MXPA03006172A - Antenas co-localizadas. - Google Patents

Antenas co-localizadas.

Info

Publication number
MXPA03006172A
MXPA03006172A MXPA03006172A MXPA03006172A MXPA03006172A MX PA03006172 A MXPA03006172 A MX PA03006172A MX PA03006172 A MXPA03006172 A MX PA03006172A MX PA03006172 A MXPA03006172 A MX PA03006172A MX PA03006172 A MXPA03006172 A MX PA03006172A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
antennas
antenna
tool
orientation
antenna assembly
Prior art date
Application number
MXPA03006172A
Other languages
English (en)
Inventor
D Barber Thomas
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of MXPA03006172A publication Critical patent/MXPA03006172A/es

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V13/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices covered by groups G01V1/00 – G01V11/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/30Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/26Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
    • G01V3/28Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/04Adaptation for subterranean or subaqueous use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/14Supports; Mounting means for wire or other non-rigid radiating elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/525Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between emitting and receiving antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Se revelan tecnicas para implementar configuraciones de antenas con ejes sustancialmente colocalizados. Un metodo para construir antenas colocalizados incluye enrollar una primera antena sobre un soporte, primera antena que tiene un primer dipolo magnetico en una primera orientacion; y enrollar una segunda antena en el soporte a traves de un primer conjunto de aberturas practicadas en el soporte, segunda antena que tiene un segundo dipolo magnetico en una segunda orientacion, en donde la primera orientacion es distinta de la segunda orientacion, y en donde un centro del primer dipolo magnetico sustancialmente se colocaliza con un centro del segundo dipolo magnetico.

Description

ANTENAS CO-LOCALIZADAS Referencia a solicitudes relacionadas Esta invención reivindica prioridad conforme a 35 U.S.C. § 119 de la Solicitud Provisional de Patente en los Estados Unidos N° de Serie 60/319.433, presentada el 29: de julio de 2002. Esta Solicitud Provisional se incorpora en.- 'la presente por referencia -en su totalidad.
Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención se relaciona en forma general con instrumentos electromagnéticos para el registro de perforaciones. Más específicamente, la invención se relaciona con antenas para instrumentos electromagnéticos utilizados en el registra de perforaciones .
Arte previo En el campo de la exploración y la producción de petróleo y gas se conocen diversas técnicas para el registro de perforaciones . Estas técnicas por lo general emplean herramientas de registro o "sondas" equipadas con fuentes adaptadas para emitir energía a las formaciones subterráneas desde una perforación que atraviesa las formaciones subterráneas. La energía emitida inceractúa con las formaciones circundantes para producir señales detectadas luego por uno o varios sensores colocados en las herramientas de registro. Si se procesan las señales detectadas, puede obtenerse un perfil de las propiedades de la formación.
La conductividad eléctrica (o su inversa, la resistividad) es una propiedad importante de las formaciones subterráneas en los estudios y las exploraciones geológicas para detectar petróleo, gas y agua porgue muchos minerales y, en particular, los hidrocarburos, son menos conductivos que las- rocas sedimentarias comunes. Por ende, la medición de la conductividad (o la resistividad) de la formación proporciona una guía útil para determinar la presencia y la cantidad de petróleo, gas o agua.
Las propiedades de resistividad de la formación generalmente se miden con herramientas de registro electromagnéticas (EM) de inducción o propagación. En la presente descripción, estas herramientas por lo general se denominan herramientas de registro EM, sin tener en cuenta si es de inducción o propagación. Los métodos de registro EM se basan en el principio de que las corrientes eléctricas variables en el tiempo en una bobina (o antena) producen campos magnéticos variables en el tiempo, que luego inducen corrientes eléctricas (corrientes parásitas) en el área conductiva circundante. Las corrientes parásitas, a su vez, inducen campos magnéticos secundarios que pueden inducir voltajes en bobinas detectoras.
Los instrumentos o las herramientas de registro EM convencionales por lo general emplean una o varias antenas transmisoras espaciadas longitudinalmente que operan a una o varias frecuencias para inducir corrientes parásitas a diferentes profundidades de investigación (es decir, a diferentes distancias en el interior de la formación desde la perforación) . Generalmente, estas herramientas también incluye una pluralidad de antenas receptoras espaciadas respecto de las antenas transmisoras a lo largo de les ejes de la herramienta. Como se señaló anteriormente, las antenas receptoras detectan los campos magnéticos secundarios inducidos por las corrientes parásitas en la formación. Las magnitudes de las señales inducidas en las antenas receptoras varían según la conductividad o la resistividad de la formación. Las señales detectadas en la antena receptora por lo general se expresan como un número complejo (voltaje de fasor) . Las resistividades de la formación pueden entonces derivarse del cambio de fase (f) y la diferencia de amplitud [A) según fueron medidos por diferentes antenas receptoras dispuestas a distintas, distancias respecto de la antena transmisora .
El momento magnético m de una bobina o antena puede representarse como un vector, orientado en dirección paralela al dipolo magnético inducido. El momento magnético tiene una magnitud proporcional al flujo magnético, que es una función del área de la bobina, la cantidad de vueltas de la bobina y la amplitud de la corriente que pasa por la bobina. Las antenas de los instrumentos EM convencionales consisten en bobinas montadas en los instrumentos con sus dipolos magnéticos paralelos al eje longitudinal del instrumento. Por consiguiente, estos instrumentos tienen momentos de dipolo magnético longitudinal (long tudinal magnetíc dipole - LMD) . El LMD induce corrientes parásitas en bucles sobre planos perpendiculares al eje de la herramienta o la perforación.
