FR3080190A1

FR3080190A1 - Systèmes et procédés d'acquisition de paires orthogonales de formes d'ondes pour une diagraphie acoustique de puits

Info

Publication number: FR3080190A1
Application number: FR1872803A
Authority: FR
Inventors: Denis Syresin; Hiroshi Akima; Takashi Katagiri; Atsushi Oshima
Original assignee: Services Petroliers Schlumberger SA; Schlumberger Technology Corp
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA; Schlumberger Technology Corp
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: FR3080190B1; US20190179048A1; US11181656B2

Abstract

La présente invention porte sur un système pouvant obtenir des paires orthogonales de formes d'ondes acoustiques obtenues par une mise en rotation d'un outil acoustique de fond de puits. L'outil de fond de puits peut inclure un émetteur acoustique et un récepteur acoustique. Un dispositif de calcul couplé de manière communicative à l'outil de fond de puits qui ordonne à l'émetteur de générer les diverses formes d'ondes détectées par le récepteur acoustique et stocker les diverses formes d'ondes dans une mémoire tampon. Chaque forme d'onde d'un sous-ensemble des diverses formes d'ondes orientées dans une direction similaire peut être empilée pour générer une forme d'onde composée avec un bruit réduit. Le système de calcul peut déterminer une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base de la forme d'onde composée et de formes d'ondes restantes.

Description

Titre de l'invention : Systèmes et procédés d'acquisition de paires orthogonales de formes d'ondes pour une diagraphie acoustique de puits [0001] La présente divulgation concerne généralement des outils de fond de puits et, plus particulièrement, une détermination de paires orthogonales de formes d'ondes acoustiques directionnelles par un outil acoustique de fond de puits pour une génération de diagraphies acoustiques de puits précises.

[0002] Cette section est destinée à présenter au lecteur divers aspects du domaine qui peuvent être liés à divers aspects des présentes techniques, qui sont décrits et/ou revendiqués plus bas. La présente discussion est considérée comme utile pour une fourniture d'informations contextuelles au lecteur pour faciliter une meilleure compréhension des divers aspects de la présente divulgation. Par conséquent, il doit être entendu que ces énoncés doivent être lus dans ce contexte et non comme une quelconque acceptation.

[0003] Divers dispositifs de fond de puits sont utilisés pour une étude de propriétés et de structures dans un champ pétrolifère. Dans certains cas, un train d'outils de fond de puits peut inclure de multiples outils non destructifs tels que des outils acoustiques de fond de puits utilisés pour une imagerie de la zone d'un trou de forage foré dans une formation géologique et de la formation s'étendant autour du trou de forage. Souvent, le train d'outils de fond de puits est transporté le long d'un train de forage soit dans un mode de diagraphie en cours de forage (LWD) ou de mesure en cours de forage (MWD). Dans d'autres cas, le train d'outils de fond de puits peut être transporté par un tube spiralé ou suspendu à partir d'une ligne câblée.

[0004] Des outils de fond de puits, tels que des outils acoustiques de fond de puits, peuvent présenter différentes configurations basées sur des répartitions en fréquence. Pour des outils soniques à l'extrémité inférieure de la plage de fréquences acoustiques, il peut exister une autre répartition concernant le mode d'excitation pour les signaux. Par exemple, il peut y avoir des modes d'excitation monopolaire, unipolaire, dipolaire, quadripolaire, et hexapolaire, pour ne citer que quelques exemples.

[0005] Un outil acoustique de fond de puits peut être utilisé pour mesurer une ou plusieurs propriétés d'onde acoustique pour obtenir des données au sujet de la formation géologique. L'outil acoustique de fond de puits peut inclure des émetteurs, des réseaux de récepteurs, et un circuit pour faciliter l'acquisition de ces données indicatives de propriétés de la formation géologique. Dans certains cas, des mesures à dipôles croisés dans des trous de forage peuvent être acquises par l'outil acoustique de fond de puits.

En général, ces mesures dipolaires fournissent les résultats les plus précis lorsque les deux directions de déclenchement de formes d'ondes (par ex., les directions auxquelles des signaux acoustiques sont envoyés et une mesure acquise) sont orthogonales (par ex., perpendiculaires l'une par rapport à l'autre). L'orthogonalité des deux directions de déclenchement de formes d'ondes (par ex., une direction à laquelle des formes d'ondes sont générées par des émetteurs) peut être atteinte lorsque l'outil de fond de puits n'est pas en rotation. Cependant, lorsque le train d'outils de fond de puits est en rotation (par ex., pendant un forage ou un retrait de l'outil de fond de puits) l'orthogonalité des deux déclenchements de formes d'ondes successifs peut ne généralement pas être atteinte, et une analyse de formes d'ondes non orthogonales pour une génération d'une diagraphie de puits peut être infaisable, compliquée, et/ou indésirable. La difficulté lors d'un traitement de formes d'ondes non orthogonales peut être accentuée par une variété de facteurs, tels que le fait de ne pas connaître la vitesse de rotation de l'outil acoustique de fond de puits, entre autres.

RÉSUMÉ [0006] Un résumé de certains modes de réalisation divulgués ici est présenté ci-après. Il doit être entendu que ces aspects sont présentés uniquement pour fournir au lecteur un bref résumé de certains de ces modes de réalisation et que ces aspects ne sont pas destinés à limiter la portée de la présente divulgation. Divers affinements des spécificités notées ci-dessus peuvent exister en ce qui concerne divers aspects de la présente divulgation. D'autres spécificités peuvent également être incorporées dans ces divers aspects. Ces affinements et spécificités supplémentaires peuvent exister de manière individuelle ou dans une quelconque combinaison. Par exemple, diverses spécificités abordées plus bas en ce qui concerne un ou plusieurs des modes de réalisation illustrés peuvent être incorporées dans l'un quelconque des aspects décrits plus haut de la présente divulgation seules ou dans une quelconque combinaison. De plus, le bref résumé présenté plus haut est uniquement destiné à familiariser le lecteur avec certains aspects et contextes de modes de réalisation de la présente divulgation sans limitation de l'objet revendiqué.

[0007] Un mode de réalisation de la présente divulgation inclut un système pour une amélioration d'une certaine qualité entre diverses formes d'ondes dans des applications de diagraphie acoustique. Le système inclut un outil de fond de puits qui inclut un émetteur et un récepteur. En outre, le système inclut un dispositif de calcul couplé de manière communicative à l'outil de fond de puits. En particulier, le dispositif de calcul inclut un processeur et un dispositif de mémoire qui stocke des instructions qui amènent le processeur à réaliser au moins une partie du procédé de la présente divulgation. Les instructions amènent le processeur à ordonner à l'émetteur de générer les diverses formes d'ondes détectées par le récepteur et stocker les diverses formes d'ondes dans une mémoire tampon. En outre, lorsque les formes d'onde d'un sousensemble des diverses formes d'ondes sont chacune orientées dans une direction similaire, les instructions amènent le processeur à empiler chaque forme d'onde du sous-ensemble pour générer une forme d'onde composée. De plus, les instructions amènent le processeur à déterminer une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base de la forme d'onde composée et des diverses formes d'ondes moins le sousensemble des diverses formes d'ondes. Les instructions amènent également le processeur à appliquer (par ex., ou à mettre à jour) des paramètres d'opération améliorés associés à la paire orthogonale des formes d'ondes acoustiques à l'outil de fond de puits. Tel qu'utilisé ici, le terme « paramètres d'opération améliorés » désigne des paramètres qui améliorent une opération, comme abordé plus en détail ci-dessous. Dans certains modes de réalisation, les paramètres d'opération améliorés peuvent être des paramètres d'opération initiaux qui sont mis à jour, en utilisant les techniques décrites ici.

[0008] Un autre mode de réalisation de la présente divulgation décrit un procédé de détermination de formes d'ondes directionnelles orthogonales pour un outil acoustique de fond de puits. Le procédé inclut le fait d'ordonner, par l'intermédiaire d'un processeur, à un émetteur de l'outil acoustique de fond de puits de générer diverses formes d'ondes. Le procédé inclut en outre une réception, par l'intermédiaire du processeur, de paramètres d'opération initiaux indicatifs de chaque forme d'onde des diverses formes d'ondes, un stockage, par l'intermédiaire du processeur, de données indicatives de chaque forme d'onde de diverses formes d'ondes dans une mémoire tampon jusqu'à ce que les diverses formes d'ondes dépassent une valeur seuil minimum. En outre, lorsque les formes d'onde d'un sous-ensemble des diverses formes d'ondes partagent chacune sensiblement une direction d'orientation, le procédé inclut un empilement, par l'intermédiaire du processeur, de chaque forme d'onde du sous-ensemble pour générer une forme d'onde composée. Le procédé inclut également une détermination, par l'intermédiaire du processeur, d'une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base de la forme d'onde composée, des diverses formes d'ondes moins le sous-ensemble des diverses formes d'ondes, ou d'une quelconque combinaison de celles-ci et une application, par l'intermédiaire du processeur, de paramètres d'opération mis à jour (par ex., améliorés) associés à la paire orthogonale des formes d'ondes acoustiques à l'outil acoustique de fond de puits.

