MX2013012784A

MX2013012784A - Metodo para estimar parametros de la formacion a partir de componentes imaginarias de datos medidos.

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Publication number: MX2013012784A
Application number: MX2013012784A
Authority: MX
Inventors: Luis Emilio San Martin; Dagang Wu
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2014-07-09
Also published as: EP2705388A1; CA2833777A1; US11002876B2; AU2011367204B2; WO2012150934A1; BR112013028246A2; US20140067272A1; EP2705388A4; AU2011367204A1

Abstract

Se proporciona un sistema y método para determinar parámetros de la formación. El sistema incluye una herramienta de registro de inducción (102) que tiene una pluralidad de bobinas transmisoras (Tx, Ty, Tz). La herramienta de registro de inducción además incluye una pluralidad de bobinas receptoras (Rx, Ry, Rz), cada una de las bobinas receptoras está separada de las bobinas transmisoras por una distancia predeterminada y recibe una señal de respuesta de la formación (104) El sistema incluye circuitos (114) acoplados a la herramienta de registro de inducción, los circuitos determinan voltajes inducidos en la pluralidad de bobinas receptoras por la señal de respuesta. Los circuitos separan las porciones reales o en fase de los votantes determinados de las porciones fuera de fase imaginarias de noventa grados de los voltajes determinados y determinan los parámetros de la formación utilizando las porciones imaginarias de los voltajes medidos.

Description

MÉTODO PARA ESTIMAR PARÁMETROS DE LA FORMACIÓN A PARTIR DE COMPONENTES IMAGINARIAS DE DATOS MEDIDOS CAMPO DE LA INVENCION Las modalidades que se divulgan en este documento generalmente se refieren a la medición de características eléctricas de formaciones que rodean a un pozo, y utilizar las características eléctricas medidas para estimar parámetros de la formación adicionales, no medidos. En particular, las modalidades gue se divulgan se refieren a estimar parámetros de la formación utilizando solamente las componentes imaginarias, o reactivas, de los datos medidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El registro de instrucción es importante en la búsqueda y recuperación de depósitos de petróleo subterráneos. En particular, el registro de inducción se utiliza para determinar la resistividad, conductividad, y otros parámetros de formaciones de tierra que rodean a un pozo. El registro de inducción involucra utilizar un transmisor para producir un campo que se dirige al interior de las formaciones de tierra. El campo induce corrientes de Foucault para que fluyan en las formaciones y la respuesta de la formación se mide por medio de un receptor. Las propiedades específicas de la señal recibida pueden ser analizadas para determinar las propiedades de la formación especificas las cuales se registran en la superficie como una función de la profundidad de la herramienta en el pozo.

En las herramientas de registro de instrucción típicas, la respuesta de la formación al campo resultante puede ser difícil de medir debido a que la mayor parte de la señal en el receptor llega directamente del transmisor al receptor. Este campo que es recibido en el receptor directamente del transmisor es conocido como la señal directa. Para permitir la medición mejorada de la respuesta de la formación, el receptor ahora está típicamente hecho de dos partes funcionales, una porción principal de un receptor y una porción compensadora de un receptor. En las herramientas de registro de inducción típicas, el transmisor y receptor son una o más bobinas, y la bobina compensadora se devana en la dirección opuesta con respecto a la bobina receptora principal para cancelar la señal directa.

El voltaje generado por la señal directa tiene un desfase de fase de aproximadamente 90 grados con respecto a la fase de la corriente en el transmisor, y contribuye a la porción imaginaria o reactiva del voltaje medido en el receptor. Aunque la mayoría de los algoritmos de procesamiento se basan sustancialmente en la parte real del voltaje e ignoran la porción imaginaria, aun es necesario cancelar la señal directa debido a que puede ser de varios órdenes de magnitud más grande que la señal recibida de la formación y, por lo tanto, aun los pequeños errores de medición de fase de la señal directa pueden producir una desviación significativa en la medición de la parte real del voltaje medido. Además, cualquier movimiento de las bobinas provocado por un cambio en la temperatura o vibración mecánica puede producir partes imaginarias o reactivas directas adicionales de las señales que son comparables magnitud con las partes imaginarias de las señales que normalmente son generadas por la formación. Esto hace difícil medir con precisión las señales imaginarias y, por lo tanto, la parte imaginaria de la señal es generalmente ignorada y no se utiliza.

