MX2011011946A

MX2011011946A - Mediciones de resistividad direccional compensadas.

Info

Publication number: MX2011011946A
Application number: MX2011011946A
Authority: MX
Inventors: Tsili Wang; Christopher Streinz
Original assignee: Smith International
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2012-01-20
Also published as: WO2010132383A3; EP2430480A2; US7990153B2; EP2430480A4; US20100283470A1; WO2010132383A2

Abstract

Un método para hacer mediciones de resistividad direccional incluye transmitir secuencialmente una primera y segunda ondas electromagnéticas axiales y transversales en un pozo de sondeo y recibir sustancialmente componentes axiales y transversales puros de cada una de las ondas transmitidas. Una relación compuesta de los componentes recibidos se calcula y puede utilizarse como un indicador de varios parámetros de yacimiento. La invención ventajosamente se proporciona para la adquisición de mediciones de resistividad direccional compensada.

Description

MEDICIONES DE RESISTIVIDAD DIRECCIONAL COMPENSADAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama la prioridad a la fecha de presentación de la Solicitud de Patente Estadounidense No. de Serie 12/463,577, presentada en el 11 de mayo de 2009.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a métodos para realizar mediciones de resistividad direccional de las propiedades electromagnéticas de un pozo de sondeo subterráneo. Más particularmente, las modalidades del método de esta invención incluyen compensar mediciones de resistividad direccional al calcular una relación compuesta de los componentes axial y transversal de las ondas electromagnéticas recibidas .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El uso de mediciones eléctricas en aplicaciones del fondo de la perforación de la técnica anterior, tal como diagrafía durante la perforación (LWD) , la medición durante la perforación (MWD) , y aplicaciones de diagrafía con cable de acero se conoce bien. Tales técnicas pueden utilizarse para determinar una resistividad de yacimiento subterráneo, la cual, junto con las mediciones de porosidad de yacimiento, con frecuencia se utiliza para indicar la presencia de hidrocarburos en el yacimiento. Por ejemplo, se sabe en la técnica que los yacimientos porosos que tienen una alta resistividad eléctrica con frecuencia contienen hidrocarburos, tales como petróleo crudo, mientras los yacimientos porosos que tienen una baja resistividad eléctrica con frecuencia se saturan con agua. Se apreciará que los términos de resistividad y conductividad con frecuencia se utilizan de manera intercambiable en la técnica. Aquellos de experiencia ordinaria en la técnica reconocerán fácilmente que estas cantidades son recíprocas y que una puede convertirse en otra mediante simples cálculos matemáticos . La mención de una o de otra en la presente es para conveniencia de descripción, y no se pretende en un sentido limitante.

Las mediciones de resistividad direccional también se utilizan de manera común para proporcionar información sobre las características geológicas remotas (por ejemplo, lechos remotos, límites de lecho, y/o contactos de fluido) no interceptadas por la herramienta de medición. Tal información incluye, por ejemplo, la distancia desde y la dirección hacia la característica remota. En aplicaciones de geodirección, las mediciones de resistividad direccional pueden utilizarse para tomar decisiones de dirección para perforaciones subsiguientes del pozo de sondeo. Por ejemplo, una sección esencialmente horizontal de un pozo puede enlutarse a través de una capa petrolífera delgada. Debido a los buzamientos y fallas que pueden presentarse en las diversas capas que forman el estrato, la distancia entre un límite de lecho y la barrena de perforación puede a someterse a cambios durante la perforación. Las mediciones de distancia y dirección en tiempo real pueden permitir que el operador ajuste el transcurso de la perforación para mantener la barrena a cierta distancia predeterminada desde la capa de límite. Las mediciones de resistividad direccional también permiten que información geológica valiosa se estime, por ejemplo, incluyendo los ángulos de buzamiento y de ataque del límite así como las conductividades vertical y horizontal del yacimiento .

Se conocen métodos en la técnica para realizar mediciones de resistividad direccional de LWD. Por ejemplo, las herramientas de resistividad direccional LWD comúnmente miden o estiman un componente transversal magnético (por ejemplo, el componente Hzx) de la radiación electromagnética conforme la herramienta gira en el pozo de sondeo (por ejemplo, durante la perforación) . Varias configuraciones de herramienta se conocen en la técnica para medir tales componentes transversales. Por ejemplo, la Patente Estadounidense 6,181,138 para Hagiwara enseña un método que emplea una antena de transmisión axial y tres antenas de recepción inclinadas circunferencialmente desplazadas, coubicadas. Las Patentes Estadounidenses 6,969,994 para Minerbo et al, 7,202,670 para Omeragic et al , y 7,382,135 para Li et al, enseñan un método que emplea una antena de transmisión axial y dos antenas de recepción inclinadas axialmente separadas . Las antenas de recepción además se desplazan circunferencialmente una de la otra por un ángulo de 180 grados. Las Patentes Estadounidenses 6,476,609, 6,911,824, 7,019,528, 7,138,803, 7,265,552 para Bittar enseñan un método que emplea una antena de transmisión axial y dos antenas de recepción inclinadas axialmente separadas en las cuales las antenas inclinadas se inclinan en la misma dirección. Aunque las antenas inclinadas se han utilizado de manera comercial, una desventaja con su uso es que transmiten y/o reciben ondas electromagnéticas de modo mezclado que no permiten que señales pequeñas (por ejemplo, transversales) se separan fácilmente en presencia de ruidos de medición.

Las Patentes Es adounidenses 7,057,392 y 7,414,407 para Wang et al enseñan un método que emplea una antena de transmisión axial y dos antenas de recepción transversal longitudinalmente separadas. Cuando el transmisor se activa, cada receptor mide el componente transversal Hzx. Estos componentes transversales entonces se promedian (combinan de manera aditiva) para suprimir los efectos de flexión de la herramienta. Para realizar mediciones confiables, el transmisor y/o el receptor nuevamente deben permanecer constantes, lo cual puede ser problemático conforme la temperatura del pozo de sondeo y la presión comúnmente fluctúan en las operaciones del fondo de la perforación. Sin embargo, el ruido electrónico del transmisor y receptor (en amplitud y fase) pueden perjudicar la precisión y consistencia de las mediciones de resistividad a direccional .

Aunque los métodos antes descritos (y las herramientas de resistividad LWD asociadas) se han utilizado comercialmente, sigue existiendo una necesidad de métodos mejorados adicionales para realizar mediciones de resistividad direccionales de LWD y en particular métodos para mejorar la precisión de tales mediciones de resistividad direccionales .

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, por lo tanto se proporciona un método para realizar mediciones de resistividad direccional, y una herramienta de resistividad direccional, como se describe en las reivindicaciones anexas.

Aspectos de la presente invención se pretenden para dirigir la necesidad antes descrita de métodos mejorados para realizar mediciones de resistividad direccional. En una modalidad, la invención incluye transmitir de manera secuencial ondas electromagnéticas axial y transversal en un pozo de sondeo y recibir componentes axial y transversal sustancialmente puras de cada una de las ondas transmitidas. Las ondas electromagnéticas de preferencia se transmiten utilizando primera y segunda antenas de transmisión colocadas y recibidas utilizando primera y segunda antenas de recepción colocadas. Una relación compuesta de los componentes axial y transversal recibidos, se calcula y puede utilizarse de manera ventajosa como indicador de varios parámetros del yacimiento .

