FR3057605A1 - Determination de la permeabilite dans les formations anisotropes de subsurface - Google Patents

Abstract

[00115] Un procédé et un système peuvent inclure un capteur positionné dans un trou de forage, des caractéristiques de la formation terrestre peuvent être mesurées et faire l'objet d'une diagraphie par le capteur, et une perméabilité effective peut être déterminée sur la base des caractéristiques de la diagraphie. Des données d'induction à composants multiples (MCI) peuvent être mesurées par un outil de diagraphie, les composantes 3D de la résistivité peuvent être déterminées par inversion des données MCI, et les composantes 3D de la résistivité peuvent faire l'objet d'une diagraphie. Les composantes tri-axiales de la perméabilité peuvent être déterminées sur la base de la perméabilité effective et des diagrammes des composantes 3D de la résistivité. Une perméabilité du sable de la formation terrestre peut être déterminée sur la base des composantes tri-axiales de la perméabilité, de la perméabilité effective, et d'un volume de schiste stratifié. La perméabilité du sable peut faire l'objet d'une diagraphie et des modifications de l'opération (des opérations) peuvent être initiées sur la base de la perméabilité du sable.

Description

DOMAINE TECHNIQUE [002] La présente divulgation concerne d'une manière générale les applications de champs pétrolifères, et en particulier les outils de fond de puits, le forage et les systèmes apparentés, et les techniques de détermination d'une perméabilité des couches sableuses dans une formation stratifiée de sable-schiste en réponse aux mesures de résistivité des formations anisotropes de subsurface pénétrées par un puits de forage (ou trou de forage).

CONTEXTE DE L'INVENTION [003] Les opérations modernes pour l'exploration et la production de pétrole et de gaz reposent sur l'accès à une variété d'informations relatives aux paramètres et aux conditions géologiques de subsurface. Ces informations comprennent typiquement des caractéristiques des formations terrestres traversées par un trou de forage ainsi que des données relatives à la taille et aux boues du trou de forage lui-même. La collecte d'informations relatives aux conditions de subsurface, qui est habituellement appelée « diagraphie », peut être réalisée grâce à plusieurs procédés, notamment la diagraphie par ligne câblée et la diagraphie en cours de forage (« LWD »).

[004] Dans la diagraphie par ligne câblée, une sonde est descendue dans le trou de forage après qu'une partie ou la totalité du puits a été forée. La sonde est suspendue à l'extrémité d'une ligne câblée qui fournit un support mécanique à la sonde et qui fournit également une connexion électrique entre la sonde et l'équipement électrique situé en surface. Conformément aux techniques de diagraphie existantes, divers paramètres des formations terrestres sont mesurés et corrélés à la position de la sonde dans le trou de forage tandis que la sonde est tirée en haut de puits. Dans la LWD, un ensemble de forage comprend des instruments de détection qui mesurent divers paramètres à mesure que la formation est pénétrée, ce qui permet la mesure de la formation au cours de l'opération de forage.

[005] Parmi les outils de ligne câblée et de LWD disponibles on peut citer une variété d'outils de diagraphie comprenant des dispositifs configurés pour prendre des mesures par induction à composants multiples (MCI), résonance magnétique nucléaire (RMN) et diagraphie sonique multipolaire (MSL). La perméabilité de la formation peut être caractérisée à l'aide de telles mesures. Les modèles actuels peuvent être utilisés pour la détermination de la perméabilité dans les formations isotropes. Cependant, la perméabilité de la formation peut présenter une anisotropie dans les formations anisotropes et est souvent dépendante de la direction de mesure.

[006] Par conséquent, il sera facilement compris que des améliorations dans les techniques de détermination des perméabilités des formations terrestres de subsurface entourant un puits de forage ou un trou de forage sont toujours nécessaires.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [007] Les divers modes de réalisation de la présente divulgation seront mieux compris à la lecture de la description détaillée donnée ci-dessous et à partir des dessins annexés des divers modes de réalisation de la divulgation. Sur les dessins, des numéros de référence identiques peuvent indiquer des éléments identiques ou fonctionnellement similaires. Les modes de réalisation sont décrits en détail ci-après en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

[008] La Figure 1 est une vue en coupe partielle représentative d'un système de capture de données de mesure de subsurface dans une opération de diagraphie en cours de forage (LWD), selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[009] La Figure 2 est une vue en coupe partielle représentative d'un système de capture de données de mesure de subsurface dans une opération de diagraphie par ligne câblée, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0010] La Figure 3 est une vue en coupe partielle représentative d'un système de diagraphie par tube spiralé destiné à la capture de données de mesure de subsurface, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0011] La Figure 4 est un diagramme d'un modèle de perméabilité à plusieurs composants, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0012] La Figure 5 est un diagramme illustrant un modèle de perméabilité bimodal constitué de sable isotrope et de schiste bi-axialement isotrope, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0013] Les Figures 6 et 7 sont des diagrammes de points de solutions graphiques données en exemples pour la perméabilité du sable k_sd et le volume de schiste feuilleté V_iam dans les formations stratifiées, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0014] Les Figures 8 et 9 sont des diagrammes de points qui illustrent les composantes de la perméabilité dans la direction de l'axe des x, des y et des z, k_x, k_y and k_z , la perméabilité effective k_e , et les rapports anisotropes k_xz = k_xfk_z et k_yz = k_yjk_z en fonction du volume de schiste feuilleté selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0015] La Figure 10 est un organigramme illustrant un procédé d'évaluation de l’anisotropie de la perméabilité de la formation, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0016] Les Figures 11 à 14 sont un ensemble de tracés qui fournissent un ensemble de données synthétiques sans erreurs destiné à prédire la perméabilité du sable (^), la perméabilité équivalente de la formation terrestre (k_e) et les composantes de la perméabilité dans la direction de l'axe des x, des y et des z (k_x, k_y et k_:), selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ;

[0017] La Figure 15 est un schéma fonctionnel d'un système de détermination de la perméabilité, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples ; et [0018] La Figure 16 est une représentation sous forme de diagramme d'une machine sous la forme donnée en exemple d'un système informatique dans lequel un ensemble d'instructions demandant à la machine de réaliser un procédé de détermination de la perméabilité peut être exécuté, selon un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE LA DIVULGATION [0019] La divulgation peut répéter des numéros et/ou lettres de référence dans les divers exemples ou figures. Cette répétition est à des fins de simplicité et de clarté et ne dicte pas en soi une relation entre les divers modes de réalisation et/ou les diverses configurations discutés. En outre, des termes relatifs à l'espace, tels que sous, au-dessous, ►

inférieur, au-dessus, supérieur, haut de puits, fond de puits, en amont, en aval et équivalents, peuvent être utilisés dans le présent document pour faciliter la description afin de décrire la relation d'un élément ou d'une caractéristique avec un ou plusieurs autres éléments ou caractéristiques tels qu'illustrés, la direction vers le haut étant vers le haut de la figure correspondante et la direction vers le bas étant vers le bas de la figure correspondante, la direction vers le haut d'un puits étant vers la surface du trou de forage, la direction vers le bas étant vers le bout du trou de forage. Sauf indication contraire, les termes relatifs à l'espace sont destinés à englober différentes orientations de l'appareil en utilisation ou en fonctionnement en plus de l'orientation représentée sur les figures. Par exemple, si un appareil sur les figures est retourné, les éléments décrits comme étant « au-dessous » ou « sous » d'autres éléments ou caractéristiques seront orientées « au-dessus » des autres éléments ou caractéristiques. Par conséquent, le terme « en dessous » donné en exemple peut englober à la fois une orientation audessus et en-dessous. L'appareil peut être orienté autrement (tourné de 90 degrés ou dans d'autres directions) et les descripteurs relatifs à l'espace utilisés dans le présent document peuvent également être interprétés en conséquence.

[0020] De plus, même si une figure peut représenter un trou de forage horizontal ou un trou de forage vertical, sauf indication contraire, l'homme du métier doit comprendre que l'appareil selon la présente divulgation est également bien adapté à une utilisation dans des trous de forage ayant d'autres orientations, comme les trous de forages verticaux, les trous de forage déviés, les trous de forages multilatéraux ou équivalents. De même, sauf indication contraire, même si une figure peut représenter une opération à terre, l'homme du métier doit comprendre que le procédé et/ou le système selon la présente divulgation est également bien adapté à une utilisation dans des opérations en mer et vice versa. En outre, sauf indication contraire, même si une figure peut représenter un trou tubé, l'homme du métier doit comprendre que le procédé et/ou le système selon la présente divulgation est également bien adapté à une utilisation dans des opérations à trou ouvert.

[0021] Tels qu'utilisés ici, les mots « comprendre », « avoir », « inclure » et toutes les variations grammaticales de ceux-ci sont chacun destinés à avoir une signification ouverte non limitative qui n'exclut pas des éléments ou étapes additionnels. Bien que des compositions et des procédés soient décrits en termes de « comprenant », « contenant », ou « incluant » divers composants ou étapes, les compositions et les procédés peuvent également « consister essentiellement en » ou « consister en » divers composants et étapes. Il doit également être entendu que, tels qu'utilisés ici, les termes « premier », « deuxième » et « troisième » sont attribués de manière arbitraire et sont simplement destinés à distinguer deux objets ou plus, etc., selon le cas, et n'indique aucune séquence. De plus, il faut comprendre que la simple utilisation du mot « premier » ne nécessite pas qu'il existe un « deuxième », et que la simple utilisation du mot « deuxième » ne nécessite pas qu'il existe un « premier » ou un « troisième » etc.

[0022] Les termes dans les revendications ont leurs significations ordinaires, sauf mention contraire explicite et claire définie par le titulaire du brevet. En outre, les articles indéfinis « un » ou « une », tels qu'utilisés dans les revendications, sont définis ici pour signifier un ou plusieurs de l'élément qui est introduit. En cas de conflit dans les usages d'un mot ou d'un terme dans le présent mémoire et un ou plusieurs brevet(s) ou autres documents qui peuvent être incorporés dans le présent document à titre de référence, les définitions qui sont cohérentes avec le présent mémoire doivent être adoptées.

[0023] La description détaillée suivante fait référence aux dessins annexés qui représentent divers détails des exemples choisis pour illustrer comment les aspects de la présente divulgation peuvent être pratiqués. La discussion présente divers exemples de l'objet divulgué au moins partiellement en référence à ces dessins, et décrit les modes de réalisation présentés de manière suffisamment détaillée pour permettre à l'homme du métier de pratiquer l'objet décrit ici. De nombreux autres modes de réalisation peuvent être utilisés pour pratiquer l'objet divulgué autres que les exemples illustratifs abordés ici, et des changements structuraux et opérationnels, en plus des alternatives spécifiquement abordées ici, peuvent être effectués sans s'écarter de la portée de l'objet décrit.