Sin embargo, aun si se utiliza la parte real de la señal no proporciona resultados óptimos todas las veces. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo registro de inducción en o cerca de los limites entre lechos geológicos, conocidos como límites de lechos, las formaciones a menudo tienen diferentes resistividades en cada lado del límite de lecho de tal forma que los voltajes medidos exhiben lo que se conoce como cuernos. Como se define en, por ejemplo, el documento de Patente de los Estados Unidos No. 5,241,273 de Luling, los cuernos se definen como "un máximo local fuerte con un pico de resistividad de al menos dos veces la resistividad en cada lado del máximo local". Estos cuernos crecen conforme aumenta el ángulo de buzamiento de la formación, y pueden proporcionar resultados no adecuados y errores cerca de los limites de lecho.

En consecuencia, hay una necesidad de proporcionar una herramienta de registro de inducción que sea capaz de producir resultados más precisos de las características de la formación en o cerca de los límites de lecho.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Consistente con algunas modalidades, se proporciona un sistema para determinar parámetros de la formación. El sistema incluye una herramienta de registro de inducción que incluye una pluralidad de bobinas transmisoras, la pluralidad de bobinas transmisoras transmiten una señal de inducción al interior de la formación. La herramienta de registro de inducción además incluye una pluralidad de bobinas receptoras, cada una de las bobinas receptoras está espaciada de las bobinas transmisoras por una distancia predeterminada y reciben una señal de respuesta de la formación. El sistema también incluye circuitos acoplados a la herramienta de registro de inducción, los circuitos determinan voltajes inducidos en la pluralidad de bobinas receptoras por la señal de respuesta, en donde los circuitos están además configurados para separar las porciones reales de los voltajes determinados de las porciones imaginarias de los voltajes determinados y determinan los parámetros de la formación utilizando porciones imaginarias de los voltajes medidos, en donde las porciones reales de los voltajes determinados están en fase con una corriente en al menos una de las bobinas transmisoras y las porciones imaginarias de los voltajes determinados están noventa grados fuera de fase con la corriente en dicha al menos una bobina transmisora.

También se proporciona un método para determinar parámetros seleccionados de una formación. El método incluye transmitir, por medio de una pluralidad de transmisores de una herramienta de registro de inducción, una señal de inducción al interior de la formación y recibir, por medio de una pluralidad de receptores de la herramienta de registro de instrucción, una señal de respuesta de la formación. El método además incluye medir voltajes inducidos en la pluralidad de receptores por la señal de respuesta y separar, por medio de circuitos, componentes imaginarias de los voltajes medidos de las componentes reales de los voltajes medidos, en donde las componentes reales de los voltajes determinados están en fase con una corriente en al menos uno de los transmisores y las componentes imaginarias de los voltajes determinados están noventa grados fuera de fase con la corriente en al menos un transmisor. El método también incluye determinar, por medio de los circuitos, los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos.

Estas y otras modalidades se describirán a mayor detalle más adelante, con referencia a los siguientes dibujos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 ilustra una herramienta de registro de inducción en una formación, consistente con algunas modalidades .

La Figura 2 ilustra una transformación de un sistema de coordenadas (x, y, z) de una herramienta de registro de instrucción a un sistema de coordenadas (x", y", z") de una formación .

La Figura 3 ilustra un acomodo de bobina conceptual para una herramienta de inducción.

La Figura 4 es una gráfica que ilustra la porción imaginaria de un voltaje medido y la porción real del voltaje medido .

La Figura 5 es una gráfica que ilustra la porción imaginaria de un voltaje medido y la porción real del voltaje medido .

Las Figuras 6, 7, y 8 son gráficas que comparan el ángulo de choque ß determinado utilizando la porción imaginaria o reactiva del voltaje medido y el ángulo de choque ß determinado utilizando la función real del voltaje medido .

La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra un método para determinar los parámetros seleccionados de una formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos, consistente con algunas modalidades.

