l'appareil 26 peuvent être couplés de manière communicative à un élément de télémétrie 28. L'élément de télémétrie 28 peut transférer les mesures de l'appareil acoustique 26 à un récepteur de surface 30 et/ou recevoir des commandes à partir du récepteur de surface 30. L'élément de télémétrie 28 peut comprendre un système de télémétrie par impulsions dans la boue, et un 10 système de télémétrie acoustique, un système de communications câblé, un système de communication sans fil, ou tout autre type de système de communications qui serait apprécié par l'homme du métier étant donné la présente divulgation. Dans certains modes de réalisation, une partie ou la totalité des mesures prises par l'appareil 26 peut également être stockée dans l'appareil 26 ou l'élément de télémétrie 28 en vue d'une récupération ultérieure à la surface 82.

15 Dans certains modes de réalisation, le système de forage 80 peut comprendre une unité de commande de surface 32 disposée à la surface 82. L'unité de commande de surface 32 peut comprendre un système de traitement de l'information couplé de manière communicative au récepteur de surface 30 et peut recevoir des mesures de l'appareil acoustique 26 et/ou transmettre des commandes à l'appareil acoustique 26 par le biais du récepteur de surface 30. L'unité de 20 commande de surface 32 peut également recevoir des mesures de l'appareil acoustique 26 lorsque l'appareil acoustique 26 est récupéré à la surface 82. Comme cela est décrit ci-dessus, l'unité de commande de surface 32 peut traiter une partie ou la totalité des mesures prises par l'appareil acoustique 26 afin de déterminer certains paramètres des éléments de fond de trou, y compris le puits de forage 16 et la formation 84.

25 À différents moments au cours du processus de forage, la colonne de forage 8 peut être retirée du puits de forage 16, comme représenté sur la figure 8. Une fois que la colonne de forage 8 a été retirée, les opérations de mesure/diagraphie peuvent être effectuées à l'aide d'un appareil à câble métallique 34, par exemple, un instrument qui est suspendu dans le puits de forage 16 par un câble 15 ayant des conducteurs pour le transport de l'énergie jusqu'à l'appareil 30 et de la télémétrie depuis le corps de l'appareil jusqu'à la surface 82. L'appareil à câble métallique 34 peut comprendre un appareil acoustique 36, similaire à l'appareil acoustique 26 décrit ci-dessus. L'appareil acoustique 36 peut être couplé de manière communicative au câble 15. Une installation de diagraphie 44 (représentée sur la figure 8 comme un camion, même s'il peut s'agir de toute autre structure) peut recueillir des mesures à partir de l'appareil acoustique 3036426 16 36, et peut inclure des moyens informatiques (y compris, par exemple, une unité de commande/un système de traitement de l'information) pour commander, traiter, stocker et/ou visualiser certaines ou toutes les mesures recueillies par l'appareil 36. Les moyens informatiques peuvent être couplés de manière communicative à l'appareil acoustique 36 par 5 l'intermédiaire du câble 15. Dans certains modes de réalisation, l'unité de commande 32 peut servir de moyens informatiques de l'installation de diagraphie 44. Un procédé exemple de détermination de l'impédance de ciment comprend la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques à l'intérieur d'un trou de forage comprenant un fluide de trou de forage, un tubage et une couche de ciment. Une ou plusieurs réflexions des 10 signaux acoustiques peuvent être reçues à partir d'au moins une partie du puits de forage, dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale et une partie de résonance. Au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance peut être modifiée en se basant, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage. Une impédance de la couche de ciment peut être déterminée en analysant au 15 moins une de la partie de réflexion initiale modifiée et de la partie de résonance modifiée. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans le paragraphe précédent, le procédé peut comprendre en outre la détermination de la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les deux paragraphes 20 précédents, la détermination de la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage comprend la détermination d'un modèle d'atténuation dépendant de la fréquence pour le fluide de trou de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les trois paragraphes précédents, la détermination du modèle d'atténuation dépendant de la fréquence comprend 25 l'utilisation de l'équation suivante : Perte en dB = 20 * loglo(e-ax) dans lequel a correspond à un coefficient d'atténuation et x correspond à une distance parcourue par l'un ou plusieurs signaux acoustiques à travers le fluide de trou de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les quatre paragraphes précédents, la détermination du modèle d'atténuation dépendant de la fréquence comprend en 30 outre l'utilisation de l'équation linéaire suivante : a = ao + (ai * f) dans lequel f correspond à une fréquence du signal acoustique, ai correspond à une pente du modèle d'atténuation, et ao correspond à un point d'intersection du modèle d'atténuation.

