FR3118200A1 - Système de mesure et procédé correspondant - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un système de mesure comprenant une pluralité de modules de mesure (123a, 123b, 123c), destinés à être introduit à l’intérieur d’un puits, tel qu’un puits de pétrole ou de gaz. Chaque module de mesure (123a, 123b,123c) comporte un premier dispositif (1) et un deuxième dispositif (2) logeant l’un, un capteur (40), et, l’autre, un système (50) électronique ; un câble (3) de communication et d’alimentation reliant de manière indémontable le premier dispositif (1) au deuxième dispositif (2). Ledit premier dispositif (1) de chaque module de mesure (123b) comprend un connecteur (12) permettant de connecter ledit premier dispositif (1) au connecteur (21) d’un deuxième dispositif (2) d’un autre module de mesure (123a). Le deuxième dispositif (2) de chaque module de mesure (123b) comprend aussi un connecteur (21) permettant de connecter ledit deuxième dispositif (2) au connecteur (12) d’un premier dispositif (1) d’un autre module de mesure (123c). Le premier et le deuxième dispositifs (1, 2) forme un outil de puits lorsqu’ils sont reliés directement entre eux via leur connecteurs (12, 21). Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Système de mesure et procédé correspondant
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne de manière générale le domaine de l’acquisition de données sismiques.
L'invention concerne en particulier le domaine de la prospection pétrolière ou gazière par méthode sismique, en milieu terrestre ou offshore, de la surveillance des réservoirs via les puits ou de la microsismique, mais peut s'appliquer à tout domaine mettant en œuvre un système d'acquisition de données sismiques, notamment pour des applications en géothermie.
ART ANTERIEUR
Dans le domaine de la prospection de ressources naturelles, et en particulier d’hydrocarbures, l'acquisition et le traitement de données sismiques peuvent être utilisés pour générer un profil, ou image, de la structure géophysique d’un sous-sol. Bien que ce profil ne fournisse pas une localisation précise de réservoirs de pétrole et de gaz, il suggère, aux personnes expérimentées dans ce domaine, la présence ou l'absence potentielle de tels réservoirs.
Les données sismiques sont obtenues par l'envoi d'ondes sismiques ou acoustiques d'interrogation générées artificiellement (vibration, choc impulsif,…) depuis la surface du terrain, en profondeur. Des capteurs sismiques, tels que des géophones, sont utilisés pour mesurer la propagation ainsi que les réflexions et réfractions par les différentes couches du sous-sol des ondes sismiques générées artificiellement.
Pour acquérir des données sismiques à l'intérieur de puits utilisés pour l'extraction de pétrole et de gaz, il est connu d’utiliser un système de mesure comprenant une chaine d’outils de puits qui est introduite dans le puits et maintenue à l’aide d’un système d’ancrage contre une paroi du puits.
La chaine d’outils de puits comprend des capteurs d’onde acoustiques, encore appelés capteurs sismiques, tels que, par exemple, des géophones.
Les chaines d’outils de puits connues de l’état de la technique sont formées de plusieurs types de différents modules à assembler les uns aux autres à l’aide de câbles munis de connecteurs.
Ainsi dans l’exemple illustré à la , trois types de modules différents sont nécessaires pour réaliser un outil de puits ou une chaine d’outils de puits. Un premier type de module 1’ présente un système d’ancrage qui peut être déployé par une chaîne cinématique, dans le cas illustré un bras d’ancrage 11’ (un ancrage magnétique peut être envisagé) et peut loger un capteur sismique, qui peut être mono-composant ou multi-composant. Un deuxième module 2’ comprend un système électronique qui peut être utilisé pour traiter des signaux de capteur. Un troisième type de module 3’ est un câble muni à une extrémité d’un connecteur 31 couplable au connecteur 13 du premier module, et un connecteur 32 couplable au connecteur 23 du deuxième module 2’.
Ainsi, comme illustré à la , pour former un outil de puits 112a, 112b, 112c ou une chaine d’outils de puits 100’, il est ainsi nécessaire de disposer de plusieurs types de modules 1’, 2’, 3’ différents les uns des autres, ce qui complique la réalisation et le montage de l’outil de puits ou de la chaine d’outils de puits, de même que la gestion et la manutention des différents types modules puisque le fabriquant doit pouvoir fournir les trois types de modules différents.
La présente invention a pour but de proposer un nouveau système de mesure pour former un outil de puits et un nouveau procédé d’obtention d’un outil de puits, permettant de pallier tout ou partie des problèmes exposés ci-dessus.