[0024] Les formations de subsurface peuvent présenter la capacité de permettre aux fluides de formation (par exemple, pétrole, eau ou gaz) ou aux fluides polyphasés de passer à travers celles-ci, ce que l'on désignera par le terme de perméabilité des formations. La perméabilité des formations est un paramètre important dans l'évaluation des formations et la caractérisation des réservoirs. Par exemple, les informations sur la perméabilité peuvent être utilisées pour la simulation des réservoirs, l'amélioration de la récupération du pétrole, la conception de la complétion de puits, et les stratégies d'exploitation/développement de champs. Contrairement aux paramètres pétro-physiques isotropes tels que la porosité et la saturation, la perméabilité des formations peut être anisotrope, par exemple, dans trois types courants de formations de subsurface (par exemple, séquences stratifiées de sable-schiste, sables de granulométries différentes, et sable à bandes résistives/conductrices minces). Par conséquent, la perméabilité est souvent fortement dépendante de la direction de mesure dans les formations anisotropes.

[0025] Divers modèles d'interprétation destinés à dériver la perméabilité des formations des données de diagraphie (par exemple, induction à composants multiples [MCI], résonance magnétique nucléaire [RMN] et diagraphie sonique multipolaire [MSL]) ont été développés. Cependant, de tels modèles sont typiquement utilisés pour déterminer la perméabilité dans les formations isotropes. Les outils de diagraphie actuels et leurs données mesurées peuvent être utilisés pour la détermination de la perméabilité scalaire ou isotrope. Ces perméabilités « dérivées des données de diagraphie » conventionnelles (à savoir perméabilités dérivées des données « de diagraphie » pour le trou de forage, provenant d'échantillons ayant des propriétés similaires de la formation terrestre entourant le trou de forage, etc.) ne fournissent pas une anisotropie de la perméabilité et ses composantes (telles que les perméabilités horizontale et verticale). Une détermination précise de la perméabilité tenant compte de l'anisotropie peut améliorer l'évaluation des formations et la caractérisation des réservoirs.

[0026] La perméabilité peut être déterminée en utilisant un modèle d'anisotropie de la perméabilité qui est basé au moins en partie sur la relation entre la perméabilité et la résistivité des formations dans les formations transversalement isotropes (TI) et bi-axialement anisotropes (BA). Dans la diagraphie MCI, la résistivité des formations (ou conductivité, qui est inversement proportionnelle à la résistivité) présente une anisotropie azimutale de la résistivité horizontale dans le plan de stratification des formations. Sauf si le texte ou le contexte indique clairement le contraire, « horizontal » ou « transversal » fait référence à une direction ou à un plan coïncidant sensiblement avec un plan de stratification de la formation pertinente, et « vertical » désigne une direction d'un plan sensiblement orthogonal au plan de stratification de la formation pertinente.

[0027] Le traitement des données de diagraphie MCI peut être réalisé sur la base au moins en partie de la paramétrisation BA, donnant une description des formations anisotropes complexes plus précise que celle basée sur les modèles transversalement isotropes (TI). Le modèle de formation TI est un modèle qui représente les caractéristiques de résistivité simulées des formations tenant compte de l'isotropie transversale des formations en matière de résistivité. Le modèle TI peut tenir compte des différences de résistivité entre les axes orthogonaux situés dans une formation ou un plan de stratification (par exemple, le plan horizontal ou transversal) et un axe perpendiculaire à la formation ou au plan de stratification (par exemple, l'axe vertical). Par conséquent, le modèle TI tient compte de l'anisotropie entre l'axe vertical et le plan horizontal, mais suppose une isotropie entre les différents axes du plan horizontal. Le modèle BA tient en outre compte de l'anisotropie entre les axes orthogonaux dans le plan transversal.

[0028] Un ou plusieurs modes de réalisation donnés en exemples décrits ci-dessous fournissent un procédé et un système de traitement des données de diagraphie dans la détermination de l'anisotropie de la perméabilité. La description des modes de réalisation donnés en exemples qui suivent décrit l'utilisation du modèle d'anisotropie de la perméabilité pour dériver une relation entre l'anisotropie de la perméabilité des formations et l'anisotropie de la résistivité dans les formations BA. Comme cela est connu, les outils MCI sont capables de mesurer des données qui peuvent être utilisées pour déterminer l'anisotropie de la résistivité 3D dans les formations. Une inversion des données de MCI peut donner l'anisotropie de la résistivité 3D. En outre, une perméabilité effective ou une composante de la perméabilité peut être utilisée pour étalonner les perméabilités conventionnelles (par exemple, qui tiennent compte de la perméabilité scalaire ou isotrope) dérivées des diagrammes de données pour calculer les autres composantes de la perméabilité. La résolution verticale limitée des outils de diagraphie est parfois incapable de capturer la perméabilité du réservoir (ou du sable) dans les formations stratifiées. Par conséquent, dans certains modes de réalisation, la perméabilité du sable est déterminée d'après le calcul des composantes de la perméabilité dans la direction de l'axe des x, des y et des z sur la base d'un modèle de perméabilité multi-modal, comme abordé plus en détail ci-dessous.

[0029] Les mises en œuvre des modes de réalisation donnés en exemples divulgués peuvent fournir l'anisotropie de la perméabilité en utilisant une interprétation intégrée des mesures de l'anisotropie de la résistivité par MCI avec des diagrammes de perméabilité conventionnels provenant d'autres capteurs (par exemple, résistivité, RMN ou diagraphie sonique). Par conséquent, les composantes tri-axiales de la perméabilité (pour les formations BA) du tenseur d'anisotropie de la perméabilité peuvent être déterminées et appliquées aux interprétations des données de diagraphie de terrain.

[0030] La Figure 1 est une illustration représentative d'un environnement de diagraphie en cours de forage (LWD) donné en exemple. Une plate-forme de forage 102 peut être équipée d'un derrick 104 qui supporte un appareil de levage 106 servant à monter et à abaisser un train de forage 108. L'appareil de levage 106 suspend un mécanisme d'entraînement supérieur 110 approprié pour faire tourner le train de forage 108 et abaisser le train de forage 108 à travers la tête de puits 112. Un trépan de forage 114 peut être raccordé à l'extrémité inférieure du train de forage 108. Quand le trépan de forage 114 tourne, il crée un trou de forage (ou puits de forage) 116 qui passe à travers diverses formations 118. Une pompe 120 peut être utilisée pour faire circuler un fluide de forage à travers une conduite d'alimentation 122 vers le mécanisme d'entraînement supérieur 110, vers le bas à travers l'intérieur du train de forage 108, à travers des orifices se trouvant dans le trépan de forage 114, vers la surface par l'intermédiaire d'un espace annulaire se trouvant autour du train de forage 108, et dans une fosse de rétention 124. Le fluide de forage transporte les déblais depuis le trou de forage 116 vers la fosse 124 et participe au maintien de l'intégrité du trou de forage 116. Divers matériaux peuvent être utilisés pour le fluide de forage, comprenant des boues conductrices à base d'eau salée.

[0031] Un ensemble d'outils LWD 126, qui peuvent inclure un ou plusieurs capteurs 127, peut être intégré dans un ensemble de fond de trou (BHA) près du trépan 114. Au fur et à mesure que le trépan 114 prolonge le trou de forage 116 à travers les formations 118, les outils LWD 126 peuvent collecter les mesures relatives aux diverses propriétés de la formation ainsi que l'orientation des outils et diverses autres conditions de forage. Les outils LWD 126 peuvent prendre la forme d'une masse-tige, à savoir un élément tubulaire à paroi épaisse qui procure un poids et une rigidité pour faciliter le procédé de forage. Dans divers exemples, Tes outils LWD 126 peuvent inclure un outil d'induction de multi-réseaux tri-axiaux pour mesurer la résistivité des formations et produire des données de mesure MCI, telles que décrites ici plus en détail. En outre, les outils LWD 126 peuvent inclure un ou plusieurs capteurs 127, tels qu'un outil de RMN et/ou un outil de diagraphie sonique, pour mesurer et fournir des données de diagraphie. Un raccord de télémétrie 128 peut être inclus pour transférer les images et les données de mesure à un récepteur en surface et pour recevoir les commandes de la surface. Dans certains modes de réalisation, le raccord de télémétrie 128 ne communique pas avec la surface, mais au lieu de cela stocke les données de diagraphie pour une récupération ultérieure en surface lorsque l'ensemble de diagraphie est récupéré.

[0032] À divers moments lors du procédé de forage (ou après), le train de forage 108 peut être retiré du trou de forage 116, comme représenté sur la Figure 2. Après le retrait du train de forage 108, des opérations de diagraphie peuvent être menées au moyen d'une sonde de diagraphie de la ligne câblée 234, qui peut être une sonde suspendue par un câble 242 ayant des conducteurs pour apporter de l'énergie à la sonde 234, et pour transmettre les données de télémétrie provenant de la sonde 234 vers la surface. La sonde de diagraphie par ligne câblée 234 donnée en exemple peut avoir des tampons et/ou des ressorts de centrage pour maintenir la sonde 234 à proximité de l'axe central du trou de forage 116 tandis que la sonde 234 est tirée en haut de puits. Comme les outils LWD, la sonde de diagraphie 234 peut inclure une variété de capteurs comprenant un outil d'induction de multi-réseaux tri-axiaux pour mesurer la résistivité des formations et fournir des données de mesure MCI. La sonde de diagraphie 234 peut également inclure un ou plusieurs capteurs 127, tels qu'un outil de RMN et/ou un outil de diagraphie sonique, pour mesurer et fournir des données de mesure. Une installation de diagraphie 244 collecte les mesures de la sonde de diagraphie 234, et comprend un circuit de traitement 245 pour le traitement et le stockage des mesures recueillies par les capteurs 127 et autres dispositifs de diagraphie dans la sonde de diagraphie 234.

[0033] Dans une autre alternative une technique de diagraphie est schématiquement illustrée sur la Figure 3, qui montre un mode de réalisation donné en exemple d'un système de diagraphie par tube spiralé 300. Dans le système 300, un tube spiralé 354 est tiré d'un corps 352 par un injecteur de tubes 356 et injecté à travers une garniture d'étanchéité 358 et un bloc obturateur 360 dans le trou de forage 116. Dans le trou de forage 116, un raccord de supervision 364 et un ou plusieurs outils de diagraphie 365, dotés d'un ou plusieurs capteurs 127, sont accouplés au tube spiralé 354 et configurés pour communiquer avec un système informatique en surface 366 via des canaux d'information ou autres canaux de télémétrie. Une interface en haut de puits 367 peut être fournie pour échanger des communications avec le raccord de supervision 364 et recevoir des données à acheminer vers le système informatique en surface 366.

[0034] Un circuit de traitement, sous la forme d'un système informatique en surface 366, est configuré pour communiquer avec le raccord de supervision 364 pour régler les paramètres de diagraphie et collecter les informations de diagraphie provenant de l'un ou plusieurs outils de diagraphie 365. Le système informatique en surface 366 est configuré par un logiciel (illustré sur la Figure 3 comme étant stocké sur les modes de réalisation donnés en exemples des supports de stockage amovibles 372) pour surveiller et commander les instruments de fond de puits 364, 365. Le système informatique en surface 366 peut être un système informatique tel que celui décrit ici plus en détail.