Al analizar formaciones terrestres estratificadas, las respuestas de los instrumentos de registro EM están muy influenciadas por las capas conductivas paralelas al plano de las corrientes parásitas. Por el contrario, las capas no conductivas ubicadas entre las capas conductivas no contribuyen sustancialmente a las señales detectadas. Por consiguiente, la existencia de las capas no conductivas a menudo está oculta por las capas conductivas, y los instrumentos de registro ?? convencionales no las logran detectar. Esto plantea un problema importante, ya que las capas no conductivas a menudo son ricas en hidrocarburos y su identificación constituye el objeto de las operaciones de registro .
Se han propuesto métodos para detectar capas no conductivas ubicadas dentro de capas conductivas. Por ejemplo, la Patente · Estadounidense N° 5.781.436, extendida a Forgang y otros, describe un método en el que se utilizan instrumentos de registro E con por lo menos una bobina en la que el eje del dipolo magnético está orientado lejos del eje longitudinal de la herramienta. Dichas antenas se denominan antenas inclinadas o de dipolo magnético transverso (transverse magnetic dipole - TMD) . Otras herramientas de registro EM equipadas con antenas de TMD pueden encontrarse en las Patentes Estadounidenses N° 4.319.191, 5.508.616, 5.757.191, 5.781.436, 6.044.325 y 6.147.496. Una herramienta de TMD puede inducir y/o detectar corrientes parásitas que fluyen en bucles sobre planos no perpendiculares al eje de la herramienta o la perforación. Si una capa no conductiva interrumpe dichos bucles (por ejemplo, la capa no conductiva intercepta los bucles de corriente parásita en un ángulo) , las señales detectadas sufrirán un impacto significativo, lo que hará posible detectar la existencia o ubicación de las capas no conductivas .
Las herramientas de registro EM convencionales se implementan con antenas que pueden operarse como fuentes (transmisores) y/o detectores (receptores) . Quien tenga cierta experiencia en el tema podrá apreciar que las bobinas transmisoras y receptoras (antenas) tienen las mismas características, y puede usarse una bobina o antena una vez como transmisor y otra vez como receptor. En estas herramientas de registro EM convencionales, ya sean herramientas de TMD o LMD, las antenas generalmente de montan sobre el mandril o el soporte, y se colocan espaciadas entre sí a lo largo del eje longitudinal de la herramienta. Esta configuración es necesaria porque la construcción de bobinas solenoides con sus ejes perpendiculares al eje de la herramienta (por ejemplo, TMD) requiere un espacio considerable dentro del instrumento de registro.
La FIGURA 1 muestra una herramienta de registro EM convencional de tres ejes con antenas de dipolo magnético orientadas en direcciones ortogonales . Como se muestra en la FIGURA 1, la herramienta de registro EM de tres ejes tiene tres antenas transmisoras (Tx, Ty y Tz) espaciadas entre sí a lo largo del eje de la herramienta y tres antenas receptoras (Rx, Ry y Rz) dispuestas a cierta distancia de las antenas transmisoras. Las antenas receptoras también están espaciadas entre sí a lo largo del eje de la herramienta. Como todas estas antenas están espaciadas entre sí a lo largo del eje de la herramienta, responderán a diferentes volúmenes en la formación. Por consiguiente, los datos de medición convencional de la resistividad inherentemente incluyen errores de medición.
Para superar este problema, se necesita una herramienta de registro EM que tenga una pluralidad de antenas cuyos dipolos magnéticos estén colocalizados en una ubicación común de manera tal que respondan al mismo volumen en la formación. La Patente Estadounidense N° 3.808.520, extendida a Runge, revela un montaje de antena de triple bobina, en el cual se disponen tres antenas en direcciones ortogonales sobre un soporte esférico. Sin embargo, el soporte esférico y las antenas deben acomodarse dentro de la cavidad del mandril. Como el espacio interior de un mandril es muy limitado, el diámetro del soporte esférico también es limitado. Esto, a su vez, limita el área de las bobinas y por ende las magnitudes de los momentos magnéticos que se pueden conseguir.
Sigue existiendo la necesidad de contar con mejores técnicas para implementar herramientas de registro EM que tengan antenas colocalizadas con diferentes orientaciones de dipolos magnéticos .
Compendio de la Invención. Un aspecto de la invención proporciona un método para construir antenas colocalizadas. El método incluye enrollar una primera antena sobre un soporte, primera antena que tiene un primer dipolo magnético en una primera orientación; y enrollar una segunda antena sobre el soporte a través de un primer conjunto de aberturas practicadas en el soporte, segunda antena que tiene un segundo dipolo magnético en una segunda orientación, en donde la primera orientación es distinta de la segunda orientación, y en donde un centro del primer dipolo magnético sustancialmente se colocaliza con un centro del segundo dipolo magnético.
Otro aspecto de la invención proporciona un montaje de antena. El montaje incluye una pluralidad de antenas formadas sobre un soporte, en donde la pluralidad de antenas tiene los centros de sus dipolos magnéticos sustancialmente colocalizados, y en donde por lo menos una de la pluralidad de antenas se forma enrollando un cable a través de una abertura practicada en el soporte.