Siempre que es posible, se utilizan los mismos números de referencia a lo largo de los dibujos para referirse a los mismos o similares elementos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra una herramienta de registro de inducción en una formación, consistente con algunas modalidades. Como se muestra en la Figura 1, la herramienta de registro de inducción 102 está orientada en una formación 104 en un ángulo de buzamiento ce con respecto a la formación 104. La formación 104 incluye una primera capa 106 que tiene una primera resistividad horizontal Rhi, una segunda capa 108 que tiene una segunda resistividad horizontal Rh2, y una tercera capa 110 que tiene una tercera resistividad h3. Consistente con algunas modalidades, la herramienta de registro de inducción 102 puede incluir uno o más pares o triadas de receptor/transmisor 112 espaciados a lo largo de la herramienta 102. Los pares o triadas de receptor/transmisor 112 se pueden utilizar para inducir un campo al interior de la formación 104 y recibir un voltaje representativo de ciertos parámetros de la formación 104 incluyendo pero no limitado a ángulo de buzamiento a, primera, segunda, y tercera resistividades horizontales Rhi, Rh2r y Rh3* y un ángulo de choque ß (no mostrado) . La herramienta de registro de inducción 102 puede estar acoplada a los circuitos 114 para procesar las mediciones hechas por uno o más de los pares o triadas de receptor/transmisor 112. Los circuitos 114 pueden estar ubicados dentro de la herramienta de registro de inducción 102 en algunas modalidades, mientras que en otras modalidades los circuitos 114 pueden estar ubicados en la superficie o en una ubicación remota del sitio de la excavación. Consistente con algunas modalidades, los circuitos 114 pueden ser un dispositivo de procesamiento, tal como un procesador incrustado un dispositivo de computación. En algunas modalidades, los circuitos 114 pueden ser circuitos dedicados o dispositivos programables diseñados para llevar a cabo operaciones de procesamiento especificas en las señales medidas. Consistente con algunas modalidades, la memoria 116 puede estar acoplada a los circuitos para almacenar los voltajes y para almacenar instrucciones para procesar las mediciones hechas por dichos una o más pares o triadas de receptor/transmisor 112. Además, consistente con algunas modalidades, la herramienta de registro de inducción 102 puede estar unida a una cadena de perforación giratoria en un acomodo de registro durante la perforación (LWD, Logging While Drilling) o medición durante la perforación (MWD, Measuring While Drilling) .

Típicamente, se utiliza un modelo de la formación para interpretar las mediciones del voltaje registrado para determinar los parámetros de la formación utilizando los circuitos 114. Un modelo típico es un modelo de anisotropía uniaxial que asume que la formación 104 es isotópica en la dirección horizontal (paralela al plano del lecho) y anisotrópica en la dirección vertical (perpendicular al plano del lecho) . Al preparar un sistema de coordenadas específico para la formación 104 de tal forma que el eje Z sea perpendicular a las capas 106-110, y los ejes X y Y son paralelos a las capas 106-110 se permite que se defina un tensor de conductividad donde oh es una conductividad horizontal de la formación 104 y s? es una conductividad vertical de la formación 104.

Sin embargo, los ejes del sistema de coordenadas de la formación típicamente no corresponden a los ejes del sistema de coordenadas de la herramienta. De hecho, como se muestra en la Figura 1, la herramienta de registro de inducción 102 tiene un eje x, y, z, mientras que la formación tiene un eje diferente de x", y", z". Por lo tanto, con el fin de calcular la conductividad y otros parámetros se puede definir una transformada rotacional. La Figura 2 ilustra una transformación de un sistema de coordenadas (x, y, z) de la herramienta de registro de inducción 102 a un sistema de coordenadas (x", y", z") de la formación 104. El sistema de coordenadas primero se gira alrededor del eje Z por medio del ángulo de choque ß, el ángulo de choque ß se refiere a un ángulo entre el eje Y del sistema de coordenadas de la herramienta de registro de inducción y una línea de choque de la formación 104, la línea de choque es una línea que representa una intersección de la formación 104 con un plano horizontal. La rotación alrededor del ángulo de choque ß forma el sistema de coordenadas ' , y' y z' . Este sistema de coordenadas intermedio se gira adicionalmente alrededor del eje y' por el ángulo de buzamiento a para obtener un sistema de coordenadas de la formación 104 (x", y", z") .

Desde luego, cualquier vector v" en el sistema de coordenadas de la formación 104 se puede expresar en el sistema de coordenadas de la herramienta de registro de inducción 102 por otra transformada rotacional: v = Rv" donde la matriz de transformada de rotación R es: cosacos /? cosasin /? - sin a - sin a eos/? 0 sin a eosß sin a sinß cosa Después de la definición de la transformada rotacional, se pueden explicar las mediciones de la herramienta de inducción. La Figura 3 ilustra un acomodo de bobina conceptual para una herramienta de inducción. Consistente con algunas modalidades, el acomodo de bobina 300 puede corresponder a pares o triadas de receptor/transmisor 112. El acomodo de bobina 300 incluye una triada de bobinas transmisoras Tx, Ty, y Tz, en donde cada bobina está orientada en una dirección a lo largo de un eje X, Y, y Z respectivo de tal forma que cada uno de los ejes es ortogonal con el otro.

Consistente con algunas modalidades, cada bobina transmisora, Tx, Tyr o Tz, opera en la misma frecuencia y se opera una a la vez de tal forma que en cualquier momento, solamente una de Txr Ty, o Tz transmite una señal. Consistente con otras modalidades, cada bobina transmisora Tx, Ty, y Tz opera en diferentes frecuencias de tal forma que una o más de las bobinas transmisoras Tx, Ty, o Tz operan simultáneamente. El acomodo de bobina 300 también incluye una triada de bobinas receptoras Rx, Ry, y Rz, en donde cada bobina está orientada en una dirección a lo largo de los ejes X, Y, y Z respectivos de tal forma que cada uno de los ejes son ortogonales entre ellos. Aunque la Figura 3 ilustra triadas de bobinas transmisoras receptoras acomodadas en tres orientaciones ortogonales, las triadas pueden estar en otras orientaciones no ortogonales provistas de que las orientaciones de las bobinas son linealmente independientes entre ellas. En tales orientaciones linealmente independientes los datos se pueden transformar a un sistema ortogonal utilizando métodos bien conocidos. El acomodo de bobina 300 puede también incluir una o más bobinas receptoras compensadoras (no mostradas) entre las bobinas transmisoras y las bobinas receptoras, en donde la bobina receptora compensadora está devanada en una dirección opuesta a la bobina receptora principal para cancelar la señal directa de las bobinas transmisoras.

Consistente con algunas modalidades, las bobinas receptoras Rx, Ry, y Rz se pueden utilizar para medir el voltaje indicativo de los parámetros de la formación. El voltaje general detectado por el acomodo de bobina V se puede definir como Vj, que representa el voltaje medido por el j-ésimo receptor del i-ésimo transmisor. Como se discutió anteriormente, cuando las bobinas transmisoras se operan a la misma frecuencia, solamente una bobina transmisora opera a la vez de tal forma que las bobinas receptoras pueden diferenciar las señales atribuidas al transmisor activo. Consecuentemente, el sensor de voltaje se puede definir como: Las componentes diagonales de los voltajes medidos en la Ecuación (1) ( Vxxr Vyy, Vzz) se verán influenciados pesadamente por la señal directa, lo cual hace difícil utilizar la porción imaginaria o reactiva de los voltajes medidos en la determinación de los parámetros de la formación. Por el otro lado, los términos fuera de la diagonal (Vyx, Vxy, Vy?, V2f¡, Vxzr y vyz) estarán relativamente libres de las señales directas, y las mediciones de esas componentes en vacío es, con o sin bobinas compensadoras, aproximadamente cero. Por lo tanto, las funciones imaginarias o reactivas de los voltajes medidos fuera de la diagonal se pueden utilizar en la determinación de los parámetros de la formación que están relativamente libres de errores atribuidos a una señal fuerte directa medida. Además, las porciones imaginarias o reactivas de los voltajes medidos se pueden utilizar para determinar los parámetros de la formación en mucho de la misma manera que se utilizan las porciones reales de los voltajes medidos. Consistente con algunas modalidades, las porciones real e imaginaria (o reactiva) de los voltajes medidos se definen con respecto a la corriente de un transmisor, y más particularmente con respecto al transmisor activo. Consecuentemente, de acuerdo con tales modalidades, la porción real del voltaje medido es la porción que está en fase con la corriente del transmisor activo y la porción imaginaria del voltaje medido es la porción que está 90 grados fuera de fase con la corriente del transmisor activo. Por ejemplo, en la medición del voltaje Vzy, la porción real del voltaje medido es la porción que está en fase con el transmisor activo (Tz) y la porción imaginaria del voltaje medido es la porción que está 90 grados fuera de fase con el transmisor activo (Tz). Aunque el sensor de voltaje que se muestra en la Ecuación (1) se obtienen utilizando un acomodo de tres transmisores y tres receptores, se pueden utilizar menos transmisores y receptores en modalidades cuando la herramienta de registro 102 está girando. Además, consistente con otras modalidades, cuando las bobinas transmisoras están operando en diferentes frecuencias, una o más de las bobinas transmisoras pueden estar operando simultáneamente y las bobinas receptoras pueden diferenciar los voltajes recibidos atribuidos a cada bobina transmisora al utilizar filtración basada en frecuencia.