Modalidades ejemplares de la presente invención pueden proporcionar de manera ventajosa varias ventajas técnicas. Por ejemplo, al calcular una relación compuesta, la invención permite que los momentos de transmisor, los momentos de receptor, así como los errores electrónicos (en amplitud y fase) se anulen matemáticamente de las mediciones de voltaje (o campo magnético) . Al eliminar estas fuentes de errores, la invención proporciona mediciones de resistividad direccional que tienen precisión mejorada. El resultado es una medición de resistividad direccional completamente compensada.

En ciertas modalidades ventajosas de la invención, la sensibilidad azimutal de la relación compuesta calculada es aproximadamente proporcional al componente transversal recibido Vzx (o Hzx) . La invención además es ventajosa sobre la técnica anterior ya que requiere mínimo procesamiento del fondo de la perforación y por lo tanto es bien adecuada para su uso con los microcontroladores del fondo de la perforación que tiene potencia de procesamiento limitada.

Además, en ciertas modalidades de la invención, la relación compuesta permite que el efecto de anisotropía cerca del lecho se anule de dos transmisores asimétricos sin implicar explícitamente la separación de antena en el cálculo. Esta característica de la invención proporciona de manera venta osamente una reducción en error puesto que la temperatura del fondo de la perforación y las condiciones de presión puede provocar deformación del cuerpo de la herramienta y por lo tanto incertidumbre en la separación precisa de antenas .

En un aspecto, la presente invención incluye un método para realizar una medición de resistividad direccional en un pozo de sondeo subterráneo . El método incluye hacer girar una herramienta de resistividad direccional en un pozo de sondeo. La herramienta incluye por lo menos primera y segunda antenas de transmisión configuradas para transmitir de manera correspondiente ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras y por lo menos una primera y segunda antenas de recepción longitudinalmente separadas de las antenas de transmisión y configuradas para recibir los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras correspondientes de una onda electromagnética. El método además incluye provocar que la primera y segunda antenas de transmisión transmitan de manera secuencial la primera y segunda ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x correspondientes y provoquen que la primera y segunda antenas de recepción reciban los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de las ondas electromagnéticas transmitidas. Una relación compuesta de los componentes de modo-z y modo-x entonces se calcula.

En otro aspecto, la presente invención incluye un método para realizar mediciones de resistividad direccional en un pozo de sondeo subterráneo . El método incluye hacer girar una herramienta de resistencia direccional en el pozo de sondeo. La herramienta incluye un par de antenas de recepción colocadas desplegadas entre primer y segundo pares de antenas de transmisión colocadas. El par de antenas de recepción incluye primer y segunda antenas de recepción configuradas para recibir componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de una onda electromagnética. Cada uno de los pares de antenas de transmisión incluye primera y segunda antenas de transmisión configuradas para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras. El primer y segundo pares de antenas de transmisión se separan axial y asimétricamente sobre las antenas de recepción de manera que Lx ? L2l en donde L¿ y L2 representan distancias axiales entre el par de recepción de las antenas y el primer y segundo pares correspondientes de antenas de transmisión. El método además incluye provocar que el primer par de antenas de transmisión transmitan de manera secuencial las ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x a una primera frecuencia correspondiente /i y provocar que la primera y segunda antenas de recepción reciban componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de las ondas electromagnéticas transmitidas. El método además incluye provocar que el segundo par de antenas de transmisión transmitan de manera secuencial las ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x en una segunda frecuencia correspondiente f2 de manera que fi/Í2= 1^2 /^1 Y provocar que la primera y segunda antenas de recepción reciban los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de las antenas electromagnéticas transmitidas. Las relaciones compuestas de los componentes de modo-z y modo-x recibidos en cada frecuencia entonces se calculan.

En aún otro aspecto, la invención incluye una herramienta LWD de resistividad direccional . La herramienta incluye un cuerpo de herramienta de diagrafía durante la perforación que tiene por lo menos primera y segunda antena de transmisión desplegada en la misma y configurada para transmitir las ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras correspondientes. Por lo menos la primera y segunda antenas de recepción se separan longitudinalmente de las antenas de transmisión y se configuran para recibir los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente por los correspondientes de una onda electromagnética. Un controlador electrónico se configura para: (i) provocar que la primera y segunda antenas de transmisión transmitan de manera secuencial la primera y segunda onda electromagnéticas de modo-z y modo-x correspondientes, (ii) provoquen que la primera y segunda antenas de recepción reciban los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de las ondas electromagnéticas en (i), y (iii) calcular una relación compuesta de los componentes de modo-z y modo-x recibidos en (ii) .

Lo anterior ha representado características más bien amplias y ventajas técnicas de la presente invención para que la descripción detallada de la invención que sigue pueda entenderse mejor. Características y ventajas adicionales de la invención se describirán después de esto, las cuales forman el objeto de las reivindicaciones de la invención. Se apreciará por aquellos con experiencia en la técnica que la concepción y la modalidad específica descrita pueden utilizarse fácilmente como base para modificar o diseñar otras estructuras para llevar a cabo los mismos propósitos de la presente invención. También debe realizarse por aquellos con experiencia en la técnica que tales construcciones equivalentes no se separan del espíritu y alcance de la invención como se establece en las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la presente invención, y las ventajas de la misma, ahora se hace referencia a las siguientes descripciones tomadas junto con los dibujos anexos, en los cuales: La FIGURA 1 representa una modalidad del método ejemplar de acuerdo con la presente invención en forma de diagrama de flujo.

Las FIGURAS 2A y 2B representan modalidades de herramienta de resistividad direccional ejemplares adecuadas para su uso con modalidades del método ejemplar de la presente invención.

Las FIGURAS 3A, 3B y 3C representan un ejemplo hipotético en el cual una modalidad del método ejemplar de acuerdo con la presente invención se evalúa.

Las FIGURAS 4A, 4B, y 4C representan otra modalidad de herramientas de resistividad direccional ejemplar adecuada para su uso con modalidades del método ejemplar de la presente invención.

La FIGURA 5 representa aún otra modalidad de herramienta de resistencia direccional ejemplar adecuada para su uso con modalidades del método ejemplar de la presente invención.