Otro aspecto de la invención proporciona una herramienta de registro. La herramienta incluye el cuerpo de la herramienta; un primer montaje de antena formado sobre el cuerpo de la herramienta y un segundo montaje de antena formado sobre el cuerpo de la herramienta y espaciado respecto del primer montaje de antena a lo largo de un eje longitudinal de la herramienta de registro, en donde el primer montaje de antena comprende una pluralidad de antenas en las que los centros de sus dipolos magnéticos están sustancialmente colocalizados, y en donde por lo menos una de la pluralidad de antenas se forma sobre el cuerpo de la herramienta enrollando un cable a través de aberturas practicadas en el cuerpo de la herramienta.
Otros aspectos y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones que se adjuntan.
Breve descripción de los dibujos 'La FIGURA 1 muestra una herramienta de registro E de tres ejes diseñada por el arte previo.
La FIGURA 2 muestra un método para construir antenas colocalizadas de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 3 muestra una configuración de una bobina Z de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 4 muestra un aislador dispuesto sobre una bobina Z de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 5 muestra una configuración de una bobina X de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 6 muestra un segundo aislador dispuesto sobre una bobina X de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 7 muestra una configuración de una bobina Y de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 8 muestra una antena inclinada de acuerdo con una realización de la invención.
La FIGURA 9 muestra una herramienta de registro EM de acuerdo con una realización de la invención.
Descripción detallada Las realizaciones de la invención se relacionan con métodos para montar antenas sobre instrumentos de registro adaptados para realizar mediciones subterráneas. Algunas realizaciones de la invención se relacionan con herramientas de registro EM que tienen montajes de antena que comprenden bobinas múltiples con dipolos magnéticos colocalizados. Las realizaciones de la invención se aplican en general en el ámbito de los campos petrolíferos y la industria de la exploración subterránea, pero sus aplicaciones no se limitan a una disciplina o industria en particular.
Las herramientas de registro EM son bien conocidas en el arte. La FIGURA 1 muestra una herramienta de registro EM de tres ejes diseñada por el arte previo (23) que se ha hecho descender por una perforación (25) mediante un cable (27) . La herramienta de registro EM (23) incluye antenas transmisoras de tres ejes (Tx, Ty y Tz) dispuestas en diferentes ubicaciones a lo largo del eje longitudinal de la herramienta de registro EM (23) . Las antenas transmisoras de tres ejes (Tx, Ty y Tz) tienen sus dipolos magnéticos orientados en direcciones ortogonales entre sí. La herramienta de registro EM (23) también incluye antenas receptoras de tres ejes (Rx, Ry y Rz) dispuestas en diferentes ubicaciones a lo largo del eje longitudinal de la herramienta de registro EM (23) . Las antenas receptoras de tres ejes iRx, Ry y R,) también tienen sus dipolos magnéticos orientados de manera ortogonal entre sí, y por lo general en las mismas orientaciones ortogonales que las de las antenas transmisoras . Como se señaló anteriormente, las antenas transmisoras (Tx, Ty y Tz) y las antenas receptoras (Rx, Ry y Rz) están espaciadas a lo largo del eje de la herramienta. Esta configuración necesariamente significa que las diversas antenas responden a diferentes volúmenes en la formación. En consecuencia, la resistividad (o la conductividad) de la formación derivada de las señalas detectadas por diversas antenas receptoras en una herramienta de registro EM de tres ejes convencional inherentemente incluye errores .
Las realizaciones de la invención se relacionan con métodos para construir herramientas de registro EM que tengan montajes de antena colocalizados. La FIGURA 2 muestra un método para construir un montaje de antena de tres ejes colocalizado de acuerdo con realizaciones de la invención. En primer lugar, la bobina en dirección Z (bobina Z) se enrolla/bobina alrededor del mandril (cuerpo de la herramienta) (paso 21) . Según se denomina en la presente, la "bobina en dirección Z" o "bobina Z" se refiere a una bobina que tiene la orientación de su dipolo magnético en la dirección Z. Puede entonces colocarse un material aislante optativo sobre la bobina Z (paso 22) . A continuación se enrolla (bobina) la bobina en dirección X sobre la bobina Z o el aislador, de manera tal que el centro de la bobina X sustancialmente se colocalice con el centro de la bobina Z (paso 23) . De manera de conducir la bobina X, los cables se hacen pasar por un conjunto de ranuras (o perforaciones) practicadas en la pared del instrumento. Nuevamente, puede colocarse un material aislante optativo, sobre la bobina X (paso 24) . Después, la bobina Y se enrolla de manera similar, es decir, los cables de las bobinas Y se hacen pasar por otro conjunto de ranuras (o perforaciones) (paso 25) . Nuevamente, el centro de la bobina Y con preferencia se encuentra sustancialmente en la misma ubicación que los de las bobinas X y Z. Esto dará como resultado un montaje de antena de tres ejes colocalizado. Los procedimientos descriptos con anterioridad son únicamente ilustrativos. Quien tenga cierta experiencia en el arte podrá apreciar que la secuencia de bobinado de las bobinas X, Y, y Z puede modificarse sin por eso desviarse del alcance de la invención. A continuación se describirán en detalle estos pasos haciendo referencia a las figuras asociadas .
La FIGURA 3 muestra la bobina Z (31) enrollada sobre el mandril (cuerpo de la herramienta) (33) de una herramienta de registro E de acuerdo con realizaciones de la invención.