[0035] La modélisation directe comprend une solution numérique de l'équation de Maxwell dans un problème de valeurs limites mathématiques, où la formation pertinente ou le modèle spécifie les limites et les formes des régions de résistivité différente. Le procédé pour dériver les paramètres des formations d'un ensemble de diagrammes de terrain donnés est connu comme étant la modélisation inverse, et comprend typiquement l'ajustement itératif des paramètres de formation choisis dans une ou plusieurs couches d'un modèle de formation, et la répétition de la modélisation directe (par exemple, par le calcul ou en référence à des données précalculées provenant d'une banque), jusqu'à ce que les diagrammes de terrain observés soient reproduits de manière satisfaisante, par exemple jusqu'à ce qu'un ensemble de paramètres de trou de forage-formation variables soit trouvé pour un meilleur ajustement avec les données de diagraphie observées sur la base du modèle de formation applicable.

[0036] Certains des schémas de traitement donnés en exemples divulgués ici sont basés au moins en partie sur un modèle d'anisotropie bi-axiale (BA) et/ou un modèle transversalement isotrope (TI). Le modèle TI peut tenir compte des différences de résistivité entre les axes orthogonaux situés dans une formation ou un plan de stratification (parfois appelé plan horizontal ou transversal) et un axe perpendiculaire à la formation ou au plan de stratification (parfois appelé axe vertical). Le modèle TI peut ainsi tenir compte de l'anisotropie entre l'axe « vertical » et le plan « horizontal », mais suppose une isotropie entre les différents axes du plan « horizontal » ou transversal. Pour cette raison, le modèle TI est également désigné comme étant TI anisotrope.

[0037] Le modèle BA tient en outre compte de l'anisotropie entre les axes orthogonaux dans le plan transversal, et est par conséquent également considéré comme tenant compte de l'anisotropie tri-axiale. À noter que, sauf indication contraire, 1'« anisotropie biaxiale » et ses dérivés font référence à l'anisotropie bi-axiale transversale. De manière compatible avec cette terminologie, un modèle TI ne tient pas compte de l'anisotropie bi-axiale, même s'il tient compte de l'anisotropie entre deux axes (par exemple, entre le plan horizontal et l'axe vertical).

[0038] Nous décrivons la résistivité/conductivité de la formation BA dans le système de coordonnées principales de la formation. Ce système est choisi de sorte que la direction de l'axe des x ou des y coïncide avec un axe principal du tenseur de conductivité ayant la composante de conductivité la plus élevée (ou de résistivité la plus faible) dans le plan de stratification ; l'axe des z est parallèle à l'axe principal de conductivité ayant la composante de conductivité la plus faible dans le plan de stratification. Dans ce système de coordonnées selon les axes principaux, la conductivité de la formation peut être exprimée par un tenseur diagonal :

a_t=diag(C_x,C_y,C_:), où ^σ est le tenseur de conductivité de la formation, ses éléments C_x et C_y sont les deux conductivités dans les deux axes principaux (par exemple, axes des x et des y) du plan de stratification, et C- est la conductivité dans la direction de l'axe principal (par exemple, axe des z) perpendiculaire au plan de stratification.

[0039] Si l'équation (1) est exprimée en termes de résistivité, la résistivité de la formation peut être exprimée par le tenseur diagonal suivant :

R, =diag(R_x,R_y,R_:), ₍₂₎

D où ' est le tenseur de résistivité de la formation, et ses éléments R_x, R_y, et R_: sont les composantes tri-axiales de la résistivité dans les trois directions d'axe principal (x, y, et z), respectivement. Il est noté que dans une formation TI, la résistivité peut être représentée comme étant un tenseur diagonal qui est seulement décrit à l'aide de deux composantes de résistivité : Rh (dans lequel R_b = R_x- R_y) et R_v (dans lequel R_v = R_:) dans le système d'axes principaux (par exemple, système de coordonnées x-y-z), cependant, le tenseur de résistivité du modèle BA est mieux décrit en utilisant les composantes tri-axiales de la résistivité : R_x, R_y et R_:.

[0040] Sur la base des équations (1) et (2), on peut dériver les relations entre les composantes de résistivité et de conductivité R_x = 1/C_X, R_y = Î/C_y et R_: = 1/C-. Si R_x = R_y~ R_:, alors la résistivité de la formation est isotrope. Si seule R_x = R_yf R_:, alors la résistivité de la formation est transversalement isotrope (TI) ; par conséquent, seule une composante de la résistivité est nécessaire dans le plan de stratification. Dans ce cas, R_x et R_y sont habituellement toutes deux appelées résistivité horizontale et sont souvent indiquées par Rh (= R_x = R_y) ; et R- est appelée résistivité verticale et est habituellement indiquée par R_v. Si R_xfR_yf R-, la résistivité de la formation est de type anisotropie bi-axiale (BA). On peut constater que l'isotropie et l'isotropie transversale sont des cas spéciaux de l'anisotropie bi-axiale (BA). Pour les applications pratiques, différentes notations des rapports sont utilisées. Par exemple, les rapports Rxy ^— Rx/Ry, Rzx — Rz/Rx et R_Zy — R_z/Ry.

[0041] Comme abordé ici, quand la perméabilité est anisotrope, un tenseur de perméabilité (par opposition à un scalaire) est utilisé pour exprimer la perméabilité de la formation. La pression dans les formations peut être appliquée dans trois directions, et pour chaque direction, la perméabilité peut être mesurée (via la loi de Darcy) dans trois directions, ce qui conduit à un tenseur de 3 par 3. Une forme différentielle de la loi de Darcy peut être exprimée par une équation matricielle dans un espace tridimensionnel (3D) tel que donné par : q = K G où q est le vecteur de vitesse dit de Darcy, G est un vecteur de gradient de pression modifié, et K est la perméabilité de la formation, et K est un tenseur de second rang. Cette équation montre que la pression peut être appliquée dans trois directions orthogonales, et que pour chaque direction, la perméabilité peut être mesurée dans trois directions. Dans un système de coordonnées tridimensionnel (3D), le tenseur de second rang peut être réalisé en utilisant une matrice 3 par 3 étant à la fois symétrique et définie positive, et il peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

^uxx 'xy 'xz

K — k_Xy kyy ky_Z J _ (kij)₃*₃ (3) ^Lxz ^LZZ, [0042] Dans l'équation (3), K est le tenseur de perméabilité de la formation réel, i indique la direction de la pression, et j est la direction de la mesure de perméabilité. Par conséquent, la composante kjj représente la j-ème composante directionnelle de la perméabilité dans la i-ème direction de la pression. Ce tenseur de perméabilité K est diagonalisable (puisqu'il est à la fois symétrique et défini positif). Les vecteurs propres donneront les directions principales du flux, représentant les directions où le flux est parallèle à la chute de pression, et les trois vecteurs propres représentent les trois composantes principales de la perméabilité.

[0043] Dans le système de coordonnées principales 3D, le tenseur de perméabilité K est exprimé par un tenseur diagonal après la diagonalisation de la matrice, ce qui équivaut à trouver les vecteurs propres de la matrice, et qui peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

K = diag(k_x> k_y, k_z ) (4) [0044] Dans l'équation (4), k_x and k_y sont les deux composantes de la perméabilité dans les directions des deux axes principaux (X et Y) du plan de stratification, et k_z est la composante de la perméabilité dans la direction de l'axe principal Z perpendiculaire au plan de stratification. Comme les descriptions de la résistivité de la formation, la perméabilité de la formation est isotrope si k_x = k_y = k_z. Si k_x = k_y Φ k_z, alors la perméabilité est transversalement isotrope (TI). Dans la formation TI, seules deux composantes sont nécessaires pour décrire l'anisotropie de la perméabilité de la formation. Dans le plan de stratification, la composante de la perméabilité peut être indiquée par k_x = k_y = k_h et est désignée comme étant la perméabilité horizontale. Pour la composante directionnelle Z, k_z, peut être indiquée par k_z = k_v et est désignée comme étant la perméabilité verticale. Par conséquent, le tenseur de perméabilité peut également être représenté en utilisant l'équation: K = diag(k_h,k_h, k_v). Quand k_x Φ k_y Φ k_z, la perméabilité est de type anisotropie bi-axiale (BA).

[0045] Dans les formations électriquement anisotropes, l'anisotropie de la résistivité peut être obtenue d'après les diagrammes d'induction, tels que des diagrammes MCI. Si les formations sont anisotropes à la fois en termes de perméabilité et de résistivité, l'anisotropie de la perméabilité peut être évaluée d'après l'anisotropie de la résistivité. On peut supposer que l'espace poral est représenté comme un faisceau de tubes indépendants et tortueux de différents rayons dans les formations isotropes. Si le débit est suffisamment faible pour être laminaire et non turbulent, alors le scalaire de perméabilité peut être déterminé en utilisant l'équation de Kozeny-Carman suivante :

k = A--- A

4F i-R_w

4R+ d'<

(5) où k représente la perméabilité dans une formation isotrope, A représente un facteur de forme pour les tubes poreux ayant un diamètre de d, et F représente le facteur de formation.

[0046] Le facteur de formation peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

_{F =} = -Σ- ₍₆₎

». l-R_w où R_o représente la résistivité de la formation renfermant de l'eau à 100 %, R_w représente la résistivité de l'eau de la formation, R_t représente la résistivité réelle de la formation, et I représente l'indice de résistivité.

[0047] L'indice de résistivité peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

[0048] Dans les formations BA, la perméabilité, le facteur de formation et l'indice de résistivité (ou de conductivité) ne sont pas des scalaires. Au lieu de cela, la perméabilité, le facteur de formation et l'indice de résistivité (ou de conductivité) peuvent être représentés en utilisant des tenseurs, à savoir : K, F et I, respectivement. Comme K tel que donné ci-dessus dans l'équation (4), F et I peuvent être représentés en utilisant les deux équations de tenseur diagonal suivantes dans le même système principal 3D :

(8) (9)

F = diag(F_x, F_y, F_z ) I = diag(l_x,I_y,I_z ) [0049] Une généralisation de toutes les valeurs pour les formations anisotropes donne les expressions de tenseur. Par exemple, les équations suivantes représentent les composantes de la perméabilité dans les formations BA :

i k_x A_x k,, = k₇ = d²- — = Ax-d²·^{1 x} 4FX XX _4Rx

A_z-d²

4F₇ _ Iy-R_v y 4R_V d²·!^ ^z 4R₇ (10) (11) (12) où F_X'Fy , and F_z représentent trois composantes de facteur de formation mesurées le long des directions des axes des x, des y et des z, respectivement, qui peuvent être and F_z = —Les trois composantes du tenseur Iz'R'· représentées par F_x = ——, F_y = —ly’Rw ly'Rw

RR R d'indice de résistivité, I, peuvent être représentées par l_x = -7, I_y = -y, and l_z = -7, ^Ro ^Ro ^Ro où R_x, R_y, and R_z représentent les composantes de résistivité de la formation selon l'axe des x, des y et des z, respectivement.