[0009] Un autre mode de réalisation de la présente divulgation décrit un support lisible par ordinateur tangible, non transitoire, qui stocke des instructions exécutables par un ou plusieurs processeurs dans un dispositif de calcul d'un train d'outils de fond de puits. Les instructions amènent les un ou plusieurs processeurs à ordonner à un émetteur d'un outil acoustique de fond de puits du train d'outils de fond de puits de générer diverses formes d'ondes configurées pour être détectées par un récepteur de l'outil acoustique de fond de puits, stocker les diverses formes d'ondes dans une mémoire tampon du dispositif de calcul jusqu'à ce que le nombre de formes d'ondes dans les diverses formes d'ondes dépasse une valeur seuil minimum, et lorsque les formes d'onde d'un sous-ensemble des diverses formes d'ondes sont chacune orientées dans une direction similaire, empiler chaque forme d'onde du sous-ensemble pour générer une forme d'onde composée. En outre, les instructions amènent les un ou plusieurs processeurs à déterminer une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base de la forme d'onde composée et des diverses formes d'ondes moins le sous-ensemble des diverses formes d'ondes. De plus, les instructions amènent également les un ou plusieurs processeurs à appliquer des paramètres d'opération améliorés (par ex. mis à jour) associés à la paire orthogonale des formes d'ondes acoustiques à l'outil acoustique de fond de puits. Brève description des dessins [0010] Divers aspects de la présente divulgation peuvent être mieux compris lors de la lecture de la description détaillée suivante et en se référant aux dessins, dans lesquels : [0011] [fig-1] est un diagramme schématique d'un système de forage incluant un train d'outils de fond de puits, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0012] [fig-2] est un schéma d'un outil acoustique de fond de puits multimode en fond de puits qui peut être employé sur le train d'outils de fond de puits de la figure 1, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0013] [fig.3A] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de mode monopolaire, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0014] [fig.3B] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de mode unipolaire, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0015] [fig.3C] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de mode quadripolaire, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0016] [fig.3D] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de premier mode dipolaire à un angle de +45 degrés, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0017] [fig.3E] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de deuxième mode dipolaire à un angle de -45 degrés, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0018] [fig.3F] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de troisième mode dipolaire à un angle de 0 degré, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0019] [fig.3G] est un schéma en coupe transversale d'une section d'émetteurs montrant une excitation de quatrième mode dipolaire à un angle de +90 degrés, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0020] [fig.4A] montre un déclenchement en mode hexapolaire, [Fig. 4A] est un hexapôle Y selon un mode de réalisation de la divulgation [0021] [fig.4B] montre un déclenchement en mode hexapolaire, [Fig. 4B] est un un hexapôle X selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0022] [fig.5] est un schéma de procédé d'un processus en deux parties pour une détermination de paires orthogonales de formes d'ondes, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0023] [fig.6] est un schéma de procédé de la première partie du processus du schéma de procédé de la figure 5, moyennant quoi un nombre approprié de formes d'ondes est stocké dans une mémoire tampon, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0024] [fig.7] est un schéma de procédé de la seconde partie du processus du schéma de procédé de la figure 5, moyennant quoi une paire orthogonale appropriée de formes d'ondes est déterminée, selon un mode de réalisation de la divulgation ;

[0025] [fig.8] est un graphique d'un angle d'erreur, γ, à diverses vitesses de rotation correspondant à un système qui n'a pas été amélioré en utilisant les techniques divulguées ici, selon un mode de réalisation de la divulgation ; et [0026] [fig.9] est un graphique d'un angle d'erreur, γ, à diverses vitesses de rotation correspondant à un système qui a été amélioré en utilisant les techniques divulguées ici, selon un mode de réalisation de la divulgation.

Description des modes de réalisation [0027] Un ou plusieurs modes de réalisation spécifiques de la présente divulgation vont être décrits ci-dessous. Ces modes de réalisation décrits sont uniquement des exemples des techniques présentement divulguées. De plus, dans le but de fournir une description concise de ces modes de réalisation, l'ensemble des spécificités d'une mise en œuvre réelle peut ne pas être décrit dans la spécification. Il devra être compris que, dans le développement d'une telle mise en œuvre réelle quelconque, comme dans un quelconque projet d'ingénierie ou de conception, de nombreuses décisions spécifiques à une mise en œuvre doivent être prises pour atteindre les objectifs spécifiques aux développeurs, tels que le respect des contraintes associées à un système et celles associées aux entreprises, qui peuvent varier d'une mise en œuvre à une autre. De plus, il devra être compris qu'un tel effort de développement puisse être complexe et chronophage, mais que celui-ci deviendrait néanmoins une tâche de routine de conception, de fabrication, et de manufacture pour l'homme du métier qui bénéficie de la présente divulgation.

[0028] Lors de l'introduction d'éléments de divers modes de réalisation de la présente divulgation, les articles « un », « une » et « le/la » sont destinés à indiquer qu'il existe un ou plusieurs des éléments. Les termes « comprenant », « incluant » et « présentant » sont destinés à être inclusifs et indiquent qu'il peut exister des éléments supplémentaires autres que les éléments listés. De plus, il doit être entendu que des références à « l'un des modes de réalisation » ou « un mode de réalisation » de la présente divulgation ne sont pas destinées à être interprétées comme excluant l'existence de modes de réalisation supplémentaires qui incorporent également les spécificités citées.

[0029] En général, un train d'outils de fond de puits peut être déployé dans un trou de forage, parfois également appelé un puits de forage, pour faciliter une détermination de spécificités d'une formation géologique. Dans certains cas, de multiples outils de fond de puits peuvent être connectés ensemble pour former un train d'outils de fond de puits. En outre, il peut être utile de récupérer des mesures de certaines conditions de diagraphie associées à la formation géologique en cours de forage. Une diagraphie en cours de forage (LWD) désigne des mesures de formation de qualité de ligne câblée faites en cours de forage. Ces mesures peuvent être envoyées à la surface, où un opérateur peut utiliser les mesures (par ex., en traitant les mesures pour obtenir une diagraphie de puits) qui peuvent permettre une meilleure compréhension de la formation. Les outils de LWD peuvent former une portion ou le train d'outils de fond de puits, et peuvent prendre des mesures de diverses propriétés de formation, telles qu'une densité, une porosité, une résistivité, un calibre, une inclinaison au trépan de forage (NBI), une résonance magnétique, une pression de formation, et analogues. Ces propriétés peuvent être assemblées dans des diagraphies de puits. Lorsque l'outil de LWD inclut un outil acoustique de fond de puits, les mesures acoustiques provenant de cet outil peuvent être utilisées pour générer des diagraphies de puits qui peuvent être désignées comme des diagraphies acoustiques de puits.

[0030] Un outil acoustique de fond de puits peut inclure des émetteurs, des réseaux de récepteurs, et un circuit pour faciliter l'acquisition de mesures liées à des propriétés de la formation géologique. Dans certains cas, des mesures à dipôles croisés dans un trou de forage peuvent être acquises par un outil acoustique de fond de puits employé sur un train d'outils de fond de puits. En général, des mesures à dipôles croisés fournissent des résultats plus précis lorsque les deux directions de déclenchement (par ex., les directions auxquelles des signaux acoustiques sont envoyés et une mesure acquise) sont orthogonales. L'orthogonalité des deux directions de déclenchement peut être plus aisément atteinte lorsque l'outil acoustique de fond de puits n'est pas en rotation. Cependant, lorsque l'outil acoustique de fond de puits est en rotation (par ex., pendant un forage ou un retrait de l'outil de fond de puits) l'orthogonalité des deux déclenchements successifs peut occasionnellement ne pas être atteinte. Etant donné qu'une variété de facteurs, tels que le fait de ne pas connaître la vitesse de rotation de l'outil acoustique de fond de puits, des limites de la capacité de traitement, et autres, peut impacter la faisabilité d'un traitement de mesures à dipôles croisés provenant d'un outil acoustique de fond de puits en rotation, la présente divulgation fournit des systèmes et des procédés pour atteindre des directions de déclenchement de formes d'ondes orthogonales, ou des directions de déclenchement de formes d'ondes sensiblement orthogonales, même tandis que l'outil acoustique de fond de puits est en rotation.

[0031] En particulier, la présente divulgation inclut des systèmes et des procédés pour une détermination et/ou une identification d'une paire orthogonale de formes d'ondes provenant d'un outil acoustique de fond de puits, permettant ainsi des diagraphies acoustiques de puits plus précises. Le procédé proposé inclut une acquisition répétée de données d'azimut et de données sous la forme de représentations numériques des formes d'ondes acoustiques, puis un stockage des données dans une mémoire tampon jusqu'à ce qu'un nombre cible de représentations numériques des formes d'ondes acoustiques soit stocké ou jusqu'à ce qu'une qualité de données appropriée soit atteinte, comme abordé plus en détail ci-dessous. En effet, la qualité de données appropriée peut être atteinte lorsqu'un dispositif de calcul détermine que l'orthogonalité entre deux quelconques déclenchements de formes d'ondes successifs a été obtenue, compte tenu des données stockées dans la mémoire tampon. En outre ou en variante, la qualité de données appropriée peut être atteinte lorsque les indications de données des formes d'ondes acoustiques déclenchées (par ex., un nombre de représentations numériques des formes d'ondes acoustiques) dépassent une valeur seuil. Après que l'acquisition de données est réalisée, les formes d'ondes acoustiques sont empilées si les formes d'ondes acoustiques sont déclenchées vers la même direction ou des directions sensiblement similaires, réduisant ou annulant ainsi un bruit dans la forme d'onde acoustique. La paire orthogonale améliorée de formes d'ondes est sélectionnée dans la mémoire tampon en utilisant un quelconque processus approprié, comme abordé plus en détail ci-dessous. Dans certains modes de réalisation, la temporisation et le type d'excitation associés à chaque forme d'onde de la paire orthogonale améliorée de formes d'ondes peuvent être différents.

[0032] De plus, dans certains modes de réalisation, le processus d'acquisition des formes d'ondes acoustiques dans la mémoire tampon peut également inclure une mise à jour (par ex., une amélioration) de paramètres d'opération (par ex., une temporisation et un type d'excitation), ci-après également appelés des « paramètres d'opération améliorés ». Par exemple, une amélioration plus poussée (par ex., une optimisation) de ces paramètres d'opération peut inclure une découverte des ensembles d'intervalles de temps entre des excitations qui atteignent, ou sont censés présenter une probabilité suffisamment élevée d'atteindre, deux formes d'ondes suffisamment orthogonales pour une quelconque vitesse de rotation d'outil parmi les formes d'ondes acquises. Dans certains modes de réalisation, les paramètres d'opération améliorés peuvent être appliqués avant le déclenchement des formes d'ondes acoustiques et une mise en mémoire tampon des indications des formes d'ondes acoustiques. En conséquence, une amélioration (par ex., une optimisation) des paramètres d'opération peut augmenter la fiabilité de mesures à dipôles croisés dans des trous de forage en augmentant une vraisemblance du fait que deux formes d'ondes directionnelles suffisamment orthogonales puissent être découvertes, même sans tenir compte de la vitesse de rotation de l'outil de LWD de l'outil de fond de puits. En effet, la fiabilité des outils acoustiques de fond de puits opérant en mode LWD ou MWD peut être améliorée, ce qui peut permettre à des diagraphies de puits d'être obtenues par les outils acoustiques de fond de puits opérant au cours de ces modes.

