MXPA04007034A

MXPA04007034A - Metodo electromagnetico para determinar angulos de inclinacion independiente del tipo de lodo y medio ambiente del agujero de perforacion.

Info

Publication number: MXPA04007034A
Application number: MXPA04007034A
Authority: MX
Inventors: Smits Jan
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2005-06-17
Also published as: US7202670B2; US20050083063A1; NO335681B1; GB2404741A; CN1580821A; EA006075B1; GB0415828D0; CN1318864C; EA200400918A1; NO20043294L; BRPI0403008A; GB2404741B

Abstract

Un metodo emplea un aparato para la generacion de una senal direccional asociada con la respuesta a la energia electromagnetica de una formacion subterranea. El metodo es util para derivar tanto el angulo de direccion del limite de la formacion asi como la inclinacion relativa. La inclinacion verdadera y el azimut se pueden calcular a partir de la informacion de la inclinacion relativa acoplada con la orientacion del agujero de perforacion. Tambien se describen otras aplicaciones del metodo.

Description

MÉTODO ELECTROMAGNETICO PARA DETERMINAR ÁNGUL S UÜ INCLINACIÓN INDEPENDIENTE DEL TIPO DE LODO Y MEDIO AMBIENTE DEL AGUJERO DE PERFORACIÓN INTER-REFERENCIA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica prioridad, bajo la U.S.C. 35, § 119, de la Solicitud Provisional Inscripción No. 60/493.747, presentada el 8 de Agosto de 2003, la que se incorpora como referencia en su totalidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La invención se relaciona de manera general con el campo del sondeo de pozos. En forma más particular, la invención se relaciona con técnicas mejoradas en las cuales se utilizan instrumentos equipados con sistemas de antenas que tienen representaciones de momento dipolar magnético sesgadas o transversales para las mediciones electromagnéticas de las formaciones subterráneas asi como para la definición de la estructura de las capas de un yacimiento y la inclinación de la formación, asi como también la localización de los pozos con respecto a los limites geológicos de un yacimiento. 2. Antecedentes de la Técnica Relacionada La información que caracteriza las inclinaciones dentro de una formación subterránea de interés es importante para la comprensión del medio ambiente de deposición de las rocas sedimentarias, asi como para el desarrollo y ejecución de un plan de perforación de pozos para la exploración de petróleo y gas. La información acerca de la inclinación y dirección de las capas—de- -ta—formación -se—puede—extraer—a—p rtí r de Los. mapas sísmicos y de las imágenes del agujero de pertoracion. Los mapas sísmicos proveen la información estructural a gran escala, y las imágenes del agujero de perforación proveen la información que se relaciona con el medio ambiente local de la formación que es penetrada por el agujero de perforación. Ambos tipos de información constituyen información útil para la prospección de los hidrocarburos. La información acerca de la inclinación que se extrae a partir de las imágenes del agujero de perforación es, sin embargo, generalmente de mayor precisión que aquélla que se extrae de los mapas sísmicos. Se conocen varias técnicas para el sondeo de pozos en el campo de la exploración y producción de hidrocarburos con el fin de evaluar la formación subterránea que es penetrada por un agujero de perforación. Estas técnicas típicamente utilizan instrumentos o herramientas equipados con fuentes que están adaptadas para emitir energía hacia la formación. En esta descripción, "instrumento" y "herramienta" se utilizarán en forma intercambiable con el fin de indicar, por ejemplo, un instrumento (o herramienta) electromagnético, una herramienta (o instrumento) con línea de cableado, o una herramienta (o instrumento) para el sondeo mientras se perfora. La energía que se emite interactúa con la formación circundante para producir las señales que luego son detectadas y medidas por uno o más dispositivos de detección. Por medio del procesamiento de los datos de la señal detectada, se obtiene una imagen o perfil de las propiedades de la formación. Las herramientas comerciales que se ofrecen en la actualidad para la producción de imágenes eléctricas del agujero de