[0050] Dans les formations de perméabilité BA, la relation entre perméabilité et facteur de résistivité de la formation obtenue le long des trois directions d'axe principal perpendiculaires (par exemple, axe des x, des y et des z) peut être représentée en fc utilisant les équations suivantes. L'anisotropie —peut être déterminée par l'équation (13) et ^Rz k

l'anisotropie peut être déterminée par l'équation (14) :

kx A_x-d_x . ZF_z\ k-z A_z-d._z \F_XJ &

(13) l\.y k-Z

Ay'dy (H) [0051] En variante, la relation entre anisotropie de la perméabilité et anisotropie de la résistivité (ou de la conductivité) peut être représentée en utilisant les équations suivantes :

^Rx _ Α_χ·άχ I_x . Ζ/?_ζλ _ Αχ·άχ Ι_χ . /_ /-xz . ζ, <->.

k_z ~ A_zd_z l_z \R_X) ~ A_z d_z Ι_ζ \C_ZJ ~ ^RP \R_XJ '

Γ = τ^τ (γ) = τ^τ (γ) = UJ · (γ)<¹⁶>

^ζ *ζ \ⁿy/ *^ζ ^uz *ζ \/vy j où C_Ep = y, Cpp = ^d%-7-, avec C_x, C_y, et C_z étant les deux

Az'&z ‘z Az'dz ‘z ^y conductivités horizontales (à savoir axe des x et des y), et la conductivité verticale (à savoir axe des z), respectivement. Deux rapports d'anisotropie de la résistivité (ou de la conductivité) peuvent être définis comme étant : R_zx = -f- — -f- = C_xz , R_zy = -f- = -fi- = C_yz et deux

R_x fi rapports d'anisotropie de la perméabilité peuvent être définis comme étant : k_xz = -f- et k_yz = [0052] Cette relation anisotropie de la perméabilité-résistivité montre que 10 l'anisotropie de la perméabilité peut être évaluée sur la base des mesures de l'anisotropie de la résistivité (telles que dérivées des diagrammes MCI) et de la forme et/ou du diamètre des pores. Une relation simplifiée entre l'anisotropie de la perméabilité et de la résistivité des équations (15), (16) peut être déterminée si l'on suppose que A_xl_x = A_yI_y = A_zl_z et peut être représentée en utilisant les équations suivantes :

(17) = 3 ' (ιζ)’ °^u °^u «zx = /y — /y. (_ou b — Γ^γζ -P ou R — kz ~ d²z \R_y)’ ^Ky^z ~ ^{Lrp Kz}y’ ^Kzy ~ _L_ b _rxz ^xz ^lrp

-L- b _ryz Kyz ''RP (18)

Rj/χ, OU Ryx

k xy (19) [0053] En outre, si l'on suppose que Cpp = C%p = = ^7 = 1, alors les équations (17), (18) et (19) peuvent en outre être réduites et représentées en utilisant l'équation suivante :

(20)

Où k_h = k_x = k_y, k_v = k_z, R_h = R_x = R_y, et R_v = R_z. D'après l'équation (20), l'anisotropie de la perméabilité peut être estimée si l'anisotropie de la résistivité est connue, comme d'après le traitement d'inversion des diagrammes MCI.

[0054] Une perméabilité effective (ou moyenne géométrique) dans les formations BA peut être représentée en utilisant l'équation suivante :

k_e / he yjk-χ ky ' k_z (21)

Où k_he est une perméabilité horizontale effective qui combine les perméabilités k_x et k_y.

[0055] La perméabilité effective, k_e, doit se situer entre k_he et k_z. . Il est noté que k_he — k_z= k_e pour les milieux isotropes, et que k_he = ^Jk_xk_y. Pour les mesures effectuées sur des carottes, il est possible de mesurer une composante de la perméabilité ou une perméabilité multi-composantes, telles que k_x, k_y, k_z ou des composantes toutes différentes. Dans un cas, si l'on suppose que les perméabilités dérivées des données de diagraphie (par exemple, en utilisant des diagrammes de résistivité, une diagraphie sonique et/ou une RMN) sont étalonnées par k_e, alors elles sont approximativement égales à cette perméabilité effective, k_e. Dans un autre cas, si l'on suppose que les perméabilités dérivées des données de diagraphie sont étalonnées par k_h or k_v, elles sont approximativement égales à la perméabilité horizontale ou verticale, k_h or k_v.

[0056] En général, k_e and k_he peuvent être considérées comme deux fonctions d'une perméabilité dérivée des données de diagraphie variables (par exemple de capteurs 127). Elles peuvent être représentées en utilisant les équations suivantes :

><,, = (22) kte = f&îiAg) (23)

Ici, fiog(kiog) et fiog(kio_g) sont deux fonctions connues, k_Log et ki_og sont deux types de perméabilités dérivées des données de diagraphie conventionnelles.

[0057] Dans l'équation 22, si l'on suppose que les perméabilités dérivées des données de diagraphie k_iog sont étalonnées par k_e (par exemple, en utilisant des diagrammes de résistivité, une diagraphie sonique et/ou une RMN, etc.), alors elles peuvent être *

approximativement exprimées par k_e = Ci_og x k_log, où C/_og est un coefficient d'étalonnage connu. Dans l'équation 23, si l'on suppose que les perméabilités dérivées des données de diagraphie sont étalonnées par k_he, elles peuvent être approximativement exprimées par /c_he = Cifg x k^Rog, où Cif_g est également un coefficient d'étalonnage connu. Si l'on suppose que Crp = 1, CpJ = 1, and C_pp = 1 pour les formations B A, alors une relation entre l’anisotropie de la perméabilité et de la résistivité peut être exprimée par les équations suivantes :

L· f^XZ	= *x = kz	— — R Rx zx	(24)
kyz	ky kz	RZ _ n Ry ~ Kzy	(25)
kyX	ky kx	Rx _ n ÏTy-Hxy	(26)
L· r^xy	_ kx _ ky	£ = Ryx = 1/Rxy	(27)
Rzy	— Rzx	RXy	(28)

[0058] Si l'on suppose que la BA de la résistivité peut être obtenue d'après les diagrammes MCI, alors les perméabilités peuvent être déterminées d'après les équations cidessus si les perméabilités conventionnelles dérivées des données de diagraphie sont égales à la perméabilité effective, k_e. Quand les composantes tri-axiales de la résistivité (R_x, R_y, and R_z) et la perm effective k_e (ou une composante de la perméabilité telle que fc_x), sont déterminées, alors les composantes tri-axiales de la perméabilité (k_x, k_y, and k_z) plus les rapports d’anisotropie biaxiale de la perméabilité (par exemple, — ,γ-, and γ- ) peuvent être déterminés. Par conséquent, les équations suivantes peuvent être utilisées pour déterminer k_x, k_y et k_z :

[0059] Il est connu que les structures feuilletées des réservoirs stratifiés sont souvent bien plus fines que la résolution verticale d'un outil de diagraphie. Par conséquent, les perméabilités dérivées des données de diagraphie peuvent être représentées comme étant des moyennes pondérées de la perméabilité du réservoir et de la perméabilité du schiste réelles. La Figure 4 est un diagramme d'un modèle de perméabilité à plusieurs composants constitué d'un nombre M de types de sables isotropes et d'un type de schiste BA. Dans le modèle , est la perméabilité réelle ou du sable du i-ème type et kf_h, k^_h, et kf_h représentent les perméabilités dans la direction de l'axe des x, des y et des z de la formation de schiste pur, respectivement, et une BA peut être causée par les fractures 400. Selon le modèle de perméabilité à plusieurs composants, les équations suivantes peuvent être utilisées pour la détermination de la perméabilité réelle du réservoir dans une formation stratifiée, telle que les formations de sableschiste :

[0060] Pour les perméabilités dans la direction selon l'axe des x et l'axe des y qui sont dans une direction parallèle (par exemple, horizontale) au plan de stratification, les perméabilités selon l'axe des x et l'axe des y peuvent être représentées en utilisant les équations suivantes :

k, = ZS.OçS’ · k%) + k^xsh Σ, v^, = Σ ife® · fc«) + k^xsh V_lam (32) k, - · /î) + k(_h Σ, v, = Σ&Χΰ’ *£) + k^vsh v_lan (33) [0061] Pour la perméabilité dans la direction de l'axe des z qui est perpendiculaire (par exemple, verticale) au plan de stratification, la perméabilité selon l'axe des z peut être représentée en utilisant l'équation suivante :

[0062] Dans les équations (32), (33) et (34), on suppose que tous les sables sont isotropes et que le schiste est BA anisotrope. M représente le nombre total de types de sable. kf_h, k^ysh et kf_h sont les perméabilités dans la direction de l'axe des x, des y et des z (ou autrement dit, deux perméabilités horizontales et une perméabilité verticale) de la formation de schiste pur, respectivement, V_tam = Σ^ι ^est f^racti°ⁿ volumique du schiste stratifié total, est le pourcentage volumique pour le i-ème type de sable, k^ est la perméabilité du sable du i-ème type et Σ^ι^⁰) + V_lam = 1.

[0063] Si l'on suppose que Μ = 1 ou k^ ⁼k^_d = ··· = k^p = k_sd, les équations ci-dessus peuvent être réduites à un modèle de perméabilité bimodal pour la détermination de la perméabilité du réservoir. La Figure 5 est un diagramme illustrant un modèle de perméabilité bimodal constitué de sable isotrope et de schiste BA. Ici, k_sd est la perméabilité réelle du sable (ou du réservoir), et k*_h, k^vsh, et k^zh sont les perméabilités dans la direction de l'axe des x, des y et des z de la formation de schiste pur. Tel qu'illustré, un modèle multi-couche peut être réduit à un modèle bimodal à deux couches équivalent.