[0033] Il doit être entendu que l'objet divulgué n'est pas limité à des applications incluant des mesures à dipôles croisés. En effet, les techniques décrites ici peuvent être appliquées à d'autres mesures, telles que des mesures soniques, ultrasoniques, et/ou microsismiques effectuées dans des trous de forage, où une amélioration d'une certaine qualité entre deux ou plusieurs directions de déclenchement de formes d'ondes est utile.

[0034] Pour mieux illustrer les techniques divulguées ici, un mode de réalisation d'un système de forage 10 qui peut être utilisé pour forer un puits à travers des formations géologiques 12, formant ainsi un trou de forage 14 (par ex., un puits de forage), est montré dans la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, une plate-forme de forage 16 au niveau de la surface 18 peut mettre en rotation un train de forage 20, qui inclut un trépan de forage 22 au niveau de son extrémité inférieure, pour venir au contact des formations géologiques 12. Pour refroidir et/ou lubrifier le trépan de forage 22, une pompe à fluide de forage 24 peut pomper une boue de forage 26 à partir d'un bassin à boue 28, à travers le centre 30 du train de forage 20 vers le trépan de forage 22. Au niveau du trépan de forage 22, la boue de forage 26 peut ensuite sortir du train de forage 20 à travers des ports (non montrés) et s'écouler dans le trou de forage 14. En cours de forage, la boue de forage 26 peut être poussée en direction de la surface 18 à travers un espace annulaire 32 entre le train de forage 20 et la formation 12, portant ainsi des déblais de forage hors du fond du trou de forage 14. Une fois à la surface 18, la boue de forage 26 renvoyée peut être filtrée et transportée à nouveau vers le bassin à boue 28 pour une réutilisation. De plus, la boue de forage 26 peut exercer une pression de boue sur la formation 12 pour réduire une vraisemblance du fait qu'un liquide de la formation 12 s'écoule dans le trou de forage 14 et/ou vers la surface 18.

[0035] En outre, comme représenté, l'extrémité inférieure du train de forage 20 inclut un train d'outils de fond de puits 34 qui inclut divers outils de fond de puits, tels qu'un outil de diagraphie en cours de mesure (MWD) 36 et un outil de diagraphie en cours de forage (LWD) 38. En général, les outils de fond de puits (par ex., un outil de MWD 36 et un outil de LWD 38) peuvent faciliter une détermination de caractéristiques de la formation 12 environnante. Par exemple, l'outil de LWD 38 peut récupérer des mesures de caractéristiques géologiques, telles qu'une densité, une porosité, une résistivité, un calibre acoustique, une inclinaison au trépan de forage (NBI), une résonance magnétique, une pression de formation, et analogues. L'outil de LWD 38 peut permettre une diagraphie électromagnétique, des outils à induction de diagraphie en cours de forage, une diagraphie par résonance magnétique nucléaire (NMR), une diagraphie nucléaire, une diagraphie acoustique, et analogues. Par exemple, l'outil de LWD 38 peut être un outil acoustique de fond de puits qui inclut des sources acoustiques (par ex., des émetteurs), incluant des émetteurs (par ex., des émetteurs piézoélectriques) qui génèrent les formes d'ondes acoustiques (par ex., des signaux acoustiques) en convertissant un signal électrique en une vibration sonique qui voyage à travers le trou de forage 14 et une formation 12. En général, des émetteurs monopolaires (par ex., axisymétriques) génèrent des formes d'ondes omnidirectionnelles autour de la circonférence de l'outil de LWD 38, comme décrit plus en détail ci-dessous. En revanche, des émetteurs à dipôles croisés (non axisymétriques) génèrent des formes d'ondes orientées de manière azimutale. En conséquence, les mesures à dipôles croisés dans le trou de forage 14 intégré dans des formations anisotropes ou non homogènes permettent une définition de la variation azimutale des propriétés élastiques de la formation 12.

[0036] La précision de ces mesures à dipôles croisés est augmentée lorsque les directions de déclenchement des formes d'ondes acoustiques (par ex., de signaux acoustiques) sont orthogonales les unes par rapport aux autres. Dans certains modes de réalisation, un outil de LWD 38 peut inclure un outil acoustique tel que le SonicScope MP3, qui est en rotation tandis que des opérations de forage sont réalisées. Bien que la rotation de l'outil de LWD 38 puisse entraver l'orthogonalité de la direction des déclenchements de formes d'ondes acoustiques, un système de calcul 40 peut être utilisé pour déterminer des paires orthogonales de formes d'ondes acoustiques pour une analyse pour une génération de diagraphies acoustiques de puits précises en utilisant les paires orthogonales même lorsque les formes d'ondes acoustiques ont été obtenues pendant une rotation. Par exemple, comme abordé plus en détail ci-dessous, des paramètres d'opération améliorés (par ex., des modes de déclenchement, un intervalle de déclenchement, et un nombre de déclenchements) peuvent être mis en œuvre par le système de calcul 40 avant une génération de la forme d'onde acoustique pour améliorer la qualité (par ex., une orthogonalité) des formes d'ondes acoustiques. Dans certains modes de réalisation, une mise en œuvre des paramètres d'opération améliorés inclut une mise à jour des paramètres d'opération initiaux en utilisant les techniques décrites ici.

[0037] Dans le mode de réalisation représenté, le système de calcul 40 est utilisé pour réaliser le procédé divulgué ici. De plus, le système de calcul 40 peut être utilisé pour déterminer des paires orthogonales de formes d'ondes dans les opérations de forage illustrées dans le mode de réalisation représenté. Comme représenté, le système de calcul 40 inclut un processeur 42, une mémoire 44, un affichage 46, un dispositif d'entrée 48, et des ports d'entrée/sortie (E/S) 50. Le système de calcul 40 peut être un quelconque dispositif électronique approprié, tel qu'un dispositif de calcul portatif, un dispositif de calcul de type tablette, un ordinateur portable, un ordinateur de bureau, une station de travail, un dispositif de calcul en nuage, ou une quelconque combinaison de tels dispositifs.

[0038] Dans le mode de réalisation représenté, le processeur 42 peut exécuter une instruction stockée dans une mémoire 44 pour réaliser des opérations, telles qu'une détermination de directions orthogonales appropriées pour les formes d'ondes acoustiques. En tant que tel, dans certains modes de réalisation, le processeur 42 peut inclure un ou plusieurs microprocesseurs à usage général, un ou plusieurs processeurs à application spécifique (ASIC), un ou plusieurs réseaux logiques programmables par rutilisateur (EPGA), ou une quelconque combinaison de ceux-ci.

[0039] La mémoire 44 peut être un support lisible par ordinateur tangible, non transitoire, qui stocke des instructions exécutables par et des données devant être traitées par le processeur 42. Par exemple, dans le mode de réalisation représenté, la mémoire 44 peut stocker des instructions utilisées pour déterminer des formes d'ondes orthogonales, la direction des formes d'ondes acoustiques, et des formes décrivant l'interaction entre le LWD 38, le train d'outils de fond de puits 34, la formation 12, le trou de forage 26, ou une quelconque combinaison de ceux-ci. Par conséquent, dans certains modes de réalisation, la mémoire 44 peut inclure une mémoire à accès aléatoire (RAM), une mémoire morte (ROM), une mémoire non volatile réinscriptible, une mémoire flash, des disques durs, des disques optiques, et analogues.

[0040] En outre, la mémoire 44 peut inclure une ou plusieurs mémoires tampons 45, utilisées pour stocker des données d'azimut et les indications de données des déclenchements de formes d'ondes acoustiques (par ex., la représentation numérique de formes d'ondes acoustiques générée lorsque les formes d'ondes acoustiques sont reçues par le(s) émetteur(s)). En effet, les mémoires tampons 45 peuvent stocker les données d'azimut et les indications de données des déclenchements de formes d'ondes acoustiques pour au moins une partie de la durée des opérations de forage. Par exemple, de nouvelles données d'azimut et de nouvelles indications de données des déclenchements de formes d'ondes acoustiques peuvent remplacer des données d'azimut précédentes et des indications de données précédentes des déclenchements de formes d'ondes acoustiques, respectivement, sur une base périodique.

[0041] En outre, des ports E/S 50 peuvent permettre au dispositif de calcul 40 d'entrer en interface avec divers autres dispositifs électroniques. Par exemple, les ports E/S 50 peuvent permettre au dispositif de calcul de se coupler de manière communicative à un réseau, tel qu'un réseau personnel (PAN), un réseau local (LAN), et/ou un réseau étendu (WAN). En conséquence, dans certains modes de réalisation, le système de calcul 40 peut recevoir des données (par ex., comme des signaux) à partir d'un autre dispositif électronique (par ex., un système de contrôle de station de base) et/ou communiquer les caractéristiques de la formation 12 récupérées par l'outil de LWD 38 (par ex., telles que les paires orthogonales des formes d'ondes acoustiques déterminées par la technique décrite ici) à un autre dispositif électronique (par ex., un système de contrôle de station de base) par l'intermédiaire des ports E/S 50, par exemple, pour permettre à un autre dispositif électronique (par ex., un système de contrôle de station de base) de récupérer les caractéristiques de la formation 12.

[0042] De plus, le(s) dispositifs) d'entrée 48 peuvent permettre à un utilisateur d'interagir avec le système de calcul 40, par exemple, pour une entrée de propriétés et/ou une entrée d'instructions (par ex., des commandes de contrôle) sur le dispositif de calcul 40. Par conséquent, dans certains modes de réalisation, le dispositif d'entrée 48 peut inclure des boutons, des claviers, des souris, des panneaux de suivi, et analogues. En outre ou en variante, l'affichage 46 peut inclure des composants tactiles qui permettent des entrées d'utilisateur sur le système de calcul 40 en détectant une occurrence et/ou une position d'un objet touchant son écran (par ex., une surface de l'affichage 46). En plus de permettre des entrées d'utilisateur, l'affichage 46 peut présenter des représentations visuelles d'informations, telles que les caractéristiques de la formation 12, les paires orthogonales déterminées de formes d'ondes, le journal de données généré par le dispositif de calcul 40, et analogues.