La FIGURA 6 representa otra modalidad del método ejemplar de acuerdo con la presente invención en forma de diagrama de flujo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia a la FIGURA 1, la modalidad 100 del método ejemplar de acuerdo con la presente invención se representa en forma de diagrama de flujo. En la modalidad ejemplar representada, una herramienta de resistividad direccional se hace girar en un pozo de sondeo en 102. Como se describe en mayor detalle a continuación, la herramienta de resistividad incluye por lo menos primera y segunda antenas de transmisión, de las cuales una se configura para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z sustancialmente puras y de las cuales la otra se configura para transmitir las ondas electromagnéticas de modo-x sustancialmente puras. La herramienta además incluye por lo menos la primera y segunda antenas de recepción longitudinalmente separadas de las antenas de transmisión. Una de las antenas de recepción se configura para recibir un componente de modo-z sustancialmente puro de una onda electromagnética y otra se configura para recibir un componente de modo-x sustancialmente puro de una onda electromagnética. Las antenas de transmisión pueden activarse (energizarse) secuencialmente (en cualquier orden) en 104 y 108, por lo que se transmiten ondas electromagnéticas de modo sustancialmente puras en el yacimiento subterráneo. Los componentes axial y transversal sustancialmente puros de la onda electromagnética pueden recibirse para cada una de las ondas electromagnéticas transmitidas en 106 y 110 mediante las antenas de recepción correspondientes . Una relación compuesta de los componentes recibidos entonces puede calcularse en 110. La relación se calcula de preferencia en el fondo de la perforación y el resultado almacenado en la memoria de fondo de la perforación y/o sometido a telemetría en la superficie.

Se apreciará que en las modalidades del método de acuerdo con la presente invención hacen uso de herramientas de resistividad direccional electromagnética (EM) que tienen antenas de transmisión y recepción de modo sustancialmente puras . Tales antenas de modo puro se definen con respecto al cuadro de referencia de la herramienta de resistividad direccional (o el pozo de sondeo) en la cual un eje (típicamente el eje z) es coincidente con el eje longitudinal de la herramienta (o pozo de sondeo) . En este cuadro de referencia, una "antena axial" es una en la cual el momento magnético de la antena es coincidente con el eje de herramienta. Una antena axial transmite y/o recibe onda electromagnética del modo axial (modo-z) sustancialmente pura. Una "antena transversal" es una en la cual el momento magnético de la antena es ortogonal al eje de herramienta. Una antena transversal transmite y/o recibe ondas electromagnéticas de modo transversal (modo-x o modo-y) sustancialmente puras .

Las antenas utilizadas de acuerdo con la presente invención se configuran para transmitir y/o recibir ondas electromagnéticas de modo sustancialmente puras. Por ejemplo, una antena de transmisión axial transmite ondas electromagnéticas de modo-z sustancialmente puras cuando se energizan. Una antena de recepción transversal recibe las ondas electromagnéticas de modo-x (o modo-y) sustancialmente puras. Por sustancialmente pura significa que las antenas de transmisión y recepción se pretenden para transmitir y/o recibir ondas electromagnéticas de modo puro. Por ejemplo, una antena de transmisión axial convencional se pretende para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z puras y por lo tanto puede decirse que producen ondas electromagnéticas de modo-z sustancialmente puras. De igual manera, una antena de recepción transversal convencional se pretende para recibir las ondas electromagnéticas de modo-x puras y por lo tanto puede decirse que reciben ondas electromagnéticas de modo-x sustancialmente puras. Esto es en contraste a una antena que se pretende para transmitir y/o recibir una onda electromagnética de modo mezclado. Por ejemplo, una antena inclinada convencional se pretende para transmitir y/o recibir una onda electromagnética de modo mezclado (por ejemplo, modo-x y modo-z) y por lo tanto, puede no decirse que transmite y/o recibe una onda electromagnética sustancialmente pura.

Se entenderá por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica que las antenas axial y transversal convencionales típicamente transmiten y/o reciben modos impuros, por ejemplo, debido a las restricciones de diseño. La invención no se limita en estos respectos. A pesar de la presencia de tales impurezas (las cuales, por ejemplo, pueden encontrarse en el orden de menos porcentaje) , una antena axial convencional aún puede decirse que transmite y/o recibe ondas electromagnéticas de modo-z sustancialmente puras. De igual manera, una antena transversal convencional aún puede decirse que transmite y/o recibe ondas electromagnéticas de modo-x sustancialmente puras (o modo-y) .

Las FIGURAS 2A y 2B (colectivamente la FIGURA 2) representan herramientas 220 y 240 de resistividad direccional EM ejemplares adecuadas para su uso con ciertas modalidades del método, de acuerdo con la presente invención. La herramienta 220 de resistividad (Figura 2A) incluye por lo menos una antena 222 de transmisión axial y por lo menos una antena 224 de transmisión transversal desplegadas en el cuerpo de herramienta. La herramienta 220 de resistividad además incluye por lo menos una antena 226 de recepción axial y por lo menos una antena 228 de recepción transversal desplegada en el cuerpo de herramienta. En la modalidad ejemplar representada en la FIGURA 2A, cada una de las antenas 222 y 224 de transmisión y las antenas 226 y 228 de recepción se separan longitudinalmente en el cuerpo de herramienta. Las antenas de transmisión y las antenas de recepción también pueden colocarse, por ejemplo, como se representa en la FIGURA 2B para la modalidad 240 de herramienta. En la FIGURA 2B, las antenas de transmisión se colocan y las antenas de recepción se colocan. La invención no se limita en este respecto. Las antenas de transmisión pueden colocarse y las antenas de recepción separarse longitudinalmente o las antenas de recepción pueden colocarse y las antenas de transmisión separarse longitudinalmente.

Se apreciará que las modalidades de herramienta adecuadas además pueden incluir múltiples antenas de transmisión y recepción separadas y/o colocadas. Por ejemplo, una modalidad de herramienta adecuada puede incluir primer y segundo pares de antenas de transmisión colocada y primera y segundo pares de antenas de recepción colocadas . La invención no se limita en estos respectos. Las modalidades de herramienta adecuadas también pueden incluir una o más antenas de transmisión y/o recepción de modo y separadas longitudinalmente o colocadas con las otras antenas de transmisión y recepción. Además, como se entiende bien en la técnica, bajo el principio de reciprocidad, cada una de las antenas de transmisión y recepción puede operar como un transmisor o un receptor cuando se acople con la electrónica adecuada de transmisor y/o receptor.

Además, se entenderá que los métodos de acuerdo con la invención pueden hacer uso de mediciones de inducción o propagación EM. En general, las herramientas de propagación EM operan en una forma similar, aunque típicamente a mayores frecuencias que las herramientas de inducción de EM. La invención no se limita por la frecuencia de las ondas electromagnéticas . Aquellos de experiencia ordinaria en la técnica también reconocerán que las ondas electromagnéticas que tienen múltiples componentes de frecuencia (dos o más) pueden emplearse (y se prefieren comúnmente) . La invención no se limita de ninguna forma en estos respectos .