[0064] La composante de perméabilité selon la direction x peut être représentée en utilisant l'équation réduite suivante :

kx = (1 “ Vlam) ' ^ksd + ^Vl lam κχ ^Ksh (35) [0065] La composante de perméabilité selon la direction y peut être représentée en utilisant l'équation réduite suivante :

ky ~ Vlam) ' ^sd i” ^lam ' ^sh. (36) [0066] La composante de perméabilité selon la direction z peut être représentée en utilisant l'équation réduite suivante :

t (1 Vlam) i Vlam j, _1_ k_z ~ k_sd k^zsh ^{, Z} ~ Υ-νlam) , Vlam ^ksd ^ksh (37) [0067] Dans les équations (35), (36) et (37), si k_x, k_y, k_z k*_h, k^_h, et ks_h sont connues, par exemple d'après les calculs et/ou les données de diagraphie, alors la perméabilité du sable k_sd et V_lam peuvent être résolues. Par exemple, la solution graphique de la perméabilité du sable k_sd et du volume de schiste feuilleté V_lam aux équations (35), (36) et (37) pour le schiste feuilleté à kf_h (ou kshHx) = 10 md et (ou kshZ) = 1 md est indiquée sur la Figure 6. Sur la Figure 6, les contours en ligne pointillée correspondent aux valeurs de la constante V_Lam, et les contours en ligne continue représentent les valeurs de la constante k_sd. De même, la Figure 7 illustre une solution graphique de la perméabilité du sable k_sd et du volume de schiste feuilleté V_tam pour le schiste feuilleté à k$_h (ou kshHy) = 10 md et k^zh (ou kshZ) = 1 md. Sur la Figure 7, les contours en ligne pointillée correspondent aux valeurs de la constante Vi_am, et les contours en ligne continue représentent les valeurs de la constante k_sd.

[0068] Cependant, si l'on suppose que le sable et le schiste sont tous deux isotropes (par exemple, k*_h = kf._h = k^zh = k_sh), les équations (35), (36) et (37) peuvent être exprimées en utilisant les équations suivantes :

(t Vlam) | Vlam k-sd ksh

\am ' ^sh		(38)
/am ' ksh		(39)
k — 1 Kz ~ (i-Vlam)	. Vlam	(40)
ksd	ksh
suppose que le sable et le	schiste sont

[0069] Cependant, même si Γ tous deux isotropes, la macro anisotropie de la perméabilité de la formation peut être observée. Par exemple, les Figures 8 et 9 montrent une paire de tracés illustrant la perméabilité dans la direction de l'axe des x, des y et des z, k_x, k_y, and k_z, la perméabilité effective k_e, et les rapports anisotropes k_xz = k_x/k_z et k_yz = k_y/k_z en fonction du volume de schiste feuilleté V_lam. Si V_lam * θ’ ksd ^et k_sh représentent la perméabilité du grès et du schiste, respectivement. Si l'on suppose que les composantes tri-axiales de la perméabilité, k_x, k_y, k_z, et le volume de schiste feuilleté V_lam sont connus, alors k_sd et k_sh peuvent être résolues d'après les équations (38), (39) et (40). Après que les effets du feuilletage sur les perméabilités mesurées/calculées, k_x, k_y, and k_z, sont corrigés, une perméabilité plus précise k_sd pour le sable peut être obtenue. Sur la Figure 8, la perméabilité du grès k_sd =100 md, et les perméabilités du schiste k/% (ou kshXZ) = k^ (ou kshYZ) = 1 md, ce qui indique que le schiste est isotrope. Sur la Figure 9, la perméabilité du grès k_sd =100 md, et les perméabilités du schiste k^ (ou kshXZ) = 10 md et k^ (ou kshYZ) = 1 md, ce qui indique que le schiste est isotrope. Les Figures 8 et 9 montrent que k_xz et k_yz approchent une valeur maximale autour de 50 % de schiste, que toutes les courbes sont sensibles au volume de schiste stratifié, et que k_y, k_z, k_yz sont identiques.

[0070] En utilisant les équations (38) et (40), le rapport d'anisotropie de la perméabilité k_xz = peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

k„ = g = [0 - V_lam) k_si + v,_am · fej,].

ⁱsh = (1 - Vlam) [(1 - Vlam) + V_lam g] + V_lam [(1 - V_lam) g +

= 1 - 2V_iam + V,_am(l - V_lam) [iâ + £g] + V_tamV_lam [1 + *£] = 1 + T„_m[(l - ω [g + jg] + V,,_m [1 + fc£] - 2](41)

OU k_xz 1 ~ Vlam)

5^{++ v}‘“”^{[1 +} ~^{21 (42)} [0071] En utilisant les équations (39) et (40), le rapport d'anisotropie de la /c perméabilité k_yz = — peut être représenté en utilisant l'équation suivante :

k_yz = £ = [d - k,_d + v,_am · tj,].

K-z = (1 - V_lam) (i-v,_am) + v_lam!ÿ· ^Kshi ^ksd

Έ V[_am

Vlam) Vlam k^{z K}sh r_Iam[(l - ω [& + g] + V_lam [1 + *£] - 2](43) ou kyz 1 ~ Vlaml(l Vlam) + ^Viam [1 + kg_b] ~ 2} (44) [0072] En outre, les équations suivantes peuvent être utilisées pour calculer R_x, R_y, et R_z :

t _ (1 Vlam) _|_ Vlam

Ry Rvd Re 'sh _ (1 Vlam) _j_ Viam

Rx

Rsd.

sh

R_Z ~ (1 Vlam) Rsd 4 Vlam ' R.

z sh (45) (46) (47) [0073] Les équations suivantes peuvent être utilisées pour calculer le rapport d'anisotropie de la résistivité R_zx :

p — 22. — ⁿZX p ~ ^Kx (1-Viam)

Rsd ₊ M [d _ l/,_om) . _Rsd + v_lam RJ,] ^Ksh J

ZX lamPsh.

VlnmR = (1 - K_to„) [(1 - V_lam) + v,_am gj] + v_lam (ΐ-ω^+ ^xsh = i-2v_lam-l· r,_amr,_am(i + «s + r,_am(i - v_lam) [j& + g] (48)

OU «z, - 1 = V_tam [il - K_lam) [g + g] + V,_am(l + s» - 2} (49) , R^Z, [0074] D'après ce qui précède, il peut être observé que : si -5- = —, «sft ^Rsd ¹⁰ ir ⁼ ÿ-’ ^{et k}ïh = ^Rsh’ ^alors k_xz = R_zx (ou C^p = 1). Sinon, = k_xz/R_zx, ou = ^Ksd ^Ksà fe d fe\ ( k_xz — T)/(R_ZX — 1), et C_Rp est une fonction non linéaire de V_iam, -γ, -γ-, k/ff, et k$h ksd rZ R à —, -γ, Rgf(, et peut être représentée en utilisant l'équation suivante :

^Rsd ^Rsh pxz _ ^CRP —

{(l-Uam)	ksh 1 ksd ksd ksh	+Vlam [1+fcsh]~2j
{(1-Uam)	Rsh,Rsd [RsdRXsh\	+^(1+^)-2}

(50) k k^y [0075] De même, C™ est une fonction non linéaire de Vi_am, τγ, ^sh ksd ^ksh’ ^Rsh> ^et P^eut être représentée en utilisant l'équation suivante :

_ryz — ^urp ~

{(1-P/am)	ksh 1 ksd ksd kzsh	+Vlam [1+/csh]~2j
{(1-Ptam)	Rsh,Rsd Rsd+Rysh_	+Uam(l+^)-2}

(51) [0076] Une fois que toutes les V_lam, k%%, et Rg% sont ^ksh ^ksd ^Rsd ^Rsh k fi connues, l'équation (50) peut être utilisée pour estimer C_Rp. Une fois que toutes les U_am, -γ, ^ksh ΐ y z — , k^, et — , ^γ, Rs% sont connues, l'équation (51) peut être utilisée pour estimer C_pp. Par k_sd ^Rsd sh ailleurs, les relations données par les équations suivantes doivent également être comprises, où : k_xz Rzx· kyz Rzy et k_Xy Ryx· [0077] La Figure 10 est un organigramme illustrant un procédé 1000 comprenant un traitement de données à plusieurs niveaux basé sur des modèles directs avec anisotropies BA. Le procédé 1000 permet l'évaluation de l'anisotropie de la perméabilité d'une formation en utilisant une intégration des données de diagraphie MCI avec des diagrammes provenant d'autres capteurs conventionnels/avancés (par exemple, conventionnels tels que les diagrammes combo triples, ou avancés tels que la diagraphie sonique, la RMN, la RDT, ou autres capteurs conventionnels/avancés 127).

[0078] À l'opération 1002, les données de mesure MCI capturées par un outil MCI tri-axial dans un trou de forage s'étendant à travers une formation géologique de subsurface peuvent être entrées après étalonnage, correction de température et autre traitement préalable. Ce traitement préalable peut ne pas inclure de correction de l'effet pariétal. Les données MCI peuvent être des données de multi-fréquence, et peuvent être prises à de multiples espacements. Dans certains modes de réalisation, les données de mesure MCI peuvent être des mesures à une seule fréquence des réseaux respectifs de l'outil. En outre, d'autres données de diagraphie capturées, par exemple, par des capteurs de diagraphie sonique ou de RMN 127 peuvent également être entrées.

[0079] À l'opération 1004, un traitement d'inversion est appliqué aux données de mesure MCI pour produire des paramètres inversés à utiliser pour l'évaluation de la perméabilité. Par exemple, une inversion à base de BA peut être appliquée pour produire les paramètres BA inversés de R_x, R_y et R_:. Le traitement d'inversion à base de BA peut être basé sur divers modèles de formation, comprenant, mais sans s'y limiter : les modèles radialement unidimensionnels (R1D) et sans dimension (0D). Les paramètres inversés peuvent être utilisés pour la détermination, par exemple, des rapports d'anisotropie de la résistivité (R_x-_, R_yz, R_xy). Les rapports d'anisotropie de la perméabilité (k_xz, k_y:, kxy) peuvent être déterminés d'après l'anisotropie de la résistivité en utilisant, par exemple, les équations (13) à (19) comme abordé cidessus.

[0080] À l'opération 1006, la perméabilité effective k_e (ou une composante de la perméabilité) peut être déterminée en utilisant les perméabilités conventionnelles dérivées des données de diagraphie (par exemple, en utilisant des diagrammes de RMN, de RDT, de diagraphie sonique et/ou de résistivité). À l'opération 1008, les composantes de la perméabilité peuvent être déterminées en utilisant les données d'anisotropie de la résistivité obtenues d'après les données de mesure MCI et la perméabilité effective k_e provenant des diagrammes de perméabilité conventionnels. Dans un mode de réalisation, les composantes tri-axiales de la résistivité (R_x, R_y et /?-) et la perméabilité effective (ou une composante de la perméabilité), peuvent être utilisées pour déterminer les composantes tri-axiales de la perméabilité (k_x, k_y, and k_z) et l'anisotropie de la perméabilité (par exemple, and — ) en utilisant les équations

Ky k-2 (29) à (31) comme abordé ci-dessus. Les composantes de la perméabilité peuvent être utilisées pour résoudre les équations (32) à (34) comme abordé ci-dessus pour récupérer les constantes de perméabilité k*_h, k^ysh, et kf_h d'une formation de schiste pur. Les équations (32) à (34) peuvent également être utilisées pour déterminer le volume de schiste feuilleté V_lam . Avec un volume de schiste feuilleté V_tam connu, les équations (35), (36) et (37) comme abordé ci-dessus peuvent être résolues pour obtenir la perméabilité du sable k_sd dans les formations stratifiées.