[0043] En référence en général à la figure 2, un outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits dans le train d'outils de fond de puits 34 de la figure 1 est montré présentant une section de réseaux de récepteurs 100 et une section d'émetteurs 200. En d'autres termes, la figure 2 est un exemple d'un système qui peut utiliser les techniques décrites dans la présente divulgation, qui inclut une détermination d'une paire orthogonale de formes d'ondes. Le mode de réalisation décrit est destiné à être un exemple et non limitatif, étant donné que l'objet divulgué ici peut être appliqué à un quelconque outil acoustique approprié qui reçoit des mesures d'azimut en cours de forage ou étant entraîné en rotation. Par exemple, bien que l'exemple des figures 2 à 4b décrive un système présentant certains nombres spécifiques de récepteurs, les techniques décrites ici peuvent être appliquées à des outils acoustiques qui incluent plus ou moins que ceux montrés et peuvent employer un quelconque type approprié d'émetteur multipolaire.

[0044] Dans le mode de réalisation représenté, dans la section de réseaux de récepteurs 100, il peut y avoir une ou plusieurs sous-sections contenant un quelconque nombre de récepteurs, tel que quatre récepteurs 110, 120, 130, 140, orientés de manière orthogonale les uns par rapport aux autres. Comme mentionné plus haut, dans certains modes de réalisation, le réseau de récepteurs peut inclure plus de 4 récepteurs, ou en variante, moins de 4 récepteurs et un quelconque type approprié d'émetteur multipolaire. Il peut y avoir un certain nombre de sous-sections, par exemple, des quatre récepteurs 110-140, situé le long de la longueur de l'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits. Les récepteurs 110-140 pour chacune des sous-sections peuvent être alignés les uns avec les autres le long de la longueur de l'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits. Comme indiqué précédemment, dans certains modes de réalisation, les canaux d'azimut de la section de réseaux de récepteurs 100 peuvent être alignés avec les quadrants de la section 200 de l'émetteur 10.

[0045] Un positionnement des récepteurs 110-140 de manière orthogonale les uns par rapport aux autres peut permettre la réception de divers modes d'excitation par les récepteurs individuels. L'extraction de mode après une détection de signal peut être déterminée de la manière suivante. Pour un monopole, l'extraction de mode est récepteur 110 + récepteur 120 + récepteur 130 + récepteur 140. En conséquence, dans certains modes de réalisation, il peut y avoir quatre modes d'extraction dipolaires distincts. Pour le premier dipôle, l'extraction de mode est récepteur 110 + récepteur 120 - récepteur 130 - récepteur 140. Le deuxième dipôle présente une extraction de mode de récepteur 110 - récepteur 120 - récepteur 130 + récepteur 140. L'extraction de troisième mode dipolaire est récepteur 110 - récepteur 130. L'extraction de quatrième mode dipolaire est récepteur 120 - récepteur 140. En plus d'un monopole et d'un dipôle, la section de réseaux de récepteurs 100 peut fonctionner comme un récepteur quadripolaire. L'extraction de mode pour des récepteurs quadripolaires est récepteur 110 - récepteur 120 + récepteur 130 - récepteur 140. Enfin, la section de réseaux de récepteurs 100 peut opérer en mode unipolaire. Pour un mode unipolaire, l'extraction de mode est récepteur 110, récepteur 120, récepteur 130, ou récepteur 140.

[0046] Dans le mode de réalisation représenté, dans la section d'émetteurs 200 il existe une ou plusieurs sous-sections contenant chacune quatre émetteurs 210, 220, 230, 240, orientés de manière orthogonale les uns par rapport aux autres. Comme mentionné plus haut, dans certains modes de réalisation, le réseau de récepteurs peut inclure plus de 4 récepteurs, ou en variante, moins de 4 récepteurs et un quelconque type approprié d'émetteur multipolaire. Tous les émetteurs 210-240 pour chacune des sous-sections peuvent être alignés les uns avec les autres le long de la longueur de l'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits. Un émetteur 210 peut être aligné avec un récepteur 110, un émetteur 220 est aligné avec un récepteur 120, un émetteur 230 est aligné avec un récepteur 130, et un émetteur 240 peut être aligné avec un récepteur

140.

[0047] Un positionnement de quatre émetteurs 210-240 de manière orthogonale les uns par rapport aux autres rend possibles les modes. Pour le premier dipôle, l'excitation de mode est émetteur 210 + émetteur 220 - émetteur 230 - émetteur 240. Le deuxième dipôle présente une excitation de mode d'émetteur 210 - émetteur 220 - émetteur 230 + émetteur 240. L'excitation de troisième mode dipolaire est émetteur 210 - émetteur 230. L'excitation de quatrième mode dipolaire est émetteur 220 - émetteur 240. En plus d'un monopole et d'un dipôle, la section d'émetteurs 200 peut fonctionner comme un récepteur quadripolaire. L'excitation de mode pour des émetteurs quadripolaires est émetteur 210 - émetteur 220 + émetteur 230 - émetteur 240. Enfin, la section d'émetteurs 200 peut opérer en mode unipolaire. Pour un mode unipolaire, l'excitation de mode est émetteur 210, émetteur 20, émetteur 230, ou émetteur 240.

[0048] Chaque quadrant d'émetteur 210-240 peut être excité soit par une alimentation positive ou négative (ou une polarité) pour générer des formes d'ondes (par ex., des signaux acoustiques) dans des modes désirés tels que monopolaire, dipolaire, quadripolaire, et d'autres modes d'ordre supérieur tels qu'hexapolaires. Un déclenchement de formes d'ondes unipolaire peut également être réalisé en utilisant un des émetteurs.

[0049] Chaque récepteur d'azimut 110-140 détecte des signaux et des données de forme d'onde numérisées (par ex., des indications de données du déclenchement de forme d'onde acoustique) décomposés en multiples modes pour une interprétation des caractéristiques acoustiques d'une formation. Dans certains modes de réalisation, un capteur de magnétomètre et/ou d'accéléromètre peut corréler de telles données de forme d'onde avec l'orientation et une position d'outil. En variante, le capteur de magnétomètre et/ou d'accéléromètre peut être utilisé de sorte que la temporisation du déclenchement de forme d'onde acoustique (par ex., un déclenchement d'émetteur acoustique de fond de puits) peut être contrôlée pour survenir à une orientation désirée dans le trou de forage 14 ou pendant une temporisation désirée au cours d'opérations de forage, en particulier tandis qu'un outil de diagraphie en cours de forage (LWD) 38 est en rotation.

[0050] Par exemple, l'émetteur peut être amené à se déclencher à une orientation d'azimut désirée afin d'obtenir de multiples formes d'ondes à la même profondeur ou à contrôler l'échantillonnage de résolution d'azimut attendu. Dans certains modes de réalisation, une combinaison de ces formes d'ondes ensemble améliore la robustesse à l'égard d'un bruit de forage en fond de puits tout en obtenant une mesure de lenteur acoustique qui est orientée de manière azimutale et échantillonnée de manière azimutale comme demandé par l'utilisateur. Par conséquent, un unique sous-ensemble de la section d'émetteurs 200 peut exciter de multiples modes et les réseaux de récepteurs 110-140 d'une section de réseaux de récepteurs 100 extraient de multiples modes. Ce procédé présente de nombreuses applications pour des outils de diagraphie acoustique de champ pétrolifère telles qu'une extraction de données de mode dipolaire de formation pour mesurer une lenteur des ondes de cisaillement, une anisotropie, etc. Cependant, lorsque l'outil de LWD 38 est en rotation (par ex., pendant un forage ou un retrait de l'outil de fond de puits) l'orthogonalité des deux déclenchements de formes d'ondes successifs n'est généralement pas atteinte. Etant donné que l'analyse de formes d'ondes non orthogonales peut être infaisable, compliquée et/ou indésirable, en utilisant les techniques décrites ici, le dispositif de calcul 40 peut déterminer des directions de déclenchement de formes d'ondes orthogonales, ou des directions de déclenchement de formes d'ondes sensiblement orthogonales, pour un outil de LWD 38 en rotation. Dans de nombreux cas, ceci peut être indépendamment de la vitesse de rotation de l'outil de LWD 38.

[0051] En se référant maintenant à la figure 3, les figures 3A-3G reflètent certaines des différentes configurations et les différents modes d'excitation disponibles avec des modes de réalisation de la présente divulgation. Les modes de réalisation représentés des différentes configurations et les différents modes d'excitation sont destinés à être des exemples pour faciliter une discussion et ne sont en aucun cas limitatifs, étant donné que l'objet divulgué ici peut être appliqué à une variété d'outils acoustiques. Par exemple, comme mentionné plus haut, les techniques décrites peuvent être appliquées à des outils acoustiques qui incluent plus de 4 récepteurs (par ex., ou moins de quatre récepteurs) et un quelconque type approprié d'émetteur multipolaire. Dans certains modes de réalisation, les sections d'émetteurs 200 peuvent inclure quatre émetteurs 210-240 qui peuvent être déclenchés en utilisant soit une polarité positive ou négative. Ceci s'explique par l'étiquetage positif et négatif à l'extérieur de la section transversale de la section d'émetteurs 200 montrée. La figure 3A représente une excitation de mode monopolaire. Dans le mode de réalisation représenté, les quatre émetteurs 210-240 peuvent être alimentés positivement ensemble pour produire une excitation de mode monopolaire. En variante ou en outre, dans certains modes de réalisation, les quatre émetteurs 210-240 peuvent être alimentés négativement.

[0052] Une excitation de mode unipolaire est montrée dans l'exemple de la figure 3B. Dans une excitation de mode unipolaire, seul un émetteur est déclenché, dans cet exemple illustratif, un émetteur 210 est montré comme l'émetteur de déclenchement tandis que les autres émetteurs 220-240 sont montrés comme ne se déclenchant pas. L'excitation de mode unipolaire est produite dans l'orientation +90 comme montré par la flèche dans la figure. Bien entendu, un quelconque type approprié d'émetteur multipolaire (par ex., les quatre émetteurs 210-240) peut être utilisé pour produire un mode unipolaire dans la direction correspondante de l'émetteur de déclenchement.

[0053] En référence en général à la figure 3C, cette configuration montre une excitation de mode quadripolaire. Dans une excitation de mode quadripolaire, des émetteurs 210 et

230 peuvent être alimentés positivement tandis que des émetteurs 220 et 240 orthogonaux sont alimentés négativement. Comme pour l'exemple précédent, d'autres configurations dans lesquelles un ensemble d'émetteurs est positif et un ensemble orthogonal d'émetteurs est négatif peuvent également être utilisées pour produire une excitation de mode quadripolaire. En l'absence des techniques décrites plus en détail cidessous, une incorporation de cette configuration dans des trains d'outils de fond de puits 34 en rotation peut résulter en des formes d'ondes non orthogonales.