Como se conoce por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica, una corriente eléctrica que varía en tiempo (una corriente alterna) en una antena de transmisión (por ejemplo, en las antenas de transmisión 222 y 224) produce un campo magnético de variación de tiempo correspondiente en el yacimiento. El campo magnético a su vez induce las corrientes eléctricas (corrientes turbulentas) en el yacimiento conductivo. Estas corrientes turbulentas además producen campos magnéticos secundarios que pueden producir una respuesta de voltaje en una o más antenas de recepción (por ejemplo, en las antenas de recepción 226 y 228 ) . El voltaje medido en las antenas de recepción puede procesarse, como se conoce por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica, para obtener una o más mediciones del campo magnético secundario, el cual a su vez puede procesarse adicionalmente para estimar la resistividad del yacimiento (conductividad) y/o constante dieléctrica. Estas propiedades eléctricas del yacimiento además pueden relacionarse con el potencial portador de hidrocarburos del yacimiento mediante técnicas conocidas por aquellos de experiencia en la técnica.

Con referencia continua a las FIGURAS 1 y 2 , las antenas de transmisión pueden transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras en 104 y 108 . Los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puros de cada onda pueden recibirse en 106 y 110 en por lo menos un par de antenas de recepción axial y transversal (por ejemplo, la antena 226 y 228 en la FIGURA 2 ) . Una proporción de compuestos de los componentes recibidos ventajosamente se puede calcular en 112 , por ejemplo, de la siguiente manera: r _ V?? V' xz Ecuación 1 V V donde r representa la tasa compuesta, V* , Vxz, Vzx y Vzz representan el voltaje de respuestas recibidas por las antenas de recepción para cada una de las ondas electromagnéticas transmitidas. Se debe entender que dentro de este sistema para asignar nombres a las respuestas de voltaje medida (o las respuestas del campo magnético), el primer índice indica el modo del transmisor y el segundo índice indica el modo del receptor.

Los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que estas medidas de voltaje de respuestas Vxx, VXZl Vzx y Vzz pueden procesarse para obtener los componentes correspondientes del campo magnético inducido en el yacimiento (???, Hxz, Hzx y Hzz) . Por lo tanto, el compuesto de relación en la ecuación 1 puede ser alternativo (y equivalentemente) expresada matemáticamente en términos de los componentes del campo magnético de la siguiente manera (la invención no se limita en estos respectos) : H H r =—=—— Ecuación 2 Las porciones compuestas computadas en las Ecuaciones 1 y/o 2 proporcionan ventajosamente para compensarse plenamente a las mediciones de resistividad direccional ya que permiten que los momentos de transmisor, momentos de receptor, así como los errores electrónicos (tanto en amplitud y fase) se cancelen del voltaje (o campo magnético) las mediciones. Como es sabido por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica, el voltaje medido en una antena de recepción suele ser directamente proporcional a los momentos magnéticos de ambos del transmisor y el receptor. Los errores de fase y la amplitud también pueden introducirse por la electrónica del receptor. Como se describió anteriormente, la ganancia del transmisor y el receptor normalmente varía de fondo de pozo (por ejemplo, cuando la temperatura del pozo y/o cambio de presión) , lo cual puede resultar en un transmisor de diferentes momentos y el receptor. Herramienta significativa a las variaciones de herramienta también se observa a veces . Los errores electrónicos también se sabe que varían con la temperatura del pozo. Calcular las relaciones de compuesto de acuerdo con la presente invención se cancela matemáticamente estas fuentes de error y por lo tanto, establece medidas de resistividad direccional con mejor precisión.

Aquellos de experiencia ordinaria en la técnica apreciarán fácilmente que el campo magnético derivado de un voltaje medido a una antena de recepción es proporcional al campo magnético de verdad en el yacimiento, pero difiere del mismo debido a varios factores conocidos. Esta distorsión del campo magnético medido puede representarse matemáticamente, por ejemplo, de la siguiente manera: ?(?) =?t(?)??? t? (?)??? ??* (?) Ecuación 3 donde ?(?) representa el campo magnético medido, H* (?) representa el verdadero campo magnético en el yacimiento, ?t(?) y ?ft representan la amplitud y la distorsión de fase del campo magnético de la verdadera formación introducida por el transmisor, y ??(?) y ? ? representan la distorsión de amplitud y fase del campo magnético de la verdadera formación introducida por el receptor, y ? representa la frecuencia angular de la onda electromagnética en unidades de radiantes . Como es sabido por aquellos de experiencia en la técnica, los errores de amplitud y fase pueden incluir los momentos magnéticos de las antenas, electrónica y de la distorsión y otros efectos de medio ambiente.

Cuando las antenas de transmisión son despedidas de forma secuencial como se ha descrito anteriormente con respecto a la FIGURA 1, los campos magnéticos medidos en cada uno de los receptores pueden representarse de manera matemática en forma similar, por ejemplo, como sigue: HZZ (?) =ATZ (?) ???f????? (?) ???f???*?? (?) ??? (?) =??? (?) ß^'?, (?) ???f????? (?) ??? (?) =??? (?) ß??f????? (?) ?1?f???*?? (?) ???(?)=???(?)?1?f????(?(?)???f??*??(?) Ecuación 4 donde ¾?, ???, ??? y ??? son como se definen en lo anterior con respecto a la Ecuación 2, ???(?), ?ft? , ???(?) y ?ft? representan los errores de amplitud y fase introducidos por las antenas de transmisión de modo-z y modo-x, y ARZ(Q) , ?f ? , ???(?) y ? ^ representan errores de amplitud y fase introducidos por las antenas de recepción de modo-z y modo-x.

Sustituir la Ecuación 4 en la Ecuación 2 produce: la cual se reduce en: ?a*{?)·?„*{?) r ~ ?7 ~?t "~7 Ecuación 6 Aquellos de experiencia ordinaria en la técnica apreciarán fácilmente que todos los errores de amplitud y fase se han anulado matemáticamente en la reducción de la Ecuación 5 a la Ecuación 6. La relación r por lo tanto puede pensarse como siendo una medición de resistividad direccional completamente compensada .

También se apreciará que las relaciones compuestas dadas en las Ecuaciones 1 y 2 especialmente son bien adecuadas para su uso con microcontroladores del fondo de la perforación que tienen potencia de procesamiento limitada. La Ecuación 1 , por ejemplo, incluye de manera ventajosa sólo dos etapas de multiplicación y una etapa de división (es decir, la multiplicación de los componentes transversales para obtener un primer producto, la multiplicación de los componentes acoplados para obtener un segundo producto, y la división del primer producto por el segundo producto) . La relación compuesta calculada en las Ecuaciones 1 y 2 además son ventajosas en que la sensibilidad azimutal de esta relación se deriva a partir de los componentes transversales medidos Vzx y Vxz (específicamente del producto de los componentes transversales) . Tomando la raíz cuadrada de la relación compuesta resulta en una cantidad que es aproximadamente proporcional a los componentes transversales .