Las respuestas de campo magnético en un sistema de coordenadas de herramienta para la herramienta de registro de inducción de múltiples coordenadas, tal como la herramienta 102 que tiene el acomodo de bobina 300 en formaciones transversales-isotrópicas con cero choque se pueden expresar como una matriz H que tiene la forma: El voltaje V es proporcional al campo magnético H y esta proporcionalidad se puede tomar en cuenta durante el procesamiento y, por simplicidad podemos denominar al voltaje V utilizando la misma ecuación que para las respuestas del campo magnético en un sistema de coordenadas para la herramienta de registro de inducción de múltiples coordenadas, tal como la herramienta 102 que tiene el acomodo de bobina 300 en formaciones transversales-isotrópicas con cero choque: Con base en una rotación de Euler estándar, se puede derivar una relación entre el voltaje Vt en el sistema de coordenadas de la herramienta t y V se puede derivar de: Donde R es la matriz de rotación con respecto al ángulo choque ß: eos/? R = - sin /? 0 A partir de las ecuaciones anteriores, podemos determinar que las componentes del voltaje en Vt en el sistema de coordenadas de la herramienta con base en el voltaje V inducido en el acomodo de bobina 300 serán: ??:??$ß Vyycos2 ß-??? ?2 ß Vx: sin ß (2) F:( sin i Finalmente, con base en la Ecuación (2), podemos obtener las siguientes soluciones para el ángulo de choque ß: Estas ecuaciones se pueden reescribir para utilizar solamente las porciones imaginarias de los voltajes medidos como sigue: Como se discute en este documento, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 6,393,364 de Gao et al., y cedida al mismo cesionario que la presente divulgación, las ecuaciones para calcular la estimación aproximada para el ángulo de buzamiento a, se pueden derivar a partir de las respuestas del campo magnético en un sistema de coordenadas de herramienta para una herramienta de registro de inducción de múltiples componentes en una formación anisotrópica de buzamiento homogénea como: /·/:, = K donde k es el número de onda horizontal determinado por kh = - ?µs^ , donde O es la conductividad horizontal, s? es la conductividad vertical, y ? es la frecuencia, ? es el coeficiente de anisotropia determinado por A es el factor de anisotropia determinado por y LM es el espaciamiento transmisor-receptor para un receptor compensador y un receptor principal.

Asumiendo que un espaciamiento transmisor-receptor que se acerca a cero, con base en las ecuaciones anteriores, se pueden derivar las siguientes ecuaciones para la parte real de las componentes del campo magnético: donde d es la profundidad de forro para la conductividad resistividad horizontal dado por 2 S = ?µs„ El ángulo de buzamiento a se puede determinar entonces como: Finalmente, debido a que la componente real del campo magnético es idéntica a la componente imaginaria o reactiva del voltaje que no sea un valor constante, el ángulo de buzamiento a se puede determinar con base en la componente imaginaria del voltaje medido utilizando la siguiente ecuación : Las resistividades de la formación Rh y Rv y las conductividades de la formación oh y s? se pueden estimar están covalentemente unidos a través de enlaces peptidicos unidos a través de enlaces peptidicos a grupos amino, hidroxi y ácido carboxilico libres de los compuestos de- la invención. Los residuos de aminoácido incluyen los 20 aminoácidos de origen natural comúnmente designados por los símbolos de tres letras y también incluyen, 4-hidroxiprolina, hidroxilisina, demosina, isodemosina, 3-metilhistidina, norvlina, beta-alanina, ácido gamma-aminobutírico, citrulina, homocisteína, homoserina, ornitina y metionina sulfona. Las prodrogas también incluyen compuestos en donde carbonatos, carbamatos, amidas y alquilésteres están covelentemente unidos a los sustituyentes anteriores de compuestos de la presente invención a través del carbono carbonilo de la cadena lateral de la prodroga. Las prodrogas también incluyen derivados fosfato compuestos (tales como ácidos, sales de ácidos, o ésteres) unidos a través de un enlace fósforo-oxígeno a un hidroxilo libre de compuestos de fórmula Ib. Las prodrogas también pueden incluir N-óxidos y S-óxidos de átomos nitrógeno y azufre apropiados en la fórmula Ib.

