MX2010007700A - Metodo para determinar la anisotropia de resistividad de la respuesta de paso transitoria electromagnetica de la tierra y respuesta de impulso de pico transitorio electromagnetico. - Google Patents

Abstract

Un método para determinar la anisotropía de resistividad de formaciones de roca de sub-superficie incluye impartir un campo electromagnético transitorio dentro de las formaciones de roca de subsuperficie; la respuesta electromagnética de las formaciones es medida en una pluralidad de compensaciones desde una posición de la impartición; para cada compensación, un tiempo de llega desde la impartición es determinado de una respuesta de impulso de pico, de tal manera que la respuesta está relacionada con las resistividades horizontal y vertical de sub-superficie; para cada compensación, una respuesta de paso de las formaciones se determina en un momento desde la impartición seleccionada de manera que la respuesta de paso se relaciona substancialmente sólo con la resistividad media; el tiempo de llegada de la respuesta de impulso de pico y el valor de tiempo posterior de la respuesta de paso se utilizan para determinar la anisotropía de resistividad.

Description

???? PARA DETERMINAR LA ANISOTROPIA DE RESISTIVI RESPUESTA DE PASO TRANSITORIA ELECTROMAGNETIC TIERRA Y RESPUESTA DE IMPULSO DE PICO TRANSITOR ELECTROMAGNETICO REFERENCIA CRUZADA CON LAS SOLICITUDES RELACION No aplica.

ECLARACION CON RESPECTO A INVESTIGACION O DESAR AUSPICIADO FEDERALMENTE No aplica.

CAMPO DE LA INVENCION ANTECEDENTES DE LA INVENCION La exploración electromagnética se utiliza para, en ósitos, determinar la presencia de estructuras que carburos en la sub-superficie de la Tierra. La presencia de es contienen hidrocarburos, normalmente es inferida determi encia de resistividad alta en la sub-superficie, debido a que la re está asociada con las formaciones de sub-superficie qu ocarburos dispuestos en los espacios porosos de la misma.

La exploración electromagnética incluye lo que se d icas de exploración de "fuente controlada". Las técnicas de ex tromagnética de fuente controlada incluyen impartir una corriente n campo magnético a la Tierra, cuando dichas investigaci ducen en tierra, o impartir la misma en los sedimentos debajo del a (lecho marino) cuando dichas investigaciones se conduce La exploración de fuente electromagnética controlad ocida en la materia, incluye impartir corriente eléctrica altern imentos debajo del fondo de agua, aplicando corriente desde un malmente dispuesta sobre una embarcación de exploración, a un lar remolcado por la embarcación de exploración. Un electrod malmente es un cable eléctrico aislado que tiene dos electrod mo en una separación seleccionada, en algunas ocasiones por 3 ros o más. La corriente alterna tiene una o más fr ccionadas, normalmente dentro de un intervalo de aproximadam Hz. Una pluralidad de electrodos de detección está dispuesta o del agua en ubicaciones separadas, y los electrodos detecta lectados a dispositivos que registran los voltajes inducidos a t ios pares de dichos electrodos. Dicha exploración es conoci ?loración de fuente electromagnética controlada de dominio de frec Otra técnica de fuente controlada para la ex utilizan para la exploración de dominio de frecuenta. La corriente de ser corriente directa (CD). En un momento o en ccionados, la corriente eléctrica es conmutada, y se miden lo ucidos, normalmente con respecto al tiempo sobre un intervalo ccionado, utilizando los electrodos dispuestos sobre la tierra mna de agua o en el fondo del agua, como se explicó anterio er referencia a la exploración de dominio de frecuencia. La es posición de la sub-superficie de la Tierra son inferidas por la di tiempo y espacio de los voltajes inducidos. Las técnicas de expí EM son descritas, por ejemplo, en la Publicación de Solicitud d srnacional No. WO 2007/104949 A1 , titulada, Optimización ameters.