Para ilustrar adicionalmente la sensibilidad azimutal de la relación compuesta r, las FIGURAS 3A, 3B, y 3C representan un ejemplo hipotético en el cual una modalidad ejemplar de la herramienta 240 de medición (también representada en la FIGURA 2B) , se despliega en un yacimiento subterráneo. En la modalidad ejemplar representada, las antenas 222 y 224 de transmisión colocadas se configuran para transmitir la radiación electromagnética en una frecuencia de aproximadamente 98 kHz y se separan a una distancia de 114.3 cm (45 pulgadas) desde las antenas 226 y 228 de recepción colocadas. La herramienta 240 de medición se despliega en un lecho cercano 42 que tiene resistividad de 100 ohm-m. El lecho cercano yace entre las capas conductivas (o lecho) 44 y 46, de las cuales cada una tiene una resistividad de 1 ohm-m. El límite entre las capas 42 y 44 se define de manera arbitraria para ser una profundidad vertical total (TVD) cero. De este modo, como se muestra, la herramienta 240 de medición tiene una profundidad vertical positiva cuando se ubica en el lecho cercano 42. La herramienta además se supone que se encuentra a un ángulo de 88 grados con respecto a los límites del lecho.

La FIGURA 3B representa un esquema teórico de las porciones reales e imaginarias de la relación compuesta r por el signo (positivo o negativo) del componente Hzx como función de TVD para el modelo hipotético representado en la FIGURA 3A. Como se muestra, las porciones reales e imaginarias de la relación son altamente sensibles al límite del lecho. Además, la dirección de límites indica por el signo (positivo o negativo) de la relación. En la FIGURA 3B, la capa límite superior se indica cuando la porción real del componente Hzx es positiva y la porción imaginaria es negativa. El límite inferior se indica cuando la porción real del componente Hzx es negativa y la porción imaginaria es positiva. La FIGURA 3C es similar a la FIGURA 3B, pero representa las porciones reales e imaginarias de la raíz cuadrada de la relación compuesta por el signo del componente Hzx. El uso de la raíz cuadrada de la relación compuesta puede ser ventajoso ya que esencialmente es proporcional al componente transversal .

Regresando ahora a las FIGURAS 4A, 4B y 4C (colectivamente la FIGURA 4) , se apreciará que la presente invención puede utilizar de manera ventajosa modalidades de herramienta de resistividad direccional que incluyen una o más antenas no planas . La FIGURA 4A representa una herramienta 300 de medición que incluye una antena 222 de transmisión axial y una antena 226 de recepción axial. La herramienta 300 de medición además incluye una antena 314 de transmisión no plana configurada para transmitir una onda electromagnética de modo-x sustancialmente pura y una antena 318 de recepción no plana configurada para recibir un componente de modo-x sustancialmente pura de una onda electromagnética .

La FIGURA 4B representa una herramienta 330 de medición que incluye antenas de transmisión 342 y 344 y de recepción 346 y 348 no planas colocadas. En la modalidad ejemplar representada, las antenas de transmisión 342 y 344 pueden configurarse para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras y las antenas de recepción 346 y 348 pueden configurarse para recibir componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de una onda electromagnética.

La FIGURA 4C representa una herramienta 360 de medición que incluye antenas de transmisión 372, 374 y 376 y de recepción 382, 384 y 386 no planas colocadas. En la modalidad ejemplar representada, las antenas de transmisión 372, 374 y 376 pueden configurarse para transmitir las ondas electromagnéticas de modo-z, modo-x y modo-y sustancialmente puras y las antenas de recepción 382, 384 y 386 pueden configurarse para recibir los componentes de modo-z, modo-x, y modo-y sustancialmente puras de una onda electromagnética.

Las modalidades de antenas no planas representadas en la FIGURA 4 no son planas ya que el bucle (o bucle) del hilo de antena no reside en un plano geométrico simple (es decir, en un plano bidimensional) . Aunque de otra manera, las antenas no planas representadas en la FIGURA 4 no pueden proyectarse sobre una línea recta de cualquier ángulo (por lo tanto estas antenas también pueden pensarse y mencionarse como siendo antenas no lineales) . Las antenas no planas se describen en la Solicitud de Patente Estadounidense copendiente comúnmente asignada número de serie 12/409,655, la cual se incorpora completamente en la presente para referencia .

Las modalidades y antenas no planas ejemplares representadas en la FIGURA 4B, pueden pensarse como siendo biplanas ya que distintas porciones de cada antena residen en primer y segundo planos distintos correspondientes. Cada una de estas antenas no planas incluye primera y segunda secciones semi-elípticas (o semi-ovaladas ) , las cuales cada una reside en un plano geométrico distinto correspondiente. Estos planos de preferencia son ortogonales entre sí (por ejemplo, se orientan en ángulos de 45 y -45 grados con respecto al eje de herramienta) , aunque la invención no se limita en este respecto. La proyección de estas antenas no planas sobre un plano longitudinal forma el primer y segundo segmentos de línea no paralelos (y no coincidentes) . Las antenas biplanas por lo tanto también pueden pensarse como siendo bilineales. Las modalidades de antenas bilineales tienden a preferirse por las modalidades de herramienta en las cuales las antenas de recepción se configuran para recibir un compuesto axial de una onda electromagnética y componente transversal simple (modo-x) de una onda electromagnética. Tales antenas biplanas por lo tanto pueden utilizarse de manera ventajosa para ciertas modalidades del método de acuerdo con la presente invención.

Las modalidades de antenas no planas ejemplares representadas en la FIGURA 4C pueden pensarse como siendo sinusoidales ya que la separación axial entre el bucle no plano del alambre de antena y una linea central circular de la antena varía de manera sustancial y sinusoidal con respecto al ángulo azimutal sobre la circunferencia de la herramienta. Esta característica de estas antenas se describe en mayor detalle en la Solicitud de Patente '655. Las modalidades de antenas sinusoidales tienden a preferirse por las modalidades de herramientas en las cuales las antenas de recepción se configuran para recibir un componente axial (modo-z) de una onda electromagnética y componentes transversales (modo-x y modo-y) de una onda electromagnética. Tales antenas sinusoidales también pueden utilizarse de manera ventajosa para ciertas modalidades del método, de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, en ciertas modalidades, la invención además puede incluir calcular una segunda relación compuesta, la cual puede expresarse matemáticamente como sigue: r2 = VZyVyz/VzzVyy.

Con referencia continua a las FIGURAS 4A, 4B y 4C, las antenas 342, 346, 372 y 382 pueden configurarse, por ejemplo, para transmitir y/o recibir un componente de modo-z sustancialmente pura de una onda electromagnética. Esto puede lograrse, por ejemplo (como también se describe en mayor detalle en la Solicitud de Patente '655), al conectar la electrónica del transmisor/receptor en serie con el bucle (o bucles) del alambre de antena. Las antenas 314, 318, 344, 348, 373 y 384 pueden configurarse para transmitir y/o recibir, por ejemplo, un componente de modo-x sustancialmente pura de una onda electromagnética. Esto puede lograrse, por ejemplo, al conectar de manera eléctrica un primer par de puntos circunferencialmente opuestos del alambre de antena a la electrónica del transmisor/receptor. La antena 376, 386 puede configurarse para transmitir y/o recibir, por ejemplo, un componente de modo-y sustancialmente pura de una onda electromagnética. Esto puede lograrse, por ejemplo, al conectar eléctricamente un segundo par de puntos circunferencialmente opuestos del alambre de antena a la electrónica del transmisor, en donde el segundo par de puntos se desplaza de manera azimutal del primer par de puntos por aproximadamente 90 grados.