La bobina Z (31) puede formarse enrollando un cable aislado conocido en el arte. La cantidad de vueltas de cable dependerá de la magnitud del momento magnético que se desee obtener. Como se señala, el dipolo magnético (35) de la bobina Z se alinea con el eje de la herramienta (37) (dirección Z) , y el centro (36) del dipolo magnético (35) está sustancialmente en el centro del segmento cilindrico circunscrito por la bobina Z (31)'.
Una vez que la bobina Z está en su lugar, puede enrollarse (bobinarse) la bobina X o la bobina Y sobre la herramienta. Para mejorar la integridad de la estructura y para asegurar el aislamiento entre las bobinas, puede colocarse un inserto aislante o estabilizador sobre la bobina Z antes de enrollar la bobina X o Y. La FIGURA 4 muestra una realización de un inserto estabilizador (aislante) (41) dispuesto sobre la bobina Z (no se muestra) para proporcionar estabilidad a la bobina X que debe enrolarse a continuación y para evitar la interferencia entre las bobinas adyacentes .
Cabe destacar que el inserto estabilizador (41) es optativo, ya que los cables utilizados para construir las bobinas por lo general son cables aislados y por ende no es necesario un asilamiento adicional. El inserto estabilizador (41) puede ser de cualquier material que posea adecuadas propiedades de aislamiento para evitar el acortamiento entre las bobinas permitiendo al mismo tiempo el pasaje de la energía electromagnética. Preferentemente, los insertos no son magnéticos y deben proporcionar una buena estabilidad térmica. Los materiales adecuados para el inserto pueden incluir, por ejemplo, cerámica, plásticos, resinas, fibra de vidrio y similares. Otras realizaciones puede implementarse con materiales magnéticos (por ejemplo, ferrito) dispuestos cerca o dentro de los insertos (41) para alterar la fuerza del momento, como bien se conoce en el arte (no se muestra) . Los insertos pueden estar hechos de una sola pieza o ser unidades de piezas múltiples (no se muestra) . Si se usa un elemento de pieza única, puede deslizarse sobre el mandril (33) y la antena deseada.
La FIGURA 5 muestra que la bobina X (51) se enrolla luego sobre el primer inserto estabilizador (aislante) (41) . El enrollamiento se hace pasar por un primer conjunto de ranuras (perforaciones) (53) practicadas en el mandril (33) . La distancia entre las ranuras (53) afectará el área de las bobinas. Debido a que el área de las bobinas y la cantidad de vueltas de cable determinan la magnitud del dipolo magnético, se puede seleccionar con criterio la distancia entre las ranuras y la cantidad de vueltas de la bobina para obtener la magnitud del dipolo magnético que se desea. Por ejemplo, en una realización que se prefiere, el momento magnético de la bobina X puede hacerse coincidir con el de la bobina Z. El centro (56) del dipolo magnético (55) de la bobina X con preferencia se posiciona de manera tal que sustancialmente se colocalice con el centro de la bobina Z . De acuerdo con realizaciones de la invención, para lograr que el centro (56) del dipolo magnético (55) de la bobina X se colocalice con el centro de la bobina Z, sólo es necesario que las ranuras (53) estén dispuestas a igual distancia (d) del centro de la bobina Z.
La FIGURA 6 muestra un segundo inserto estabilizador (aislante) (61) dispuesto sobre la bobina X (no se muestra) para proporcionar estabilidad a la bobina Y que debe enrollarse a continuación y para evitar la interferencia entre las bobinas adyacentes . Cabe destacar que el segundo inserto estabilizador (61) es opcional. En algunas realizaciones, el segundo inserto estabilizador (61) puede omitirse ya que los cables utilizados en la construcción de las antenas están aislados y no se requiere aislamiento adicional. Nuevamente, el segundo inserto estabilizador (61) puede ser de una sola pieza de manera tal que se deslice sobre el mandril (33) , o puede construirse como una unidad de piezas múltiples (no se muestra) .
La FIGURA 7 muestra la bobina Y (71) enrollada sobre el segundo inserto estabilizador (61) y pasada a través de un segundo conjunto de ranuras (perforaciones) (73) practicadas en el mandril (33). Nuevamente, la distancia entre las ranuras (73) y la cantidad de vueltas de la bobina pueden seleccionarse - según el caso para obtener la magnitud del dipolo magnético que se desea. El centro (76) del dipolo magnético (75) de la bobina Y con preferencia se posiciona de manera tal que sustancialmente se colocalice con los de la bobina Z y la bobina X. De nuevo, para lograr que el centro (76) del dipolo magnético (75) de la bobina Y se colocalice con los centros de la bobina Z y la bobina X, sólo es necesario que las ranuras (73) estén dispuestas a igual distancia (d' ) del centro de la bobina Z.
La descripción anterior ilustra un método de acuerdo con realizaciones de la invención. Quien tenga cierta experiencia en el arte podrá apreciar que es posible efectuar otras modificaciones sin por ello desviarse del alcance de la invención. Por ejemplo, puede modificarse la secuencia de bobinado de las bobinas Z, X e Y, y como se muestra en la descripción anterior, las orientaciones de los dipolos magnéticos de la bobina X y la bobina Y pueden formar un ángulo mayor o menor de 90 grados. Además, los métodos de la invención pueden emplearse para construir otras antenas además de. las de tres ejes.
Las realizaciones de la invención también pueden usarse para construir antenas inclinadas. La FIGURA 8 ilustra una antena inclinada que tiene una bobina (81) enrollada a través de un conjunto de ranuras (83) en una orientación sesgada con relación al eje (37) del mandril (33) . La antena que se muestra en la FIGURA 8 tendrá un dipolo magnético (85) orientado en -dirección XZ o YZ, mientras que mantiene el centro (86) del dipolo magnético (85) sustancialmente colocalizado con el de la bobina Z.