[0054] Les figures 3D à 3G illustratives restantes présentent toutes des configurations d'excitation de mode dipolaire. Ces figures montrent des configurations générales pour une excitation de mode dipolaire et d'autres modes de réalisation ne sont pas limités à ces uniques émetteurs spécifiques. Dans une figure 3D, des émetteurs 210 et 220 sont alimentés positivement tandis que des émetteurs 230 et 240 sont alimentés négativement. Dans ce cas spécifique, l'excitation de mode dipolaire sera dans l'orientation +45 degrés. Pour une figure 3E, des émetteurs 210 et 240 sont alimentés positivement tandis que des émetteurs 220 et 230 sont alimentés négativement. Ceci résulte en une excitation de mode dipolaire dans l'orientation -45. La figure 3F présente un émetteur 210 alimenté positivement et un émetteur 230 opposé alimenté négativement. Des émetteurs 220 et 240 ne sont pas déclenchés. L'excitation de mode dipolaire résultant est dans l'orientation +90 comme montré par la flèche. Enfin, la figure 3G présente un émetteur 220 alimenté positivement et un émetteur 240 opposé alimenté négativement. Des émetteurs 210 et 230 ne se déclenchent pas. L'excitation de mode dipolaire résultante est produite à 0 degré et est montrée par la flèche.

[0055] Les figures 3A à 3G illustrent certains exemples de modes d'excitation d'émetteur selon des modes de réalisation de la présente divulgation. Les récepteurs 110-140 alignés avec chaque quadrant d'émetteur 210-240, peuvent détecter des déclenchements de formes d'ondes (par ex., des signaux acoustiques), et en décomposant la forme d'onde acoustique un mode de forme d'onde particulier peut être extrait pour traiter et interpréter les propriétés acoustiques d'une formation.

[0056] Dans certains modes de réalisation de l'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits divulgués ici, une plate-forme matérielle, telle que le dispositif de calcul 40, est fournie sur laquelle un logiciel de contrôle et de traitement est opéré. L'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits peut être logé dans une masse-tige métallique lui permettant d'être placé dans des ensembles de forage appropriés pour une utilisation dans l'industrie du pétrole et du gaz. En fonction des spécifications d'application, un système de magnétomètre à deux axes peut être utilisé pour mesurer l'orientation de l'outil acoustique de fond de puits en fond de puits par rapport au champ magnétique de la terre. En utilisant les données délivrées de ces magnétomètres, l'outil acoustique de fond de puits 60 en fond de puits peut être capable d'identifier et/ ou d'enregistrer la position d'un point de référence sur la masse-tige par rapport soit au nord géographique, lorsqu'une déviation de trou de forage est proche de la verticale, ou à un sommet du trou dans le cas d'un trou de forage dévié.

[0057] Une orientation est décrite dans d'autres références, telles que la demande de brevet US en copropriété n°US 2014/0241111Al, « Outil acoustique d'imagerie de trou, ». Dans l'application, l'application d'informations d'angle d'azimut est fournie pour un outil sonique de LWD. Des aspects similaires des informations d'angle d'azimut et un système peuvent être utilisés dans des modes de réalisation de la présente divulgation.

[0058] Des modes d'azimut d'ordre supérieur mesurés avec un outil acoustique de fond de puits sonique dipolaire de LWD peuvent être utilisés pour une dérivation de propriétés élastiques d'une formation et pour un contrôle de qualité des mesures dipolaires. En plus d'autres utilisations de modes dipolaires pour une mesure d'une anisotropie de formation, un mode hexapolaire est un d'exemples pour de tels modes d'azimut d'ordre supérieur. Un mode hexapolaire partage le même plan antisymétrique qu'un mode dipolaire. Comme montré dans les figures 4A et 4B, deux modes hexapolaires orthogonaux peuvent être mesurés avec deux déclenchements de mode dipolaire orthogonaux. Pour un déclenchement hexapolaire, les émetteurs sont placés en groupes de trois. Deux groupes, un groupe hexapolaire 330 et un groupe hexapolaire 340 sont montrés. Un des groupes est alimenté positivement tandis que l'autre groupe est alimenté négativement.

[0059] Dans la figure 4A, six émetteurs sont montrés. L'émetteur 330 supérieur et les deux émetteurs 330 immédiatement sous la ligne horizontale peuvent être alimentés positivement, et l'émetteur 340 opposé au sommet et les deux émetteurs 340 immédiatement au-dessus de la ligne horizontale peuvent être alimentés négativement. L'excitation de mode hexapolaire résultant est dans la direction Y vers le sommet de la figure comme montré par la flèche 310 la plus à gauche. La direction de déclenchement dipolaire résultante est une excitation de mode dipolaire y à +90 degrés.

[0060] La figure 4B présente l'émetteur 330 à droite alimenté positivement et les deux émetteurs 330 à gauche de la ligne verticale également alimentés positivement. L'émetteur 340 à gauche et les deux émetteurs 340 immédiatement à droite de la ligne verticale peuvent être alimentés négativement. L'excitation de mode hexapolaire résultante est à droite de la figure comme montré par la flèche 320 la plus à droite. La direction de déclenchement dipolaire résultante est une excitation de mode dipolaire x à 0 degré.

[0061] En se référant à la figure 5, un mode de réalisation d'un schéma de procédé 400 pour un processus en deux parties utilisé pour une détermination de paires orthogonales des formes d'ondes acoustiques est représenté. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut réaliser au moins une partie du processus en deux parties.

En outre, le processus en deux parties peut être utile pour une détermination de paires orthogonales de formes d'ondes dans des trains d'outils de fond de puits 34 en rotation opérant dans des modes de LWD ou MWD. Une première partie 401 du processus en deux parties inclut un stockage d'un nombre approprié d'indications de données des formes d'ondes acoustiques dans une mémoire tampon 45 (par ex., dans le dispositif de mémoire 44), comme décrit ci-dessous en ce qui concerne la figure 6. La seconde partie 420 du processus en deux parties inclut une détermination de la paire orthogonale de formes d'ondes (par ex., par l'intermédiaire du processeur 42 du dispositif de calcul 40), sur la base au moins des indications de données des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45, comme abordé ci-dessous en ce qui concerne la figure 7. En particulier, le schéma de procédé 400 inclut une acquisition de données d'azimut (bloc de processus 402). Dans certains modes de réalisation, les données d'azimut incluent des données indicatives de la directivité de l'excitation de formes d'ondes acoustiques (par ex., dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.) provoquée par le déclenchement d'émetteur, des données indicatives de la distance entre un ou plusieurs récepteurs et le(s) émetteur(s), des données indicatives de l'orientation du train d'outils de fond de puits 34, des données indicatives de la position (par ex., de coordonnées x, y, z) du train d'outils de fond de puits 34 pendant le déclenchement d'émetteur (par ex., une génération de formes d'ondes acoustiques), des données indicatives du nombre de formes d'ondes acquis, des données indicatives de l'instant associé aux déclenchements de formes d'ondes acoustiques (par ex., provoquées par le déclenchement d'un émetteur), ou analogues.

[0062] En ce qui concerne une détermination du nombre approprié d'indications de données des formes d'ondes acoustiques pour un stockage dans la mémoire tampon 45, le dispositif de calcul 40 détermine si le nombre d'acquisitions d'indications de données du nombre de formes d'ondes dépasse une valeur seuil (bloc de décision 404), ci-après appelée « valeur seuil, M. » En variante ou en outre, le dispositif de calcul 40 peut déterminer si une qualité de données suffisante (par ex., une orthogonalité) a été acquise (bloc de décision 404). De plus, le dispositif de calcul 40 ou l'outil acoustique de fond de puits 12 peut acquérir de manière répétée des indications de données des formes d'ondes, jusqu'à ce que le nombre d'indications des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45 dépasse une valeur seuil M et/ou jusqu'à ce que la qualité de données suffisante (par ex., indicative d'une orthogonalité potentielle) ait été acquise. La valeur seuil M peut représenter un quelconque nombre de formes d'ondes acoustiques qui, lorsqu'acquis, peut permettre au dispositif de calcul 40 de déterminer des paires orthogonales de formes d'ondes, comme cela sera davantage abordé cidessous.

[0063] Lorsque le dispositif de calcul 40 détermine que le nombre d'acquisitions de données indicatives des formes d'ondes stockées dans la mémoire tampon 45 ne dépasse pas la valeur seuil M (bloc de décision 204), le dispositif de calcul 40 détermine si une qualité de données suffisante est atteinte (bloc de décision 206). Lorsqu'une qualité de données suffisante n'a pas été atteinte, le dispositif de calcul 40 amène l'émetteur à déclencher une forme d'onde (bloc de processus 408). Dans certains modes de réalisation, les indications de données des formes d'ondes acoustiques sont capturées (par ex., stockées) dans la mémoire tampon 45 (bloc de processus 410). Après que les données indicatives de la forme d'onde directionnelle sont stockées dans la mémoire tampon 45 (bloc de processus 410), le dispositif de calcul 40 détermine à nouveau si le nombre d'indications des formes d'ondes acoustiques dépasse la valeur seuil, M, (bloc de décision 404) et/ou détermine si une qualité de données suffisante a été atteinte (bloc de décision 206). Après une détermination du fait que le nombre de formes d'ondes directionnelles dépasse la valeur seuil M (bloc de décision 204) et/ou une détermination du fait qu'une qualité de données suffisante (par ex., une orthogonalité) a été atteinte, le dispositif de calcul 40 conclut la première partie de processus d'un schéma de procédé 400 et continue vers la seconde partie du schéma de procédé 400.