A cet effet, l’invention a pour objet un système de mesure comprenant une pluralité de modules de mesure, destinés à être introduit à l’intérieur d’un puits, tel qu’un puits de pétrole ou de gaz,
caractérisé en ce que chaque module de mesure comporte :
un premier dispositif et un deuxième dispositif logeant l’un, un capteur acoustique, et, l’autre, un système électronique; et
un câble de communication et d’alimentation reliant de manière indémontable manuellement le premier dispositif au deuxième dispositif,
ledit premier dispositif de chaque module de mesure comprenant un connecteur permettant de connecter ledit premier dispositif au connecteur d’un deuxième dispositif d’un autre module de mesure ; et
le deuxième dispositif de chaque module de mesure comprenant aussi un connecteur permettant de connecter ledit deuxième dispositif au connecteur d’un premier dispositif d’un autre module de mesure ;
le premier dispositif d’un module de mesure donné et le deuxième dispositif d’un autre module de mesure formant un outil de puits lorsque lesdits premier et deuxième dispositif sont reliés directement entre eux via leur connecteurs.
Une telle conception du système selon l'invention permet de réaliser un outil de puits ou une chaine d’outils de puits par assemblage de plusieurs exemplaires d’un même type de modules de mesure.
Le module de mesure du système selon l'invention présente un nombre réduit de connecteurs ce qui réduit le coût et simplifie l’assemblage avec un autre module de mesure pour réaliser un outil de puits ou une chaine d’outils de puits puisque la connexion de deux modules permet d’obtenir un outil de puits.
La limitation du nombre de connecteurs permet de limiter les pertes de puissance à travers les connecteurs, ce qui réduit la consommation électrique du système et permet ainsi d’augmenter le nombre de modules de mesure que l’on peut connecter entre eux pour une puissance d’alimentation donnée fournie. Il est aussi possible d’augmenter la distance maximale entre deux outils consécutifs.
Les coûts de gestion et de fabrication sont aussi réduits du fait qu’un seul type de module de mesure est suffisant pour, à l’aide de plusieurs exemplaires de ce même type de module de mesure, obtenir l’outil de puits ou la chaine d’outils de puits souhaitée. Le fabricant peut ainsi ne proposer qu’un seul type de module de mesure, c'est-à-dire une seule référence de produit, dont il suffit de connecter plusieurs exemplaires entre eux pour obtenir l’outil de puits ou la chaine d’outils de puits souhaitée.
L’absence de connecteur entre le câble et les premier et deuxième dispositif du module de mesure permet de limiter la longueur du module de mesure et donc la longueur de l’outil de puits correspondant, ce qui permet d’obtenir des fréquences de résonnance plus élevées, et donc un gain en fréquence étant donné que si les fréquences sont trop faibles, les signaux sismiques acquis dans la bande 1-500 Hz sont dégradés.
Le système peut aussi comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible.
Selon une caractéristique optionnelle, le capteur acoustique comprend un capteur analogique, tel qu’un géophone.
Selon une caractéristique optionnelle, le système électronique d’un module de mesure comprend un convertisseur analogique-numérique pour numériser les signaux analogiques fournis par le capteur d’un autre module de mesure dont le dispositif qui loge ledit capteur est directement connecté au dispositif du module de mesure qui loge ledit système électronique.
Selon une caractéristique optionnelle, le capteur acoustique comprend un capteur numérique.
Selon une caractéristique optionnelle, à l’état connecté du premier dispositif d’un des modules de mesure avec le deuxième dispositif d’un autre des modules de mesure, le système électronique de l’un desdits modules de mesure est configuré pour traiter les signaux fournis par le capteur acoustique de l’autre desdits modules de mesure, qui est logé dans un dispositif relié directement au dispositif qui loge ledit système électronique.
Selon une caractéristique optionnelle, le dispositif logeant le capteur acoustique comprend un corps muni d’un système de couplage permettant de coupler le premier dispositif à une paroi du puits.
Selon une caractéristique optionnelle, le système de couplage comprend un bras d’ancrage monté mobile à l’extérieur du corps du premier dispositif entre une position active de couplage et une position inactive, et un moteur électrique logé dans le corps et permettant d’actionner le bras, le système électronique du dispositif d’un module de mesure qui est connecté au dispositif d’un autre module de mesure qui loge ledit capteur, étant configuré pour piloter ledit moteur électrique.
Selon une caractéristique optionnelle, l’un desdits premier et deuxième dispositifs comprenant un corps muni d’un système de couplage motorisé pour le couplage dudit corps à une paroi du puits et logeant le système électronique qui est configuré piloter le moteur du système de couplage, le capteur acoustique est logé dans l’autre dispositif.