A pesar de que el ejemplo anterior muestra un método para construir antenas de tipo solenoide, los métodos de la invención también pueden usarse para construir antenas de lazo. Más aún, el ejemplo anterior muestra que la bobina X, la bobina Y, y la bobina Z están enrolladas sobre la superficie del mandril . Quien tenga cierta experiencia en el arte podrá apreciar que estas bobinas pueden enrollarse en artesas o salientes talladas en la pared de la herramienta de manera tal que las antenas terminadas no sobresalgan de la superficie exterior del cuerpo de la herramienta.
Algunas realizaciones de la invención se relacionan con aparatos que tienen montajes de antena con dipolos magnéticos colocalizados. Según se lo emplea en la presente descripción, el término "colocalizado" se refiere a una configuración en la cual los centros de los dipolos magnéticos de las antenas están sustancialmente en la misma ubicación. Un montaje de antena de acuerdo con la invención comprende antenas con centros coincidentes (colocalizados) de dipolos magnéticos. Una de dichas configuraciones, por ejemplo una antena de tres ejes, incluye bobinas que tienen dipolos magnéticos orientados en tres direcciones mutualmente ortogonales (X, Y, Z) . Sin embargo, las realizaciones de la invención no se limitan a antenas de tres ejes convencionales. Por el contrario, una herramienta de registro EM de acuerdo con la invención puede incluir antenas transversas o inclinadas que no necesariamente son ortogonales una respecto de la otra. Las antenas colocalizadas de acuerdo con la invención pueden incluirse en una herramienta EM de inducción o propagación, que puede ser una herramienta de cable, de registro durante la perforación (logging-while-drilling LWD) , de medición durante la perforación (measurement-while- drilling - MWD) o de registro durante el disparo (logging- while-tripping - LWT) .
La FIGURA 9 muestra una herramienta de registro EM de inducción o propagación (101) de acuerdo con una realización de la invención, que se ha hecho descender al interior de una perforación (102) mediante un cable (103) . La herramienta de registro EM (101) incluye un montaje de antena transmisora (105) y un montaje de antena receptora (109) , cada uno de los cuales incluye una serie de bobinas (antenas) de tres ejes colocalizadas. La herramienta de registro EM (101) puede opcionalmente incluir una bobina/antena de oposición (107) para reducir la comunicación no deseada entre el montaje de antena transmisora (105) y el montaje de antena receptora (109) . Se conecta un sistema de circuitos electrónicos de transmisión (111) al montaje de antena transmisora (105) para proporcionar las corrientes eléctricas variables en el tiempo que induzcan los campos magnetices variables en el tiempo. Se conecta un sistema de circuitos de recepción (115) al montaje de antena receptora (109) para detectar los voltajes inducidos. Una fuente de energía (113) proporciona energía al sistema de circuitos electrónicos (111) y al sistema de circuitos de recepción (115) . Cabe destacar que el transmisor y el receptor se describen con el objeto de lograr claridad. Quien tenga cierta experiencia er. el arte podrá apreciar que las funciones de estas antenas pueden revertirse. Más aún, a pesar de que en la FIGURA 9 se muestra una herramienta de registro EM, las realizaciones de la invención también puede usarse en una herramienta de registro EM de LWD , MWD o LWT.
La FIGURA 9 muestra una herramienta de registro EM que tiene un solo montaje de antena transmisora y un solo montaje de antena receptora. Sin embargo, las realizaciones de la invención no se limitan a esto. De hecho, la mayor parte de las herramientas de registro EM tienen por lo menos dos series de receptores o montajes de recepción. En este caso, las dos series de montajes de recepción están espaciadas entre sí a lo largo del eje de la herramienta de manera tal que estén a diferentes distancias del montaje de transmisión. En algunas realizaciones, las herramientas de registro EM también pueden incluir dos o más conjuntos de montajes de transmisión.
Las ventajas de la invención pueden incluir las siguientes. Las realizaciones de la invención, según se ilustraron anteriormente, se aplican en general a la construcción de antenas colocalizadas para herramientas EM tanto de inducción como de propagación. Las antenas colocalizadas permiten la investigación del mismo volumen de la formación. Las realizaciones de la invención proporcionan métodos convenientes para construir antenas de colocalización, es decir, localizando adecuadamente el primer y el segundo conjunto de ranuras a igual distancia del centro de la bobina Z. Los métodos de la invención puede utilizarse para construir antenas en una herramienta de cualquier tamaño y forma, ya que no están limitadas por la dimensión interna del mandril.
A pesar de que la invención se ha descrito con respecto a una cantidad limitada de realizaciones, quienes tengan experiencia en el arte podrán apreciar que, en base a los beneficios de esta revelación, se pueden diseñar otras realizaciones que no se apartan del alcance de la invención según se revela en la presente. Por ejemplo, las configuraciones de antena que se revelan pueden implementarse con prácticamente cualquier técnica de registro del mercado, incluidas las aplicaciones en tuberías bobinadas, cables, durante la perforación y durante el disparo.