3036426 17 Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les cinq paragraphes précédents, la modification comprend la multiplication de chaque composante de fréquence d'au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance par e2afdf, , où af correspond à un coefficient d'atténuation de fluide de trou de forage, f correspond à une 5 fréquence de la composante de fréquence, et d correspond à une distance de sécurité entre le transducteur et un tubage de puits de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les six paragraphes précédents, l'un ou plusieurs signaux acoustiques sont générés par un appareil de diagraphie acoustique comprenant un transducteur positionné à l'intérieur du fluide de trou de forage.

10 Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les sept paragraphes précédents, l'appareil de diagraphie acoustique comprend une partie rotative à laquelle le transducteur est couplé. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les huit paragraphes précédents, le procédé comprend en outre la transformation d'au moins une des parties de 15 réflexion initiale dans un domaine de fréquence en effectuant une transformée de Fourier rapide. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les neuf paragraphes précédents, la détermination d'une impédance de la couche de ciment comprend la détermination d'une norme une de la partie de résonance normalisée par une amplitude de crête dans la partie de réflexion initiale ou d'une norme une de la partie de réflexion initiale.

20 Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les dix paragraphes précédents, la détermination d'une impédance de la couche de ciment comprend la détermination d'un rapport de normes une en utilisant l'équation suivante : (nui rrti)B r= (normi)A dans lequel (norm i)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale et 25 (norm i)B correspond à une norme une de la partie de résonance. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les onze paragraphes précédents, le procédé comprend en outre la détermination d'un modèle de rapport de normes une pour décrire une relation entre le rapport de normes une et l'impédance de ciment. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les douze paragraphes 30 précédents, dans lesquels la détermination d'un modèle de rapport de normes une comprend l'utilisation de l'équation suivante : logio r = pZ, + q dans lequel r correspond au rapport de normes une, p correspond à une pente du modèle 3036426 18 de rapport de normes une, q correspond à un point d'intersection du modèle de rapport de normes une, et 4 correspond à l'impédance de ciment ; et dans lequel p et q sont déterminés en utilisant l'ajustement des moindres carrés. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les treize paragraphes 5 précédents, la détermination d'un modèle de rapport de normes une comprend la simulation de l'une ou plusieurs réflexions acoustiques pour au moins deux impédances de ciment. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les quatorze paragraphes précédents, la détermination de l'impédance de ciment comprend l'utilisation de l'équation suivante : (log10 rmeas - L c 10 dans lequel rmeas correspond au rapport de normes une pour chaque réflexion de l'un ou plusieurs des signaux acoustiques. Un procédé exemple de détermination de l'impédance de ciment peut comprendre la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques à l'intérieur d'un trou de forage comprenant un fluide de trou de forage, un tubage et une couche de ciment. Une ou plusieurs réflexions des 15 signaux acoustiques peuvent être reçues d'au moins une partie du puits de forage, dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale et une partie de résonance. Au moins une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance peut être modifiée en se basant, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage. Un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance 20 peut être calculé. Une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées pour une ou plusieurs impédances de ciment peuvent être simulées en se basant, au moins en partie, sur la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage, dans lesquelles chacune des une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées a une partie de réflexion initiale simulée et une partie de résonance simulée. Un rapport simulé de normes une de la partie de réflexion initiale simulée et de la 25 partie de résonance simulée peut être calculé. Une impédance de la couche de ciment peut être déterminée en se basant, au moins en partie, sur une comparaison du rapport de normes une avec le rapport de normes une simulé. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans le paragraphe précédent, le calcul d'un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale et de la partie de résonance 30 comprend l'utilisation de l'équation suivante : (normi)B r= (norml)A 3036426 19 dans lequel (normi)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale et (norm1)B correspond à une norme une de la partie de résonance. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les deux paragraphes précédents, le calcul du rapport simulé de normes une comprend l'utilisation de l'équation 5 suivante : (norml)B r (normi)A dans lequel (norml)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale simulée et (norml)B correspond à une norme une de la partie de résonance simulée. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les trois paragraphes 10 précédents, lesdits un ou plusieurs signaux acoustiques sont générés par un appareil de diagraphie acoustique comprenant un transducteur positionné à l'intérieur du fluide de trou de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation décrits dans les quatre paragraphes précédents, l'appareil de diagraphie acoustique comprend une partie rotative à laquelle le 15 transducteur est couplé. Par conséquent, la présente divulgation est bien adaptée pour parvenir aux fins et avantages mentionnés, ainsi qu'à ceux qui y sont inhérents. Les modes de réalisation particuliers divulgués ci-dessus sont uniquement illustratifs, car la présente divulgation peut être modifiée et pratiquée de manières différentes mais équivalentes évidentes à l'homme du métier ayant le 20 bénéfice des enseignements aux présentes. En outre, aucune limitation n'est prévue pour les détails de construction ou de conception indiqués ici, autres que celles décrites dans les revendications ci-dessous. Il est donc évident que les modes de réalisation illustratifs spécifiques divulgués ci-dessus peuvent être modifiés ou amendés et toutes ces variations sont considérées comme s'inscrivant dans la portée et l'esprit de la présente divulgation.