[0064] Dans certains modes de réalisation, la seconde partie 420 du processus d'un schéma de procédé 400 inclut une réalisation des techniques décrites ici pour déterminer une paire orthogonale de formes d'ondes directionnelles sans connaissance de la vitesse de rotation (par ex., vélocité angulaire) de l'outil acoustique de fond de puits 60 du train d'outils de fond de puits 34. La seconde partie 420 peut inclure une détermination de la direction des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45, et une détermination du fait que de quelconques formes d'ondes ont été déclenchées dans une direction similaire (par ex., présentent une direction similaire) (bloc de décision 222). Si le dispositif de calcul 40 identifie qu'une ou plusieurs formes d'ondes sont chacune déclenchées dans une direction similaire à de quelconques autres formes d'ondes déclenchées par l'émetteur, le dispositif de calcul 40 peut empiler les formes d'ondes acoustiques (bloc de processus 224). Dans certains modes de réalisation, un empilement des formes d'ondes acoustiques peut réduire un bruit de signal en ramenant à une moyenne ou en annulant le bruit. Après qu'au moins une portion des formes d'ondes acoustiques présentant des directions de déclenchement similaires à d'autres formes d'ondes a été empilée, dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 détermine une paire orthogonale appropriée (bloc de processus 426). Comme abordé plus en détail ci-dessous, le dispositif de calcul 40 peut déterminer la paire orthogonale appropriée de formes d'ondes directionnelles par l'intermédiaire d'un processus approprié quelconque (bloc de processus 428), tel qu'une optimisation convexe, une décomposition de valeur propre, une analyse asymptotique, une approximation séquentielle, et analogues. Par exemple, la qualité améliorée des paires or thogonales peut résulter d'une application des paramètres d'opération améliorés, tels que la temporisation de chaque forme d'onde déclenchée (par ex., générée) par l'émetteur, le type d'excitation (par ex., dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.) produit par l'émetteur, le nombre d'enregistreurs d'acquisitions de formes d'ondes dans une mémoire tampon 45, le nombre de mémoires tampons 45 utilisé, etc. En effet, les paramètres d'opération améliorés peuvent être appliqués comme des contraintes ou des entrées de système au processus abordé ici. La paire orthogonale de formes d'ondes déterminée par le dispositif de calcul 40 peut être mise à jour à un quelconque intervalle de temps approprié.

[0065] La figure 6 est un schéma de procédé du processus de la première partie 201 du schéma de procédé 400 de la figure 5, moyennant quoi un nombre approprié de formes d'ondes est stocké dans une mémoire tampon 45, selon un mode de réalisation de la divulgation. Pour faciliter une discussion, l'objet divulgué ici inclut une discussion d'un dispositif de calcul 40 configuré pour réaliser la première partie 201, de sorte que les dispositifs de calcul 40 stockent des données dans une mémoire tampon 45, mais il doit être entendu que dans certains modes de réalisation, un nombre approprié quelconque de mémoires tampons 45 peut stocker un nombre approprié quelconque d'indications des formes d'ondes acoustiques. En effet, le nombre d'indications des formes d'ondes acoustiques peut être stocké dans la mémoire tampon 45 elles dépassent une valeur seuil M et/ou satisfont des spécifications de qualité de données suffisantes.

[0066] En outre, la première partie 201 inclut le dispositif de calcul 40 qui acquiert et stocke des données d'azimut (bloc de processus 402). Comme décrit plus haut, l'émetteur de l'outil peut inclure un ou plusieurs émetteurs multipolaires avec une quelconque symétrie d'azimut et une directivité d'excitation (par ex., dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.) et un ou plusieurs récepteurs localisés à une certaine distance respective par rapport aux un ou plusieurs émetteurs multipolaires. En outre, les données d'azimut peuvent inclure des données indicatives de la directivité de l'excitation de formes d'ondes acoustiques (par ex., dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.) provoquée par le déclenchement du ou des émetteurs, des données indicatives de la distance entre des récepteurs et le(s) émetteur(s), des données indicatives de l'orientation du train d'outils de fond de puits 34, des données indicatives de la position (par ex., de coordonnées x, y, z) du train d'outils de fond de puits 34 pendant le déclenchement d'émetteur (par ex., une génération de formes d'ondes acoustiques), des données indicatives du nombre de formes d'ondes acquises, des données indicatives de l'instant associé aux formes d'ondes acoustiques (par ex., l'instant auquel le déclenchement de l'émetteur survient), ou analogues. L'acquisition des données d'azimut par le dispositif de calcul 40 peut être facilitée par un quelconque dispositif approprié. Par exemple, des données indicatives de la position d'orientation du train d'outils de fond de puits 34 à l'intérieur du trou de forage peuvent être mesurées par un ou plusieurs magnétomètres et/ou un ou plusieurs accéléromètres intégrés au train d'outils de fond de puits (par ex., intégré aux outils soniques ou d'autres outils ajustés).

[0067] Dans certains modes de réalisation, les données d'azimut sont stockées dans le dispositif de mémoire 44. Par exemple, après que des mesures de l'orientation du train d'outils de fond de puits 34 sont reçues (par ex., par le magnétomètre), les mesures peuvent être stockées dans le dispositif de mémoire 44. En outre ou en variante, les données d'azimut peuvent être stockées dans la mémoire tampon 45. Par exemple, les données indicatives de la forme d'onde directionnelle peuvent être stockées dans la mémoire tampon 45 et utilisées pour déterminer la paire orthogonale de formes d'ondes directionnelles. Comme décrit plus en détail ci-dessous, l'une quelconque des données d'azimut peut être utilisée pour déterminer la paire orthogonale appropriée de formes d'ondes directionnelles.

[0068] Tandis que les données d'azimut sont acquises (bloc de processus 402), le dispositif de calcul 40 peut déterminer si le nombre d'indications des formes d'ondes acoustiques acquises par le dispositif de calcul 40 et stockées dans la mémoire tampon 45 est supérieur à la valeur seuil, M (bloc de décision 404). Dans certains modes de réalisation, lorsque le dispositif de calcul 40 acquiert et stocke des données indicatives des formes d'ondes acoustiques, le dispositif de calcul 40 maintient un journal des données. En effet, le dispositif de calcul 40 peut associer un nombre pour chaque forme d'onde directionnelle. Par exemple, la première indication de données de la forme d'onde directionnelle peut être associée au nombre un, la deuxième indication de données d'une autre forme d'onde directionnelle peut être associée au nombre deux, la troisième indication de données d'encore une autre forme d'onde directionnelle peut être associée au nombre trois, etc. En outre, après chaque indication de données de la forme d'onde directionnelle, le dispositif de calcul 40 peut déterminer si le nombre d'indications de données (par ex., un, deux, trois, etc.) des formes d'ondes directionnelles stockées dans la mémoire tampon 45 dépasse la valeur seuil, M (bloc de décision 404).

[0069] Dans certains modes de réalisation, lorsque le dispositif de calcul 40 détermine que le nombre d'indications des formes d'ondes directionnelles acquises par le dispositif de calcul 40 est inférieur à (c.-à-d., non supérieur à, ou non supérieur à ni égal à) la valeur seuil M, le dispositif de calcul 40 détermine si une qualité de données suffisante a été atteinte (bloc de décision 406). Le dispositif de calcul 40 peut évaluer l'entièreté des données d'azimut acquises et déterminer si des données d'azimut suffisantes ont été acquises (et/ou stockées dans le dispositif de mémoire 44). Une qualité de données d'azimut suffisante a été atteinte lorsque le dispositif de calcul 40 présente suffisamment de données d'azimut pour déterminer des paires orthogonales appropriées de formes d'ondes directionnelles. Par exemple, pour déterminer la paire orthogonale ap propriée de formes d'ondes directionnelles, le dispositif de calcul 40 peut impliquer diverses mesures de coordonnées (par ex., une mesure de la position de l'outil acoustique de fond de puits 60 tous les 100 ms entre 1 et 7 secondes) associées à la position de l'outil acoustique de fond de puits 60 pendant la période durant laquelle l'indication de données des formes d'ondes acoustiques a été acquise.

[0070] Par conséquent, dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut poursuivre (bloc de processus 412) vers la seconde partie 420, lorsque le dispositif de calcul détermine qu'une qualité de données d'azimut suffisante a été stockée dans la mémoire tampon 45. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut poursuivre (bloc de processus 412) vers la seconde partie 420, lorsque le dispositif de calcul détermine qu'une qualité de données d'azimut suffisante, bien que le nombre d'indications de données des formes d'ondes directionnelles ne dépasse pas la valeur seuil, M.

[0071] Cependant, lorsque le nombre d'indications de données des formes d'ondes directionnelles ne dépasse pas la valeur seuil, M, ou qu'une qualité de données d'azimut suffisante n'a pas été acquise, comme déterminé par le dispositif de calcul 40, le dispositif de calcul 40 peut ordonner à l'émetteur de déclencher une forme d'onde supplémentaire (bloc de processus 408). En effet, le dispositif de calcul 40 ordonne à l'émetteur de générer (par ex., déclencher) une autre forme d'onde, de sorte que le récepteur reçoive la forme d'onde directionnelle utilisée pour déterminer des caractéristiques de la formation 12 et du trou de forage 14. Dans certains modes de réalisation, le récepteur peut détecter la forme d'onde directionnelle générée par l'émetteur et envoyer un signal indicatif de la forme d'onde générée au dispositif de calcul 40, dans lequel le dispositif de calcul 40 peut traiter le signal pour déterminer des caractéristiques de la formation 12 et du trou de forage 14. En outre, dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut déterminer diverses caractéristiques acoustiques de la forme d'onde acoustique sur la base du signal reçu à partir du récepteur. En particulier, le dispositif de calcul 40 peut déterminer la directivité (par ex., dipolaire, monopolaire, quadripolaire, etc.) de la forme d'onde acoustique, l'instant auquel la forme d'onde acoustique a été générée (par ex., déclenchée), et/ou de quelconques autres caractéristiques acoustiques appropriées (par ex., la pression sonore, la vélocité particulaire, le déplacement particulaire, l'intensité sonore, une forme d'onde, etc.). Cependant, il doit être entendu que, dans certains modes de réalisation, les caractéristiques acoustiques de la forme d'onde acoustique peuvent être déterminées par un dispositif de contrôle de station de base, le récepteur, ou une quelconque autre technique appropriée.