Uno de los parámetros específicos determinados a p tribución de tiempo de los voltajes inducidos es la resistividad el formaciones de sub-superficie. Al hacer adecuadas las medi ción del flujo de corriente eléctrica utilizado para realizar las me embargo, en la materia se sabe que la resistividad eléctrica de aciones de roca es anisotrópica. La resistividad anisotróp ente en algunas formaciones de roca en una variedad de escala o (por ejemplo, variaciones de conectividad de agua de poro de rano) hasta macro (por ejemplo, secuencias arena-pizarra la se, por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,643,589 emitida para la Patente de E.U.A. No. 7,269,515 emitida para Tabarovsky e Patentes anteriores describen las técnicas para determinar la re trica y la anisotropía de resistividad del interior de pozos perf s de las formaciones de roca de sub-superficie. Sin embarg icas no pueden aplicarse al uso de la exploración electrom ucida desde arriba de las formaciones de roca de interés. E sidad de técnicas de exploración electromagnética que toman e isotropía de resistividad. ción de donde se impartieron. Para cada compensación, se dete po de llegada desde la impartición de una respuesta de impulso anera que la respuesta está relacionada con las resistividades h rtical de la sub-superficie. Para cada compensación, una resp de las formaciones se determina en un momento a part rtición seleccionada, de manera que la respuesta de pa ionada substancialmente sólo con la resistividad media. El ti da de la respuesta de impulso de pico y el valor de tiempo poste uesta de paso, se utilizan para determinar la anisotropía de resisti Otros aspectos y ventajas de la presente invenci entes a partir de la descripción y las reivindicaciones que se enc inuación.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 4, muestra un ejemplo de "respuesta de po posterior de las formaciones de sub-superficie a un tromagnético transitorio.

La figura 5, muestra una respuesta de impulso de for plo para un campo electromagnético transitorio.

La figura 6, muestra una computadora que se puede pro edio legible por computadora.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La figura 1 , muestra un sistema de exploración electro iña de ejemplo que puede adquirir señales de exploración d tromagnética controlada transitoria para procesamiento de acuer enté invención. El sistema de exploración puede incluir una em xploración 10 que se mueve a lo largo de la superficie 12A de u ción geodética de la embarcación 10. La embarcación 10 pue po adicional para determinar la posición geodética y/o que diri transmisores y receptores electromagnéticos (descritos más a ositivos para impartir corriente eléctrica al transmisor(es); y e cenamiento de datos para registrar las señales detectadas por receptores electromagnéticos.

El transmisor electromagnético en el presente ejempl un electrodo bipolar, mostrado como un par de electrodos en 1 uestos a lo largo de un cable eléctrico 16 remolcado por la em En los momentos seleccionados, el sistema de registro 14 pue iente eléctrica a través de los electrodos 16A, 16B. La rentemente está configurada para inducir campos electrom sitorios en las formaciones 24 debajo del fondo del agua 1 plos de dicha corriente incluyen corriente directa conmutada, en iente puede ser encendida, apagada, de polaridad inversa o co tromagnético que emana de las formaciones 24 en respuesta tromagnético impartido. El sistema de registro 14 en la embarc e incluir, como se explicó anteriormente, dispositivos para reg les generadas por los electrodos 18A, 18B. El registro de cada r receptor normalmente es indexado con respecto a un tie encia, tal como un evento de conmutación de corriente en la cor misor. Un sensor 17, tal como un sensor de campo magné plo, un magnetómetro) o medidor de corriente puede disponerse ansmisor como se muestra, y puede utilizarse para medir un p ionado con la cantidad de corriente que fluye a través del transmi En el ejemplo presente, en sustitución de o además del ptor 18 remolcado por la embarcación 10, un cable receptor en agua 20 puede ser dispuesto a lo largo del fondo del agua 12, ir una pluralidad de receptores tales como los electrodos bipola , similares en configuración a los electrodos bipolares 18A, 28B bobinas de cable o circuitos de cable para que el transmisor i po magnético de tiempo variable en las formaciones 24. Los pción 18, 20, pueden incluir otros dispositivos de detección, ta netómetros, circuitos o bobinas de cable para detectar el compo po magnético del campo electromagnético inducido a par ación 24. Independientemente del tipo de receptor utilizado en lementación, los receptores electromagnéticos normalmente ge al eléctrica u óptica que corresponde a una magnitud del para po electromagnético siendo medida o en una derivada de ti mo.