Selon une caractéristique optionnelle, le système comprend un dispositif de lestage, ou un équipement tracteur, connectable à un connecteur libre d’un premier dispositif ou d’un deuxième dispositif du module de mesure qui est situé à une extrémité du système de mesure.
Selon une caractéristique optionnelle, les modules de mesure sont interchangeables les uns par rapport aux autres.
Selon une caractéristique optionnelle, le système comprend un système de commande et de stockage de données, destiné à être positionné hors du puits, configuré pour :
- stocker des données sismiques numériques issues du traitement des signaux fournis par le(s) capteur(s) acoustique(s) ; et
- transmettre des commandes au système électronique des modules de mesure.
Selon une caractéristique optionnelle, le système de mesure comprend un câble de liaison entre le système de commande et de stockage, et un dispositif, appelé dispositif de télémétrie, ledit dispositif de télémétrie étant connecté à une extrémité libre de l’ensemble des modules de mesure connectés, et configuré pour fournir une alimentation électrique aux modules de mesure connectés et collecter les données sismiques numériques fournies par les modules de mesure.
Selon une caractéristique optionnelle, chaque câble de chaque module de mesure comprend des fils conducteurs pour l’alimentation électrique des composants électriques ou électroniques du module de mesure, et pour la communication de commandes et de données sismiques numériques ou numérisées issues du traitement des signaux fournis par un ou des capteurs acoustiques.
Selon une caractéristique optionnelle, la pluralité de modules de mesure comprend au moins trois modules de mesures identiques, connectables les uns autres pour former une chaine d’outils de puits.
L'invention concerne également un procédé d’obtention d’un outil de puits par assemblage d’un premier module de mesure avec un deuxième module de mesure d’un système de mesure tel que proposé ci-dessus, caractérisé en ce que le procédé comprend l’étape de connecter un connecteur du deuxième dispositif du premier module de mesure à un connecteur du premier dispositif du deuxième module de mesure.
L'invention concerne également un procédé tel que proposé ci-dessus pour l’obtention d’une chaine d’outil de puits, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre l’étape de connecter un connecteur du deuxième dispositif du deuxième module de mesure à un connecteur d’un premier dispositif d’un troisième module de mesure.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
- la est une vue schématique de plusieurs modules différents destinés à être assemblés en plusieurs exemplaires pour former un outil de puits ou une chaine d’outils de puits selon un mode de réalisation connu de l’état de la technique ;
- la est une vue schématique d’un assemblage de plusieurs exemplaires des différents modules, qui sont du type de ceux illustrés à la pour former une chaine d’outils de puits selon un mode de réalisation connu de l’état de la technique ;
- la est une vue schématique d’un module de mesure d’un système de mesure selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la est une vue schématique d’un système de mesure comprenant une chaine d’outils de puits obtenus par assemblage de plusieurs exemplaires d’un même type de module de mesure, tel que celui de la , selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la est un diagramme illustrant des étapes d’un procédé d’assemblage de plusieurs exemplaires d’un même type de module de mesure, tel que celui de la , selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la est une vue schématique d’un module de mesure d’un système de mesure selon une variante de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
Le concept de l'invention est décrit plus complètement ci-après avec référence aux dessins joints, sur lesquels des modes de réalisation du concept de l'invention sont montrés. Cependant, ce concept de l'invention peut être mis en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne devrait pas être interprété comme étant limité aux modes de réalisation exposés ici. Au lieu de cela, ces modes de réalisation sont proposés de sorte que cette description soit complète, et communiquent l'étendue du concept de l'invention aux hommes du métier. L'étendue de l'invention est par conséquent définie par les revendications jointes.
Une référence dans toute la description à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la description ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures, ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation.
Il est proposé un module de mesure pour la mesure de signaux acoustiques, encore appelés signaux sismiques, dans un puits, tel qu’un puits de pétrole ou de gaz, qui permet de former un outil de puits ou une chaine d’outils de puits par assemblage dudit module de mesure avec un ou plusieurs autres modules identiques, et ce de manière simple et rapide.
La gestion des modules de mesure qui composent ainsi l’outil de puits ou la chaine d’outils de puits est alors facilitée puisque qu’il suffit de disposer d’un même type de module en plusieurs exemplaires pour former l’outil de puits ou la chaine d’outils de puits.
L’outil de puits permet de mesurer des signaux sismiques à une position donnée du puits (ou niveau) où se situe l’outil de puits, et de transmettre des données numérisées correspondant à ces signaux sismiques pour les stocker hors du puits.