[0081] Une fois que les données ci-dessus sont déterminées, les équations (50) et (51) comme abordé ci-dessus peuvent être utilisées pour estimer les coefficients Cflp and C^yzp. Dans certains modes de réalisation, les k_x, k_y, and k_z calculées, et k_sd (ainsi que k_sh) peuvent être évaluées en termes de qualité des données à l'opération 1010 avant la sortie pour utilisation dans l'évaluation de la formation à 1012.

[0082] Les bénéfices des procédés et systèmes décrits pour l'évaluation de l'anisotropie de la perméabilité utilisant à la fois les données MCI et les diagrammes de perméabilité conventionnels incluent une évaluation plus précise du réservoir, une détection des fractures, et le développement/la production de pétrole.

[0083] Les Figures 11 à 14 sont des tracés qui fournissent un ensemble de données synthétiques destiné à prédire les rapports d'anisotropie de la perméabilité et les composantes de la perméabilité (k_x, ky et k-) à partir d'une interprétation intégrée de Vi_am, Rx, Ry, Rz, et de la perméabilité effective (k_e).

[0084] La Figure 11 illustre les résistivités simulées dans la direction de l'axe des x, des y et des z (Rx, Ry, Rz) ayant des unités d'ohm-m sur une plage de profondeurs. Les résistivités Rx, Ry et Rz, peuvent être calculées en utilisant les équations (45), (46) et (47), comme abordé ci-dessus, pour une R_sd donnée et R*_h = 1 (or R^f = 4), R^yh = 2(or R^z% = 2), Rl_h = 4 ohm-m plus la V_[am connue comme donnée sur la Figure 12. Fe log V)_am du volume de schiste feuilleté peut être simulé en utilisant l'équation ci-dessous :

V_lam(z, AA, B B) = AA — BB «i ’ 9ifr b_t, cf) (52) où z représente la profondeur de la diagraphie (en unités de pieds), AA = 0,95, BB = 0,85, et N_sh = 7, et gAz, b^, cf) représente de multiples fonctions gaussiennes modifiées, qui peuvent être exprimées en utilisant l'équation ci-dessous :

_ArizÈi)² gAz.bi.cf) = e ^ci 1 , i= 1,2,N_sh (53) où ai = l,bi= -70, -50, -25, 0, 25, 50, 70, et q = 5, 5, 10, 5, 10, 5,

5.

[0085] La Figure 13 illustre les perméabilités simulées dans la direction de l'axe des x, des y et des z (k_x, k_y, et kf), la perméabilité effective (k_e), où les perméabilités (k_x, k_y, k-, et k_e) peuvent être déterminées par les équations (38), (39), (40) et (30) avec une k_sd donnée, et k*_h = 16, k^ysh = 8, k^zsh = 4, et en outre avec la V_iam connue de la Figure 12. La Figure 14 illustre les perméabilités prédites (k_x, ky et kf), et la perméabilité du sable (ksd), en utilisant l'organigramme décrit sur la Figure 10.

[0086] En raison de la macro-anisotropie de la perméabilité causée par les structures feuilletées et de la limitation de la résolution verticale des outils, la perméabilité effective k_e obtenue par les diagrammes conventionnels n'est pas la même que les perméabilités k_x, k_y et k-. En outre, il peut être constaté que toutes les perméabilités k_e, k_x, k_y et k_: sont significativement différentes du diagramme k_sd pour la même raison de structure feuilletée. Cependant, en comparant les Figures 13 et 14, il peut être constaté que les k_x, k_y, k_ et k_sd prédites sur la Figure 14 sont sensiblement les mêmes que leurs valeurs réelles sur la Figure 13.

[0087] La Figure 15 est un schéma fonctionnel d'un système 1500 donné en exemple pour estimer les propriétés de formation et d'invasion en subsurface, selon un mode de réalisation donné en exemple. Le système 1500 donné en exemple de la Figure 15 peut être configuré pour réaliser un ou plusieurs des procédés décrits ci-dessus en référence à la Figure 10. Le système 1500 est décrit en termes d'un nombre de modules pour réaliser les opérations respectives décrites précédemment. Tel qu'utilisé ici, un « module » peut être un moteur, un élément logique ou un mécanisme capable de réaliser les opérations décrites et/ou configuré ou agencé d'une certaine manière. Les modules peuvent constituer soit des modules logiciels, avec un code incorporé sur un support lisible par une machine non transitoire (à savoir, tel que tout dispositif de stockage conventionnel, tel qu'une mémoire volatile ou non volatile, des lecteurs de disques ou des dispositifs de stockage à l'état solide (SSD), etc.), ou des modules mis en œuvre dans le matériel. Dans certains modes de réalisation donnés en exemples, un ou plusieurs systèmes informatiques (par exemple, un système informatique autonome, de client ou sur serveur) ou une ou plusieurs composantes d'un système informatique (par exemple, un processeur ou un groupe de processeurs) peuvent être configurés par un logiciel (par exemple, une application ou une partie d'une application) ou un microprogramme (à noter que le logiciel et le microprogramme peuvent généralement être utilisés de manière interchangeable ici comme cela est connu par un expert du domaine) en tant que module qui a pour fonction de réaliser les opérations décrites.

[0088] Dans divers modes de réalisation, un module mis en œuvre dans le matériel peut être mis en œuvre mécaniquement ou électroniquement. Un module mis en œuvre dans le matériel est une unité tangible capable de réaliser certaines opérations et peut être configuré ou agencé d'une certaine manière. Dans les modes de réalisation donnés en exemples, un ou plusieurs systèmes informatiques (par exemple, un système informatique autonome, de client ou sur serveur) ou un ou plusieurs processeurs peuvent être configurés par un logiciel (par exemple, une application ou une partie d'une application) en tant que module mis en œuvre dans le matériel qui a pour fonction de réaliser certaines opérations telles que décrites ici. Par exemple, un module mis en œuvre dans le matériel peut inclure un circuit ou une logique dédié(e) qui est configuré(e) de manière permanente (par exemple, dans un processeur spécialisé, un circuit intégré à application spécifique (ASIC) ou un réseau de portes) pour réaliser les opérations identifiées. Un module mis en œuvre dans le matériel peut également inclure une logique ou un circuit programmable (par exemple, tel(le) qu'incorporé(e) dans un processeur universel ou autre processeur programmable) qui est temporairement configuré par un logiciel ou un microprogramme pour réaliser une partie ou la totalité de telles opérations.

[0089] Le terme « module mis en œuvre dans le matériel » doit s'entendre comme englobant une entité tangible, une entité qui est physiquement construite, configurée de manière permanente (par exemple, câblée), ou configurée de manière temporaire ou transitoire (par exemple, programmée) pour fonctionner d'une certaine manière et/ou pour réaliser certaines opérations décrites ici. En considérant les modes de réalisation dans lesquels les modules mis en œuvre dans le matériel sont configurés de manière temporaire (par exemple, programmés), tous les modules mis en œuvre dans le matériel n'ont pas besoin d'être configurés ou instanciés à un quelconque instant. Par exemple, lorsque les modules mis en œuvre dans le matériel comprennent un processeur universel configuré utilisant un logiciel, le processeur universel peut être configuré comme différents modules mis en œuvre dans le matériel respectifs à différents moments. Le logiciel peut configurer un processeur en conséquence, par exemple, pour constituer un module mis en œuvre dans le matériel particulier à un instant et pour constituer un module mis en œuvre dans le matériel différent à un instant différent.

[0090] Les modules mis en œuvre dans le matériel peuvent fournir des informations vers d'autres modules mis en œuvre dans le matériel, et recevoir des informations en provenance d'autres modules mis en œuvre dans le matériel. En conséquence, les modules mis en œuvre dans le matériel décrits peuvent être considérés comme étant accouplés en communication. Lorsque plusieurs de tels modules mis en œuvre dans le matériel existent simultanément, des communications peuvent être obtenues par transmission du signal (par exemple, sur des circuits et des bus appropriés) qui connectent les modules mis en œuvre dans le matériel. Dans les modes de réalisation dans lesquels de multiples modules mis en œuvre dans le matériel sont configurés ou instanciés à différents moments, les communications entre de tels modules mis en œuvre dans le matériel peuvent être obtenues, par exemple, par le stockage et la récupération d'informations dans des structures de mémoire auxquelles les multiples modules mis en œuvre dans le matériel ont accès. Par exemple, un module mis en œuvre dans le matériel peut réaliser une opération et stocker la sortie de cette opération dans un dispositif de mémoire auquel il est accouplé en communication. Un autre module mis en œuvre dans le matériel peut alors, plus tard, accéder au dispositif de mémoire pour récupérer et traiter la sortie stockée. Les modules mis en œuvre dans le matériel peuvent également initier des communications avec les dispositifs d'entrée ou de sortie, et peuvent fonctionner sur une ressource (par exemple, une collecte d'informations).

[0091] En conséquence, le terme « module » doit s'entendre comme englobant une entité tangible, une entité qui est physiquement construite, configurée de manière permanente (par exemple, câblée), ou configurée de manière non transitoire ou temporaire (par exemple, programmée) pour fonctionner d'une certaine manière ou pour réaliser certaines opérations décrites ici. Dans certains modes de réalisation, les modules ou les composants peuvent être configurés de manière temporaire (par exemple, programmés), et tous les modules ou les composants n'ont pas besoin d'être configurés ou instanciés à un quelconque instant. Par exemple, lorsque les modules ou les composants comprennent un processeur universel configuré utilisant un logiciel, le processeur universel peut être configuré comme différents modules mis en œuvre dans le matériel respectifs à différents moments. Le logiciel peut configurer le processeur en conséquence pour constituer un module particulier à un instant et pour constituer un module différent à un instant différent.

[0092] Les modules peuvent fournir des informations vers d'autres modules et recevoir des informations en provenance d'autres modules. En conséquence, les modules décrits peuvent être considérés comme étant accouplés en communication. Lorsque plusieurs de tels modules existent simultanément, des communications peuvent être obtenues par transmission du signal (par exemple, sur des circuits et des bus appropriés) qui connectent les modules. Dans les modes de réalisation dans lesquels de multiples modules sont configurés ou instanciés à différents moments, les communications entre de tels modules peuvent être obtenues, par exemple, par le stockage et la récupération d'informations dans des structures de mémoire auxquelles les multiples modules ont accès. Par exemple, un module peut réaliser une opération et stocker la sortie de cette opération dans un dispositif de mémoire auquel il est accouplé en communication. Un autre module peut alors, plus tard, accéder au dispositif de mémoire pour récupérer et traiter la sortie stockée. Les modules peuvent également initier des communications avec les dispositifs d'entrée ou de sortie, et peuvent fonctionner sur une ressource (par exemple, une collecte d'informations).

[0093] Aux fins de la présente description, les modules de la Figure 15 seront décrits en termes des algorithmes exécutés dans chaque module, tels qu'ils peuvent être exécutés par un ou plusieurs processeurs, ordinateur universel ou autre mécanisme sur la base des instructions stockées dans le matériel conformément à la description ci-dessus.