Con el propósito de explicar la presente invención, los r tromagnéticos pueden ser dispuestos generalmente, a lo larg a común con el transmisor durante el registro de la señal. Los re ales de cada uno de los receptores respectivos pueden realizar ismisor dis uesto en ubicaciones seleccionadas a lo lar o d xplicará adicionalmente el propósito para el registro de comp iple como se relaciona con la presente invención.

Como se explicó en la sección de Antecedentes de la i nas formaciones pueden ser eléctricamente anisotrópicas, ltado, tener una resistividad anisotrópica. Para los propósit enté invención, la anisotropía de resistividad se limitará al cas aciones verticalmente transversalmente isotrópicas ("VTI"), es aciones que tienen una resistividad "vertical" diferente (por ej tividad media utilizando el flujo de corriente en una endicular a los planos de los estratos de la formación, los cuale considerados horizontales para los propósitos de la explicació tividad "horizontal" (resistividad media utilizando el flujo de cor dirección paralela a los planos de los estratos de la formaci laciones VTI son consideradas por tener la misma resistividad pendientemente de la dirección de azimut a lo largo de la cual rocedimientos de inversión utilizados para inferir la distribución a resistividad, como se explicó anteriormente, producirán re rrectos.

Aquellos expertos en la materia apreciarán que la resp iso de la Tierra puede ser determinada por la medición directa ue un campo electromagnético transitorio único es impartido dent aciones, o por la descircunvolución de las mediciones de tromagnético por la forma de onda de corriente del transmis an las secuencias codificadas, por ejemplo, PRBS, y que la resp de la Tierra puede determinarse por la integración de la resp iso de la Tierra determinada de esta forma.

En la presente invención, un valor de tiempo posteri uesta de paso de la Tierra y un tiempo de llegada de la resp iso de pico de la Tierra, se utilizan para definir una anisotropía ser consistentes con la definición de resistividad aparente, la an tividad vertical pv puede diferir de la resistividad horizonta minado caso isotópico VTI o verticalmente transversalm iciente de anisotropía es definido mediante Para dicho espacio medio, se ha derivado una lítica para la respuesta de impulso de la tierra, a partir de la cual, ucir la siguiente ecuación para el tiempo de llegada de la resp ulso de pico de la tierra Tp¡co, como una función de ?: En donde t = ?-—,µ representa la permeabilidad mag acio medio y r representa la compensación entre el transmi ptor particular. Tanto el transmisor como el receptor particu En donde Ex(r9t) es la respuesta de paso en línea de largo de la dirección del componente de campo eléctrico ^ctromagnético impartido) para un valor de compensación r en el Una solución exacta (numérica) para el coefi lisotropía en un espacio medio uniforme (es decir, el espacio medi smas propiedades en todas partes), por lo tanto, para la árente en un espacio medio VTI general (es decir, los v sistividad pueden ser diferentes en posiciones diferentes dentro d ídio, aunque la anisotropía es VTI diferente), pueden obtenerse ¦ ecuaciones (2) y (3) utilizando la siguiente técnica;: A partir del valor de tiempo posterior de la respuesta Tierra en una compensación r seleccionada, se utiliza la ecuaci erminar la resistividad media p . A partir de la respuesta de im Y se resuelve la ecuación (5) numéricamente para el c anisotropía aparente .