Module de mesure
La conception de chaque module de mesure présenté ci-dessous permet d’utiliser un même type de module, c'est-à-dire un seul type de module, en plusieurs exemplaires, à assembler pour former un outil de puits (en connectant deux modules de mesure) ou une chaine d’outils de puits (en connectant au moins trois modules de mesure en série).
Les modules de mesure utilisés sont interchangeables les uns par rapport aux autres.
Le système de mesure se présente ainsi sous la forme d’un système modulaire, avec un seul type de module de mesure, ce qui facilite le stockage et la gestion des modules qui composent le système de mesure, de même que l’assemblage/désassemblage des modules pour former un outil de puits ou une chaine d’outils de puits. La maintenance est aussi simplifiée puisqu’en cas de défaillance il suffit de remplacer le module de mesure défaillant par un autre module identique ou de simplement retirer le module défaillant, et de connecter entre eux ses modules de mesure voisins.
Comme illustré à la , le module de mesure 123b comprend un premier dispositif 1 et un deuxième dispositif 2, ainsi qu’un câble 3 qui relie le premier dispositif 1 au deuxième dispositif 2. Le premier dispositif 1 et le deuxième dispositif 2 comprennent chacun un corps 10, 20 apte à loger un système de capteur et/ou un système électronique comme expliqué ci-après.
Le premier dispositif 1, le deuxième dispositif 2, et le câble 3 forment un ensemble d’un seul tenant, qui est utilisable en tant que module pour être connecté à un ou plusieurs autres modules de mesure identiques. On entend par d’un seul tenant le fait que l’opérateur ne peut pas séparer manuellement le câble 3 du premier dispositif 1 ou deuxième dispositif 2. Le système reste démontable à l’aide d’un outil pour la maintenance.
Comme détaillé ci-après, le module de mesure comprend un capteur 40 acoustique, encore appelé capteur sismique, et un système 50 électronique. Le module de mesure peut comprendre aussi un ou plusieurs autres capteurs d’au moins un autre paramètre physique, tel que la température ou la pression ambiante, logé dans l’un et/ou l’autre des premier et deuxième dispositifs.
Premier dispositif
Avantageusement, le corps 10 du premier dispositif 1 est muni d’un système de couplage permettant de coupler le premier dispositif 1 à une paroi de puits. Le système de couplage peut comprendre une partie du corps 10 adaptée à coopérer avec un aménagement de la paroi du puits. Le système de couplage permet d’obtenir un couplage acoustique entre le module de mesure, en particulier le corps 10 du premier module 1 et la paroi du puits, pour permettre un couplage acoustique indirect du capteur 40 à la paroi du puits.
Selon un mode de réalisation et comme illustré à la , le capteur 40 est logé dans le premier dispositif 1.
Selon un mode de réalisation, le capteur sismique est un capteur analogique, tel qu’un géophone. Selon un autre mode de réalisation, le capteur sismique est un capteur numérique, par exemple réalisé sous forme d’un capteur micro-usiné dits MEMS (abréviation de « Micro Electro Mechanical System » en anglais), auquel cas il pourrait être logé dans le deuxième module 2.
Dans l'exemple illustré aux figures, le système de couplage est un bras d’ancrage 11. Le bras d’ancrage 11 est un bras déplaçable entre une première position inactive dans laquelle l’extrémité libre du bras est rapprochée du corps 10 du premier dispositif 1, et une position active dans laquelle l’extrémité libre du bras est écartée du corps 10 du premier dispositif 1 pour venir en appui contre une paroi du puit. Selon un aspect particulier, le corps 10 du premier dispositif 1 loge un moteur électrique qui permet d’actionner le bras 11 en position active ou inactive.
Deuxième dispositif
Le deuxième dispositif 2 comprend un système 50 électronique. Selon un mode de réalisation le système 50 électronique est un système électronique de communication et de traitement de données. Avantageusement, le système 50 de communication et de traitement permet de communiquer des commandes, de traiter des données (numériques ou analogiques) fournies par le capteur 40, et de transmettre les données traitées. Les données traitées peuvent être transmises à un dispositif de télémétrie 1123, tel que présenté ci-après, directement ou indirectement par l’intermédiaire du ou des autres modules de mesure qui séparent le système 50 dudit dispositif de télémétrie 1123, selon la position dudit système 50 par rapport au dispositif de télémétrie 1123.
Préférentiellement, le système 50 est aussi configuré pour gérer l’alimentation des modules de mesure en permettant de propager l’alimentation qu’il reçoit d’un module de mesure amont ou du dispositif de télémétrie, vers un module de mesure aval.