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para construir antenas colocalizadas, que comprende : enrollar una primera antena sobre un soporte, primera antena que tiene un primer dipolo magnético en una primera orientación; y enrollar una segunda antena sobre el soporte a través de un primer conjunto de aberturas practicadas en el soporte, segunda antena que tiene un segundo dipolo magnético en una segunda orientación, en donde la primera orientación es distinta de la segunda orientación, y en donde un centro del primer dipolo magnético sustancialmente se colocaliza con un centro del segundo dipolo magnético.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, que además comprende ubicar un primer aislador entre la primera antena y la segunda antena .
  3. 3. El método de la reivindicación 1, en donde la primera orientación es ortogonal a la segunda orientación.
  4. 4. El método de la reivindicación 1, que además comprende enrollar una tercera antena sobre el soporte a través de un segundo conjunto de aberturas practicadas en el soporte, tercera antena que tiene un tercer dipolo magnético en una tercera orientación, en donde la tercera orientación es distinta de la primera orientación y la segunda orientación, y en donde un centro del tercer dipolo magnético sus ancialmen e se colocaliza con el centro del primer dipolo magnético y el centro del segundo dipolo magnético.
  5. 5. El método de la reivindicación , en donde la primera orientación, la segunda orientación y la tercera orientación son mutuamente ortogonales.
  6. 6. El método de la reivindicación 4, que además •comprende ubicar un primer aislador entre la primera antena y la segunda antena.
  7. 7. El método de la reivindicación 6, que además comprende ubicar un segundo aislador entre la segunda antena y la tercera antena.
  8. 8. Un montaje de antena, que comprende una pluralidad de antenas formadas sobre un soporte, pluralidad de antenas que tiene los centros sus dipolos magnéticos susta craímente colocalizados, y en donde por lo menos una de la pluralidad de antenas se forma enrollando un cable a través de una abertura practicada en el soporte.
  9. 9. El montaje de antena de la reivindicación 8, en donde la pluralidad de antenas comprende tres antenas que tienen sus dipolos magnéticos en orientaciones mutuamente ortogonales .
  10. 10. Una herramienta de registro, que comprende: el cuerpo de la herramienta; un primer montaje de antena formado sobre el cuerpo de la herramienta; y un segundo montaje de antena formado sobre el cuerpo de la herramienta y espaciado del primer montaje de antena a lo largo de un eje longitudinal de la herramienta de registro, en donde el primer montaje de antena comprende una pluralidad de antenas que tienen los centros de sus dipolos magnéticos sustancialmente colocalizados, y en donde por lo menos una de la pluralidad de antenas se forma sobre el cuerpo de la herramienta enrollando un cable a través de aberturas practicadas en el cuerpo de la herramienta.
  11. 11. La " herramienta de registro de la reivindicación 10, en donde la pluralidad de antenas del primer montaje de antena comprende tres antenas que tienen sus dipolos magnéticos en orientaciones mutuamente ortogonales .
  12. 12. La herramienta de registro de la reivindicación 11, en donde el segundo montaje de antena comprende una pluralidad de antenas que tienen los centros de sus dipolos magnéticos sustancialmente colocalizados.
  13. 13. La herramienta de registro de la reivindicación 12, en donde la pluralidad de antenas del segundo montaje de antena comprende tres antenas que tienen sus dipolos magnéticos en orientaciones mutuamente ortogonales.
  14. 14. La herramienta de registro de la reivindicación 13, que además comprende un tercer montaje de antena formado sobre el cuerpo de la herramienta y espaciado del primer montaje de antena y el segundo montaje de antena a lo largo de un eje longitudinal de la herramienta de registro.
  15. 15. La herramienta de registro de la reivindicación 14, en donde el tercer montaje de antena comprende una pluralidad de antenas que tienen los centros de sus dipolos magnéticos sustancialmente colocalizados.
  16. 16. La herramienta de registro de la reivindicación 15, en donde la pluralidad de antenas del tercer montaje de antena comprende tres antenas que tienen sus dipolos magnéticos en orientaciones mutuamente ortogonales .
  17. 17. La herramienta de registro de la reivindicación 10, que además comprende una antena de oposición dispuesta entre el primer montaje de antena y el segundo montaje de antena.
  18. 18. La herramienta de registro de la reivindicación 10, en donde la herramienta de registro es parte de una herramienta de cable, una herramienta de registro durante la perforación, una herramienta de medición durante la perforación o una herramienta de registro durante el disparo .
