MX2014010658A - Sistemas y metodos de sensor de resistividad del fluido en el interior de pozos. - Google Patents

Abstract

Se divulga un sensor de resistividad del fluido en el interior de pozos que incluye un cilindro cerámico que tiene una superficie de contacto con el fluido, y por lo menos cuatro pernos de metal que penetran una pared del cilindro cerámico en ubicaciones espaciadas axialmente. Los pernos están ligados a la cerámica para formar un sello de presión. El sensor puede incluir un circuito que inyecta corriente a un fluido por medio de un par exterior de los pernos, y mide un voltaje resultante por medio de un par interior de los pernos. El circuito puede también proporcionar una indicación de resistividad del fluido con base al menos en parte en el voltaje resultante. En cada una de las ubicaciones espaciadas axialmente, un conjunto de múltiples pernos puede penetrar la pared para hacer contacto con el fluido en posiciones espaciadas circunferencialmente. La superficie de contacto con el fluido puede ser una superficie interior o una superficie exterior del cilindro cerámico. También se describe un método de medición de resistividad del fluido en el interior de pozos.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS DE SENSOR DE RESISTIVIDAD DEL FLUIDO EN EL INTERIOR DE POZOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas y métodos que emplean un sensor de resistividad del fluido en el interior de pozos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN A menudo es deseable medir las propiedades de los fluidos en el 'interior del pozo in situ, ya que esto permite que un perforador o ingeniero de campo mida y monitoree el estado (p.ej., liquido o gaseoso) y tipo (p.ej., agua o hidrocarburo) de tales fluidos mientras existen en la formación o en un punto especifico en el pozo. Una vez que tales fluidos se han mezclado con otros fluidos y/o han fluido a un entorno de temperatura y presión diferentes, pueden someterse a cambios de estado y químicos que hacen difícil que el perforador o ingeniero discierna el estado y ubicación original de los fluidos en el interior del pozo. Además, estos cambios pueden ser indeseables (p.ej., descamación, deposición) y prevenibles. En consecuencia, existe un número de sensores para medir las propiedades del fluido in situ.

La resistividad eléctrica es una propiedad el fluido que puede ser útil. La resistividad del agua congénita tiende a ser muy baja debido a la presencia de iones solutos, mientras que la resistividad de los hidrocarburos o gases es generalmente mucho más alta. Por lo tanto la resistividad de un fluido de la formación puede ser indicativa de un valor comercial (p.ej., depósitos de hidrocarburos) . De manera similar, la resistividad de un fluido en el pozo puede ser indicativa de peligro elevado, ya que un cambio súbito la conductividad del fluido de perforación representarla probablemente una afluencia de fluido desde una formación de presión alta.

Un pozo, particularmente durante las operaciones de perforación, plantea muchos retos como un entorno de operación para un sensor. El sensor puede estar expuesto a temperaturas y presiones elevadas, vibración severa, y en muchos casos exposición prolongada. En el caso de una herramienta de linea de alambre la cual se reutiliza en diferentes pozos, las condiciones de temperatura y presión son cíclicas. En tales circunstancias, los componentes y sellos de un sensor se pueden degradar rápidamente. Los sensores de resistividad existentes dejan mucho espacio para mej oras .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En consecuencia, se divulga en los dibujos y en la siguiente descripción las modalidades especificas de los sensores y métodos de resistividad del fluido en el interior de pozos. En los dibujos: La Figura 1 muestra un entorno ilustrativo de registro durante la perforación (LWD, Logging While Drilling) .

La Figura 2 muestra un entorno ilustrativo de registro de linea de alambre.

La Figura 3 muestra una herramienta ilustrativa de muestreo de fluido de la formación que tiene un sensor de resistividad del fluido en el interior del pozo.

Las Figuras 4A y 4B muestran una modalidad ilustrativa de un sensor de resistividad del fluido en el interior del pozo.

Las Figuras 5A y 5B muestran una segunda modalidad ilustrativa del sensor de resistividad el fluido en el interior del pozo.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo de medición de resistividad del fluido.

Se debe entender, sin embargo, que las modalidades especificas dadas en los dibujos y la descripción detallada de los mismos no limitan la divulgación. Por el contrario, proporcionan el fundamento para que alguien experimentado en la materia discierna las formas, equivalentes, y modificaciones alternativas que se abarcan junto con una o más de las modalidades dadas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Pasando ahora a las figuras, la Figura 1 muestra un sistema de registro durante la perforación (LWD) 10 que incluye una herramienta de registro 38 que tiene un sensor de resistividad del fluido. Una plataforma de perforación 12 está equipada con una torre de perforación 14 que soporta una grúa 16 para subir y bajar una cadena de perforación 18. La grúa 16 suspende un motor en el tope 20 que se utiliza para hacer girar la cadena de perforación 18 y bajar la cadena de perforación a través de una boca de pozo 22. Las secciones de la cadena de perforación 18 se conectan por medio de conectores roscados 24. Una broca de perforación 26 se conecta al extremo inferior de la cadena de perforación 18. Conforme la broca de perforación 26 gira, ésta crea un pozo 28 que pasa a través de diferentes formaciones 30. Una bomba 32 hace circular fluido de perforación a través de un tubo de suministro 34 hacia el motor en el tope 20, hacia el interior del pozo a través del interior de la cadena de perforación 18, a través de orificios en la broca de perforación 26, de regreso a la superficie por medio de un anillo alrededor de la cadena de perforación 18, y al interior de un foso de retención 36. El fluido de perforación transporta sedimentos desde el pozo al interior del foso 36 y ayuda a mantener la integridad del pozo 28.

Un ensamble en el fondo del pozo del sistema de LWD 10 incluye la broca de perforación 26, la herramienta de registro 38, y un sub de telemetría 40. Conforme la broca de perforación 26 extiende el pozo a través de las formaciones, la herramienta de registro 38 recopila mediciones relacionadas con diferentes propiedades de la formación y las propiedades del pozo en sí. Por ejemplo, la herramienta de registro 38 utiliza el sensor de resistividad del fluido para medir las resistividades eléctricas de los fluidos en el pozo 28. La herramienta de registro 38 puede tomar la forma de un collar de perforación, esto es, un tubular de pared gruesa que proporciona peso y rigidez para ayudar en el proceso de perforación. En algunas modalidades, el sub de telemetría 40 transfiere mediciones hechas por la herramienta de registro 38 a un receptor en la superficie 42 acoplado a tubería por debajo del motor en el tope 20. En la modalidad de la Figura 1, el sub de telemetría 40 transmite señales de telemetría en la forma de vibraciones acústicas en la tubería de la cadena de perforación 18. Se puede proporcionar opcionalmente uno o más módulos repetidores 44 a lo largo de la cadena de perforación 18 para recibir y retransmitir las señales de telemetría. En otras modalidades, el sub de telemetría 40 puede recopilar y almacenar mediciones de herramienta hechas por la herramienta de registro 38 para su recuperación posterior cuando el ensamble en el fondo del pozo se lleva de regreso la superficie.

La Figura 2 es un diagrama de un sistema ilustrativo de registro de línea de alambre 50 que incluye una herramienta de registro de línea de alambre 52. Los elementos similares se etiquetan de manera similar en la Figura 1 y la Figura 2. En diferentes ocasiones durante el proceso de perforación, la cadena de perforación 18 de la Figura 1 se remueve del pozo en que hecho para permitir el uso de la herramienta de registro de línea de alambre 52. En la modalidad de la Figura 2, la herramienta de registro de línea de alambre 52 es una sonda de múltiples instrumentos suspendida por medio de un cable 54 que tiene conductores para transportar energía a la herramienta y telemetría desde la herramienta a la superficie. La herramienta de registro de línea de alambre 52 incluye brazos 56 que centran la herramienta dentro del pozo y/o presionan la herramienta contra la pared del pozo. Una instalación de registro 58 recopila las mediciones de la herramienta de registro 52, e incluye instalaciones de computación para procesar y almacenar las mediciones reunidas por la herramienta de registro 52.

Entre los instrumentos que se pueden incluir en la herramienta de registro de linea de alambre 52 está una herramienta de muestreo de fluido de la formación que tiene un sensor de resistividad del fluido. La Figura 3 muestra una herramienta de muestreo de fluido de la formación 70. En la modalidad de la Figura 3, la herramienta de muestreo de fluido de la formación incluye dos sondas 72A y 72B para hacer contacto con la formación en un pozo, un sensor de resistividad del fluido 74, y un cásete de recolección de muestras de múltiples cámaras 76. La herramienta de muestreo de fluido 70 puede también incluir uno o más espectrómetros.

La sonda 72A incluye una almohadilla de sellado en forma de copa 78A en un extremo de un brazo extensible y retráctil. De manera similar, la sonda 72B incluye una almohadilla de sellado en forma de copa 78B en un extremo de un brazo extensible y retráctil. Durante el uso, los brazos de las sondas 72A y 72B se extienden desde un lado de la herramienta de muestreo de fluido de la formación 70 conforme los brazos se extienden desde el lado opuesto, forzando a las sondas en un contacto de sellado con la pared del pozo. Los orificios de sonda 80A y 80B hacen contacto con la formación.

Las sondas 72A y 72B se acoplan a una bomba de pistón 82 para extraer muestras de fluido de la formación desde la formación por medio de los orificios 80A y 80B. Con la cooperación de un acomodo de válvulas 84, la bomba de pistón 82 regula el flujo de diferentes fluidos dentro y fuera de la herramienta de muestreo de fluido de la formación 70 por medio de una línea de flujo 86. El sensor de resistividad del fluido 74 mide la resistividad eléctrica del fluido de la formación que fluye a través de la línea de flujo 86. Por último, el fluido de la formación muestreado se escapa al pozo o se captura en una de las cámaras de muestra del cásete de recolección de muestras 76.

Las Figuras 4A y 4B muestran una modalidad de un sensor de resistividad del fluido 74 adecuado para su uso en el sistema de herramienta de línea de alambre o el sistema de registro durante la perforación. La Figura 4A es una vista isométrica externa del sensor de resistividad del fluido 74, y la Figura 4B es una vista isométrica en corte del sensor de resistividad del fluido 74. En la modalidad de las Figuras 4A y 4B, el sensor de resistividad 74 incluye un cilindro hueco 90 (esto es, un tubo) hecho de un material eléctricamente aislante y que tiene cuatro electrodos espaciados y eléctricamente conductivos 92A, 92B, 92C y 92D colocados axialmente a lo largo de una longitud del cilindro hueco 90.

Cada uno de los electrodos 92A-92D incluye seis pernos eléctricamente conductivos 94 que se extienden a través de una pared 96 del cilindro hueco 90 entre una superficie exterior 100 y una superficie interior 98. Los seis pernos conductivos 94 de cada uno de los electrodos 92A-92D están circunferencialmente espaciados alrededor de una sección transversal del cilindro hueco 90. En la modalidad de las Figuras 4A y 4B, los seis pernos 94 de cada uno de los cuatro electrodos 92A-92D tienen espaciamientos angulares iguales alrededor de un eje del cilindro hueco 90, y están ligados conjuntamente eléctricamente en la superficie exterior 100 del cilindro hueco 90 por medio de correas conductivas 102 para formar cuatro planos equipotenciales correspondientes. En otras modalidades, cada uno de los electrodos 92A-92D puede incluir tres o más pernos eléctricamente conductivos 94.

El cilindro hueco 90 está hecho preferiblemente de un material eléctricamente aislante que puede soportar altas temperaturas y presiones presentes en los pozos. Además, el material del cilindro hueco 90 es preferiblemente sustancialmente impermeable a los fluidos de la formación en las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos. Además, el material del cilindro hueco 90 es preferiblemente adecuado para formar sellos entre los pernos de los cuatro electrodos 92A-92D y el cilindro hueco 90 que pueden soportar fluidos de la formación en las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos.

En algunas modalidades, el cilindro hueco 90 está hecho de un material cerámico que comprende alúmina (AI2O3) en una cantidad suficiente para lograr una conductividad térmica deseada y/o intensidad de eléctrica del material cerámico. Otras cerámicas adecuadas incluyen nitruro de silicio (Si3N4), nitruro de aluminio (A1N) , oxinitruro de aluminio (A10N) , y cualquier combinación de los materiales cerámicos descritos anteriormente .

En la modalidad de las Figuras 4A y 4B, cada uno de los pernos 94 está físicamente ligado a una porción adyacente del cilindro hueco 90 por medio de una ligadura 104. Las ligaduras 104 son referiblemente lo suficientemente robustas para soportar los fluidos de la formación en las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos, y múltiples ciclos térmicos que ocurren como es de esperarse durante el uso repetido. En algunas modalidades, un material de sellado se posiciona entre los pernos 94 y el cilindro hueco 90 y se utiliza para formar las ligaduras 104. En algunas modalidades, el material de sellado incluye vidrio de borosilicato . Partículas muy pequeñas de vidrio de borosilicato se posicionan entre los pernos 94 y las superficies interiores de los agujeros en el cilindro hueco 90 adaptados para recibir los pernos 94. El ensamble resultante se calienta en un horno a una temperatura suficiente para fundir el vidrio de borosilicato . El vidrio de borosilicato fundido liga físicamente los pernos 94 y las superficies interiores de los agujeros en el cilindro hueco 90, formando las ligaduras 104.

En otras modalidades, se puede utilizar un proceso de soldadura blanda o soldadura fuerte para formar las ligaduras 104. Por ejemplo, se puede formar una capa de un metal base en las superficies interiores de los agujeros en el cilindro hueco 90 adaptados para recibir los pernos 94. Una capa delgada de un metal de relleno se puede posicionar entre los pernos 94 y los agujeros forrados de metal base del cilindro hueco 90. El ensamble resultante se puede entonces calentar hasta una temperatura mayor que un punto de fusión del metal de relleno. El metal de relleno fundido liga los pernos 94 y los agujeros forrados de metal base del cilindro hueco 90, formando las ligaduras 104.

Los pernos 94 y las correas de conexión 102 de los electrodos 92A-92D están hechos preferiblemente de un metal no corrosivo o aleación de metal. Los coeficientes de expansión térmica de los materiales que forman el cilindro hueco 90, las ligaduras 104, y los pernos 94 se seleccionan y/o ajustan preferiblemente (p.ej., por las adiciones de otros materiales) de tal forma que los componentes no fallan bajo las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos y los múltiples ciclos térmicos que ocurren como es de esperarse durante el uso repetido. En algunas modalidades, los pernos 94 y las correas de conexión 102 de los electrodos 92A-92D están hechos de acero inoxidable.

En la modalidad de las Figuras 4A y 4B, los extremos de los pernos 94 se extienden dentro de un agujero interior del cilindro hueco 90 definido por la superficie interior 98. Un diámetro del agujero interior puede ser, por ejemplo, de unos 5.6 milímetros (mm) , y un espesor de la pared 96 puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 6.4 mm. En algunas modalidades, los extremos de los pernos 94 de cada uno de los electrodos 92A-92D que se extienden dentro del agujero interior están ligados conjuntamente eléctricamente por una o más correas eléctricamente conductivas.

Durante el uso del sensor de resistividad del fluido 74, un fluido 106 fluye a través del agujero interior del cilindro hueco 90, y está en contacto con la superficie interior 98 del cilindro hueco 90 y los extremos de los pernos 94. El fluido puede ser, por ejemplo, un fluido de la formación o un fluido de perforación (p.ej., lodo de perforación) . Un circuito eléctrico inyecta una corriente eléctrica dentro del fluido 106 por medio de los dos electrodos exteriores 92? y 92D, y mide un voltaje eléctrico resultante que se produce entre los dos electrodos interiores 92B y 92C. La resistividad de volumen 'p' del fluido 106 se determina utilizando: donde 'V es el voltaje medido entre los electrodos interiores 92B y 92C, ?1' es la corriente inyectada entre los electrodos exteriores 92A y 92D, y 'k' es una constante que se determina durante la calibración. La corriente I puede ser una corriente alterna (AC, Alternating Current) o una corriente directa (DC, Direct Current) .

En la modalidad de las Figuras 4A y 4B, existe una distancia ^Sl' entre los electrodos exteriores 92A y 92D, y existe una distancia ?32' entre los dos electrodos interiores 92B y 92C. El voltaje V medido entre los electrodos interiores 92B y 92C es como es de esperarse directamente proporcional a la distancia S2 entre los dos electrodos interiores, y las mediciones de voltaje más grandes son deseables para propósitos de rechazo de ruido. Por otra parte, se cree que un campo eléctrico que se forma entre los electrodos exteriores 92A y 92D es más uniforme cerca de un punto medio entre los electrodos exteriores. En algunas modalidades S2 se centra en el punto medio entre los electrodos exteriores 92? y 92D, y se hace menor o igual a (Sl)/2 para tomar ventaja del campo eléctrico más uniforme cerca del punto medio.

Las Figuras 5A y 5B muestran otra modalidad de un sensor de resistividad del fluido 74. La Figura 5A es una vista lateral de una porción del sensor de resistividad del fluido 74, y la Figuras 5B es una vista lateral en corte del sensor de resistividad del fluido 74. En la modalidad de las Figuras 5A y 5B, el sensor de resistividad 74 incluye una linea de flujo 108 para contener el fluido 106 y cilindro hueco 100 (esto es, un tubo) cerrado y sellado en ambos extremos y posicionado dentro de la linea de flujo 108. El cilindro hueco 110 está hecho de un material . eléctricamente aislante y tiene cuatro electrodos espaciados y eléctricamente conductivos 112A, 112B, 112C, y 112D colocados axialmente a lo largo de la longitud del cilindro hueco 110. Cada uno de los electrodos 112A-112D tiene un perno eléctricamente conductivo que se extiende a través de una pared del cilindro hueco 110, donde el perno está en contacto eléctrico con una banda eléctricamente conductivo que se forma en una superficie exterior del cilindro hueco 110.

En la modalidad de las Figuras 5A y 5B, el electrodo eléctricamente conductivos 112A incluye un perno eléctricamente conductivo 114A que se extiende a través de una pared 116 del cilindro hueco 110 entre una superficie exterior 118 y una superficie interior 120. El perno 114A está en contacto eléctrico con una banda eléctricamente conductiva 122A que se forma en la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110. De manera similar, los electrodos eléctricamente conductivos 112B-112D incluyen respectivamente pernos eléctricamente conductivos 114B-114D que se extienden a través de la pared 116 del cilindro hueco 110 entre la superficie exterior 118 y la superficie interior 120. Los pernos 114B-114D están en contacto eléctrico con las bandas eléctricamente conductivas 122B-122D respectivas que se forman en la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110.

Como el cilindro hueco 90 descrito anteriormente, el cilindro hueco 110 está hecho preferiblemente de un material eléctricamente aislante que puede soportar las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos. Además, el material del cilindro hueco 110 es preferiblemente sustancialmente impermeable a los fluidos de la formación en las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos. Además, el material del cilindro hueco 110 es preferiblemente adecuado para formar sellos entre las bandas eléctricamente conductivas 122A-122D y el cilindro hueco 110 que pueden soportar fluidos de la formación en las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos, y múltiples ciclos térmicos que ocurren como es de esperarse durante el uso repetido.

En algunas modalidades, el cilindro hueco 110 está hecho de un material cerámico que comprende alúmina (A1203) en una cantidad suficiente para lograr una conductividad térmica y/o resistencia y eléctrica deseada del material cerámico. Otras cerámicas adecuadas incluyen nitruro de silicio (SÍ3N4) , nitruro de aluminio (A1N) , oxinitruro de aluminio (A10N) , o cualquier combinación de los materiales cerámicos descritos anteriormente .

En algunas modalidades, un material de sellado se posiciona entre las bandas 122A-122D y el cilindro hueco 110. Por ejemplo, en algunas modalidades el material de sellado es un material líquido viscoso que se liga bien al cilindro hueco 110 y las bandas 122A-122D, y se seca, cura, o vulcaniza para formar un sello. Un material líquido de sellado adecuado es un material epoxi. En otras modalidades, el material de sellado incluye vidrio de borosilicato . Partículas muy pequeñas de vidrio de borosilicato se posicionan entre . las bandas 122A-122D y las porciones correspondientes de la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110. El ensamble resultante se calienta en un horno a una temperatura suficiente para fundir el vidrio de borosilicato . El vidrio de borosilicato fundido liga físicamente a las bandas 122A-122D a las porciones correspondientes de la superficie exterior 118, formando los sellos. En otras modalidades, se puede utilizar un proceso de soldadura blanda o soldadura fuerte como se describió anteriormente para formar los sellos entre las bandas 122A-122D y las porciones correspondientes de la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110.

Los pernos 114A-114D y las bandas 122A-122D es tan preferiblemente hechos de un metal no corrosivo o aleación de metal. Donde los sellos entre las bandas 122A-122D y las porciones correspondientes de la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110 son rígidos, los coeficientes de expansión térmica de los materiales que forman el cilindro hueco 110, los sellos, los pernos 114A-114D, y las bandas 122A-122D preferiblemente se seleccionan y/o ajustan cuidadosamente (p.ej., por las adiciones de otros materiales) de tal forma que los componentes no fallan bajo las altas temperaturas y presiones presentes en los pozos y los múltiples ciclos térmicos que como es de esperarse ocurren durante el uso repetido. En algunas modalidades, los pernos 114A-114D y las bandas 122A-122D están hechos de acero inoxidable.

Durante el uso del sensor de resistividad 74 de las Figuras 5A y 5B, el fluido 106 fluye a través de la linea de flujo 108, y está en contacto con la superficie exterior 118 del cilindro hueco 110 y las bandas 122A-122D de los electrodos 112A-112D. Un circuito eléctrico 124 inyecta una corriente eléctrica ?1' en el fluido 106 por medio de los dos electrodos exteriores 112A y 112D, y mide un voltaje eléctrico resultante 'V que se produce entre los dos electrodos interiores 112B y 112C. La resistividad de volumen ??' del fluido 106 se determina nuevamente utilizando: donde k' es una constante que se determina durante la calibración. La corriente I puede ser una corriente alterna (AC) o una corriente directa (DC) . En la modalidad de la Figura 5B, el circuito 124 incluye una fuente de voltaje de AC 126 para generar la corriente eléctrica *I' en el fluido 106. Una frecuencia de la fuente de voltaje de AC puede estar entre, por ejemplo, 100 hertz (Hz) y 100 kilohertz (kHz).

En algunas modalidades, el circuito eléctrico 124 produce una señal eléctrica que lleva el valor calculado de la resistividad de volumen p. El circuito eléctrico 124 puede también mostrar el valor calculado de la resistividad de volumen p. Por ejemplo, el circuito 124 puede incluir un monitor de visualización en la instalación de registro 58 de la Figura 2, y el circuito 124 puede mostrar el valor calculado de la resistividad de volumen p en el monitor de visuali zación .

En la modalidad de las Figuras 5A y 5B, la distancia SI existe entre los electrodos exteriores 112A y 112D, y la distancia S2 existe entre los dos electrodos interiores 112B y 112C. Por las razones mencionadas anteriormente, en algunas modalidades S2 se centra en el punto medio entre los electrodos exteriores 112A y 112D, y se hace menor o igual a (Sl)/2 para tomar ventaja del campo eléctrico más uniforme cerca del punto medio.

En las modalidades descritas anteriormente, el sensor de resistividad del fluido 74 de las Figuras 3, 4A-4B, y 5A-5B se utiliza para determinar la resistividad de un fluido (p.ej., el fluido 106 en las Figuras 4A-4B y 5A-5B) con base en una parte real de la impedancia eléctrica del fluido. El sensor de resistividad del fluido 74 también se puede utilizar para medir una impedancia eléctrica compleja del fluido, y la impedancia compleja se puede utilizar para determinar otras características eléctricas del fluido, tales como una permitividad del fluido. Por ejemplo, el circuito 124 de la Figura 5B puede crear un campo eléctrico oscilatorio entre los electrodos exteriores 112? y 112D, y medir una fase y magnitud de voltaje diferencial inducida por el campo eléctrico entre los electrodos interiores 112B y 112C. El circuito 124 puede utilizar la fase y magnitud de voltaje diferencial para determinar una permitividad del fluido. Ver, por ejemplo, el documento de Patente de los Estados Unidos No. 7,888,941, el cual se incorpora en este documento por referencia en su totalidad.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método de medición de resistividad del fluido 130 que se puede utilizar en el sistema de L D 10 de la Figura 1 o el sistema de registro de linea de alambre 50 de la Figura 2. El método 130 incluye hacer contacto con un fluido dentro del pozo (p.ej., el fluido 106 de las Figuras 4A, 4B, y 5A) con una superficie que hace contacto con el fluido de un cilindro cerámico (p.ej., el cilindro cerámico 90 de las Figuras 4A-4B o el cilindro cerámico 110 de las Figuras 5A-5B) , como se representa por el bloque 132. La superficie que hace contacto con el fluido puede ser un agujero interior del cilindro cerámico (p.ej., un agujero interior del cilindro cerámico 90 de las Figuras 4A-4B que se define por la superficie interior 98), donde el flujo de fluido se proporciona a través del agujero interior. Alternativamente, la superficie que hace contacto con el fluido puede ser una superficie exterior del cilindro cerámico (p.ej., la superficie exterior 118 del cilindro cerámico 110 de las Figuras 5A-5B) , donde el cilindro cerámico se sumerge en el fluido en el interior del pozo .

Como se representa por el bloque 134, el método 130 también incluye hacer pasar una corriente alterna dentro del fluido en el interior del pozo por medio de al menos dos pernos de inyección de corriente que penetran una pared del cilindro cerámico en ubicaciones de inyección de corriente espaciadas axialmente (p.ej., los pernos 94 de los electrodos 92A y 92D de las Figuras 4A y 4B, o los pernos 114A y 114D de los electrodos respectivos 112A y 112D de las Figuras 5A y 5B) . Cada uno de los pernos de inyección de corriente puede ser uno de un conjunto de pernos conectados eléctricamente que hacen contacto con el fluido en posiciones circunferencialmente espaciadas. Por ejemplo, como se describió anteriormente, cada uno de los electrodos de inyección de corriente 92A y 92D de las Figuras 4A y 4B tiene seis pernos 9 .

El método 130 también incluye detectar un voltaje resultante en el fluido en el interior del pozo por medio de al menos dos pernos de detección de voltaje que penetran la pared en ubicaciones axialmente espaciadas entre las ubicaciones de inyección de corriente (p.ej., los pernos 94 de los electrodos 92B y 92C de las Figuras 4A y 4B, o los pernos 114B y 114C de los electrodos respectivos 112B y 112C de las Figuras 5A y 5B) , como se representa por medio del bloque 136. Cada uno de los pernos de detección de voltaje puede ser uno de un conjunto de pernos conectados eléctricamente que hacen contacto con el fluido en posiciones espaciadas circunferencialmente . Por ejemplo, como se describió anteriormente, cada uno de los electrodos de detección de voltaje 92B y 92C de las Figuras 4A y 4B tiene seis pernos 24.

Como se representa por medio del bloque 138, el método 130 puede incluir opcionalmente mostrar un valor de resistividad del fluido que se deriva al menos en parte del voltaje resultante. Por ejemplo, como se describió anteriormente, el circuito 124 de la Figura 5B puede incluir un monitor de visualización en la instalación de registro 58 de la Figura 2, y el circuito 124 puede mostrar el valor calculado de la resistividad de volumen p en el monitor de visualización.

Numerosas variaciones y modificaciones se harán aparentes para aquellos experimentados en la materia una vez que se aprecia completamente la divulgación anterior. Se pretende que las siguientes reivindicaciones se interpreten para abarcar todas esas variaciones y modificaciones.

Claims (19)

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 sensor de resistividad del fluido en el interior de pozos, que comprende: un cilindro cerámico que tiene una superficie de contacto con el fluido; al menos cuatro pernos de metal que penetran una pared del cilindro cerámico en ubicaciones espaciadas axialmente, los pernos ligados a la cerámica para formar un sello de presión .

2. El sensor de acuerdo con la reivindicación 1, además comprende un circuito que inyecta corriente en un fluido por medio de un par exterior de dichos pernos y mide un voltaje resultante por medio de un par interior de dichos pernos, en donde el circuito además proporciona una indicación de la resistividad del fluido con base al menos en parte en dicho voltaje resultante.

•3. El sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en cada una de dichas ubicaciones espaciadas axialmente, un conjunto de múltiples pernos penetra la pared para hacer contacto con el fluido en posiciones espaciadas circunferencialmente .

4. El sensor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque cada conjunto de múltiples pernos incluye al menos cuatro pernos conectados eléctricamente.

5. El sensor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque cada conjunto de múltiples pernos incluye al menos seis pernos conectados eléctricamente.

6. El sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido es una superficie exterior del cilindro cerámico.

7. El sensor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido hace contacto con el fluido de perforación.

8. El sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido define un agujero interior del cilindro.

9. El sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido hace contacto con una muestra de fluido de la formación.

10. Un método de medición de resistividad del fluido en el interior de pozos, que comprende: hacer contacto con un fluido en el interior del pozo con una superficie de contacto con el fluido de un cilindro cerámico ; hacer pasar una corriente alterna dentro del fluido en el interior del pozo por medio de al menos dos pernos de inyección de corriente que penetran una pared del cilindro cerámico en ubicaciones de inyección de corriente espaciadas axialmente; y detectar un voltaje resultante en el fluido en el interior del pozo por medio de por lo menos dos pernos de detección de voltaje, que penetran la pared en ubicaciones espaciadas axialmente entre las ubicaciones de inyección de corriente .

11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, además comprende mostrar un valor de resistividad del fluido que se deriva al menos en parte del voltaje resultante.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque cada uno de dichos pernos de inyección de corriente es uno de un conjunto de pernos conectados eléctricamente que hacen contacto con un fluido en posiciones espaciadas circunferencialmente .

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque cada uno de dichos pernos de detección de voltaje es uno de un conjunto de pernos conectados eléctricamente que hacen contacto con el fluido en posiciones espaciadas circunferencialmente .

14. El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido define un agujero interior del cilindro, y el método además comprende proporcionar un flujo de fluido a través del agujero interior.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la superficie de contacto con el fluido es una superficie exterior del cilindro cerámico y el método además comprende sumergir el cilindro en un fluido en el interior del pozo.

16. Una herramienta de pruebas de la formación, que comprende : un sensor de resistividad del fluido en el interior de pozos que tiene un cilindro cerámico con una superficie de contacto con el fluido y al menos cuatro pernos de metal que penetran una pared del cilindro en ubicaciones espaciadas axialmente, los pernos están ligados a la cerámica para formar un sello de presión; una sonda que hace contacto con una pared del pozo; y una bomba que extrae una muestra del fluido de la formación por medio de la sonda y coloca la muestra de fluido en contacto con dicha superficie de contacto con el fluido, en donde la herramienta emplea dichos al menos cuatro pernos de metal para llevar a cabo una medición de resistividad de cuatro puntos en dicha muestra de fluido.

17. La herramienta de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque en cada una de dichas ubicaciones espaciadas axialmente, un conjunto de múltiples pernos conectados eléctricamente penetra la pared para hacer contacto con la muestra de fluido en las posiciones espaciadas circunferencialmente .

18. La herramienta de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la superficie de contacto con el fluido define un agujero interior del cilindro.

19. La herramienta de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la superficie de contacto con el fluido es una superficie exterior del cilindro.