[0072] Après que la forme d'onde directionnelle est générée (par ex., par l'émetteur), les caractéristiques acoustiques de la forme d'onde acoustique sont stockées (par ex., capturées) dans la mémoire tampon 45 (bloc de processus 410). Dans certains modes de réalisation, les données d'azimut associées à la forme d'onde générée sont également stockées dans la mémoire tampon 45. Après que les caractéristiques acoustiques de la forme d'onde acoustique et les données d'azimut sont stockées dans la mémoire tampon 45, le dispositif de calcul 40 détermine à nouveau si le nombre d'indications de données des formes d'ondes directionnelles dépasse la valeur seuil, M. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut déterminer si le nombre associé à une indication de données de la forme d'onde directionnelle la plus récente est supérieur à la valeur seuil, M. Par exemple, la dixième indication de données de la forme d'onde directionnelle peut être associée au nombre dix, de sorte que le nombre dix est comparé à la valeur seuil, M. Lorsque le nombre dix est supérieur à la valeur seuil, M, le dispositif de calcul 40 poursuit vers la seconde partie 420 du processus de détermination des formes d'ondes directionnelles orthogonales. En conséquence, la première partie 201 peut être réalisée de manière itérative jusqu'à ce que le nombre d'indications de données des formes d'ondes acoustiques dépasse la valeur seuil, M, ou qu'une qualité de données suffisante ait été atteinte. Cependant, il doit être entendu que dans certains modes de réalisation, la première partie 201 peut être réalisée de manière itérative jusqu'à ce que le nombre d'indications de données des formes d'ondes directionnelles dépasse la valeur seuil, M, et qu'une qualité de données suffisante ait été atteinte. Après que le dispositif de calcul 40 détermine que le nombre d'indications de données des formes d'ondes directionnelles dépasse la valeur seuil, M, le dispositif de calcul poursuit avec les indications de données des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45 et leurs caractéristiques acoustiques respectives (bloc de processus 412).

[0073] En se référant à la figure 7, un schéma de procédé de la seconde partie 420 du processus du schéma de procédé 400 de la figure 5 est représenté, où une paire orthogonale appropriée de formes d'ondes est déterminée, au moins sur la base des indications de données des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45, selon un mode de réalisation de la divulgation. Il doit être entendu que le dispositif de calcul 40 peut exécuter la seconde partie 420. En effet, dans un mode de réalisation, le dispositif de calcul reçoit des indications de données des formes d'ondes acoustiques stockées dans la mémoire tampon 45 et leurs caractéristiques acoustiques respectives (bloc de processus 421).

[0074] Après une réception des indications de données des formes d'ondes acoustiques, le dispositif de calcul 40 identifie la direction de chaque forme d'onde stockée dans la mémoire tampon 45 et détermine le fait que n'importe lesquelles des formes d'ondes acoustiques ont été déclenchées dans une direction similaire les unes par rapport aux autres (bloc de décision 422). En particulier, le dispositif de calcul 40 peut identifier deux ou plusieurs formes d'ondes comme étant générées (par ex., déclenchées) dans une direction similaire si la différence entre les directions (par ex., une orientation en unités de degrés) des deux formes d'ondes est en dessous d'une valeur seuil d'orientation, X. Par exemple, le dispositif de calcul 40 peut être modifié pour inclure une valeur seuil d'orientation, X, égale à 5°, de sorte que le dispositif de calcul 40 peut déterminer qu'une première forme d'onde présentant une direction de 45°, une deuxième forme d'onde présentant une direction de 47.5°, et une troisième forme d'onde présentant une direction de 48°, présentent toutes une direction similaire car la différence entre les trois directions est inférieure à la valeur seuil d'orientation, X, de 5°. Il doit être entendu que dans d'autres exemples de modes de réalisation, la valeur seuil d'orientation, X, peut être une quelconque autre valeur appropriée, de sorte que le dispositif de calcul 40 puisse identifier des formes d'ondes comme présentant une direction similaire en réponse à une identification du fait que les différences entre les directions (par ex., une orientation en unités de degrés) des formes d'ondes acoustiques est en dessous d'une valeur seuil d'orientation X (par ex., 5°).

[0075] Après que le dispositif de calcul 40 a identifié les formes d'ondes acoustiques qui sont orientées dans des directions similaires, le dispositif de calcul 40 empile les formes d'ondes acoustiques présentant des directions similaires (bloc de processus 424) les unes par rapport aux autres. Par exemple, un premier ensemble de formes d'ondes peut inclure une première forme d'onde présentant une direction de 45°, une deuxième forme d'onde présentant une direction de 47.5°, et une troisième forme d'onde présentant une direction de 48°, toutes présentent une direction similaire car la différence entre les trois directions est inférieure à la valeur seuil d'orientation, X, de 5°, de sorte que ces trois formes d'ondes sont empilées pour produire une forme d'onde composée. Dans un autre exemple, un second premier ensemble de formes d'ondes peut inclure une première forme d'onde présentant une direction de 4°, et une seconde forme d'onde présentant une direction de 0°, les deux présentant une direction similaire car la différence entre les deux directions est inférieure à la valeur seuil d'orientation, X, de 5°. En tant que tel, dans l'exemple de mode de réalisation, les formes d'ondes acoustiques du second ensemble sont empilées pour produire une autre forme d'onde composée.

[0076] Dans certains modes de réalisation, un empilement des formes d'ondes acoustiques inclut une détermination d'un milieu (par ex., une moyenne) des formes d'ondes acoustiques qui chacune présentent une direction similaire. Dans certains modes de réalisation, un empilement des formes d'ondes acoustiques peut éliminer et/ou réduire la quantité de bruit associée à des formes d'ondes. En outre, comme mentionné cidessus, après que des formes d'ondes ont été empilées ensemble, une forme d'onde composée peut en résulter. Par exemple, lorsque trois formes d'ondes sont déterminées comme ayant des directions de déclenchement similaires, les trois formes d'ondes avec la direction de déclenchement similaire sont empilées ensemble (bloc de processus 422), de sorte qu'une forme d'onde composée avec un bruit de signal réduit est générée par le dispositif de calcul 40.

[0077] Dans certains modes de réalisation, lorsqu'il n'y a aucune forme d'onde avec des directions de déclenchement similaires, le dispositif de calcul 40 peut sélectionner une paire orthogonale de formes d'ondes (bloc de processus 426). C'est-à-dire que, lorsque le dispositif de calcul 40 n'identifie pas deux ou plusieurs formes d'ondes présentant une différence dans une direction de déclenchement en dessous d'une valeur seuil d'orientation X, le dispositif de calcul 40 détermine une paire orthogonale de formes d'ondes (bloc de processus 426).

[0078] Dans certains modes de réalisation, une détermination de la paire orthogonale (par ex., pour des outils acoustiques de fond de puits 60 en rotation) à partir d'une mémoire tampon 45 peut être perfectionnée lorsque les paramètres d'opération améliorés (par ex., mis à jour) sont pris en compte (bloc de processus 428). Les paramètres d'opération peuvent inclure la temporisation de chaque forme d'onde générée par l'émetteur, le type de forme d'onde (par ex., dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.), la direction de déclenchement, le nombre d'indications des formes d'ondes acoustiques stockées dans une mémoire tampon 45, et/ou le nombre de mémoires tampons 45. Dans certains modes de réalisation, les paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) peuvent être appliqués avant une génération de la forme d'onde acoustique (bloc de processus 408) et/ou avant une acquisition de données d'azimut (bloc de processus 402). Plus spécifiquement, l'orthogonalité entre deux formes d'ondes dans la mémoire tampon 45 peut être examinée en utilisant l'angle d'erreur, γ, de sorte que l'orthogonalité entre deux formes d'ondes dans la mémoire tampon 45 peut être entièrement orthogonale pour y=0°ou colinéaire (c.-à-d., entièrement non orthogonale) pour γ=90°. Selon un aspect de l'objet divulgué, le dispositif de calcul 40 peut déterminer, en utilisant le processus pour une détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428), une temporisation améliorée pour la génération des formes d'ondes acoustiques (par ex., une détermination de la temporisation pour les déclenchements de signal), de sorte que la temporisation améliorée pour la génération des formes d'ondes acoustiques réduit la valeur γ observée pour l'outil acoustique de fond de puits 60 opérant à diverses vitesses de rotation. Par exemple, le dispositif de calcul 40 peut déterminer que la valeur γ diminue pour une certaine vitesse de rotation de l'outil de fond de puits 34 lorsque la génération des formes d'ondes acoustiques survient à des instants t = 1.5, 1.76, et 2.87 secondes, améliorant ainsi la qualité de données d'azimut pour l'outil de fond de puits en rotation à une certaine vitesse. En conséquence, dans certains modes de réalisation, le dispositif de calcul 40 peut utiliser la temporisation améliorée pour le déclenchement des formes d'ondes acoustiques pour diminuer la valeur γ. Par conséquent, le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés en réduisant la valeur γ peut être réalisé avant le début de la première partie 401, de sorte qu'il est réalisé avant une acquisition de données d'azimut (bloc de processus 402).

[0079] Dans certains modes de réalisation, le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) peut être indépendant des conditions de diagraphie (par ex., une température de fond de puits, une pression de fond de puits, une vitesse angulaire de l'outil de fond de puits en rotation, une taille de mémoire disponible, etc.). En conséquence, l'acquisition et un stockage de données d'azimut et l'exécution du processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) peuvent ou peuvent ne pas se reposer sur les conditions de diagraphie reçues, par exemple, à partir de capteurs magnétiques ou d'accéléromètres. Les conditions de diagraphie peuvent être (ou peuvent ne pas être) utilisées pour contrôler ou corriger les paramètres d'opération qui ont été définis après une détermination des paramètres d'opération initiaux. Il doit être entendu que, en variante, le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) peut dépendre des conditions de diagraphie, de sorte que le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) peut être contrôlé, mis à jour, ou substitué en fonction de la réponse de l'outil de fond de puits 34 aux conditions de diagraphie.

[0080] La figure 8 est un graphique 500 d'un angle d'erreur 502, γ, à diverses vitesses de rotation 504 correspondant à un système qui n'a pas été amélioré en utilisant les techniques divulguées ici, selon un mode de réalisation de la divulgation. Comme représenté dans le graphique, l'angle d'erreur 502, γ, en unités de degrés (°) tracé en fonction de la vitesse de rotation (par ex., une vitesse angulaire) 504 en unités de tours par minute (tr/min). En outre, dans le mode de réalisation représenté en exemple, huit mesures dipolaires sont enregistrées dans la mémoire tampon 45. Les 1er, 3e, 5e et 7e déclenchements de formes d'ondes (c.-à-d., des générations de formes d'ondes) ont été réalisés le long d'un azimut zéro (0°) de l'outil de fond de puits 34, et les 2e, 4e, 6e et 8e déclenchements de formes d'ondes ont été réalisés le long d'un azimut 90°. L'intervalle de temps entre chaque déclenchement de forme d'onde Δ( ,· . 7) [0081] est uniforme, survenant à des intervalles d'environ 100 ms. Dans le mode de réalisation représenté, pour une vitesse de rotation 504 de 0 tr/min, une paire orthogonale est présente dans la mémoire tampon 45 étant donné l'angle d'erreur 502, γ=0° tandis que pour une vitesse de rotation 504 de 150 tr/min, les formes d'ondes acoustiques sont entièrement non orthogonales (par ex., colinéaires) étant donné l'angle d'erreur 502, γ=90°. Pour cet exemple particulier, il est possible d'améliorer davantage l'orthogonalité dans la mémoire tampon 45 en appliquant le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428), moyennant quoi des retards de temps ΔΙ ,· irréguliers entre des déclenchements de formes d'ondes sont appliqués.

[0082] En se référant à la figure 9, un graphique 600 d'un angle d'erreur 602, γ, est représenté à diverses vitesses de rotation 604 correspondant à un système qui a été amélioré en utilisant les techniques divulguées ici, selon un mode de réalisation de la divulgation. Comme représenté dans le graphique, l'angle d'erreur 602, γ, en unités de degrés (°) est tracé en fonction de la vitesse de rotation (par ex., une vitesse angulaire) 604 en unités de tours par minute (tr/min). Comparé au graphique 500 de la figure 8, où l'intervalle de temps entre chaque déclenchement de forme d'onde ΔΙ ,· . 7) est uniforme (par ex., survenant à des intervalles d'environ 100 ms, dans le graphique 600 de la figure 9, les intervalles de temps entre chaque déclenchement de forme d'onde sont davantage améliorés (par ex., davantage optimisés) pour fournir la valeur γ minimale pour un quelconque outil de fond de puits 34 présentant une vitesse de rotation 604 entre 0 tr/min et 300 tr/min. En effet, la figure 9 représente le graphique de l'angle d'erreur 602, γ, par rapport à la vitesse de rotation pour un ensemble amélioré d'intervalles de temps, ΔΙ ,= [121, 102, 100, 110, 400, 400, 137] ms.

[0083] En particulier, la valeur maximum de l'angle d'erreur 602, γ, abaissée de 90° (dans la figure 8) à 11° (dans la figure 9). En conséquence, en utilisant les techniques décrites ici, l'angle d'erreur 502, 602, γ, peut être réduit pour générer une paire orthogonale améliorée de formes d'ondes.

[0084] En particulier, en appliquant le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés (bloc de processus 428) à l'acquisition des données d'azimut et au stockage d'indications de données associées aux déclenchements de formes d'ondes acoustiques dans des mémoires tampons 45, la sélection d'une paire orthogonale de formes d'ondes peut être améliorée pour augmenter la fiabilité des outils de fond de puits 34. En outre, tandis que dans des figures 8 et 9, le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés est utilisé pour améliorer davantage l'intervalle de temps entre des déclenchements de formes d'ondes (par ex., par l'émetteur), il doit être entendu que le processus de détermination des paramètres d'opération améliorés peut être utilisé pour améliorer davantage (par ex., optimiser davantage) le type de déclenchement de forme d'onde (par ex. dipolaire, quadripolaire, unipolaire, etc.), la direction de déclenchement de forme d'onde, le nombre d'indications de formes d'ondes stockées dans la mémoire tampon 45, le nombre de mémoires tampons 45 utilisé, et analogues.

[0085] En conséquence, des effets techniques de la présente divulgation incluent une amélioration d'une détermination d'une paire orthogonale de formes d'ondes. Dans certains modes de réalisation, la présente divulgation fournit des techniques pour une sélection de la paire orthogonale améliorée de formes d'ondes est basée au moins en partie sur des caractéristiques acoustiques des formes d'ondes acoustiques, des indications des formes d'ondes acoustiques et/ou des données d'azimut. Le procédé proposé inclut une acquisition répétée de données d'azimut et d'indications de données des formes d'ondes acoustiques, puis un stockage des données dans une mémoire tampon 45 jusqu'à ce qu'un nombre cible d'indications des formes d'ondes acoustiques soit stocké ou jusqu'à ce qu'une qualité de données appropriée soit atteinte, comme abordé plus en détail cidessous. Après que l'acquisition de données est réalisée, les formes d'ondes acoustiques sont empilées si les formes d'ondes acoustiques sont déclenchées vers la même direction ou des directions sensiblement similaires, éliminant ainsi un bruit dans la forme d'onde acoustique. Enfin, la paire orthogonale améliorée des formes d'ondes est sélectionnée dans la mémoire tampon 45 en utilisant un quelconque processus approprié de détermination des paramètres d'opération améliorés. De cette manière, les techniques de la présente divulgation permettent une détermination d'une paire orthogonale appropriée de formes d'ondes, améliorant ainsi la fiabilité de caractéristiques de formation et de trou de forage en utilisant un outil acoustique de fond de puits.

[0086] Les modes de réalisation spécifiques décrits ci-dessus ont été montrés à titre d'exemple, et il doit être entendu que ces modes de réalisation peuvent être soumis à diverses modifications et formes alternatives. Il sera en outre entendu que les revendications ne sont pas destinées à être limitées aux formes particulières divulguées, mais plutôt à couvrir l'ensemble des modifications, des équivalents, et des alternatives s'inscrivant dans l'esprit et la portée de la présente divulgation.

Claims

Revendications [Revendication 1] Système utilisé pour des opérations de diagraphie, comprenant : un outil de fond de puits comprenant un émetteur acoustique et un récepteur acoustique ; et un dispositif de calcul couplé de manière communicative à l'outil de fond de puits, dans lequel le dispositif de calcul comprend : un processeur ; et un dispositif de mémoire configuré pour stocker des instructions, les instructions configurées pour amener le processeur : à ordonner à l'émetteur acoustique de générer une pluralité de formes d'ondes configurée pour être détectée par le récepteur acoustique ; à stocker la pluralité de formes d'ondes détectée par le récepteur acoustique dans une mémoire tampon ; lorsque chaque forme d'onde d'un sous-ensemble de la pluralité de formes d'ondes sont chacune orientée dans une similarité de direction seuil, à empiler chaque forme d'onde du sous-ensemble pour générer une forme d'onde composée tel que la direction seuil défini une valeur minimum de la différence d’orientation entre au moins deux formes d’ondes ; et à déterminer une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base au moins en partie de la forme d'onde composée et d'un sous-ensemble restant de la pluralité de formes d'ondes, dans lequel la paire orthogonale de formes d'ondes est utilisée pour générer une diagraphie de puits acoustique. [Revendication 2] Système selon la revendication 1, dans lequel les instructions sont configurées pour amener le processeur à ordonner à l'émetteur acoustique de générer la pluralité de formes d'ondes jusqu'à ce que la pluralité de formes d'ondes générée par l'émetteur acoustique dépasse une valeur seuil. [Revendication 3] Système selon la revendication 1, dans lequel les instructions sont configurées pour amener le processeur à ordonner à l'émetteur acoustique de générer la pluralité de formes d'ondes après que des paramètres d'opération initiaux ont été déterminés. [Revendication 4] Système selon la revendication 3, dans lequel au moins une portion des paramètres d'opération initiaux comprend des données reçues par l'intermédiaire d'un magnétomètre ou d'un accéléromètre. [Revendication 5] Système selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel

les paramètres d’opération initiaux comprennent : des données indicatives d'une directivité de chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes ; des données indicatives d'une distance entre le récepteur acoustique et l'émetteur acoustique ; des données indicatives d'un instant lors duquel chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes est générée ; des données indicatives d'un type d'excitation pour chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes générée ; des données indicatives de l'orientation de l'outil de fond de puits ; des données indicatives de la position de l'outil de fond de puits à l'instant lors duquel chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes est générée ; des données indicatives d'un nombre total de formes d'ondes de la pluralité de formes d'ondes acquise ; ou une quelconque combinaison de celles-ci. [Revendication 6] Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des instructions configurées pour appliquer des paramètres d'opération mis à jour pour un ajustement d'une opération de l'outil de fond de puits. [Revendication 7] Système selon la revendication 6, dans lequel les instructions configurées pour appliquer les paramètres d'opération mis à jour comprennent une mise à jour de paramètres d'opération initiaux associés à chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes. [Revendication 8] Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les instructions configurées pour déterminer la paire orthogonale de formes d'ondes comprennent un choix d'une paire de formes d'ondes à partir de la pluralité de formes d'ondes avec un angle d'erreur, γ, le plus proche de zéro. [Revendication 9] Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les instructions sont configurées pour amener le processeur à stocker la pluralité de formes d'ondes dans la mémoire tampon après une détermination du fait qu'un nombre de formes d'ondes de la pluralité de formes d'ondes dépasse une valeur seuil. [Revendication 10] Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'outil de fond de puits comprend un outil de diagraphie en cours de forage (LWD), un outil de diagraphie en cours de mesure (MWD), un outil de ligne câblée, ou une quelconque combinaison de ceux-ci. [Revendication 11] Procédé de détermination de formes d'ondes directionnelles or-

thogonales pour un outil acoustique de fond de puits, le procédé comprenant :

le fait d'ordonner, par l'intermédiaire d'un processeur, à un émetteur de l'outil acoustique de fond de puits de générer une pluralité de formes d'ondes ;

une réception, par l'intermédiaire du processeur, de paramètres d'opération initiaux indicatifs de chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes ;

un stockage, par l'intermédiaire du processeur, de données indicatives de chaque forme d'onde de la pluralité de formes d'ondes dans une mémoire tampon jusqu'à ce que la pluralité de formes d'ondes dépasse une valeur seuil minimum ;

lorsque chaque forme d'onde d'un sous-ensemble de la pluralité de formes d'ondes partage chacune sensiblement une direction d'orientation, un empilement, par l'intermédiaire du processeur, de chaque forme d'onde du sous-ensemble pour générer une forme d'onde composée ;

une détermination, par l'intermédiaire du processeur, d'une paire orthogonale de formes d'ondes sur la base de la forme d'onde composée, et d'un sous-ensemble restant de la pluralité de formes d'ondes, ou une quelconque combinaison de celles-ci ; et une application, par l'intermédiaire du processeur, de paramètres d'opération mis à jour associés à la paire orthogonale de formes d'ondes à l'outil acoustique de fond de puits.