MXPA03006172A 2002-07-29 2003-07-10 Antenas co-localizadas. MXPA03006172A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31943302P 2002-07-29 2002-07-29
US10/250,225 US7038457B2 (en) 2002-07-29 2003-06-13 Constructing co-located antennas by winding a wire through an opening in the support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MXPA03006172A true MXPA03006172A (es) 2004-12-03

Family

ID=30772588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MXPA03006172A MXPA03006172A (es) 2002-07-29 2003-07-10 Antenas co-localizadas.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7038457B2 (es)
CA (1) CA2434435C (es)
GB (1) GB2391392B (es)
MX (1) MXPA03006172A (es)
NO (2) NO337386B1 (es)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7598741B2 (en) * 1999-12-24 2009-10-06 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for internal calibration in induction logging instruments
US7190169B2 (en) * 1999-12-24 2007-03-13 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for internal calibration in induction logging instruments
US6724191B1 (en) * 2000-05-09 2004-04-20 Admiralty Corporation Systems and methods useful for detecting presence and/or location of various materials
US7286091B2 (en) * 2003-06-13 2007-10-23 Schlumberger Technology Corporation Co-located antennas
US7126323B1 (en) 2003-07-25 2006-10-24 Admiralty Corporation Systems and methods for synchronous detection of signals
US7652478B2 (en) 2004-05-07 2010-01-26 Baker Hughes Incorporated Cross-component alignment measurement and calibration
US8736270B2 (en) 2004-07-14 2014-05-27 Schlumberger Technology Corporation Look ahead logging system
US7471088B2 (en) * 2004-12-13 2008-12-30 Baker Hughes Incorporated Elimination of the anisotropy effect in LWD azimuthal resistivity tool data
DE102004059946B4 (de) * 2004-12-13 2008-10-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Korrelationsmaximums
US20070024286A1 (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Baker Hughes Incorporated Compensation for tool disposition in LWD resistivity measurements
US7760093B2 (en) * 2006-07-26 2010-07-20 Broadcom Corporation RFID interface and applications thereof
US8471562B2 (en) * 2006-09-15 2013-06-25 Halliburton Energy Services, Inc. Multi-axial antenna and method for use in downhole tools
US7427862B2 (en) * 2006-09-29 2008-09-23 Baker Hughes Incorporated Increasing the resolution of electromagnetic tools for resistivity evaluations in near borehole zones
US8395388B2 (en) * 2007-02-19 2013-03-12 Schlumberger Technology Corporation Circumferentially spaced magnetic field generating devices
US8198898B2 (en) * 2007-02-19 2012-06-12 Schlumberger Technology Corporation Downhole removable cage with circumferentially disposed instruments
US7888940B2 (en) * 2007-02-19 2011-02-15 Schlumberger Technology Corporation Induction resistivity cover
US8436618B2 (en) * 2007-02-19 2013-05-07 Schlumberger Technology Corporation Magnetic field deflector in an induction resistivity tool
US7598742B2 (en) * 2007-04-27 2009-10-06 Snyder Jr Harold L Externally guided and directed field induction resistivity tool
US8378908B2 (en) * 2007-03-12 2013-02-19 Precision Energy Services, Inc. Array antenna for measurement-while-drilling
US7759940B2 (en) * 2007-04-04 2010-07-20 Baker Hughes Incorporated Mutual shielding of collocated induction coils in multi-component induction logging instruments
US7839149B2 (en) * 2008-01-11 2010-11-23 Baker Hughes Incorporated Multi-component resistivity logging tool with multiple antennas using common antenna grooves
CA2721680A1 (en) 2008-04-17 2009-11-12 Richard H. Hardman Methods for producing a log of material properties
US8786287B2 (en) * 2009-03-04 2014-07-22 Baker Hughes Incorporated Collocated tri-axial induction sensors with segmented horizontal coils
US8207738B2 (en) * 2009-03-24 2012-06-26 Smith International Inc. Non-planar antennae for directional resistivity logging
US8089268B2 (en) * 2009-03-24 2012-01-03 Smith International, Inc. Apparatus and method for removing anisotropy effect from directional resistivity measurements
US8368403B2 (en) 2009-05-04 2013-02-05 Schlumberger Technology Corporation Logging tool having shielded triaxial antennas
US9134449B2 (en) * 2009-05-04 2015-09-15 Schlumberger Technology Corporation Directional resistivity measurement for well placement and formation evaluation
US8159227B2 (en) * 2009-05-11 2012-04-17 Smith International Inc. Methods for making directional resistivity measurements
US7990153B2 (en) * 2009-05-11 2011-08-02 Smith International, Inc. Compensated directional resistivity measurements
US8466682B2 (en) * 2009-09-29 2013-06-18 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for downhole electromagnetic measurement while drilling
US9140817B2 (en) * 2009-10-08 2015-09-22 Precision Energy Services, Inc. Steerable magnetic dipole antenna for measurement-while-drilling applications
US8604796B2 (en) * 2009-10-08 2013-12-10 Precision Energy Services, Inc. Steerable magnetic dipole antenna for measurement-while-drilling applications
US9366780B2 (en) * 2009-10-08 2016-06-14 Precision Energy Services, Inc. Steerable magnetic dipole antenna for measurement while drilling applications
US8471563B2 (en) * 2009-10-08 2013-06-25 Precision Energy Services, Inc. Steerable magnetic dipole antenna for measurement while drilling applications
WO2011043778A1 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Halliburton Energy Services, Inc. Inductive downhole tool having multilayer transmitter and receiver and related methods
US20110227578A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Hall David R Induction Resistivity Tool that Generates Directed Induced Fields
CN105204077A (zh) 2010-04-29 2015-12-30 普拉德研究及开发股份有限公司 增益校正式测量值
US9372276B2 (en) 2010-06-10 2016-06-21 Schlumberger Technology Corporation Combinations of axial and saddle coils to create the equivalent of tilted coils for directional resistivity measurements