Selon un mode de réalisation, le système 50 électronique d’un module de mesure, par exemple référencé 123b comme illustré à la , comprend un convertisseur analogique-numérique qui permet de numériser les signaux analogiques fournis par le capteur 40 d’un autre module de mesure, par exemple référencé 123c comme illustré à la , qui est connecté au module de mesure 123b.
Selon une variante de réalisation illustrée à la , pour chaque système de mesure, le capteur 40 peut être logé dans le deuxième dispositif 2 qui est de préférence dépourvu de système de couplage, et le système 50 électronique peut être logé dans l’autre premier dispositif 1 qui est pourvu d’un système de couplage 11 motorisé. Le couplage acoustique du capteur 40 acoustique présent dans le deuxième dispositif 2 d’un module de mesure donné est alors obtenu par le couplage avec la paroi du puits du premier dispositif 1 du module de mesure voisin qui est connecté au deuxième dispositif 2 qui loge ledit capteur 40 acoustique. Avantageusement, le système 50 électronique logé dans le premier dispositif est configuré pour piloter le moteur du bras d’ancrage 11. Une telle conception du système de mesure permet de bénéficier d’une réduction du nombre de contacts sur le connecteur 12 du premier dispositif et sur le connecteur 21 du deuxième dispositif puisqu’il n’y a plus les signaux moteurs à passer (le passage des signaux moteurs pouvant nécessiter entre trois et six contacts). Une telle conception du système de mesure permet aussi d’ancrer à l’intérieur du puits un dispositif de lestage connecté au deuxième dispositif 2 pour éviter que ledit dispositif de lestage ne génère du bruit, ce qui peut se produire lorsque ledit dispositif de lestage n’est pas couplé à la paroi du puits.
En particulier lorsque le capteur 40 est un capteur numérique, on peut prévoir que le capteur 40 soit logé dans le deuxième dispositif 2 avec un système électronique adapté au traitement des données numériques, tel que compression, et que le système 50 électronique logé dans le premier dispositif soit configuré pour piloter le moteur du bras d’ancrage. Le système 50 électronique n’a alors pas besoin de convertir numériquement les données du capteur 40 qui sont déjà au format numérique, et peut former le système de pilotage du moteur du bras d’ancrage.
Connecteurs du module de mesure
Le premier dispositif 1 de chaque module de mesure comprend un connecteur 12 connectable au connecteur 21 du deuxième dispositif 2 d’un autre module de mesure identique.
En particulier, le connecteur 12 est situé à l’extrémité du corps 10 du premier dispositif 1 qui est opposée au câble 3. Le connecteur 21 est situé à l’extrémité du corps 20 du deuxième dispositif 2 qui est opposée au câble 3.
Les connecteurs 12, 21 peuvent être réalisés sous la forme de connecteurs mâle/femelle comprenant par exemple des plots conducteurs (pin en anglais) et des logements conducteurs correspondants. Selon un aspect particulier, un verrouillage mécanique permet de maintenir la connexion entre les connecteurs 12, 21.
Avantageusement, un système de détrompeur est prévu pour empêcher la connexion directe de deux premiers dispositifs entre eux ou de deux deuxièmes dispositifs entre eux.
Connexion de deux modules de mesure
En particulier et comme illustré à la , le premier dispositif 1 du module de mesure 123b est connecté au deuxième dispositif 2 du module de mesure 123a. Le système 50 électronique du module de mesure 123a peut traiter les signaux fournis par le capteur 40 du module de mesure 123b voisin. Le système 50 électronique du module de mesure 123b peut traiter les signaux fournis par le capteur 40 du module de mesure 123c voisin.
L’ensemble formé par un premier dispositif 1 d’un module de mesure donné, tel que le module de mesure 123b, connecté au deuxième dispositif 2 d’un autre module de mesure 123a, forme un niveau de mesure ou outil de puits 120.
Une telle conception permet, à partir d’un seul type de module de mesure, de construire un outil de puits ou une chaine d’outils de puits en connectant plusieurs exemplaires de ce même module de mesure entre eux. Dans le cas d’un capteur 40 acoustique analogique, on bénéficie en outre d’une bonne qualité de conversion des signaux sismiques acquis du fait de la faible distance entre le capteur 40 acoustique analogique d’un dispositif d’un module de mesure et le système 50 électronique du dispositif du module de mesure voisin qui est connecté au dispositif du module de mesure logeant ledit capteur 40 acoustique analogique, le système 50 électronique étant configuré pour traiter les données fournies par le capteur 40.
En effet, la dimension en largeur de chacun des corps 10, 20 des premier et deuxième dispositifs 1, 2, qui est supérieure au diamètre du câble 3, permet d’espacer suffisamment les fils ou éléments conducteurs qui s’étendent dans les premier et deuxième dispositifs connectés et par lesquels sont transmis les signaux du capteur 40 acoustique au système 50 électronique, vis-à-vis des autres fils ou éléments conducteurs qui pourraient perturber leur transmission et qui peuvent comprendre par exemple un ou des conducteurs d’alimentation électrique.
Le câble
Le câble 3 comprend plusieurs fils conducteurs pour permettre l’alimentation électrique des composants électriques ou électroniques du module de mesure, et pour permettre la communication de signaux de pilotage, par exemple des signaux de pilotage du moteur du bras d’ancrage, et/ou de signaux de commandes, par exemple pour commander ou paramétrer le système 50 électronique en vue du traitement des signaux fournis par le capteur. Les fils conducteurs du câble 3 permettent aussi la communication de données numériques, telles que des données sismiques numériques ou numérisées pour permettre au système de télémétrie 1123 de collecter ces données et de les transmettre au système 1000 de stockage et de commande présenté ci-dessous.
Chaine d’outils de puits
L’assemblage de plusieurs modules de mesure entre eux permet d’obtenir plusieurs assemblages de premier dispositif 1 et deuxième dispositif 2 le long du puits, c'est-à-dire une chaine d‘outils de puits, et ainsi plusieurs niveaux de mesure à différentes positions le long du puits.
Selon un mode de réalisation et comme par exemple illustré à la , le système de mesure comprend au moins trois modules de mesure 123a, 123b, 123c qui sont connectés les uns à la suite des autres pour former une chaine d’outils de puits.
Lorsque le puits est un puits de type vertical, on peut prévoir de connecter à l’extrémité inférieure de la chaîne un dispositif 60 dont le poids permet de lester la chaine d’outils de puits. Le dispositif 60 est connectable au connecteur libre d’un premier ou deuxième dispositif du module de mesure 123c situé à une extrémité du système de mesure.
Lorsque le puits est un puits de type horizontal, le dispositif 60 de lestage peut être remplacé par un équipement tracteur (non représenté) qui permet de faire avancer le ou les outils de puits le long du puits. L’équipement tracteur peut être commandé depuis le système 1000 de commande et de traitement situé hors du puits. En particulier, on peut prévoir que chaque câble 3 comprend au moins un fil conducteur, appelé fil tracteur, pour transmettre des commandes à l’équipement tracteur.
Système de commande et de stockage
Comme illustré à la , le système de mesure comprend un système 1000 de commande et de stockage de données disposé hors du puits.
Le système 100 permet de stocker des données numériques, telles que les données sismiques issues des signaux fournis par les capteurs 40. Lesdits signaux peuvent être des signaux numériques ou numérisés par le système 50 électronique. Le système 1000 est aussi configuré pour permettre de transmettre des commandes aux systèmes 50 électroniques des modules de mesure 123a, 123b, 123c. Lesdites commandes peuvent comprendre des commandes d’acquisition et/ou de traitement des signaux fournis par les capteurs 40. Le système 1000 peut envoyer un signal de synchronisation aux modules de mesure.
Selon un mode de réalisation et comme illustré à la , le système 1000 de commande et de stockage de données est connecté par un câble 1100 à un dispositif 1123 de télémétrie.
Le câble 1100, dit câble pétrolier, est par exemple un hepta-câble ou un câble coaxial, qui présente une longueur pouvant aller de quelques kilomètres à une dizaine de kilomètres. Ce câble 1100 permet de fournir différentes fonctions : support mécanique, alimentation électrique, support de communications.
Le dispositif 1123 de télémétrie est configuré pour collecter les données sismiques communiquées par les modules de mesure et fournir une alimentation électrique aux modules de mesure.
Le dispositif 1123 de télémétrie est connecté à l’extrémité de l’outil de puits ou de la chaine d’outils de puits qui est la plus proche du système 1000 de pilotage et de stockage de données, c'est-à-dire la plus proche de l’ouverture du puits. A cet effet, le dispositif 1123 de télémétrie comprend un connecteur configuré pour être connecté au connecteur d’un premier ou d’un deuxième dispositif d’un module de mesure.
Procédé
Avant leur déploiement dans le puits, les modules de mesure sont connectés les uns aux autres.
Comme illustré aux Figures, chaque premier dispositif 1 d’un système de mesure comprend les mêmes éléments que le ou chaque premier dispositif 1 du ou des autres systèmes de mesure. De même, chaque deuxième dispositif 2 d’un système de mesure comprend les mêmes éléments que le ou chaque deuxième dispositif 2 du ou des autres systèmes de mesure.
Le module de mesure destiné à être situé à l’extrémité de la chaine du côté de l’ouverture du puits est connecté au dispositif de télémétrie 1123 qui est raccordé par le câble 1100 au système 1000 de stockage et de commande. L’autre extrémité de la chaine peut être équipée d’un dispositif 60 de lestage dans le cas d’un puits de type vertical ou d’un équipement tracteur dans le cas d’un puits de type horizontal. Une fois connectés, les modules de mesure sont déployés dans le puits pour atteindre la position souhaitée comme illustré à la .
Ainsi, comme illustré à la et en lien avec la , un connecteur 21 d’un deuxième dispositif 2 d’un premier module de mesure 123a est connecté à l’étape 510 avec un connecteur 12 du premier dispositif 1 d’un deuxième module de mesure 123b. Puis, un connecteur 21 d’un deuxième dispositif 2 du deuxième module de mesure 123b est connecté à l’étape 520 avec un connecteur 12 d’un premier dispositif 1 d’un troisième module de mesure 123c.
Le système 1000 peut commander l’activation des systèmes de couplage 11 pour coupler les outils de puits à la paroi du puits.
Le système 1000 de stockage et de commande peut commander l’acquisition de données sismique en envoyant un signal aux systèmes 50 qui traitent les signaux des capteur 40 voisins et communiquent les données traitées au dispositif de télémétrie 1123 qui peut les retraiter au moins partiellement avant de les renvoyer au système 1000 de stockage et de commande.
Les fonctions et étapes décrites ci-dessus peuvent être mise en œuvre sous forme de programme informatique ou via des composants électroniques. En particulier, les fonctions et étapes opérées par le système 1000, le dispositif 1123, les capteurs, les premier et deuxième dispositifs 1, 2 des modules de mesure, le systèmes électroniques 50 peuvent être réalisées par des jeux d’instructions ou modules informatiques implémentées dans un processeur ou contrôleur ou être réalisées par des composants électroniques dédiés ou des composants de type FPGA ou ASIC. Il est aussi possible de combiner des parties informatiques et des parties électroniques.
Les programmes d’ordinateur, ou instructions informatiques, peuvent être contenus dans des dispositifs de stockage de programme, par exemple des supports de stockage de données numériques lisibles par ordinateur, ou des programmes exécutables. Les programmes ou instructions peuvent aussi être exécutés à partir de périphériques de stockage de programme.
L'invention n’est pas limitée aux modes de réalisation illustrés dans les dessins. En conséquence, il doit être entendu que, lorsque les caractéristiques mentionnées dans les revendications annexées sont suivies par des signes de référence, ces signes sont inclus uniquement dans le but d'améliorer l'intelligibilité des revendications et ne sont nullement limitatifs de la portée des revendications.
De plus, le terme « comprenant » n’exclut pas d’autres éléments ou étapes. En outre, des caractéristiques ou étapes qui ont été décrites en référence à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus peuvent également être utilisées en combinaison avec d’autres caractéristiques ou étapes d’autres modes de réalisation exposés ci-dessus.

Claims (16)

1. Système de mesure comprenant une pluralité de modules de mesure (123a, 123b, 123c), destinés à être introduit à l’intérieur d’un puits, tel qu’un puits de pétrole ou de gaz,
caractérisé en ce que chaque module de mesure (123a, 123b,123c) comporte :
un premier dispositif (1) et un deuxième dispositif (2) logeant l’un, un capteur (40) acoustique, et, l’autre, un système (50) électronique; et
un câble (3) de communication et d’alimentation reliant de manière indémontable manuellement le premier dispositif (1) au deuxième dispositif (2),
ledit premier dispositif (1) de chaque module de mesure (123b) comprenant un connecteur (12) permettant de connecter ledit premier dispositif (1) au connecteur (21) d’un deuxième dispositif (2) d’un autre module de mesure (123a); et
le deuxième dispositif (2) de chaque module de mesure (123b) comprenant aussi un connecteur (21) permettant de connecter ledit deuxième dispositif (2) au connecteur (12) d’un premier dispositif (1) d’un autre module de mesure (123c) ;
le premier dispositif (1) d’un module de mesure donné et le deuxième dispositif (2) d’un autre module de mesure formant un outil de puits lorsque lesdits premier et deuxième dispositif (1,2) sont reliés directement entre eux via leur connecteurs (12, 21).
2. Système de mesure selon la revendication 1, dans lequel le capteur acoustique (40) comprend un capteur analogique, tel qu’un géophone.
3. Système selon la revendication 2, dans lequel, le système (50) électronique d’un module de mesure comprend un convertisseur analogique-numérique pour numériser les signaux analogiques fournis par le capteur (40) d’un autre module de mesure dont le dispositif (1) qui loge ledit capteur (40) est directement connecté au dispositif (2) du module de mesure qui loge ledit système (50) électronique.
4. Système de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur acoustique (40) comprend un capteur numérique.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, à l’état connecté du premier dispositif (1) d’un des modules de mesure avec le deuxième dispositif (2) d’un autre des modules de mesure, le système (50) électronique de l’un desdits modules de mesure est configuré pour traiter les signaux fournis par le capteur (40) acoustique de l’autre desdits modules de mesure, qui est logé dans un dispositif (1) relié directement au dispositif (2) qui loge ledit système (50) électronique.
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (1) logeant le capteur (40) acoustique comprend un corps (10) muni d’un système (11) de couplage permettant de coupler le premier dispositif (1) à une paroi du puits.
7. Système selon la revendication 6, dans lequel le système (11) de couplage comprend un bras d’ancrage monté mobile à l’extérieur du corps du premier dispositif (1) entre une position active de couplage et une position inactive, et un moteur électrique logé dans le corps (10) et permettant d’actionner le bras,
le système électronique (50) du dispositif (2) d’un module de mesure qui est connecté au dispositif (1) d’un autre module de mesure qui loge ledit capteur (40), étant configuré pour piloter ledit moteur électrique.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, l’un (1) desdits premier et deuxième dispositifs (1, 2) comprenant un corps (10) muni d’un système (11) de couplage motorisé pour le couplage dudit corps (10) à une paroi du puits et logeant le système électronique (50) qui est configuré piloter le moteur du système (11) de couplage, le capteur (40) acoustique est logé dans l’autre dispositif (2).
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système comprend un dispositif (60) de lestage, ou un équipement tracteur, connectable à un connecteur libre d’un premier dispositif ou d’un deuxième dispositif du module de mesure (123a) qui est situé à une extrémité du système de mesure.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les modules de mesure (123a, 123b, 123c) sont interchangeables les uns par rapport aux autres.
11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système comprend un système (1000) de commande et de stockage de données, destiné à être positionné hors du puits, configuré pour :
- stocker des données sismiques numériques issues du traitement des signaux fournis par le(s) capteur(s) (40) acoustique(s) ; et
- transmettre des commandes au système (50) électronique des modules de mesure (123a, 123b, 123c).
12. Système de mesure selon la revendication 11, dans lequel le système de mesure comprend un câble de liaison (1100) entre le système (1000) de commande et de stockage, et un dispositif (1123), appelé dispositif de télémétrie, ledit dispositif (1123) de télémétrie étant connecté à une extrémité libre de l’ensemble des modules de mesure connectés, et configuré pour fournir une alimentation électrique aux modules de mesure connectés et collecter les données sismiques numériques fournies par les modules de mesure.
13. Système de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque câble (3) de chaque module de mesure comprend des fils conducteurs pour l’alimentation électrique des composants électriques ou électroniques du module de mesure, et pour la communication de commandes et de données sismiques numériques ou numérisées issues du traitement des signaux fournis par un ou des capteurs (40) acoustiques.
14. Système de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité de modules de mesure comprend au moins trois modules de mesures identiques, connectables les uns autres pour former une chaine d’outils de puits.
15. Procédé d’obtention d’un outil de puits par assemblage d’un premier module de mesure (123a) avec un deuxième module de mesure (123b) d’un système de mesure conforme à l’une des revendication 1 à 13, caractérisé en ce que le procédé comprend l’étape de connecter un connecteur (21) du deuxième dispositif (2) du premier module de mesure (123a) à un connecteur (12) du premier dispositif (1) du deuxième module de mesure (123b).
16. Procédé selon la revendication 15 pour l’obtention d’une chaine d’outil de puits, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre l’étape de connecter un connecteur (21) du deuxième dispositif (2) du deuxième module de mesure (123b) à un connecteur (12) d’un premier dispositif (1) d’un troisième module de mesure (123c).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2685093A1 (fr) * 1991-12-16 1993-06-18 Inst Francais Du Petrole Systeme de surveillance active et/ou passive d'un gisement souterrain installe a poste fixe.
US20070188344A1 (en) * 2005-09-16 2007-08-16 Schlumberger Technology Center Wellbore telemetry system and method
WO2015125019A2 (fr) * 2014-02-24 2015-08-27 Cgg Services Sa Procédés et systèmes permettant de surveiller une formation souterraine avec une flûte active terrestre

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