El uso de antenas de transmisión y/o recepción no planas simplifica de manera ventajosa la estructura de una herramienta de resistividad direccional. Por ejemplo, un transmisor y/o receptor colocados (por ejemplo, como se representa en las FIGURAS 4B y 4C) pueden emplearse en una sola muesca circunferencial (rebajo) sobre el cuerpo de herramienta. Además, no existe necesidad de formar ranuras o cortes en el cuerpo de herramienta para los modos transversales. Esta característica es especialmente ventajosa para aplicaciones LWD ya que tiende a permitir que altas resistencias de herramienta se mantengan.

Regresando ahora a la FIGURA 5, otro aspecto de la presente invención incluye un método para reducir (o eliminar) el efecto de la anisotropía de lecho cercano de las mediciones de resistividad direccional. La FIGURA 5 representa una herramienta de resistividad direccional adecuada para su uso con este aspecto de la invención. En la modalidad de herramienta ejemplar representada, una herramienta 400 de medición incluye primer y segundo pares de antenas de transmisión 422, 424 y 442, 444 colocadas y desplegadas axial y asimétricamente alrededor de un par de antenas de recepción 432 y 434 colocadas. Las antenas de transmisión 422 y 424 se separan axialmente de las antenas de recepción 432 y 434 por una distancia Llt mientras las antenas de transmisión 442 y 444 se separan axialmente de las antenas de recepción 432 y 434 por una distancia L2.

El primer y segundo pares de antenas de transmisión 422, 424 y 442 444 colocadas se configuran para transmitir las ondas electromagnéticas en frecuencias mutuamente distintas. Esto puede lograrse, por ejemplo, al conectar las antenas a los circuitos de transmisor adecuados. Los circuitos de transmisor adecuados pueden incluir, por ejemplo, un oscilador que proporciona una señal de corriente alterna predeterminada (que tiene una frecuencia predeterminada o frecuencias) y por lo que permite que las antenas transmitan señales electromagnéticas en una o más frecuencias (por ejemplo, en el margen de aproximadamente 0.05 a aproximadamente de 2 MHz) . En particular, el primer y segundo pares de antenas de transmisión 422, 424 y 442, 444 colocadas se configuran para transmitir ondas electromagnéticas en primera y segunda frecuencias correspondientes f1 y f2 de manera que: fi/f?= l-22/Li2, en donde Li y Li2 representan las distancias axiales entre el primer y segundo pares de antenas de transmisión 422, 424 y 442, 444 colocadas y las antenas de recepción 432 y 434 colocadas.

En la modalidad ejemplar representada, el primer y segundo pares de antenas de transmisión colocadas 422, 424 y 442 444, se configuran para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras. Las antenas de recepción 432 y 434 se configuran para recibir componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de las ondas electromagnéticas. Por ejemplo, las antenas 432 pueden configurarse para recibir ondas electromagnéticas de modo-z sustancialmente pura y la antena 434 puede configurarse para recibir las ondas electromagnéticas de modo-x sustancialmente pura. En la modalidad ejemplar representada, las antenas de transmisión y las antenas de recepción son similares a aquellas representadas en la FIGURA 4B, sin embargo, se apreciará que este aspecto de la invención no se limita al uso de antenas no planas. También pueden utilizarse las antenas de transmisión y recepción axiales y transversales colocadas (por ejemplo, como se representa en la FIGURA 2B) .

Además, se apreciará que la invención no se limita a modalidades que emplean el primer y segundo pares de antenas de transmisión colocadas. La invención puede utilizar múltiples conjuntos de antenas de transmisión asimétricamente separadas. Además se apreciará que la invención no se limita a modalidades que emplean un solo par de antenas de recepción colocadas. La implementación de sustancialmente cualquier número de transmisores y receptores separados se describe en mayor detalle en la Solicitud de Patente Estadounidense copendiente número de serie comúnmente asignada 12/410,153, la cual se incorpora completamente en la presente para referencia .

Como se establece en lo anterior, un aspecto de la presente invención permite de manera ventajosa que el efecto de anisotropía cerca del lecho se reduzca significativamente (o se elimine sustancialmente) utilizando el primer y segundo pares de antenas de transmisión colocadas asimétricamente ubicadas (por ejemplo, como se representa en la FIGURA 5) . Se sabe bien que los componentes transversales Hzx y Hxz y los componentes de acoplamiento y Hzz y en un medio anisotrópico homogéneo pueden expresarse matemáticamente como sigue : M ¾uación 7 sen# M ¡2(1 -ikhL)eik*L +ikhL{eik"L -eipk"L)] Ecuación 8 M H_ = Ecuación 9 sen2 T donde M representa el momento del transmisor, L representa la distancia axial entre el transmisor y el receptor, T representa el ángulo de inclinación relativo, y kh representa el número de onda que corresponde con la resistividad horizontal de manera que: kh- ^?µs , donde ? representa la frecuencia de la radiación electromagnética transmitida en unidades de radianes, µ representa la permeabilidad magnética, ya ah representa el componente horizontal de la conductividad del yacimiento. El parámetro ß se relaciona con los componentes horizontal y vertical de la conductividad del yacimiento y puede expresarse matemáticamente como sigue ß -^+ ^s^?(Th~^ r^ ^ , donde T y ? son como se define en lo anterior y s? representa el componente vertical de la conductividad del yacimiento.

Sustituir las Ecuaciones 7, 8, y 9 en' la Ecuación 2 produce : cos# HJH. senfl 2(1 - ikhL)elk»L + ikhL{eik*L - e"*>L )¦ Ecuación 9 sen s Un aspecto de la presente invención es la realización de la relación compuesta r (como se proporciona en las Ecuaciones 1, 2 y 9) sigue siendo la misma cuando las propiedades de los dos sistemas de medición obedecen la siguiente restricción: (¿iUi<3hiLi2 = 2p20h2L22 Ecuación 10 Suponiendo que las propiedades medias (el yacimiento subterráneo) son las mismas (o casi las mismas) para ambos transmisores, es decir, iOhi = V20h2. la restricción en la Ecuación 10 simplifica fi/Li2 = f?/ L22'. Por lo tanto, para un sistema asimétrico tal como aquel representado en la FIGURA 5, las relaciones compuestas HzxiHxzi /???????? y ??^??^ /?^?^ son sustancialmente iguales cuando fiL 2 - /2L22, (es decir, cuando fi/f2= h22/ 2) .

Con referencia continua a la FIGURA 5, y con referencia adicional a la FIGURA 6, un aspecto de la presente invención es un método 500 para eliminar el efecto de la anisotropía cerca del lecho a partir de las mediciones de resistividad direccional compensadas. En la etapa 502, cada una de las antenas de transmisión 422, 424 y 442, 444 se activan secuencialmente . El primer par 422, 444 se activa en la primera frecuencia f± y el segundo par 442, 444 en la segunda frecuencia f2 . La invención no se limita por el orden de activación del transmisor. Cada par de antenas de transmisión puede energizarse primero. Las respuestas de voltaje correspondientes se miden en las antenas de recepción 432 y 434 colocadas en las etapas 504 para cada uno de las cuatro activaciones del transmisor. En la etapa 506, las relaciones compuestas Hz^H^ /Hz^H^ y Hzx2Hxz2/Hzz2Hxx2 se calculan. El efecto de anisotropía (la respuesta cerca del lecho) , entonces puede eliminarse (o reducirse significativamente) en la etapa 508 al procesar una diferencia entre las relaciones compuestas ???????? /???????? y ZX2Hxz2/Hzz2Hxx2 (por ejemplo, H2XiHX2i/fízzj;Hxxi-HZX2¾z2/¾z2¾x2) · Se entenderá por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica que el método 500 puede incluir de manera equivalente calcular y procesar una diferencia entre las relaciones de voltaje compuesto VzxlVxzl/Vzzl y Vzx2VXZ2/ zz2VXX2. Además, se apreciará que el método 500 proporciona de manera ventajosa y potencial la precisión mejorada en comparación con los métodos descritos en la Solicitud de Patente '153 ya que no requiere calcular Li3-Hzxi y L23-Hzx2.

Después de procesar la diferencia en la etapa 508 (y por consiguiente eliminar o reducir significativamente la contribución de la anisotropía cerca del lecho) , las relaciones procesadas pueden procesarse opcional y adicionalmente para estimar la distancia hacia el lecho remoto (suponiendo que existe un lecho remoto en el margen sensorial de las mediciones de resistividad direccional) y la conductividad del lecho remoto. Esto puede lograrse, por ejemplo, en 510, al suponer una isotropía cerca del lecho y calcular conductividades de los lechos cercanos remotos y la distancia desde la herramientas de resistividad hasta el lecho remoto utilizando técnicas conocidas por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica. En 512, la distancia y la conductividad del lecho remoto estimada en 510 además pueden procesarse en combinación con las relaciones para calcular las conductividades vertical y horizontal del lecho cercano, así como un ángulo de inclinación del lecho cercano. En 514, las conductividades vertical y horizontal, así como el ángulo de inclinación estimado en 512 pueden procesarse adicionalmente en combinación con las relaciones para volver a calcular la distancia hasta el lecho remoto y la conductividad del lecho remoto. En 516, las etapas 512 y 514 del método pueden repetirse iterativamente tan frecuentemente como sea necesario para converger en una solución para cualquiera o todos los parámetros del yacimiento de interés (por ejemplo, conductividad del lecho remoto, conductividades vertical y horizontal cerca del lecho, ángulo de inclinación cerca del lecho, y la distancia entre la herramienta de medición y lecho remoto) .

La presente invención además puede incluir correlacionar el voltaje antes descrito o las relaciones de campo magnético con un ángulo azimutal medido para construir imágenes de resistividad direccional . Se sabe que tales imágenes en la técnica conllevan la dependencia de las mediciones eléctricas sobre el ángulo azimutal del pozo de sondeo y la profundidad medida. Tales imágenes pueden construirse de manera ventajosa al calcular una representación armónica de primer orden de una pluralidad de relaciones de voltaje medido como se describe en la solicitud de Patente Estadounidense copendiente comúnmente asignada número de serie 12/463,029.

Se entenderá que los aspectos y características de la presente invención pueden representarse como lógica que puede procesarse, por ejemplo, por una computadora, un microprocesador, hardware, firmware, circuitería programable, o cualquier otro dispositivo de procesamiento conocido en la técnica. Similarmente, la lógica puede representarse en software adecuado para ejecutarse por un procesador, como se sabe bien en la técnica. La invención no se limita en este respecto. El software, firmware y/o dispositivo de procesamiento pueden incluirse, por ejemplo, en un ensamble donde la perforación en forma de una tarjeta de circuito, a bordo de una subestructura de sensor o subestructura de MWD/LWD. La información electrónica tal como lógica, software, o datos medidos o procesados pueden almacenarse en la memoria (volátil o no volátil) o en dispositivos de almacenamiento de datos electrónicos convencionales tales como se conoce bien en la técnica.

Aunque la presente invención y sus ventajas se han descrito en detalle, debe entenderse que varios cambios, sustituciones y alteraciones pueden hacerse en la presente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método (100, 500) para hacer una medida de resistividad direccional en un pozo de sondeo subterráneo, el método comprende: (a) hacer girar (102) a una herramienta de resistividad direccional (220, 240, 300, 330, 360, 400) en un pozo de sondeo, la herramienta de resistividad direccional (220, 240, 300, 330, 360, 400), incluye (i) por lo menos primera y segunda antenas de transmisión (222, 224; 314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) configuradas para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras correspondientes y (ii) por lo menos primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) separadas longitudinalmente de las antenas de transmisión (222, 224; 314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444), la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) configuradas para recibir componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras correspondientes de una onda electromagnética; (b) provocar que (104, 108; 502) la primera y segunda antenas de transmisión (222, 224; 314; 342, 344, 372, 374; 422, 424, 442, 444) transmitan de manera secuencial la primera y segunda ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x correspondientes; (c) provocar que (106, 108; 504) la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) reciban los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de la primera y segunda ondas electromagnéticas transmitidas en (b) ; y (d) calcular (112; 506) una relación compuesta de los componentes de modo-z y modo-x recibidos en (c) .

2. El método (100, 500) de la reivindicación 1, en donde calcular una relación compuesta en (d) comprende: (i) calcular un primer producto del primer y segundo componentes cruzados recibidos en (c) ; (ii) calcular un segundo producto del primer y segundo componentes de acoplamiento recibidos en (c) ; y (iii) calcular una relación del primer y segundo productos .

3. El método (100, 500) de la reivindicación 1 ó 2, en donde (d) , además comprende multiplicar la relación compuesta por un signo de un componente cruzado recibido en (c) .

4. El método (100, 500) de cualquier reivindicación precedente, en donde (d) además comprende calcular una raíz cuadrada de la relación compuesta.

5. El método (100, 500) de cualquier reivindicación precedente, en donde la relación compuesta se calcula en (d) de acuerdo con la siguiente ecuación matemática: y V V ~ V V donde r representa la relación compuesta, Vzz y Vzx representan los componentes de modo-z y modo-x recibidos en (c) de la onda electromagnética de modo-z transmitida en (b) , y Vxz y Vxx representan los componentes de modo-z y modo-x recibidos en (c) de la onda electromagnética de modo-x transmitida en (b) .

6. El método (100; 500) de cualquier reivindicación precedente, en donde: la herramienta además comprende una tercera antena de transmisión (376) configurada para transmitir una onda electromagnética de modo-y sustancialmente pura y una tercera antena de recepción (386) configurada para recibir un componente de modo-y sustancialmente pura de una onda electromagnética; (b) además comprende provocar que la tercera antena de transmisión transmita una tercera onda electromagnética de modo-y; (c) además comprende provocar que la primera, segunda y tercera antenas de recepción (382, 384, 386) reciban componentes de modo-z, modo-x y modo-y sustancialmente puras de cada una de la primera, segunda y tercera ondas electromagnéticas transmitidas; y (d) además comprende calcular una relación compuesta de los componentes de modo-z y modo-y recibidos en (c) .