Existirá un número de fórmulas empíricas que pro ios niveles de aproximación para la anisotropía aparente par erminada por la ecuación (5).

Una primera aproximación es de la siguiente manera. acio medio eléctricamente isotrópico que tiene una resistividad p, el tiempo de llegada de la respuesta de impulso de pico de pués de impartir un campo electromagnético transitorio en el mis erminarse mediante la expresión: También se ha determinado que el tiempo de llega puesta de impulso de pico de la Tierra es dependiente d dominante de la resistividad vertical entonces de la Ecu ción Sin embargo, una mejor aproximación del tiempo de H spuesta de impulso de pico de la Tierra se ha derivado en forma determinó mediante la expresión Una segunda aproximación del coeficiente de anisotro de ahora obtenerse utilizando las Ecuaciones (3) y (8), con pv = - ? ?? {Tí . Entonces, ? n, satisface la ecuación cuadrática: y la raíz más larga de la Ecuación (9) es una solución a esta aproximación, el coeficiente de anisotropía aparente para pensación r puede definirse como: r 18nrEx {r, <o) I Tpico (r) ¾ Tptco (r) ] rficie, y entonces ? (r) y sus aproximaciones empíricas) v uesta a la variación de anisotropía con la profundidad.

Para probar las relaciones anteriores, se utilizaron mo aciones de sub-superficie de tres capas, una isotrópica otrópicas, que se muestran en forma gráfica en la figura 2. Los otrópicos difieren dentro de la segunda capa, la cual tiene un c nisotropía de .4 para el primer modelo y 1.8 para el segundo mo tividad media de la primera capa 30, la segunda capa 32 y la terc on todas de 20 ohm-metros. La resistividad horizontal de la pri * rcera 34 capas, también son de 20 ohm-metros (y dichas ca iguiente son isotrópicas). En un modelo, la segunda capa iciente de anisotropía de 1.4, indicado por la curva 38. En un m unda capa tiene un coeficiente de anisotropía de 1.8 indicado po El modelo isotrópico se muestra mediante la curva 36. ir de la figura 3, se puede observar que ?a??(?) distingue entr élos anteriores de la sub-superficie.

Una resistividad y la distribución espacial de anisot stividad en la sub-superficie de la Tierra pueden determinarse a mediciones realizadas utilizando el sistema mostrado en la ando en cuenta la anisotropía como se explicó anteriormente, util rsión. La variación de anisotropía aparente con respe pensación explicada anteriormente, puede utilizarse en primer l ccionar los valores iniciales de coeficientes de anisotropía (utiliz plo, una relación empírica para la compensación para profundi undo lugar, como una limitación de los valores de los coefici otropía determinados en la resistividad de inversión. En c tivo en la resistividad de inversión, las resistividades de capa ph rminan y el "modelado progresivo" (cálculo de la respuesta iendo referencia a la figura 1. Para cada respuesta de paso en strada por la curva 47 en la figura 4, es decir, y para cada compe ermina la amplitud de la respuesta de paso, como se muestra en terior Ex (r,8) en la figura 4. Entonces, para cada respuesta de i forma mostrada en la curva 48 en la figura 5, es decir, p pensación r, determina el intervalo de tiempo entre el inicio d gnético transitorio (tiempo cero) y la respuesta de pico TPjC otropía aparente m(r) puede entonces calcularse utiliz aciones (5), (7) ó (9) o cualquier otra aproximación deriva puesta de paso de tiempo posterior de la Tierra y el tiempo d puesta de impulso de pico de la Tierra. Los valores de Anisotropí a del modelo de la sub-superficie de la Tierra pueden ent ualizados para reducir al mínimo el desajuste entre la anisotropía ulada y medida. ateria, incluye una unidad de procesamiento central 150, un disp ada de usuario, tal como un teclado 154 y un despliegue del usu omo un panel de despliegue LCD plano o despliegue de tubo de do. La computadora puede formar parte de la unidad de registro ra 1) o puede ser otra computadora. De acuerdo con este aspe enté invención, el medio legible por computadora incluye l ración para provocar que la computadora ejecute acciones com stablecieron anteriormente y que se explican con respecto a la riores.