Claims

REVENDICATIONS: 1. Procédé de détermination de l'impédance de ciment, comprenant : la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) à l'intérieur d'un puits de forage (150) comprenant un fluide de trou de forage (202), un tubage (102 ; 203) et une couche de ciment (104 ; 204) ; la réception d'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques (206) d'au moins une partie du puits de forage (150), dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale (211) et une partie de résonance (207 ; 301) ; la modification d'au moins une de la partie de réflexion initiale (211) et de la 10 partie de résonance (207 ; 301) basée, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202) ; et la détermination d'une impédance de la couche de ciment (104 ; 204) par analyse d'au moins une de la partie de réflexion initiale (211) modifiée et de la partie de résonance (207 ; 301) modifiée. 15
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la détermination de la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la détermination de la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202) comprend la détermination d'un modèle d'atténuation dépendant de la fréquence pour le fluide de trou de forage (202). 20
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la détermination du modèle d'atténuation dépendant de la fréquence comprend l'utilisation de l'équation suivante : Perte en dB = 20 * logio(e-') dans lequel a correspond à un coefficient d'atténuation (443) et x correspond à une distance parcourue par l'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) à travers le fluide de trou de forage (202). 25
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la détermination du modèle d'atténuation dépendant de la fréquence comprend en outre l'utilisation de l'équation linéaire suivante : a = ao + (ai * f) dans lequel f correspond à une fréquence du signal acoustique, ai correspond à une pente du modèle d'atténuation, et ao correspond à un point d'intersection du modèle d'atténuation. 30
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la modification comprend la 3036426 21 multiplication de chaque composante de fréquence d'au moins une de la partie de réflexion initiale (211) et de la partie de résonance (207 ; 301) par e2afdf, , où af correspond à un coefficient d'atténuation (443) de fluide de trou de forage (202), f correspond à une fréquence de la composante de fréquence, et d correspond à une distance de sécurité entre le transducteur 5 (106) et un tubage (102 ; 203) de puits de forage (150).
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) sont générés par un appareil de diagraphie acoustique (100 ; 36) comprenant un transducteur (106) positionné à l'intérieur du fluide de trou de forage (202).
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'appareil de diagraphie acoustique (100 ; 36) comprend une partie rotative (108) à laquelle le transducteur (106) est couplé.
9. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la transformation d'au moins une des parties de réflexion initiale (211) en un domaine de fréquences par réalisation d'une transformée de Fourier rapide.
10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination d'une impédance 15 de la couche de ciment (104 ; 204) comprend la détermination d'une norme une de la partie de résonance (207 ; 301) normalisée par une amplitude de crête dans la partie de réflexion initiale (211) ou d'une norme une de la partie de réflexion initiale (211).
11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination d'une impédance de la couche de ciment (104 ; 204) comprend la détermination d'un rapport de normes une en 20 utilisant l'équation suivante : (norml)B r= (norml)A dans lequel (normi)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale (211) et (normj)B correspond à une norme une de la partie de résonance (207, 301).
12. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre la détermination d'un modèle de rapport de normes une pour décrire une relation entre le rapport de normes une et 25 l'impédance de ciment.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la détermination du modèle de rapport de normes une comprend l'utilisation de l'équation suivante : logio r = pZ, + q dans lequel r correspond au rapport de normes une, p correspond à une pente du modèle de rapport de normes une, q correspond à un point d'intersection du modèle de rapport de 3036426 22 normes une, et 4. correspond à l'impédance de ciment ; et dans lequel p et q sont déterminés en utilisant l'ajustement des moindres carrés.
14. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la détermination du modèle de rapport de normes une comprend la simulation d'une ou plusieurs réflexions acoustiques pour au 5 moins deux impédances de ciment.
15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la détermination de l'impédance de ciment comprend l'utilisation de l'équation suivante : Z, = (logio rmeas 9) p J lequel rmeas correspond au rapport de normes une pour chaque réflexion de l'un ou plusieurs signaux acoustiques (206). 10
16. Procédé de détermination de l'impédance de ciment, comprenant : la génération d'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) à l'intérieur d'un puits de forage (150) comprenant un fluide de trou de forage (202), un tubage (102 ; 203) et une couche de ciment (104 ; 204) ; la réception d'une ou plusieurs réflexions des signaux acoustiques (206) d'au moins une partie du puits de forage (150), dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions comprend une partie de réflexion initiale (211) et une partie de résonance (207 ; 301) ; la modification d'au moins une de la partie de réflexion initiale (211) et de la partie de résonance (207 ; 301) basée, au moins en partie, sur une réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202) ; le calcul d'un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale (211) et de la partie de résonance (207 ; 301) ; la simulation d'une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées pour une ou plusieurs impédances de ciment basée, au moins en partie, sur la réponse d'atténuation du fluide de trou de forage (202), dans lequel chacune de l'une ou plusieurs réflexions acoustiques simulées a une partie de réflexion initiale (211) simulée et une partie de résonance (207 ; 301) simulée ; le calcul d'un rapport de normes une simulé de la partie de réflexion initiale (211) simulée et de la partie de résonance (207 ; 301) simulée ; et la détermination d'une impédance de la couche de ciment (104 ; 204) basée, au moins en partie, sur une comparaison du rapport de normes une avec le rapport de normes une simulé. 3036426 23
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le calcul d'un rapport de normes une de la partie de réflexion initiale (211) et de la partie de résonance (207 ; 301) comprend l'utilisation de l'équation suivante : (norml)B r= (norml)A dans lequel (norml)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale (211) 5 et (normi)B correspond à une norme une de la partie de résonance (207 ; 301).
18. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le calcul du rapport de normes une simulé comprend l'utilisation de l'équation suivante : (norml)B r= (norml)A dans lequel (norml)A correspond à une norme une de la partie de réflexion initiale (211) simulée et (normi)B correspond à une norme une de la partie de résonance (207 ; 301) simulée. 10
19. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'un ou plusieurs signaux acoustiques (206) sont générés par un appareil de diagraphie acoustique (100 ; 36) comprenant un transducteur (106) positionné à l'intérieur du fluide de trou de forage (202).
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'appareil de diagraphie acoustique (100 ; 36) comprend une partie rotative (108) à laquelle le transducteur (106) est couplé. 15