7. El método de la reivindicación 6, en donde la primera, segunda y tercera antenas de recepción (382, 384, 386) comprenden una antena no plana colocada.

8. El método de cualquier reivindicación precedente en donde por lo menos una de las antenas de transmisión (314; 342, 344, 372, 374; 422, 424, 442, 444) o por lo menos una de las antenas de recepción (318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) es una antena no plana.

9. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde la primera y segunda antenas de transmisión (222, 224; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) se colocan y la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 346, 348; 382, 384; 432, 434) se colocan.

10. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde la primera y segunda antenas de transmisión (342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) comprenden antenas no planas colocadas y la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 346, 348; 382, 384; 432, 434) comprenden antenas no planas colocadas .

11. Un método (500) para tomar mediciones de resistividad direccional en un pozo de sondeo subterráneo, el método comprende : (a) hacer girar una herramienta de resistividad direccional (400) en el pozo de sondeo, la herramienta de resistividad direccional (400) incluyendo un par de antenas de recepción colocadas (432, 434) desplegada entre el primer y segundo pares de antenas de transmisión colocadas (422, 424 y 442, 444), del par de antenas de recepción (432, 434), que incluyen la primera y segunda antenas de recepción (432, 434) configuradas para recibir los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de una onda electromagnética, cada uno de los pares de antenas de transmisión (422, 424 y 442, 444) incluyen la primera y segunda antenas de transmisión (422, 424, 442, 444) configuradas para transmitir las ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancialmente puras, el primer y segundo pares de antenas de transmisión (422, 424 y 442, 444) se separan axial y asimétricamente alrededor de las antenas de recepción de manera que L% ? L2l en donde Li y L2 representan distancias axiales entre el par de antenas de recepción (432, 434) y el primer y segundo pares correspondientes de antenas de transmisión (422, 424 y 442, 444) ,- (b) provocar (502) que el primer par de antenas de transmisión (422, 424) transmitan de manera secuencial la primera y segunda ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x en una primera frecuencia correspondiente fi; (c) provocar que (504) la primera y segunda antenas de recepción (432, 434) reciban los componentes de modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de la primera y segunda ondas electromagnéticas transmitidas en (b) ; (d) provocar que (502) el segundo par de antenas de transmisión (442, 444) transmitan de manera secuencial tercera y cuarta ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x en una segunda frecuencia correspondiente f2 de manera que /1//2 - L¡22/ i2; (e) provocar que (504) la primera y segunda antenas de recepción (432, 434) reciban los componentes de modo—z y modo-x sustancialmente puras de cada una de la tercera y cuarta ondas electromagnéticas transmitidas en (d) ; y (f) calcular (506) una primera relación compuesta de los componentes de modo-z y modo-x recibidos en (c) y una segunda relación compuesta de los componentes del modo-z y modo-x recibidos en (e) .

12. El método (500) de la reivindicación 11, que además comprende : (g) procesar (508) una diferencia entre la primera y segunda relaciones compuestas calculadas en (f).

13. El método (500) de la reivindicación 12, en donde la diferencia entre la primera y segunda relaciones se calcula de acuerdo con la ecuación: ^ _ V Y zx\Vr xz\ V ' zx2Vr xz2 . V y zz\Vr xx\ V * zz2Vv xx2 ' V V en donde d representa la diferencia, representa la primera relación compuesta, y 2x1 representa la segunda relación compuesta.

14. El método (500) de la reivindicación 12 ó 13, que además comprende: (h) procesar (510) la diferencia obtenida en (g) para estimar una distancia entre la herramienta de resistividad (400) y una capa límite remota.

15. El método (500) de la reivindicación 14, que además comprende: (i) procesar (512) la estimación de distancia en (h) y la diferencia obtenida en (g) para estimar la conductividad vertical y horizontal de un lecho cercano.

16. Una herramienta de resistividad direccional (220; 240; 300; 330; 360; 400) que comprende: un cuerpo de herramienta de diagrafía durante la perforación; por lo menos primera y segunda antena de transmisión (222, 224; 314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) desplegadas en el cuerpo de herramienta y configuradas para transmitir ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x sustancxalmente puras correspondientes; al menos la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) separadas longitudinalmente de las antenas de transmisión (222, 224; 314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) y configuradas para recibir los componentes del modo-z y modo-x sustancialmente puras correspondientes de una onda electromagnética; y un controlador configurado para (i) provocar que la primera y segunda antenas de transmisión (222, 224; 314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) transmitan secuencialmente la primera y segunda ondas electromagnéticas de modo-z y modo-x correspondientes, (ii) provocar que la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) reciban los componentes del modo-z y modo-x sustancialmente puras de cada una de las primera y segunda ondas electromagnéticas transmitidas en (i), e (iii) calcular una relación compuesta de los componentes del modo-z y modo-x recibidos en (ii) .

17. La herramienta de resistividad direccional (220, 240) de la reivindicación 16, en donde la primera antena de transmisión (222) comprende una antena axial y la segunda antena de transmisión (224) comprende una antena transversal.

18. La herramienta de resistividad direccional (220, 240) de la reivindicación 16 ó 17, en donde la primera antena de recepción (226) comprende una antena axial y la segunda antena (228) comprende una antena transversal.

19. La herramienta de resistividad direccional (240; 330, 360, 400) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en donde la primera y segunda antenas de transmisión (222, 224; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) se colocan.

20. La herramienta de resistividad direccional (240; 330, 360, 400) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en donde la primera y segunda antenas de recepción (226, 228; 346, 348; 382, 384; 432, 434) se colocan.

21. La herramienta de resistividad direccional (300; 330; 360; 400) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en donde por lo menos una de la primera y segunda antenas de transmisión (314; 342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) o al menos una de la primera y segunda antenas de recepción (318; 346, 348; 382, 384; 432, 434) comprende una antena no plana.

22. La herramienta de resistividad direccional (330; 360; 400) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, en donde la primera y segunda antenas de transmisión (342, 344; 372, 374; 422, 424, 442, 444) comprende la primera y segunda antenas de transmisión no planas colocadas y la primera y segunda antenas de recepción (346, 348; 382, 384; 432, 434) comprenden primera y segunda antenas de recepción no planas colocadas.

23. La herramienta de resistividad direccional (300) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22 en donde la primera antena de transmisión (222) comprende una antena de transmisión axial y la segunda antena de transmisión (314) comprende una antena no plana configurada para transmitir ondas electromagnéticas de modo-x sustancialmente pura.

24. La herramienta de resistividad direccional (300) de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 23, en donde la primera antena de recepción (226) comprende una antena de recepción axial y la segunda antena de recepción (318) comprende una antena no plana configurada para recibir un componente de modo-x sustancialmente pura de una onda electromagnética .