US8536871B2 (en) 2010-11-02 2013-09-17 Schlumberger Technology Corporation Method of correcting resistivity measurements for toll bending effects
US8626446B2 (en) 2011-04-01 2014-01-07 Schlumberger Technology Corporation Method of directional resistivity logging
JP2015014526A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 電磁探査方法
US9880307B2 (en) 2013-10-24 2018-01-30 Baker Hughes Incorporated Induction logging sensor
US10830039B2 (en) 2014-04-03 2020-11-10 Baker Hughes Holdings Llc Downhole tri-axial induction electromagnetic tool
MY182545A (en) 2015-01-16 2021-01-25 Halliburton Energy Services Inc Collar-mountable bobbin antenna having coil and ferrite slots
US20190137647A1 (en) 2017-11-06 2019-05-09 Weatherford Technology Holdings, Llc Method and Apparatus for Formation Evaluation

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3187252A (en) 1961-12-18 1965-06-01 Shell Oil Co Electromagnetic well surveying method and apparatus for obtaining both a dip and conductivity anisotropy of a formation
FR1578713A (es) 1967-07-12 1969-08-22
US3808520A (en) 1973-01-08 1974-04-30 Chevron Res Triple coil induction logging method for determining dip, anisotropy and true resistivity
US4302723A (en) 1979-06-15 1981-11-24 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determining dip and/or anisotropy of formations surrounding a borehole
US4360777A (en) * 1979-12-31 1982-11-23 Schlumberger Technology Corporation Induction dipmeter apparatus and method
US4319191A (en) 1980-01-10 1982-03-09 Texaco Inc. Dielectric well logging with radially oriented coils
US4500860A (en) * 1984-07-05 1985-02-19 General Electric Company Winding support and method for NMR magnet axisymmetric correction coils
FR2633971B1 (fr) 1988-07-11 1995-05-05 Centre Nat Rech Scient Dispositif et procede pour la determination dans un forage du pendage et de l'azimut d'une couche de discontinuite dans un milieu homogene
US5115198A (en) 1989-09-14 1992-05-19 Halliburton Logging Services, Inc. Pulsed electromagnetic dipmeter method and apparatus employing coils with finite spacing
JP2534193B2 (ja) 1993-05-31 1996-09-11 石油資源開発株式会社 指向性インダクション検層法および装置
US5757191A (en) 1994-12-09 1998-05-26 Halliburton Energy Services, Inc. Virtual induction sonde for steering transmitted and received signals
US5781436A (en) 1996-07-26 1998-07-14 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for transverse electromagnetic induction well logging
US5699048A (en) 1996-10-03 1997-12-16 Industrial Technology Inc. Omnidirectional passive electrical marker for underground use
US6044325A (en) 1998-03-17 2000-03-28 Western Atlas International, Inc. Conductivity anisotropy estimation method for inversion processing of measurements made by a transverse electromagnetic induction logging instrument
US6476609B1 (en) 1999-01-28 2002-11-05 Dresser Industries, Inc. Electromagnetic wave resistivity tool having a tilted antenna for geosteering within a desired payzone
US6181138B1 (en) 1999-02-22 2001-01-30 Halliburton Energy Services, Inc. Directional resistivity measurements for azimuthal proximity detection of bed boundaries
EP1195011A4 (en) 1999-12-02 2005-02-02 Electromagnetic Instr Inc COMPONENT FIELD ANTENNA FOR INDUCTION PISTON MEASURING DEVICES
US6393364B1 (en) 2000-05-30 2002-05-21 Halliburton Energy Services, Inc. Determination of conductivity in anisotropic dipping formations from magnetic coupling measurements
US6502036B2 (en) 2000-09-29 2002-12-31 Baker Hughes Incorporated 2-D inversion of multi-component induction logging data to resolve anisotropic resistivity structure
US6563474B2 (en) 2000-12-21 2003-05-13 Lear Corporation Remote access device having multiple inductive coil antenna
US6574562B2 (en) 2001-04-03 2003-06-03 Baker Hughes Incorporated Determination of formation anisotropy using multi-frequency processing of induction measurements with transverse induction coils
US6636045B2 (en) 2001-04-03 2003-10-21 Baker Hughes Incorporated Method of determining formation anisotropy in deviated wells using separation of induction mode
US6794875B2 (en) 2002-05-20 2004-09-21 Halliburton Energy Services, Inc. Induction well logging apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
CA2434435C (en) 2006-10-10
NO20033367L (no) 2004-01-30
GB2391392B (en) 2005-02-16
NO20033367D0 (no) 2003-07-28
US20040017197A1 (en) 2004-01-29
GB0315341D0 (en) 2003-08-06
GB2391392A (en) 2004-02-04
CA2434435A1 (en) 2004-01-29
US7038457B2 (en) 2006-05-02
NO20151249L (no) 2004-01-30
NO339261B1 (no) 2016-11-21
NO337386B1 (no) 2016-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2434435C (en) Co-located antennas
US7286091B2 (en) Co-located antennas
US6351127B1 (en) Shielding method and apparatus for selective attenuation of an electromagnetic energy field component
US6630830B2 (en) Shielding method and apparatus using flexible strip
US6903553B2 (en) Method and apparatus for a quadrupole transmitter for directionally sensitive induction tool
AU2002325479C1 (en) Current-directing shield apparatus for use with transverse magnetic dipole antennas
US6556015B1 (en) Method and system for determining formation anisotropic resistivity with reduced borehole effects from tilted or transverse magnetic dipoles
US8786287B2 (en) Collocated tri-axial induction sensors with segmented horizontal coils
CA2521456C (en) Method and apparatus for measuring mud resistivity
US20040263414A1 (en) Flex (or printed) circuit axial coils for a downhole logging tool
US7554328B2 (en) Method and apparatus for reducing borehole and eccentricity effects in multicomponent induction logging
US6937022B2 (en) Method and apparatus for a quadrupole transmitter for directionally sensitive induction tool
EP3497486B1 (en) Determining a full electromagnetic coupling tensor using multiple antennas
AU2002318890B2 (en) Shield apparatus for use in conjunction with a well tool and method for shielding a coil
US20100001734A1 (en) Circumferentially Spaced Magnetic Field Generating Devices

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration