MX2008003388A - Un aparato y metodo para investigar de manera electrica un pozo de sondeo. - Google Patents
Un aparato y metodo para investigar de manera electrica un pozo de sondeo.Info
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Abstract
Un aparato usado en investigación eléctrica de formaciones geológicas GF que circundan un pozo de sondeo BR, comprende: - un cuerpo 102 conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo BR, - al menos un primer transmisor Tl para inducir una primera corriente desde una primera posición del transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada SZ de las formaciones geológicas GF, - al menos un segundo transmisor T2 para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada SZ, la posición del segundo transmisor T2 es diferente de la posición del primer transmisor Ti en el cuerpo, - al menos un primer detector MO, un segundo detector Ml y un tercer detector M2 de corriente axial para medir una primera, una segunda y una tercera corrientes que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primero, del segundo y del tercero detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre sí, y - al menos un detector R2 de corriente lateral dispuesto en el cuerpo para medir una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente. El aparato comprende además: - un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral, y - un módulo 103 electrónico para derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada SZ, basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada.
Description
UN APARATO Y MÉTODO PARA INVESTIGAR DE MANERA ELÉCTRICA UN POZO DE SONDEO CAMPO DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la invención se relaciona con un aparato utilizado para la investigación eléctrica de un pozo de sondeo que penetra las formaciones geológicas. El aparato y método habilita la medición lateral de la resistividad de las formaciones geológicas que circundan el pozo de sondeo. Otro aspecto de la invención se relaciona con un método utilizado para la investigación eléctrica de un pozo de sondeo que penetra las formaciones geológicas. La invención encuentra una aplicación particular en la industria de campos petrolíferos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La FIGURA 1A muestra esquemáticamente una ubicación típica del pozo de hidrocarburos en tierra y equipos de superficie SE sobre las formaciones geológicas GF de hidrocarburos después de que se han llevado a cabo las operaciones de perforación. En esta etapa, es decir, antes de hacer correr la sarta del entubado y antes de realizar las operaciones de cementado, el sondeo es un pozo de sondeo BH lleno con una mezcla fluida MD. La mezcla fluida MD es típicamente una mezcla de fluido de perforación y lodo de perforación. En este ejemplo, los equipos de superficie SE comprenden una torre de perforación de gas y una unidad de
superficie SU para desplegar una herramienta de diagrafia TL en el pozo de sondeo. La unidad de superficie puede ser un vehículo acoplado a la herramienta de diagrafía mediante una línea LN . Adicionalmente , la unidad de superficie comprende un dispositivo DD apropiado para determinar la posición de profundidad de la herramienta de diagrafía relativamente al nivel de la superficie. La herramienta de diagrafía TL comprende un aparato eléctrico de diagrafía que realiza la investigación eléctrica de la formación geológica GF para determinar las propiedades eléctricas, por ejemplo la resistividad de la formación geológica GF que circunda el pozo de sondeo BH. La herramienta de diagrafía puede comprender varios otros detectores y puede proporcionar varios datos de medición relacionados a la formación geológica GF de hidrocarburos y/o a la mezcla fluida DM. Estos datos de medición se colectan por la herramienta de diagrafía TL y se transmiten a la unidad de superficie SU. La unidad de superficie SU comprende arreglos PA apropiados de software (conjunto de programas) y electrónica para procesar, analizar y almacenar los datos de medición proporcionados por la herramienta de diagrafía TL. Una vez que la herramienta de diagrafía TL se posiciona en una profundidad deseada, puede desplegarse una pluralidad de muelles de seguridad BS de un lado de la herramienta TL para aplicar el otro lado de la
herramienta TL contra la pared del pozo de sondeo BW. Aquellos experimentados en el arte reconocerán que también puede utilizarse cualquier otro arreglo apropiado de despliegue que sea bien conocido en el arte. La resistividad o conductividad de una zona seleccionada SZ puede medirse por el aparato eléctrico de diagrafia. Tal una medición puede repetirse para otro azimut y otra profundidad para obtener imágenes eléctricas de la pared del pozo de sondeo y una diagrafia de resistividad de las formaciones geológicas. La FIGURA IB muestra esquemáticamente una ubicación típica del pozo de hidrocarburos en tierra y equipos de superficie SE sobre las formaciones geológicas GF de hidrocarburos durante las operaciones de perforación. Aquellos experimentados en el arte saben que el aparato eléctrico de diagrafia de la FIGURA 1A también puede adaptarse en una herramienta que realiza diagrafia mientras perfora montando la herramienta de diagrafia TL en un collar de perforación. Más precisamente, una herramienta que realiza diagrafia mientras perfora, típica, se incorpora en un montaje en el fondo del pozo unido al extremo de una sarta de perforación DS con un trépano DB unido en el fin del extremo de la misma. Las mediciones pueden hacerse ya sea cuando la sarta de perforación está estacionaria o cuando está rotando. En el último caso se hace una medición adicional para permitir que
las mediciones se relacionen a la posición rotacional de la sarta de perforación en el pozo de sondeo. Esto se realiza haciendo mediciones simultáneas de la dirección del campo magnético de la tierra con una brújula, las cuales pueden relacionarse a una medición de referencia hecha cuando la sarta de perforación está estacionaria. Los datos de medición que se colectan por la herramienta de diagrafia TL pueden transmitirse por medio de la técnica conocida de pulso del lodo a la unidad de superficie SU acoplada a un receptor MP de pulso del lodo. Las FIGURAS 2 y 3 ilustran esquemáticamente un aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo como se ilustra en EP 0 540 425 o US 5,339,037. La FIGURA 2 muestra un aparato 1 de investigación eléctrica que comprende un cuerpo 2 conductor, dos transmisores TI, T2, dos detectores MO, M2, de corriente axial, un detector R de corriente lateral y un módulo 3 electrónico. El cuerpo 2 conductor alargado se puede hacer correr en el pozo de sondeo BH. Cada transmisor TI, T2 es una antena de haz toroidal que puede aplicar una diferencia de potencial entre dos secciones conductoras del cuerpo, enviando una corriente en una trayectoria que incluye el cuerpo y la formación de la tierra. El primer transmisor Ti induce una
primera corriente. El segundo transmisor T2 induce una segunda corriente. Cada detector MO, M2, de corriente axial es una antena de haz toroidal que circunda el cuerpo que puede medir la corriente axial que fluye a lo largo del cuerpo, o entre dos secciones adyacentes conductoras del cuerpo. El detector R de corriente lateral es un electrodo que puede medir la corriente ya sea que sale o que entra en una sección de la superficie del cuerpo. El detector R de corriente lateral mide una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente. El módulo 3 electrónico o el arreglo PA de software y electrónico de la unidad de superficie SU puede derivar una indicación de la conductividad de las formaciones geológicas que es proporcional a: (RlxM02 + R2xM01)/M21, donde : Rl designa la primera señal eléctrica medida cuando el transmisor TI está energizado, R2 designa la segunda señal eléctrica medida cuando el transmisor T2 está energizado, M02 designa la corriente axial medida por el detector MO cuando el transmisor T2 está energizado, M01 designa la corriente axial medida por el detector MO
cuando el transmisor TI está energizado, y M21 designa la corriente axial medida por el detector M2 cuando el transmisor TI está energizado. La FIGURA 3 muestra un aparato 11 de investigación eléctrica que tiene una configuración de estructura similar al aparato 1 de investigación eléctrica de la FIGURA 2 con dos detectores de corriente lateral adicionales. Más precisamente, el aparato 11 de investigación eléctrica comprende los detectores Rl, R2 y R3 de corriente lateral. Cada detector de corriente lateral se posiciona en una distancia diferente del primer transmisor TI. El tercer detector R3 de corriente lateral se posiciona de manera cercana al detector MO de corriente axial. El primer y segundo detectores Rl y R2 de corriente lateral se posicionan entre el primer transmisor TI y el detector MO de corriente axial, pero fuera del detector MO de corriente axial. Cada detector de corriente lateral habilita derivar una indicación de la resistividad de las formaciones geológicas en una profundidad de investigación radial, diferente. Con las configuraciones anteriores, la fórmula anterior da resultados precisos con el detector R o R3 de corriente lateral posicionado de manera cercana al detector MO de corriente axial, pero da resultados menos precisos con el detector Rl o R2 de corriente lateral. Asi, es necesario que
cada detector de corriente lateral se posicione de manera cercana a un detector de corriente axial cuando se utiliza un aparato para medir las formaciones geológicas en una profundidad de investigación radial, diferente. Por consiguiente, el aparato y método del arte previo tienen dificultad en enfocar de manera precisa la corriente de sondeo en una zona seleccionada de las formaciones geológicas. Los aparatos y métodos del arte previo son complejos debido a que cada detector de corriente axial debe asociarse con un detector de corriente lateral cercano para medir la resistividad en una profundidad de investigación radial, diferente, con suficiente exactitud. De otra manera, el cálculo de la resistividad resulta en una falta de exactitud. Adicionalmente, no puede ser mecánicamente o económicamente posible posicionar un detector de corriente axial de manera cercana a cada detector de corriente lateral, particularmente en la configuración donde hay varios detectores laterales en posición axial diferente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la invención proponer un aparato y un método que superen al menos una de las desventajas del aparato y método del arte previo. De acuerdo con un primer aspecto, la invención se relaciona con un aparato utilizado en la investigación
eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo, que comprende: - un cuerpo conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo, - al menos un primer transmisor para inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada de las formaciones geológicas, - al menos un segundo transmisor para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada, la posición del segundo transmisor es diferente de la posición del primer transmisor en el cuerpo, - al menos un primer, un segundo y un tercer detector de corriente axial para medir una primera, una segunda y una tercera corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre si, y - al menos un detector de corriente lateral dispuesto en el cuerpo y eléctricamente aislado del cuerpo para medir una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente .
El aparato comprende además: - un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral, y - un módulo de cálculo para derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada . El al menos un detector de corriente lateral puede formarse por el primer y el segundo detector de corriente axial y puede determinar una corriente lateral con base en una diferencia de la primera corriente axial medida por el primer detector de corriente axial y la segunda corriente axial medida por el segundo detector de corriente axial. Uno de los detectores de corriente axial puede posicionarse de manera adyacente al transmisor. Una antena común puede formar selectivamente un detector de corriente axial o un transmisor. Al menos uno de los detectores de corriente axial puede posicionarse de manera adyacente a un detector de corriente lateral .
El transmisor puede ser una antena de haz toroidal o un electrodo . El detector de corriente axial puede ser una antena de haz toroidal . El detector de corriente lateral puede ser un electrodo de anillo o un electrodo de botón. De acuerdo con un aspecto adicional, el aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo puede comprender: - un cuerpo conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo, - al menos un primer transmisor para inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada de las formaciones geológicas, - al menos un segundo transmisor para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada, la posición del segundo transmisor es diferente de la posición del primer transmisor en el cuerpo, - al menos un primer y un segundo detector de corriente axial para medir una primer y una segunda corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primer y del segundo detector de corriente axial en el
cuerpo son diferentes entre si, y - un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando la primera y la segunda corriente axial medidas.
De acuerdo a otro aspecto, la invención se relaciona a un método de investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo, que comprende las etapas de: - posicionar un cuerpo conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo enfrente de una zona seleccionada de las formaciones geológicas - inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y la zona seleccionada, y una segunda corriente desde una posición del segundo transmisor que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada, la posición del segundo transmisor es diferente de la posición del primer transmisor en el cuerpo, - medir una primera, una segunda y una tercera corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, en una posición del primer, segundo y tercer detector de corriente axial en el cuerpo que son diferentes entre si, - medir una primera señal eléctrica que resulta de la
primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente por medio de al menos un detector de corriente lateral dispuesto en el cuerpo. El método comprende además las etapas de: calcular una medición de corriente axial virtual interpolador o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes a la posición del detector de corriente lateral, y derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada. La etapa de calcular una corriente lateral puede basarse en una diferencia de la primera corriente axial medida por el primer detector de corriente axial y la segunda corriente axial medida por el segundo detector de corriente axial. De acuerdo a todavía un aspecto adicional, la invención se relaciona a un método de investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo, que comprende las etapas de: - posicionar un cuerpo conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo enfrente de una zona seleccionada de las formaciones geológicas, - inducir una primera corriente desde una posición del
primer transmisor que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y la zona seleccionada, y una segunda corriente desde una posición del segundo transmisor que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada, la posición del segundo transmisor es diferentes de la posición del primer transmisor en el cuerpo, - medir una primera y una segunda corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, en una posición del primer y del segundo detector de corriente axial en el cuerpo que son diferentes entre si, y calcular una medición de corriente axial virtual interpolador o extrapolando la primera y la segunda corriente axial medidas. El detector de corriente axial virtual de la invención proporciona enfoque mejorado para el detector de corriente lateral. Asi, la invención habilita enfocar las mediciones de la resistividad a una zona seleccionada bien definida de la formación geológica que el aparato y método del arte previo. Consecuentemente, con la invención, se mejora la resolución vertical y se reduce el efecto de lecho esquinado mientras se mantiene una profundidad de investigación radial satisfactoria. La resistividad correspondiente puede calcularse con una exactitud mayor que el aparato y método del
arte previo. Estos y otros aspectos de la invención serán aparentes y elucidados con referencia a las modalidades descritas de aquí en adelante. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se ilustra a manera de ejemplo y no se limita a las figuras acompañantes, en las cuales las referencias similares indican elementos similares: Las FIGURAS 1A y IB ilustran esquemáticamente ubicaciones típicas del pozo de hidrocarburos en tierra; Las FIGURAS 2 y 3 ilustran esquemáticamente un aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo al arte previo; Las FIGURAS 4, 5, 6 y 7 ilustran esquemáticamente un aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo a una primera, segunda, tercera y cuarta modalidad de la invención, respectivamente; Las FIGURAS 8 y 10 son figuras que muestran la conductancia como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención, la conductancia siendo medida sin enfocar; La FIGURA 9 es una gráfica que muestra la conductancia
como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención y la medición enfocada; y La FIGURA 11 es una gráfica que muestra la conductancia como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención y la medición enfocada diferencial . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la siguiente descripción, la terminología "profundidad de investigación radial" define una dimensión alrededor del pozo de sondeo a lo largo de la circunferencia sin importar la orientación del pozo de sondeo, a saber vertical, horizontal, o inclinado. Además, la terminología "módulo electrónico" define una entidad hecha de circuitos electrónicos, software o una combinación de ambos que puede realizar una pluralidad de funciones que es conocida por aquellos experimentados en el arte. Por ejemplo, el módulo electrónico puede comprender un módulo procesador para propósitos de cálculo, un módulo amplificador de potencia para energizar los transmisores, un módulo de control para conmutar la función de la antena de transmisor a detector y viceversa, un módulo de filtrado, un módulo A/D y D/A, una memoria para almacenar las mediciones no tratadas o los resultados de cálculo, etc... . Además, en lo siguiente la indicación de la conductividad se indica como
equivalente a la resistividad inversa y proporcional a la corriente. Sin embargo, la persona experta sabe que esto es correcto en el caso de corriente directa, mientras que esto es una aproximación en el caso de corriente alterna debido a la existencia de una corrección de efecto pelicular o efecto Kelvin en particular en el rango de conductividad alta. La corrección de efecto pelicular está desatendida en la siguiente descripción. La FIGURA 4 ilustra esquemáticamente un aparato 101 de investigación eléctrica utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo a una primera modalidad de la invención. El aparato 101 comprende un cuerpo 102 conductor, dos transmisores TI, T2, tres detectores M0, MI, M2 de corriente axial, tres detectores Rl, R2, R3 de corriente lateral y un módulo 103 electrónico. El cuerpo 102 conductor se puede mover a través del pozo de sondeo BH (cf. FIGURA 1). Una vez que se posiciona el aparato en una profundidad deseada en el pozo de sondeo, pueden medirse las propiedades eléctricas (es decir la resistividad y/o conductividad) de una zona seleccionada de las formaciones geológicas enfrente del aparato. El primer transmisor TI puede inducir una primera corriente que viaja de la posición del primer transmisor en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y
la zona seleccionada de las formaciones geológicas . El segundo transmisor T2 puede inducir una segunda corriente que viaja de la posición del segundo transmisor en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada de las formaciones geológicas. El primer detector MO, el segundo detector MI y el tercer detector M2 de corriente axial miden la corriente axial que fluye a lo largo del cuerpo en las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial, respectivamente . Cada uno del primer detector Rl, segundo detector R2 y tercer detector R3 de corriente lateral mide una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente inducida por el transmisor. Cada detector de corriente lateral siendo posicionado en una distancia diferente del transmisor, mide las propiedades eléctricas de la zona seleccionada en una profundidad radial diferente relativamente al eje del pozo de sondeo . El módulo 103 electrónico deriva una indicación de la resistividad y/o conductividad de las formaciones basada en dichas señales eléctricas y corrientes medidas. De acuerdo a la invención, se proporciona un detector de corriente axial virtual. El detector de corriente axial virtual proporciona
una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral. Más precisamente, el detector R2 de corriente lateral se enfoca con un detector de corriente axial virtual derivado interpolando la corriente axial medida por el primer detector MO y por el segundo detector MI de corriente axial . En el ejemplo de la FIGURA 4, el detector R2 de corriente lateral se localiza a la mitad del camino entre el primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial, resultando en que el detector de corriente axial virtual mide una primera corriente VCl virtual proporcional a (M01 + Mll)/2 cuando el primer transmisor TI está energizado y una segunda corriente VC2 virtual proporcional a (M02 + M12)/2 cuando el segundo transmisor T2 está energizado. En este ejemplo, el módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas que es aproximadamente proporcional a: (R21 x VC2 + R22 x VC1)/M21, que es igual a:
donde : R21 designa la primera señal eléctrica (la corriente medida por el detector R2 de corriente lateral cuando el primer transmisor TI está energizado) , R22 designa la segunda señal eléctrica (la corriente medida por el detector R2 de corriente lateral cuando el segundo transmisor T2 está energizado) , VC1 y VC2 designan la primera y la segunda corriente virtual, respectivamente, M02 designa la corriente axial medida por el detector MO de corriente axial cuando el transmisor T2 está energizado, M12 designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor T2 está energizado, M01 designa la corriente axial medida por el detector MO de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado Mil designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado, y
M21 designa la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado. La fórmula citada anteriormente puede generalizarse tal que una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas es aproximadamente proporcional a:
R2\ x (a x M02 + b x M\2) R22 x (a x M0\ + b x M\ a + b a + b
donde : a designa la distancia entre el detector R2 de corriente lateral y el detector MI de corriente axial, y b designa la distancia entre el detector R2 de corriente lateral y el primer detector M0 de corriente axial. En el ejemplo particular de la FIGURA 4, la distancia del detector Rl de corriente lateral al detector MI de corriente axial es nueve veces la distancia del detector Rl de corriente lateral al detector MO de corriente axial. La medición del detector Rl de corriente lateral puede enfocarse por un detector de corriente axial virtual en la ubicación de Rl . El detector de corriente axial virtual mide una primera corriente VC1' virtual proporcional a 0,9xM01 + ?,????? cuando el primer transmisor TI está energizado y una segunda corriente VC2' virtual proporcional a 0,9xM02 + 0,lxM12 cuando el segundo transmisor T2 está energizado. En este ejemplo, el módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas enfrente del detector Rl de corriente lateral que es aproximadamente proporcional a: (Rll x VC21 + R12 x VC1' ) /M21,
que es igual a: [Rll x (0,9xM02 + 0,1x1412) + R12 x (0,9xM01 + 0 , IxMll ) ] /M21 donde : Rll designa la primera señal eléctrica (la corriente medida por el detector Rl de corriente lateral cuando el primer transmisor TI está energizado) , y R12 designa la primera señal eléctrica (la corriente medida por el detector Rl de corriente lateral cuando el primer transmisor TI está energizado) . La FIGURA 5 ilustra esquemáticamente un aparato 201 de investigación eléctrica utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo a una segunda modalidad de la invención. El aparato 201 comprende un cuerpo 102 conductor, dos transmisores TI, T2, tres detectores M0, MI, M2 de corriente axial y un módulo 103 electrónico. La segunda modalidad principalmente difiere de la primera en que la segunda modalidad no comprende los tres detectores Rl, R2, R3 de corriente lateral. De modo semejante a la primera modalidad, el primer transmisor TI y el segundo transmisor T2 pueden inducir una primera y una segunda corriente, respectivamente, que viaja de la posición del primer y del segundo transmisor, respectivamente, en una trayectoria que incluye una primera y
segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada de las formaciones geológicas, respectivamente. El primer detector MU, segundo detector Mi y tercer detector M2 de corriente axial miden la corriente axial que fluye a lo largo del cuerpo en las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial, respectivamente. El primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial se posicionan entre el primer transmisor TI y el segundo transmisor T2. El tercer detector M2 de corriente axial se posiciona cerca del segundo transmisor T2.
El módulo 103 electrónico deriva una indicación de la resistividad y/o conductividad de las formaciones basada en dichas señales eléctricas y corrientes medidas. En el ejemplo de la FIGURA 5 y de acuerdo a la invención, se proporciona un detector de corriente axial virtual y un detector de corriente lateral. El detector de corriente axial virtual proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos corrientes axiales medidas por el primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial en sus respectivas posiciones. El detector de corriente lateral, formado por la combinación del primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial, determina una corriente lateral con base en la diferencia de la corriente axial medida por el primer detector MO de corriente axial y el
segundo detector MI de corriente axial. Alternativamente, el detector de corriente lateral puede formarse por los dos transformadores MO y MI de haz toroidal montados en serie-oposición como se describe en US 3,305,771. El detector de corriente lateral cubre la zona seleccionada completa entre las ubicaciones del primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial. El detector de corriente axial virtual se localiza a la mitad del camino entre el primer detector MO y el segundo detector Mi de corriente axial. En este ejemplo, el módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas que es aproximadamente proporcional a:
(M0 -Mn)
que es igual a: (M12xM01-M02xMll) /M21. La FIGURA 6 ilustra esquemáticamente un aparato 301 de investigación eléctrica utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo a una tercera modalidad de la invención. El aparato 301 comprende un cuerpo 102 conductor, un primer transmisor TI, dos detectores M0 y MI de corriente axial, una antena común utilizada ya sea como un segundo transmisor T2 o
como un tercer detector M2 de corriente axial, tres detectores de corriente lateral con sensibilidad El, E2, E3 acimutal, y un módulo 103 electrónico. Un detector de corriente lateral adicional, formado por la combinación del primer detector 0 y el segundo detector MI de corriente axial, también se proporciona computando la diferencia entre las corrientes axiales medidas por los detectores MO y MI de corriente axial, o conectando dos transformadores de haz toroidal en serie-oposición como se describe en US 3, 305, 771. El detector de corriente lateral cubre la zona seleccionada completa entre las ubicaciones de los detectores MO y MI de corriente axial. La tercera modalidad principalmente difiere de la segunda en que comprende, en adición al detector lateral formado por el detector MO y MI de corriente axial, tres detectores de corriente lateral con sensibilidad El, E2, E3 acimutal, y una antena común utilizada ya sea como transmisor T2 o como detector M2 de corriente axial. De modo semejante a la primera modalidad, el primer transmisor TI y la antena común utilizada ya sea como transmisor T2 puede inducir una primera y una segunda corriente, respectivamente, que viaja de la posición del primer y del segundo transmisor, respectivamente, en una trayectoria que incluye una primera y segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada de las formaciones geológicas,
respectivamente . El primer detector MO y el segundo detector Mi de corriente axial y la antena común utilizada como un tercer detector M2 de corriente axial miden la corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo en la posición del primer, segundo y tercer detector de corriente axial, respectivamente. El primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial se posicionan entre el primer transmisor Ti y el segundo transmisor T2. La posición del tercer detector M2 de corriente axial es idéntica a la posición del segundo transmisor T2. En esta modalidad, la misma antena de haz toroidal es alternativamente un transmisor T2 y un detector M2 de corriente axial cuando el primer transmisor TI está energizado. Por ejemplo, la antena se conmuta automáticamente de una función a la otra mediante un circuito de conmutación y control (no mostrado) del módulo 103 electrónico. El módulo 103 electrónico deriva una indicación de la resistividad y/o conductividad de las formaciones basada en dichas señales eléctricas y corrientes medidas. En el ejemplo de FIGURA 6 y de acuerdo a la invención, se proporciona un detector de corriente axial virtual. Los detectores de corriente axial virtual proporcionan mediciones de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos corrientes axiales medidas por el primer detector MO y el
segundo detector MI de corriente axial en sus respectivas posiciones. La corriente lateral determinada por la diferencia entre las mediciones de corriente axial en los detectores MO y MI, o conectando el primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial en serie-oposición, puede enfocarse con el detector de corriente axial virtual derivado de interpolar las mediciones del primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial. El detector El de corriente lateral es un transformador de corriente incrustado en el cuerpo 102. El detector E2 de corriente lateral es un electrodo aislado del cuerpo 102. El detector E3 de corriente lateral es un electrodo de botón, es decir un arreglo de electrodos que miden la corriente y electrodos que detectan el voltaje (tal un electrodo de botón se describe en detalle en US 6,373,254). Ventajosamente, todos estos detectores de corriente lateral tienen una sensibilidad acimutal . Las mediciones de corriente lateral hechas por el detector El de corriente lateral pueden enfocarse con el detector de corriente axial virtual derivado de interpolar las mediciones del primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial. La medición de corriente lateral hecha por el detector E2 o E3 de corriente lateral puede enfocarse con el detector de
corriente axial virtual derivado de extrapolar las mediciones del primer detector MO y el segundo detector MI de corriente axial . El módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas en una manera similar a aquella descrita en relación con la FIGURA 4. La FIGURA 7 ilustra esquemáticamente un aparato 401 de investigación eléctrica utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas que circundan un pozo de sondeo de acuerdo a una cuarta modalidad de la invención. Debe enfatizarse que en la cuarta modalidad, el número de transmisores y de detectores de corriente axial es solo un ejemplo, aquellos expertos en el arte fácilmente pueden adaptar la invención para menos o más transmisores y detectores de corriente axial. El aparato 401 comprende un cuerpo 102 conductor, una primera antena común utilizada ya sea como un primer transmisor TI o un primer detector MI de corriente axial, una segunda antena común utilizada ya sea como un segundo transmisor T2 o un segundo detector M2 de corriente axial, una tercera antena común utilizada ya sea como un tercer transmisor T3 o un tercer detector M3 de corriente axial, una cuarta antena común utilizada ya sea como un cuarto transmisor T4 o un cuarto detector M4 de corriente
axial, una quinta antena común utilizada ya sea como un quinto transmisor T5 o un quinto detector M5 de corriente axial, un detector B de corriente lateral, y un módulo 103 electrónico.
En esta modalidad todas las antenas comunes pueden utilizarse alternativamente como un transmisor y como un detector de corriente axial. Cada antena común al actuar como un transmisor TI, T2, T3, T4, T5 puede inducir una corriente que viaja desde la posición del transmisor en una trayectoria que incluye una porción del cuerpo y la zona seleccionada de las formaciones geológicas. Las antenas comunes son antenas de haz toroidal. Cada antena común al actuar como un detector MI, M2, M3, M4, M5 de corriente axial mide la corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo en la posición del detector de corriente axial. Como un ejemplo, la antena común puede posicionarse a todo lo largo del cuerpo 102 con cada antena común a una distancia igual de una antena común directamente adyacente. Como un ejemplo, el detector B de corriente lateral puede posicionarse entre la primera antena TI, MI común y la segunda antena T2, M2 común. El detector B de corriente lateral puede ser un electrodo de botón que se describe en detalle en US 6, 373, 254. Las cinco antenas comunes que se utilizan alternativamente como transmisor y como detector de corriente
axial habilitan la obtención de mediciones enfocadas en cuatro profundidades de investigación radiales diferentes del único detector B de corriente lateral. Más precisamente, a su vez, cada antena común se utiliza como un transmisor, mientras las cuatro otras antenas comunes pueden utilizarse como detectores de corriente axial. Alternativamente, se puede implementar la multiplexión del tiempo y/o la multiplexión de frecuencias en los subgrupos de cinco antenas comunes. La conmutación automática de la antena común de una función a la otra, o la multiplexión del tiempo y/o la multiplexión de frecuencias pueden implementarse mediante un módulo de conmutación y control (no mostrado) del módulo 103 electrónico. Tal un módulo electrónico es conocido en el arte y no se describirá adicionalmente . Las mediciones de corriente lateral hechas por el detector B de corriente lateral pueden enfocarse con un detector de corriente axial virtual. El detector de corriente axial virtual se deriva de interpolar las mediciones de dos antenas comunes, ambas antenas siendo operadas como detectores de corriente axial. Con la cuarta modalidad de la FIGURA 7, pueden determinarse al menos dos conductividades enfocadas con varias profundidades de investigación radiales. Aumentando la profundidad de investigación radial, puede
determinarse una primera medición CB3 o CM3 de conductividad enfocada energizando el tercer transmisor T3 y el cuarto transmisor T4, y puede determinarse una segunda medición CB4 o CM4 de conductividad enfocada energizando el cuarto transmisor T4 y el quinto transmisor T5. Como un ejemplo relacionado a la segunda medición CB4 o CM4, el módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas que es aproximadamente proporcional a:
o con el detector de corriente lateral que comprende el espacio entre los detectores MI y M2 de corriente axial: CM4 = (M24xM15 - M1 xM25 ) /M5 donde : B4 designa la corriente medida por el detector B de corriente lateral cuando el cuarto transmisor T4 está energizado, B5 designa la corriente medida por el detector B de corriente lateral cuando el quinto transmisor T5 está energizado, b designa la distancia entre el detector B de corriente lateral y la primera antena TI, MI común,
a designa la distancia entre el detector B de corriente lateral y la segunda antena T2, M2 común, M15 designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor T5 está energizado, M25 designa la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor T5 está energizado, M14 designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor T4 está energizado, M24 designa la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor T4 está energizado, y
M54 designa la corriente axial medida por el detector M5 de corriente axial cuando el transmisor T4 está energizado. Fórmulas similares pueden determinarse para la tercera medición CB3 o CM3. En el caso general utilizando como transmisores la antena TI (i > 2) y la antena común Tj , Mj (j > i), el módulo 103 electrónico deriva una indicación de la conductividad (o resistividad inversa) de las formaciones geológicas que es aproximadamente proporcional a:
o con el detector de corriente lateral que comprende el espacio entre los detectores MI y M2 de corriente axial:
CMi= |M2ixMlj - MlixM2j|/ Mj i donde : Bi designa la corriente medida por el detector B de corriente lateral cuando el transmisor TI está energizado, Bj designa la corriente medida por el detector B de corriente lateral cuando el transmisor Tj está energizado, b designa la distancia entre el detector B de corriente lateral y la primera antena TI, MI común, a designa la distancia entre el detector B de corriente lateral y la segunda antena T2, M2 común, Mlj designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado, M2j designa la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado, Mli designa la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado, M2i designa la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado, y j i designa la corriente axial medida por el detector Mj de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado. En la cuarta modalidad, pueden requerirse al menos cuatro antenas, a saber una antena Ti de transmisión, dos antenas MI, M2 de recepción, y al menos una antena Tj , Mj común. Ventajosamente, las antenas Ti, MI y M2 también pueden ser
antenas comunes para habilitar otras mediciones en una profundidad de investigación radial, diferente. En el caso general citado anteriormente presentado arriba, será aparente para aquellos experimentados en el arte que, por reciprocidad, los transmisores y los detectores de corriente pueden invertirse sin apartarse del alcance de la presente invención. En particular, puede diseñarse un arreglo reciproco del detector reemplazando las antenas Ti, Mi, M2 y (Tj, Mj ) por las antenas Mi, Ti, T2, y (Mj , T ) , respectivamente. En este caso, TI, T2, Tj son transmisores, y MI y M2 son detectores de corriente axial. La fórmula anterior se vuelve: CMi=|Mi2xMjl - MilxMj2|/Mij donde : Mi2 designa la corriente axial medida por el detector Mi de corriente axial cuando el transmisor T2 está energizado, Mj2 designa la corriente axial medida por el detector Mj de corriente axial cuando el transmisor T2 está energizado, Mil designa la corriente axial medida por el detector Mi de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado, Mjl designa la corriente axial medida por el detector Mj de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado, Mij designa la corriente axial medida por el detector Mi de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado.
Así, la invención es una mejora sobre el arte previo debido a que en el arte previo, se considera la diferencia de dos números grandes ( 2i - li) . La diferencia de dos números grandes está sujeta a un error grande si cualquiera de los dos detectores de corriente tiene una ganancia o factor de escala incorrecto. En contraste, con la invención, si uno de los detectores tiene una ganancia o factor de escala incorrecto, el mismo error en porcentaje se hace en ambos términos de la sustracción. Como una consecuencia, no se amplifica el error relativo sobre la medición enfocada. La FIGURA 8 es una gráfica que muestra la conductividad como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención, la conductividad siendo medida sin enfocar. La diagrafía se ha realizado simulando una porción de la formación geológica que comprende los lechos de resistividad alternante de 1 Qm y 100 Qm y de variar el espesor (ilustrado por la curva plana referida Rt) . Las mediciones no enfocadas son las mediciones del detector B de corriente lateral con ya sea el tercer transmisor T3, o el cuarto transmisor T4 o el quinto transmisor T5 siendo energizado. Debe notarse que la resolución de las mediciones y la exactitud de la conductividad (inverso de la resistividad) son pobres. Las FIGURAS 9 y 11 resaltan la mejora obtenida con el
método de enfoque de la invención. También demuestra que, con el aparato y método de la invención, no es necesario asociar de manera cercana un detector de corriente axial con un detector de corriente lateral para medir la resistividad en diferentes profundidades de investigación radial. La FIGURA 9 es una gráfica que muestra la resistividad como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención. Más precisamente, la FIGURA 9 muestra la diagrafia de resistividad que resulta de la tercera medición CB3 y de la cuarta medición CB4 de conductividad enfocada. La diagrafia se ha realizado en la misma porción de la formación geológica como en la FIGURA 8 que comprende los lechos de resistividad alternante de 1 Qm y 100 Qm y de variar el espesor (ilustrado por la curva plana referida Rt) . Debe notarse que la resolución de las mediciones y la exactitud de las resistividades son excelentes. La FIGURA 10 ilustra las mediciones no enfocadas del detector B de corriente lateral con ya sea el primer transmisor TI, o el segundo transmisor T2, o el tercer transmisor T3, o el cuarto transmisor T4, o el quinto transmisor T5 siendo energizado. Debe notarse que la resolución de las mediciones y la exactitud de la conductividad (inverso de la resistividad) son pobres. La FIGURA 11 es una gráfica que muestra la resistividad
como una función de la profundidad con el aparato de acuerdo a la cuarta modalidad de la invención y la medición enfocada diferencial. Más precisamente, la FIGURA 11 muestra la diagrafia que resulta de la tercera medición CM3 y de la cuarta medición CM4 enfocada diferencial. La diagrafia se ha simulado en una porción de la formación geológica como se ilustra en la FIGURA 10 que comprende los lechos de resistividad alternante de 1 Qm y 100 Qm y de variar el espesor. Debe notarse que la resolución de las mediciones está degradada comparada a las mediciones enfocadas de conductividad debido a que el detector de corriente lateral es mucho más grande. Sin embargo, las mediciones son muy precisas en lechos gruesos. ANOTACIONES FINALES Será aparente para una persona experta en el arte que la invención es aplicable para ubicaciones del pozo de hidrocarburos en tierra y fuera de la tierra. Adicionalmente, aquellos expertos en el arte tienen por entendido que la invención no está limitada al pozo de sondeo vertical como se representa en los dibujos: la invención también es aplicable a pozos de sondeo inclinados o pozos de sondeo horizontales. Además, también será aparente para aquellos expertos en el arte que el cálculo de la conductividad o resistividad de
acuerdo a la invención puede realizarse en cualquier otra parte que en un módulo electrónico dentro del instrumento; por ejemplo, el cálculo puede realizarse en la superficie. Finalmente, también es aparente para una persona experta en el arte que la aplicación de la invención no está limitada para la industria de campos petrolíferos sino que la invención también puede aplicarse en otros tipos de sondeos geológicos.
Los dibujos y su descripción anterior ilustran en lugar de limitar la invención. Cualquier signo de referencia en una reivindicación no debería interpretarse como limitativo de la reivindicación. La palabra "que comprende" no excluye la presencia de otros elementos que aquellos listados en una reivindicación. La palabra "un" o "una" que precede a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tal elemento.
Claims (24)
- REIVINDICACIONES 1. Un aparato para determinar una propiedad de una formación que circunda un pozo de sondeo, el aparato caracterizado en que comprende: un cuerpo (102) conductor eléctricamente capaz de localizarse de manera movible en un pozo de sondeo; una pluralidad de transmisores (TI, T2) localizados en diferentes posiciones en el cuerpo, cada uno capaz de inducir una corriente que tiene una trayectoria que incluye al menos una porción del cuerpo (102) y la formación; una pluralidad de receptores ( 0, MI) localizados en diferentes posiciones en el cuerpo, cada uno capaz de medir una corriente axial que fluye a lo largo del cuerpo en las diferentes posiciones; y un módulo 103 de procesamiento para determinar una corriente axial virtual en una posición en el cuerpo que se utiliza para determinar la propiedad de la formación, en donde la corriente axial virtual en dicha posición se determina con base en las corrientes axiales medidas de la pluralidad de receptores .
- 2. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que el módulo de procesamiento es capaz de determinar la corriente axial virtual en dicha posición interpolando las mediciones de corriente axial de los receptores.
- 3. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que el módulo de procesamiento es capaz de determinar la corriente axial virtual en la posición extrapolando las mediciones de corriente axial de los receptores.
- 4. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que comprende además determinar una corriente lateral en una posición en el cuerpo que fluye de dicha posición en el cuerpo en la formación.
- 5. El aparato de la reivindicación 4, caracterizado en que la corriente lateral se determina con base en una diferencia en las corrientes axiales medidas por al menos dos receptores diferentes.
- 6. El aparato de la reivindicación 4, caracterizado en que un detector de corriente lateral se arregla para determinar la corriente lateral en dicha posición.
- 7. El aparato de la reivindicación 6, caracterizado en que la posición del detector de corriente lateral en el cuerpo es diferente a cualquiera de las posiciones de la pluralidad de receptores.
- 8. El aparato de la reivindicación 4, caracterizado en que el módulo de procesamiento es capaz de determinar la propiedad de la formación con base en la corriente axial virtual y la corriente lateral.
- 9. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que la propiedad de la formación a ser determinada es al menos una de una resistividad y una conductividad.
- 10. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que al menos uno de los receptores (M2) está en una posición adyacente a al menos una de las posiciones (T2) del transmisor. (3)
- 11. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado en que una antena (Ml/Tl, M2/T2, M3/T3, M4/T4, M5/T5) común forma de manera selectiva al menos uno de un receptor y un transmisor. (4)
- 12. El aparato de acuerdo a la reivindicación 6, caracterizado en que al menos uno de los receptores se posiciona de manera adyacente al detector (B) de corriente lateral. (5)
- 13. El aparato de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado en que la pluralidad de transmisores tienen al menos un primer transmisor (TI) para inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) , y al menos un segundo transmisor (T2) para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada (SZ), la posición del segundo transmisor (T2) es diferente de la posición del primer transmisor (TI) en el cuerpo; la pluralidad de receptores que tienen al menos un primer detector ( O) , segundo detector (MI) y tercer detector (M2) de corriente axial para medir una primera, una segunda y una tercera corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre si; al menos un detector (R2, M0/M1 El, E2, E3, B) de corriente lateral dispuesto en el cuerpo para medir una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente; y el dispositivo (103) de procesamiento actúa como un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral; y el dispositivo (103, PA) de procesamiento para derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada (SZ) basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada.
- 14. El aparato de acuerdo a la reivindicación 13, caracterizado en que la primera señal eléctrica es la corriente medida por el detector (R2) de corriente lateral cuando el primer transmisor (TI) está energizado y se designa R21, la segunda señal eléctrica es la corriente medida por el detector (R2) de corriente lateral cuando el segundo transmisor (T2) está energizado y se designa R22, la corriente axial medida por el primer detector ( O) de corriente axial cuando el segundo transmisor (T2) está energizado se designa M02, la corriente axial medida por el segundo detector (MI) de corriente axial cuando el segundo transmisor (T2) está energizado se designa M12, la corriente axial medida por el detector (MO) de corriente axial cuando el primer transmisor (TI) está energizado se designa MOl, la corriente axial medida por el segundo detector (MI) de corriente axial cuando el primer transmisor (TI) está energizado se designa Mil, la corriente axial medida por el tercer detector (M2) de corriente axial cuando el primer transmisor (TI) está energizado se designa M21, el detector (R2) de corriente lateral estando posicionado entre el primer detector (MO) y el segundo detector (MI) de corriente axial, la distancia entre el detector R de corriente lateral y el detector MO de corriente axial se designa b, la distancia entre el detector R de corriente lateral y el detector MI de corriente axial se designa a, y en donde el módulo (103, PA) de cálculo deriva la indicación de la resistividad de la formación que es aproximadamente inversamente proporcional a, o la indicación de la conductividad de las formaciones que es aproximadamente proporcional a:
- 15. El aparato de acuerdo a la reivindicación 13, caracterizado en que la primera corriente axial medida por el primer detector (M0) de corriente axial cuando el primer transmisor (TI) está energizado se designa M01, la segunda corriente axial medida por el segundo detector (MI) de corriente axial cuando el segundo transmisor (T2) está energizado se designa M12, la tercera corriente axial medida por el primer detector (M0) de corriente axial cuando el segundo transmisor (T2) está energizado se designa M02, la cuarta corriente axial medida por el segundo detector (MI) de corriente axial cuando el primer transmisor (TI) está energizado se designa Mil, y en donde el módulo (103) electrónico deriva la indicación del inverso de la resistividad o conductividad de las formaciones que es aproximadamente proporcional a: (M12xM01-M02xMll) /M21.
- 16. El aparato de acuerdo a la reivindicación 13, caracterizado en que el aparato comprende: al menos cuatro antenas comunes en diferente posición a lo largo del cuerpo (102) utilizadas ya sea como un transmisor (Ti, T ) o como un detector (Mi, M2, M ) de corriente axial, cada antena común siendo utilizada como un transmisor mientras las otras antenas comunes se utilizan como detectores de corriente axial, a su vez, cada transmisor que induce una corriente desde una posición del transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una porción del cuerpo y una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) ; al menos un detector (B) de corriente lateral dispuesto en el cuerpo para medir una primera corriente designada Bi cuando el transmisor TI está energizado y una segunda corriente designada Bj cuando el transmisor Tj está energizado; la distancia entre el detector (B) de corriente lateral y la primera antena (TI, MI) común se designa b, la distancia entre el detector (B) de corriente lateral y las antenas (T2, M2) comunes se designa a; en donde la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado se designa Mlj, la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado se designa M2j, la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor Ti está energizado se designa Mli, la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado se designa M2i, la corriente axial medida por el detector Mj de corriente axial cuando el transmisor Ti está energizado se designa Mji, y en donde el módulo (103) electrónico deriva la indicación de la resistividad de la formación que es aproximadamente inversamente proporcional a, o la indicación de la conductividad de las formaciones que es aproximadamente proporcional a:
- 17. El aparato de acuerdo a la reivindicación 13, caracterizado en que el aparato comprende: al menos cuatro antenas comunes en diferentes posiciones a lo largo del cuerpo (102) utilizadas ya sea como un transmisor (Ti, Tj ) o como un detector (MI, M2, Mj ) de corriente axial, cada antena común siendo utilizada como un transmisor mientras las otras antenas comunes se utilizan como detectores de corriente axial, a su vez, cada transmisor que induce una corriente desde una posición del transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una porción del cuerpo y una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) , un detector de corriente lateral que comprende el espacio entre una primera antena (MI) y una segunda antena (M2) común operadas como detector de corriente axial, en donde la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado se designa MIj , la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor Tj está energizado se designa M2j, la corriente axial medida por el detector MI de corriente axial cuando el transmisor Ti está energizado se designa Mli, la corriente axial medida por el detector M2 de corriente axial cuando el transmisor Ti está energizado se designa M2i, la corriente axial medida por el detector Mj de corriente axial cuando el transmisor TI está energizado se designa Mji; y en donde el módulo (103) electrónico deriva la indicación de la resistividad de la formación que es aproximadamente inversamente proporcional a, o la indicación de la conductividad de las formaciones que es aproximadamente proporcional a: CMi=|M2i x Mlj - Mli x M2j|/Mji
- 18. El aparato de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado en que al menos uno de los transmisores es al menos uno de una antena de haz toroidal y un electrodo.
- 19. El aparato de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado en que al menos uno de los receptores es una antena de haz toroidal.
- 20. El aparato de acuerdo a la reivindicación 6, caracterizado en que el detector de corriente lateral es al menos uno de un electrodo de anillo y un electrodo de botón.
- 21. Un método para determinar una propiedad de una formación que circunda un pozo de sondeo, el método caracterizado en que comprende: localizar de manera movible un cuerpo (102) conductor eléctricamente en el pozo de sondeo; inducir una pluralidad de corrientes en diferentes posiciones en el cuerpo, cada corriente inducida que tiene una trayectoria que incluye al menos una porción del cuerpo (102) y la formación; medir una pluralidad de corrientes axiales a diferentes posiciones en el cuerpo; y determinar una corriente axial virtual en una posición en el cuerpo que se utiliza para determinar la propiedad de la formación, en donde la corriente axial virtual en dicha posición se determina con base en las corrientes axiales medidas de la pluralidad de receptores.
- 22. Un aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas (GF) que circundan un pozo de sondeo (BH) , caracterizado en que comprende: un cuerpo (102) conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo (BH) , al menos un primer transmisor (TI) para inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) , al menos un segundo transmisor (T2) para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada (SZ), la posición del segundo transmisor (T2) es diferente a la posición del primer transmisor (TI) en el cuerpo, al menos un primer detector (M0) , segundo detector (MI) y un tercer detector (M2) de corriente axial para medir una primera, una segunda y una tercera corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre si, al menos un detector (R2, M0/M1, El, E2, E3, B) de corriente lateral dispuesto en el cuerpo para medir una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente, en donde el aparato comprende además: un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral, y un módulo (103, PA) de cálculo para derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada (SZ) basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada.
- 23. Un aparato utilizado en la investigación eléctrica de las formaciones geológicas (GF) que circundan un pozo de sondeo (BH) , caracterizado en que comprende: un cuerpo (102) conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo (BH) , al menos un primer transmisor (TI) para inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) , al menos un segundo transmisor (T2) para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada (SZ) , la posición del segundo transmisor es diferente de la posición del primer transmisor (TI) en el cuerpo, al menos un primer detector (M0) y segundo detector (Mi) de corriente axial para medir una primera y una segunda corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primer y del segundo detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre si, y un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando la primera y la segunda corriente axial medidas.
- 24. Un método de investigación eléctrica de las formaciones geológicas (GF) que circundan un pozo de sondeo (BH) , caracterizado en que comprende las etapas de: posicionar un cuerpo (102) conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo (BH) enfrente de una zona seleccionada (SZ) de las formaciones geológicas (GF) , inducir una primera corriente desde una posición del primer transmisor (TI) que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y la zona seleccionada (SZ), y una segunda corriente desde una posición del segundo transmisor (T2) que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada (SZ), la posición del segundo transmisor (T2) es diferente de la posición del primer transmisor (TI) en el cuerpo, medir una primera y una segunda corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, en una posición del primer detector (MO) y del segundo detector (MI) de corriente axial en el cuerpo que son diferentes entre si, y calcular una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando la primera y la segunda corriente axial medidas. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un aparato usado en investigación eléctrica de las formaciones geológicas GF que circundan un pozo de sondeo BH, comprende : - un cuerpo 102 conductor eléctricamente que se puede mover a través del pozo de sondeo BH, al menos un primer transmisor TI para inducir una primera corriente desde una primera posición del transmisor y que viaja en una trayectoria que incluye una primera porción del cuerpo y una zona seleccionada SZ de las formaciones geológicas GF, - al menos un segundo transmisor T2 para inducir una segunda corriente desde una segunda posición y que viaja en una trayectoria que incluye una segunda porción del cuerpo y la zona seleccionada SZ, la posición del segundo transmisor T2 es diferente de la posición del primer transmisor TI en el cuerpo, - al menos un primer detector M0, un segundo detector MI y un tercer detector M2 de corriente axial para medir una primera, una segunda y una tercera corriente axial que fluyen a lo largo del cuerpo, respectivamente, las posiciones del primero, del segundo y del tercer detector de corriente axial en el cuerpo son diferentes entre si, y - al menos un detector R2 de corriente lateral dispuesto en el cuerpo para medir una primera señal eléctrica que resulta de la primera corriente y una segunda señal eléctrica que resulta de la segunda corriente. El aparato comprende además: - un detector de corriente axial virtual que proporciona una medición de corriente axial virtual interpolando o extrapolando dos mediciones de corriente axial hechas a diferentes posiciones que no son adyacentes al detector de corriente lateral, y - un módulo 103 electrónico para derivar una indicación de la resistividad o conductividad de la zona seleccionada SZ, basada en la primera señal eléctrica, la segunda señal eléctrica, las corrientes axiales medidas y la corriente axial virtual calculada.
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