El compuesto puede ser administrado como una composición farmacéutica que comprende al menos uno de los compuestos de la fórmula Ib y un transportador farmacéuticamente aceptable. Que el transportador debe ser "farmacéuticamente aceptable" significa que es compatible con los otros ingredientes de la de choque ß determinado, la conductividad horizontal oh y la conductividad vertical s? se pueden estimar utilizando las ecuaciones (15) -(20). La conductividad horizontal O y la conductividad vertical s? estimadas se pueden corregir adicionalmente utilizando corrección de defecto de forro y corrección de defecto del pozo para proporcionar valores corregidos para la conductividad horizontal ah y la conductividad vertical s?. De manera similar, debido a que la resistividad es la inversa de la conductividad, de tal forma que Rh = l/oh y Rv = 1/s?, la resistividad horizontal R y la resistividad vertical Rv se puede determinar adicionalmente a partir de la conductividad horizontal ah y la conductividad vertical s? corregidas. Aunque las ecuaciones presentadas en este documento son válidas para triadas acomodados en un acomodo ortogonal, tal como el que se muestra en la Figura 3, las funciones se pueden utilizar para acomodos no ortogonales pero linealmente independientes también. En tales acomodos no ortogonales pero linealmente independientes, los voltajes medidos tendrán que ser transformados primero a un sistema ortogonal. Después de la transformación de los voltajes medidos, las ecuaciones que se muestran en este documento se podrían utilizar para acomodos no ortogonales pero linealmente independientes.

Como se demuestra en este documento, la determinación de los parámetros de la formación utilizando las porciones imaginarias del voltaje medido proporciona resultados mejorados sobre los parámetros de la formación determinados utilizando las porciones reales de los voltajes medidos, particularmente en la presencia de limites del lecho de buzamiento y en formaciones anisotrópicas . La Figura 4 es una gráfica que ilustra la porción imaginaria de un voltaje medido y la porción real del voltaje medido, con una distancia entre bobinas transmisoras y bobinas receptoras de aproximadamente 203 centímetros (80 pulgadas) . Aunque la Figura 4 ilustra las porciones real e imaginaria de Vxyr se pueden obtener gráficas similares utilizando otras componentes no diagonales de los voltajes medidos. Como se muestra en la Figura 4, la parte real del voltaje medido (mostrada como una línea sólida) exhibe variaciones fuertes cerca de los límites del lecho mientras la porción imaginaria (mostrada como una línea punteada) de los voltajes medidos es mucho más suave cerca de los límites del lecho.

La Figura 5 es una gráfica que ilustra la porción imaginaria de un voltaje medido y la porción real del voltaje medido. En particular, la Figura 5 es una gráfica que ilustra las porciones real e imaginaria de Vxy para una separación de transmisor y receptor que es menor que la separación de transmisor y un receptor que se muestra en la Figura 4. Sin embargo, el resultado que se muestra en la Figura 4 también se muestra en la Figura 5: la parte real del voltaje medido (mostrada como una línea sólida) exhibe variaciones fuertes cerca de los límites del lecho mientras la porción imaginaria de los voltajes medidos (mostrada como una línea punteada) es mucho más suave cerca de los límites del lecho.

Las Figuras 6, 7, y 8 son gráficas que ilustran el ángulo de choque ß determinado utilizando la porción imaginaria del voltaje medido y el ángulo de choque ß determinado utilizando la porción real de voltaje medido. Consistente con algunas modalidades, el ángulo de choque ß se determina utilizando la ecuación (3) -(12), anterior. En particular, el ángulo de choque ß se determinó utilizando las ecuaciones (4) y (9) en la Figura 6, utilizando las ecuaciones (3) y (8) en la Figura 7, y utilizando las ecuaciones (5) y (10) en la Figura 8. Como se muestra en las Figuras 6-8, utilizar la porción imaginaria de los voltajes medidos (mostrada por una línea sólida) proporciona resultados mejorados sobre las porciones reales (mostradas utilizando una línea punteada) . En particular, como se muestra en las Figuras 6-8, para un ángulo de choque ß conocido de 70°, los cálculos con base en las porciones imaginarias de los voltajes medidos proporcionan muy buenos resultados a lo largo de la formación 104. Los resultados precisos son debido a la sensibilidad disminuida de las componentes imaginarias de los voltajes medidos fuera de la diagonal para variación alrededor de los limites del lecho, que remueve los artefactos que se producen cuando se utiliza la parte real de los voltajes medidos . Esto se muestra en las Figuras 6-8 por la prominencia de "cuernos" en el ángulo de choque calculado utilizando la porción real, y la falta de "cuernos" en el ángulo de choque calculado utilizando la porción imaginaria o reactiva. Por lo tanto, las componentes fuera de la diagonal de las porciones imaginarias de los voltajes medidos, que están libres de influencia de señal directa, se pueden utilizar para proporcionar mediciones estables de los parámetros de la formación en una formación anisotrópica en capas, que incluye un pozo.

La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra un método para determinar los parámetros seleccionados de una formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos, consistente con algunas modalidades. El método que se ilustra en la Figura 9 se discutirá en conjunción con las Figuras 1 y 3, donde sea apropiado. Como se muestra en la Figura 9, el método comienza por transmitir una señal de inducción al interior de la formación 104 (902). Consistente con algunas modalidades, la señal de inducción se transmite al interior de la formación por medio de las bobinas transmisoras Tx, Ty, y Tz del acomodo de bobina 300. Después, se recibe una señal de respuesta de la formación 104 por medio de las bobinas receptoras Rx, Ry, y Rz del acomodo de bobina 300 (904). Los voltajes inducidos en las bobinas receptoras Rxr Ryr y R? del acomodo de bobina 300 son después medidos por los circuitos 114 (906). Después, los circuitos 114 separan las componentes imaginarias o reactivas de los voltajes medidos de las componentes reales de los voltajes medidos (908). Finalmente, los circuitos 114 determinan los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos (910). Como se discute en este documento, ' los parámetros seleccionados pueden incluir un ángulo de choque ß, un ángulo de buzamiento , conductividades horizontal y vertical oh y s? y resistividades horizontal y vertical Rh y Rv y se pueden determinar utilizando las ecuaciones anteriores. Además, consistente con algunas modalidades, los parámetros seleccionados se pueden determinar utilizando solamente las componentes fuera de la diagonal de los voltajes medidos VyKI Vxyr Vyzl Vzx, VXz ¾y Consecuentemente, las modalidades descritas en este documento proporcionan un método para determinar los parámetros de la formación utilizando las porciones imaginarias o reactivas de los voltajes medidos que proporcionan precisión mejorada sobre las porciones reales particularmente en la presencia de limites de lecho y formaciones anisotrópicas en capas que incluye un pozo. Las modalidades descritas en este documento son ejemplares solamente. Alguien experimentado la materia puede reconocer diferentes modalidades alternativas de aquellas que se divulgan específicamente. También se pretende que aquellas modalidades alternativas estén dentro del alcance de esta divulgación. Como tal, las modalidades están limitadas solamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un sistema para determinar parámetros de la formación, que comprende: una herramienta de registro de inducción, la herramienta de registro de inducción comprende: una pluralidad de bobinas transmisoras, la pluralidad de bobinas transmisoras transmiten al menos una señal de inducción al interior de la formación; y una pluralidad de bobinas receptoras, cada una de las bobinas receptoras espaciada de las bobinas transmisoras por una distancia predeterminada y reciben una señal de respuesta de la formación, la señal de respuesta se induce por dicha al menos una señal de inducción; circuitos acoplados a la herramienta de registro de inducción, los circuitos determinan voltajes inducidos en la pluralidad de bobinas receptoras por la señal de respuesta, en donde los circuitos están además configurados para separar las porciones reales de los voltajes determinados de las porciones imaginarias de los voltajes determinados y determinan los parámetros de la formación utilizando porciones imaginarias de los voltajes medidos, en donde las porciones reales de los voltajes determinados están en fase con una corriente en al menos una de las bobinas transmisoras y las porciones imaginarias de los voltajes determinados están noventa grados fuera de fase con la corriente en dicha al menos una bobina transmisora.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los voltajes determinados tienen la forma de V = Vj, en donde V±j es un voltaje inducido en la j-ésima bobina receptora por la i-ésima bobina transmisora.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de bobinas receptoras incluyen tres bobinas receptoras orientadas en tres direcciones linealmente independientes, generalmente denominadas como una dirección X, una dirección Y, y una dirección Z, y la pluralidad de bobinas transmisoras incluyen tres bobinas transmisoras también orientadas en las direcciones X, Y, y Z, de tal forma que los voltajes determinados tienen la forma:

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la dirección X, la dirección Y y la dirección Z son ortogonales entre ellas.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la dirección X, la dirección Y y la dirección Z no son ortogonales entre ellas y los voltajes determinados se transforman a una orientación ortogonal.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los parámetros de la formación seleccionados incluyen al menos uno de un ángulo de buzamiento a, un ángulo de choque ß, una resistividad horizontal Rh, una resistividad vertical Rvt una conductividad horizontal ah, y una conductividad vertical s?.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el ángulo de buzamiento a se determina utilizando la ecuación en donde Imtl/^j) es la componente imaginaria del voltaje inducido en el j-ésimo receptor por el i-ésimo transmisor en un sistema de coordenadas t de la herramienta de registro de inducción .

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el ángulo de choque ß se determina utilizando al menos una de las siguientes ecuaciones: en donde Im[V ij) es la componente imaginaria del voltaje inducido en el j-ésimo receptor por el i-ésimo transmisor en un sistema de coordenadas t de la herramienta de registro de inducción .

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los parámetros seleccionados de la formación se determinan utilizando las componentes imaginarias de Vyx, Vzy, Vyz¡ Vxz, Vzx y Vxy.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los parámetros de la formación se determinan en ubicaciones alrededor de los bordes del pozo o en ubicaciones en los limites del lecho.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los parámetros de la formación se determinan para una formación anisotrópica en capas.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los circuitos comprenden al menos uno de los siguientes: un procesador acoplado a la herramienta de registro de inducción, un procesador ubicado dentro de la herramienta de registro de inducción, y circuitos configurados para separar las componentes imaginarias de los voltajes medidos de las componentes reales de los voltajes medidos y para determinar los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de bobinas transmisoras alternan la transmisión de dicha al menos una señal de inducción de tal forma que solamente una bobina transmisora de la pluralidad de bobinas transmisoras está activa a la vez .

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de bobinas transmisoras transmiten cada una al menos una señal de inducción que tiene una frecuencia diferente.

15. Un método para determinar los parámetros seleccionados de una formación, que comprende: transmitir, por medio de una pluralidad de transmisores de una herramienta de registro de inducción, al menos una señal de inducción al interior de la formación; recibir, por medio de una pluralidad de receptores de la herramienta de registro de inducción, una señal de respuesta de la formación, la señal de respuesta es inducida por dicha al menos una señal de inducción; medir los voltajes inducidos en la pluralidad de receptores por la señal de respuesta; separar, por medio de circuitos, las componentes imaginarias de los voltajes medidos de las componentes reales de los voltajes medidos, en donde las componentes reales de los voltajes determinados están en fase con una corriente en al menos uno de los transmisores y las componentes imaginarias de los voltajes determinados están noventa grados fuera de fase con la corriente en dicho al menos un transmisor; y determinar, por medio de circuitos, los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los voltajes medidos tienen la forma de V = Vij, en donde V¿j es un voltaje inducido en el j-ésimo receptor por el i-ésimo transmisor.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la pluralidad de receptores incluye tres receptores orientados en tres direcciones linealmente independientes, generalmente denominadas como una dirección X, una dirección Y, y una dirección Z, y la pluralidad de transmisores incluyen tres transmisores también orientados en las direcciones X, Y, y Z, de tal forma que los voltajes determinados tienen la forma:

18. El método de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la dirección X, la dirección Y y la dirección Z son ortogonales entre ellas.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la dirección X, la dirección Y y la dirección Z no son ortogonales entre ellas y los voltajes determinados se transforman a una orientación ortogonal.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque los parámetros de la formación seleccionados incluyen al menos uno de un ángulo de buzamiento , un ángulo de choque ß, una resistividad horizontal f¾, una resistividad vertical RVI una conductividad horizontal o-/,, y una conductividad vertical ov.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque el ángulo de buzamiento a se determina utilizando la ecuación en donde Im{Vtíj) es la componente imaginaria del voltaje inducido en el j-ésimo receptor por el i-ésimo transmisor en un sistema de coordenadas t de la herramienta de registro de inducción .

22. El método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque el ángulo de choque ß se determina utilizando al menos una de las siguientes ecuaciones: en donde I (Vt1j) es la componente imaginaria del voltaje inducido en el j-ésimo receptor por el i-ésimo transmisor en un sistema de coordenadas t de la herramienta de registro de inducción .

23. El método de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la determinación de los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes inducidos comprende utilizar las componentes imaginarias de Vyx, Vzy, Vyz, Vxz, Vzx y Vxy.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los parámetros seleccionados se determinan en ubicaciones alrededor de los bordes del pozo o en ubicaciones en los limites del lecho.

25. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los parámetros seleccionados se determinan para una formación anisotrópica en capas.

26. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los circuitos comprenden al menos uno de los siguientes: un procesador acoplado a la herramienta de registro de inducción, un procesador ubicado dentro de la herramienta de registro de inducción, y circuitos configurados para separar las componentes imaginarias de los voltajes medidos de las componentes reales de los voltajes medidos y para determinar los parámetros seleccionados de la formación utilizando las componentes imaginarias de los voltajes medidos.

27. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque la transmisión de al menos una señal de inducción al interior de la formación comprende transmitir alternativamente dicha al menos una señal de inducción de tal forma que solamente una bobina transmisora de la pluralidad de bobinas transmisoras esté activa a la vez.

28. El método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque la transmisión de dicha al menos una señal de inducción al interior de la formación comprende transmitir una señal de inducción desde cada bobina transmisora de tal forma que cada señal de inducción tiene una frecuencia diferente.