[0094] Dans ce mode de réalisation donné en exemple, le système 1500 comprend un module d'accès aux données 1504 configuré pour accéder aux données MCI et autres données de diagraphie à partir d'un module d'initialisation 1502. Un module d'inversion 1506 est configuré pour réaliser une inversion conformément à un ou plusieurs des modes de réalisation donnés en exemples abordés en référence à la Figure 10, tandis qu'un module de détermination de la perméabilité 1508 est configuré pour déterminer les composantes de l'anisotropie de la perméabilité 3D sur la base des résultats de l'inversion, selon les modèles et/ou les formules d'anisotropie de la perméabilité abordés ci-dessus. Dans un mode de réalisation, le module d'inversion 1506 peut être configuré pour calculer les paramètres B A inversés par la réalisation d'une opération d'inversion itérative sur les données MCI en utilisant un modèle de formation BA qui représente les caractéristiques de résistivité simulées de la formation qui tiennent compte de l'anisotropie bi-axiale de la formation en termes de résistivité comme abordé ci-dessus concernant la Figure 10.

[0095] Après le traitement d'inversion, le module de détermination de la perméabilité 1508 peut réaliser les calculs de l'anisotropie de la perméabilité. Le système 1500 peut en outre comprendre un module de sortie 1510 configuré pour délivrer les composantes de la perméabilité calculées. Le module de sortie 1510 peut dans certains modes de réalisation délivrer à des tables numériques des valeurs estimées pour la résistivité de la formation, le volume de schiste feuilleté et/ou diverses composantes de la perméabilité et la résistivité à l'invasion en de multiples points différents le long d'un trou de forage. Dans d'autres modes de réalisation, un tracé graphique qui fait correspondre les valeurs estimées aux positions dans le trou de forage peut être imprimé sur une copie papier, et/ou peut être affiché sur un écran d'affichage (par exemple, une unité d'affichage vidéo 1610 comme décrit en plus grand détail cidessous en référence à la Figure 16).

[0096] Les diverses opérations des procédés donnés en exemples décrits ici peuvent être réalisées, au moins partiellement, par un ou plusieurs processeurs qui sont configurés de manière temporaire (par exemple, par un logiciel) ou configurés de manière permanente pour réaliser les opérations pertinentes. Qu'ils soient configurés de manière temporaire ou de manière permanente, de tels processeurs peuvent constituer des modules mis en œuvre par un processeur qui fonctionnent pour réaliser une ou plusieurs opérations ou fonctions. Les modules auxquels il est fait référence ici peuvent, dans certains modes de réalisation donnés en exemples, comprendre des modules mis en œuvre par un processeur.

[0097] De même, les procédés décrits ici peuvent être au moins partiellement mis en œuvre par un processeur. Par exemple, au moins certaines des opérations d'un procédé peuvent être réalisées par un ou plusieurs processeurs ou modules mis en œuvre par un processeur. La performance de certaines opérations peut être distribuée parmi l'un ou plusieurs processeurs, non seulement résidant à l'intérieur d'une machine individuelle, mais également déployés dans un certain nombre de machines. Dans certains modes de réalisation donnés en exemples, le processeur ou les processeurs peuvent être situés à un seul emplacement (par exemple, dans un environnement domestique, un environnement de bureau ou en tant que grappe de serveurs), tandis que dans d'autres modes de réalisation les processeurs peuvent être distribués dans un certain nombre d'emplacements.

[0098] L'un ou plusieurs processeurs peuvent également fonctionner pour supporter la performance des opérations pertinentes dans un environnement d'« infonuagique » ou en tant que « logiciel-service » (SaaS). Par exemple, au moins certaines des opérations peuvent être réalisées par un groupe d'ordinateurs (comme exemples de machines comprenant des processeurs), ces opérations étant accessibles via un réseau (par exemple, Internet) et via une ou plusieurs interfaces appropriées (par exemple, interfaces de programmation d'applications (API).) [0099] La Figure 16 est une représentation sous forme de diagramme d'une machine sous forme d'exemple d'un système informatique 1600 dans lequel un ensemble d'instructions 1624 demandant à la machine de réaliser une ou plusieurs des méthodologies abordées ici peut être exécuté. Par exemple, le système informatique en surface 366 (Figure 3) ou une ou plusieurs quelconques de ses composantes peuvent être fournis par le système 1600.

[00100] Dans d'autres modes de réalisation, la machine fonctionne comme un dispositif autonome ou peut être connectée (par exemple, mise en réseau) à d'autres machines. Dans un déploiement en réseau, la machine peut fonctionner dans la capacité d'un serveur ou d'une machine d'un client dans un environnement de réseau serveur-client, ou en tant que machine poste dans un environnement de réseau poste à poste (ou distribué). La machine peut être un ordinateur serveur, un ordinateur d'un client, un ordinateur personnel (PC), une tablette PC, un boîtier extérieur (STB), un assistant numérique personnel (PDA), un téléphone cellulaire, un appareil sur le web, un routeur réseau, un commutateur ou un pont, ou toute machine capable d'exécuter un ensemble d'instructions (de manière séquentielle ou autre) qui spécifient les actions à prendre par cette machine. En outre, bien qu'une seule machine soit illustrée, le terme « machine » doit également être considéré comme incluant tout ensemble de machines qui exécutent individuellement ou collectivement un ensemble (ou plusieurs ensembles) d'instructions pour réaliser une ou plusieurs quelconques des méthodologies abordées ici.

[00101] Le système informatique 1600 donné en exemple comprend un processeur 1602 (par exemple, une unité centrale de traitement (CPU) une unité de traitement graphique (GPU) ou les deux), une mémoire principale 1604 et une mémoire statique 1606, qui communiquent les uns avec les autres via un bus 1608. Le système informatique 1600 peut en outre inclure une unité d'affichage vidéo 1610 (par exemple, un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD), un écran à tube cathodique (CRT), etc.). Le système informatique 1600 comprend également un dispositif d'entrée alpha-numérique 1612 (par exemple, un clavier), un dispositif de commande de curseur 1614 (par exemple, une souris, une boule de commande, etc.), une unité lecteur de disques 1616, un dispositif de génération de signal 1618 (par exemple, un microphone/haut-parleur) et un dispositif d'interface réseau 1620.

[00102] L'unité lecteur de disques 1616 comprend un support de stockage lisible par une machine ou lisible par un ordinateur 1622 sur lequel sont stockés un ou plusieurs ensembles d'instructions 1624 (par exemple, logiciel) incorporant une ou plusieurs quelconques des méthodologies ou fonctions décrites ici. Les instructions 1624 peuvent également résider, complètement ou au moins partiellement, à l'intérieur de la mémoire principale 1604 et/ou à l'intérieur du processeur 1602 au cours de l'exécution de celui-ci par le système informatique 1600, la mémoire principale 1604 et le processeur 1602 constituant également des supports lisibles par une machine non transitoire. Les instructions 1624 peuvent en outre être transmises ou reçues sur un réseau 1626 via le dispositif d'interface réseau 1620.

[00103] Bien que le support de stockage lisible par une machine 1622 soit illustré dans un mode de réalisation donné en exemple sous la forme d'un support unique, le terme « support lisible par une machine » doit être considéré comme incluant un support unique ou de multiples supports (par exemple, une base de données centralisée ou distribuée et/ou des caches et des serveurs associés) qui stockent l'un ou plusieurs ensembles d'instructions 1624. Le terme « support lisible par une machine » doit également être considéré comme incluant tout support qui est capable de stocker un ensemble d'instructions en vue de l'exécution par la machine et d'amener la machine à réaliser une ou plusieurs quelconques des méthodologies de la présente divulgation. Le terme « support lisible par une machine » doit en conséquence être considéré comme incluant, mais sans s'y limiter, les dispositifs de mémoire à l'état solide de tous types, ainsi que les supports optiques et magnétiques.

[00104] Bien que la présente divulgation ait été décrite en référence à des modes de réalisation donnés en exemples particuliers, il sera évident que diverses modifications et divers changements peuvent être apportés à ces modes de réalisation sans s'écarter de la portée plus large de la divulgation. En conséquence, le mémoire et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

[00105] Par conséquent, un procédé de détermination de la perméabilité d'une formation terrestre 118 pénétrée par un trou de forage 116 a été décrit. Les modes de réalisation du procédé peuvent généralement inclure le positionnement d'un capteur 127 dans le trou de forage 116, la mesure des caractéristiques de la formation terrestre 118 en utilisant le capteur 127, la diagraphie des caractéristiques, et la détermination d'une perméabilité effective sur la base des caractéristiques de la diagraphie. Le positionnement d'un outil de diagraphie 126, 234, 365 dans le trou de forage 116, la mesure des données tridimensionnelles (3D) en utilisant l'outil de diagraphie 126, 234, 365, la détermination des composantes 3D de la résistivité R_x, R_y et R_: de la formation terrestre 118 par inversion des données 3D, la diagraphie des composantes 3D de la résistivité R_x, R_y et R_:, et la détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, ky, k_z sur la base de la perméabilité effective et des diagrammes de composantes 3D de la résistivité. La détermination d'une perméabilité du sable k_sd dans la formation terrestre 118, sur la base au moins en partie des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y,k_z, de la perméabilité effective k_e, et d'un volume de schiste stratifié V_iam. La diagraphie de la perméabilité du sable et l'initiation d'une modification à une opération (ou à des opérations) sur la base de la perméabilité du sable.

[00106] D'autres modes de réalisation du procédé peuvent généralement inclure la détermination de la perméabilité du sable k_Sd dans une formation de schiste stratifié, le forage d'un trou de forage 116 à travers une formation terrestre contenant la formation de schiste stratifié 118, la mesure des paramètres de la formation de schiste stratifié 118 par un capteur 127 positionné dans le trou de forage 116 et la diagraphie des paramètres, la détermination d'une perméabilité effective k_e sur la base des paramètres de la diagraphie, la mesure des données d'induction tridimensionnelles (3D) de la formation de schiste stratifié 118 avec un outil de diagraphie par induction à composants multiples (MCI) 126, 234, 365, et le calcul des composantes 3D de la résistivité d'après les données d'induction 3D. La détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z sur la base de la perméabilité effective k_e et d'un pourcentage de schiste V_iam qui est présent dans la formation de schiste stratifié 118. La détermination de la perméabilité du sable k_sa sur la base au moins en partie des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z, de la perméabilité effective k_e, et du pourcentage de schiste Vi_am, la diagraphie de la perméabilité du sable k_S(^, et l'initiation d'une modification à une opération de trou de forage sur la base de la perméabilité du sable k_S(^.

[00107] Pour les modes de réalisation précédents, le procédé peut comprendre l'un quelconque des éléments suivants, seuls ou en combinaison les uns avec les autres :

[00108] Le procédé peut également comprendre l'initiation d'une modification à au moins l'une parmi une opération de forage d'un trou de forage, une opération de production d'un trou de forage, une opération d'injection d'un trou de forage et une opération de diagraphie d'un trou de forage en réponse aux diagrammes k_Sd de perméabilité du sable. Il est entendu que, « modification d'une opération de trou de forage » fait référence à l'altération de la performance de toutes activités qui peuvent se produire pendant, par exemple, les opérations de forage, production, injection et/ou diagraphie RPM du trou de forage. Les exemples de modifications à une opération de forage d'un trou de forage peuvent être un changement de direction d'un trépan de forage, l'augmentation/diminution de la vitesse de rotation du trépan de forage, l'augmentation/diminution de la vitesse d'avancée du trépan de forage, le changement des caractéristiques des boues, etc. Les exemples de modifications à une opération de production d'un trou de forage peuvent être des changements des tailles de crible du puits et des positions dans un tube de production, des changements des paramètres du ciment, des changements aux systèmes liés au flux des fluides sur la base des débits anticipés, etc. Les exemples de modifications aux opérations d'injection peuvent être des décisions faites relativement au type de fluide d'injection à utiliser et aux possibles débits d'injection du fluide. Les exemples de modifications à une opération de diagraphie peuvent consister à réaliser plus ou moins de procédés pour les paramètres de diagraphie du trou de forage.

[00109] La détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z peut également comprendre la réalisation d'une opération d'inversion itérative sur les données d'induction 3D. L'outil de diagraphie 126, 234, 356 peut inclure un dispositif de mesure par induction à composants multiples (MCI) qui mesure les données d'induction 3D. La perméabilité effective k_e peut représenter une perméabilité isotrope d'une région stratifiée de la formation terrestre 118, et la perméabilité isotrope k_e peut être mesurée par le capteur 127. La détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, ky, k_z peut en outre comprendre le calcul de l'une des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z pour chacune des directions selon l'axe des x, l'axe des y et l'axe des z dans une formation de schiste. La détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z peut en outre comprendre le calcul des rapports —, — ,and — entre les paires des composantes tri-axiales de ky fc_z k_z la perméabilité k_x, k_y, k_z. La généralisation d'une visualisation d'une ou plusieurs composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z en vue de l'affichage sur un dispositif d'affichage 1610.

La généralisation d'une visualisation de la perméabilité du sable k_S(i en vue de l'affichage sur le dispositif d'affichage 1610. Le capteur 127 peut être choisi dans un groupe constitué d'un capteur de résonance magnétique nucléaire (RMN), d'un capteur de diagraphie sonique multipolaire (MSL) et d'un capteur de résistivité. L'initiation d'une modification à au moins l'une parmi une opération de forage, une opération de production, une opération d'injection et une opération de diagraphie en réponse à l'affichage de la perméabilité du sable k_sd et/ou des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y,k_z.

[00110] En outre, un système de détermination de la perméabilité d'une formation terrestre 118 pénétrée par un trou de forage 116 a été décrit. Les modes de réalisation du système peuvent généralement comprendre un module d'accès aux données pour accéder aux données tridimensionnelles (3D) d'induction à composants multiples (MCI) capturées par un outil de diagraphie 126, 234, 356 et aux données de perméabilité isotrope k_e capturées par un capteur 127 dans le trou de forage 116. Un module d'inversion 1506 peut calculer les paramètres de résistivité 3D inversés R_x, R_y et R- par la réalisation d'une opération d'inversion itérative des données MCI, un module de détermination de la perméabilité 1508 qui peut calculer les composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z sur la base au moins en partie des données de perméabilité isotrope k_e et des paramètres de résistivité 3D inversés R_x, R_y et R-. Un dispositif d'affichage 1610 peut générer une visualisation des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z en vue de l'affichage destiné à un opérateur ou en vue de la diagraphie. Les données de diagraphie ou affichées peuvent être utilisées pour modifier les opérations en cours et/ou futures.

[00111] Pour l'un quelconque des modes de réalisation précédents, le système peut comprendre l'un quelconque des éléments suivants, seuls ou en combinaison les uns avec les autres :

[00112] Le module de détermination de la perméabilité peut calculer une perméabilité du sable k_S(i dans la formation terrestre 118 sur la base des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z, de la perméabilité isotrope k_e, et d'un volume de schiste stratifié Vi_am. Un volume de schiste stratifié V_lam (qui est un pourcentage de schiste dans un volume de la formation terrestre 118) et la perméabilité du sable k_sa peuvent être déterminés sur la base des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z, de la perméabilité isotrope k_e, et des constantes de perméabilité du schiste kfi, k^ysh, k^_h d'après un profil d'un diagramme du trou de forage 116. Le module de détermination de la perméabilité 1508 peut calculer les composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z sur la base au moins en partie des données et des rapports de perméabilité isotrope k_e des paramètres de résistivité 3D inversés R_x, R_y et R-. Les calculs des composantes tri-axiales de la perméabilité k_x, k_y, k_z peuvent inclure les compensations pour les effets de compaction du schiste. Le capteur 127 peut être choisi dans un groupe constitué d'un capteur de résonance magnétique nucléaire (RMN), d'un capteur de diagraphie sonique multipolaire (MSL) et d'un capteur de résistivité.

[00113] De plus, les procédés illustratifs décrits ici peuvent être mis en œuvre par un système comprenant un circuit de traitement qui peut inclure un support non transitoire lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, quand il est exécuté par au moins un processeur du circuit de traitement, amène le processeur à réaliser l'un quelconque des procédés décrits ici.

[00114] Bien que divers modes de réalisation aient été illustrés et décrits, la divulgation n'est pas limitée à ces modes de réalisation et il sera entendu qu'elle comprend toutes les modifications et variations qui seraient évidentes pour l'homme du métier. Par conséquent, il est entendu que la divulgation n'est pas limitée aux formes particulières divulguées ; au lieu de cela, l'intention est de couvrir tou(te)s les modifications, équivalents et alternatives entrant dans la portée et dans l'esprit de la divulgation telle que définie par les revendications annexées.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de détermination de la perméabilité d'une formation terrestre qui a été pénétrée par un trou de forage, le procédé comprenant :

   le positionnement d'un capteur dans le trou de forage ;

   la mesure, via le capteur, des caractéristiques de la formation terrestre, et la diagraphie des caractéristiques ;

   la détermination d'une perméabilité effective sur la base des caractéristiques de la diagraphie ;

   le positionnement d'un outil de forage dans le trou de forage ;

   la mesure, via l'outil de tridimensionnelles (3D) d'induction (MCI) ;

   diagraphie, de à composants données multiples la détermination des composantes 3D de la résistivité de la formation terrestre par inversion des données MCI 3D ;

   la diagraphie des composantes 3D de la résistivité ;

   la détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité sur la base de la perméabilité effective et des composantes 3D de la résistivité de diagraphie ;

   la détermination d'une perméabilité du sable du sable de la formation terrestre, sur la base au moins en partie des composantes tri-axiales de la perméabilité, de la perméabilité effective, et d'un volume de schiste stratifié ;

   la diagraphie de la perméabilité du sable ; et l'initiation d'une modification à une opération de trou de forage sur la base de la perméabilité du sable.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'initiation d'une modification à au moins l'un d'un groupe constitué d'une opération de forage d'un trou de forage, d'une opération de production d'un trou de forage, d'une opération d'injection d'un trou de forage et d'une opération de diagraphie d'un trou de forage en réponse à la perméabilité de diagraphie du sable.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité comprend en outre la réalisation d'une opération d'inversion itérative sur les données MCI 3D et/ou d'un calcul d'une des composantes tri-axiales de la perméabilité pour chacune des directions d'axe des x, d'axe des y, et d'axe des z dans une formation stratifiée.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'outil de diagraphie comprend un dispositif de mesure par induction à composants multiples qui mesure les données MCI 3D, dans lequel la perméabilité effective représente une perméabilité isotrope d'une région stratifiée dans une formation terrestre, et dans lequel la perméabilité isotrope est mesurée par le capteur.
5. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination des composantes tri-axiales de la perméabilité comprend en outre le calcul des rapports entre les paires des composantes tri-axiales de la perméabilité.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre la généralisation d'une visualisation des composantes tri-axiales de la perméabilité en vue de l'affichage sur un dispositif d'affichage.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le capteur est au moins l'un d'un groupe constitué d'un capteur de résonance magnétique nucléaire (RMN), d'un capteur de diagraphie sonique multipolaire (MSL) et d'un capteur de résistivité.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre la généralisation d'une visualisation de la perméabilité du sable en vue de l'affichage sur un dispositif d'affichage.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, comprenant en outre l'initiation d'une modification à au moins l'un d'un groupe constitué d'une opération de forage d'un trou de forage, d'une opération de production d'un trou de forage, d'une opération d'injection d'un trou de forage et d'une opération de diagraphie d'un trou de forage en réponse à l'affichage de la perméabilité du sable.
10. 10. Système de détermination de la perméabilité d'une formation terrestre qui a été pénétrée par un trou de forage, le procédé comprenant :

    un module d'accès aux données pour accéder aux données tridimensionnelles (3D) d'induction à composants multiples (MCI) capturées par un outil de diagraphie et aux données de perméabilité isotrope capturées par un capteur dans le trou de forage ;

    un module d'inversion qui calcule les paramètres de résistivité 3D inversés en réalisant une opération d'inversion itérative des données MCI 3D ;

    un module de détermination de la perméabilité qui calcule les composantes tri-axiales de la perméabilité sur la base au moins en partie des données de perméabilité isotrope et des paramètres de résistivité 3D inversés ; et un dispositif d'affichage qui génère une visualisation des composantes tri-axiales de la perméabilité.
11. 11. Système selon la revendication 10, dans lequel le module de détermination de la perméabilité calcule une perméabilité du sable de la formation terrestre, sur la base des composantes tri-axiales de la perméabilité, des données de perméabilité isotrope, et d'un volume de schiste stratifié.
12. 12. Système selon la revendication 11, dans lequel le volume de schiste stratifié et la perméabilité du sable sont déterminés sur la base des composantes tri-axiales de la perméabilité, des données de perméabilité isotrope, et des constantes de

    5 perméabilité du profil d'un diagramme du trou de forage.
13. 13. Système selon la revendication 10, dans lequel le module de détermination de la perméabilité calcule les composantes triaxiales de la perméabilité sur la base au moins en partie des données de perméabilité isotrope et des rapports des paramètres

    10 de résistivité 3D inversés.
14. 14. Système selon la revendication 13, dans lequel les calculs des composantes tri-axiales de la perméabilité incluent les compensations pour les effets de compaction du schiste.
15. 15. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, 15 dans lequel le capteur est au moins l'un d'un groupe constitué d'un capteur de résonance magnétique nucléaire (RMN), d'un capteur de diagraphie sonique multipolaire (MSL) et d'un capteur de résistivité.

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