Los métodos de acuerdo con la presente invención orcionar imágenes de resistividad eléctrica de formaciones de -superficie que incluyen los efectos de la anisotropía de re ando mediciones de exploración electromagnética transitoria.

Aunque la presente invención se ha descrito con resp ero limitado de modalidades, aquellos expertos en la materia, q

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Un método para determinar la anisotropía de resisti aciones de roca de sub-superficie, que comprende: impartir u tromagnético transitorio en las formaciones de roca de sub-s ir la respuesta electromagnética de las formaciones en una plur pensaciones desde una posición desde donde se impartió; p pensación, determinar un tiempo de llegada de impartición uesta de impulso de pico, de manera que la respuesta se rela resistividades horizontal y vertical de sub-superficie; pa pensación, determinar una respuesta de paso de las formacion entó de la impartición, de manera que la respuesta de paso se stancialmente únicamente con la resistividad media; y utilizar el t 3. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque determinar la respuesta de paso co rminar la respuesta de impulso e integrar la respuesta de impulso 4. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque determinar la respuesta de impulso co ircunvolucionar la respuesta electromagnética medida con una a de una corriente eléctrica utilizada para impartir el tromagnético. 5. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque la medición de la respuesta electro prende medir los voltajes impartidos a través de los pares de elec 6. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque comprende adicionalmente: (a) ge élo inicial de las formaciones de sub-superficie utilizando la aniso tividad determinada, el modelo inicial que incluye un valor de re ado de la respuesta de impulso de pico a partir de la resp lso calculada para determinar una anisotropía aparente calcu parar la anisotropía aparente determinada a partir de la r tromagnética medida con la anisotropía aparente calculada; y ( odelo inicial y repetir (b), (c) y (d) hasta que las diferencias otropía aparente determinada y la anisotropía aparente nzan un mínimo o caen debajo de un umbral seleccionado. 7.- Un método para determinar la anisotropía de resisti aciones de sub-superficie utilizando las mediciones electrom izadas en respuesta a impartir un campo electromagnético tran ormaciones de sub-superficie, las mediciones realizadas en una compensaciones desde una posición en la cual se impartió tromagnético, el método comprende: determinar una respuesta las formaciones a partir de las mediciones electromagnética nento desde la impartición seleccionada, de manera que la resp 8.- El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque comprende adicionalmente: (a) ge élo inicial de las formaciones de sub-superficie utilizando la aniso tividad determinada, el modelo inicial incluyendo un valor de re zontal y un valor de resistividad vertical durante por lo menos ando una relación empírica de compensación con respe undidad; (b) calcular una respuesta de paso y una respuesta d el modelo para una pluralidad de compensaciones; (c) estimar e po posterior de la respuesta de paso y un tiempo de llega uesta de impulso de pico para cada compensación desde la res o calculada y la respuesta de impulso calculado y utilizar el valor terior estimado de la respuesta de paso calculada y el tiempo d mado de la respuesta de impulso de pico de la respuesta de ulado para determinar una anisotropía aparente calculada; (d) co otropía de resistividad determinada a partir de las m ente, invertir la polaridad de la corriente, y conmutar la corrient encia codificada. 10. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque determinar la respuesta de paso co rminar la respuesta de impulso e integrar la respuesta de impulso. 11. - El método de conformidad con la reivindica cterizado además porque determinar la respuesta de impulso co ircunvolucionar la respuesta electromagnética medida con una de una corriente eléctrica utilizada para impartir el tromagnético. 12. - El método de conformidad con la reivindic cterizado además porque la respuesta electromagnética prende las mediciones de los voltajes impartidos a través de los trodos.