perforación incluyen una herramienta de Resistencia Específica GeoVision (RGV) y una herramienta de Neutrones de Densidad Azimutal (NDA) (ambas herramientas del tipo "mientras se perfora") y la herramienta de Formación de Imágenes de Micro-resistencia Especifica de Formación (MEF) (una herramienta de linea de cableado) todas de propiedad y ofrecidas por medio de los servicios de sondeo de Schlumberger, el cesionario de la presente invención. Las inclinaciones se extraen de las imágenes del agujero de perforación mediante la identificación de las interfaces de los limites de las capas en la imagen o mediante la determinación de las correlaciones entre las imágenes medidas en diferentes dispositivos de detección. La precisión del estimado de la inclinación a partir de las imágenes está influida por muchos factores que incluyen la calidad de las imágenes, la resolución vertical de la herramienta, la destreza del geólogo y, en los pozos desviados, de la exactitud del estudio del agujero de perforación. Entre las herramientas para la formación de imágenes que se mencionan lineas arriba, la herramienta MEF provee las imágenes de más alta calidad de la perforación de pozo debido a que emplea electrodos de medición que tienen pequeñas dimensiones (por ejemplo, 0,2 pulgadas). La exactitud de la inclinación aparente a partir de las imágenes de la herramienta MEF es típicamente de alrededor de 0,5° para los ángulos de inclinación (o alturas de inclinación) típicos elevados. Para inclinaciones aparentes menores, la precisión se desmejora en varios grados. Además, la herramienta MEF así como otras herramientas de electrodos trabajan sólo en lodo conductor . La herramienta RGV provee servicios de inclinación en tiempo real, pero sólo para inclinaciones aparentes mayores de 53°. Los análisis de imágenes obtenidos en tiempo real en la superficie pueden remover esta restricuiúrr pe~xcr^ya—que—ta— imagen se adquiere utilizando electrodos tipo botón de una pulgada, la calidad de la imagen no permite la determinación precisa de la inclinación cuando la inclinación relativa es baja. Una tasa de penetración rápida también puede afectar la calidad de la imagen y de esta manera la precisión de la inclinación. Al igual que la herramienta MEF, la herramienta RGV trabaja sólo en lodo conductor. Para los lodos basados en petróleo y los sintéticos, se puede utilizar la herramienta de Micro-formación de Imágenes de Base Petróleo (MIBP) , también de Schlumberger , para proveer los servicios de imágenes. La calidad de la imagen es más. pobre que aquélla de la herramienta MEF, y el error en las inclinaciones determinadas será mayor que aquél de la herramienta MEF. En la actualidad, ninguna de las herramientas de formación de imágenes eléctricas provee los servicios de inclinación ni en lodo conductor no en lodo aislante . Las técnicas de sondeo de propagación e inducción electromagnética (EM) son muy conocidas. Los instrumentos de sondeo se disponen dentro de un agujero de perforación en una linea de cableado o a través de un sarta de perforación del tipo "mientras se perfora" con el fin de medir la conductividad eléctrica (o su inversa, la resistencia especifica) de las formaciones terrestres que circundan el agujero de perforación. En la presente descripción, cualquier referencia a la conductividad está dirigida a abarcar su inversa, la resistencia especifica, o viceversa. Una herramienta de resistencia especifica electromagnética típica comprende una antena de transmisión y una o más (generalmente un par) antenas de recepción dispuestas a cierta distancia de la antena de transmisión a lo largo del eje de la herramienta— (ver la Figura 1) . Las herramientas de inducción miden la resistencia especifica (o la conductividad) de la formación por medio de la medición del voltaje inducido en la(s) antena (s) de recepción como resultado del flujo magnético inducido por las corrientes alternas (CA) que fluyen a través de la antena de emisión (o de transmisión) . Las denominadas herramientas de propagación operan de una manera similar, pero típicamente a frecuencias más elevadas que las herramientas de inducción para separaciones de antena comparables (aproximadamente 10 Hz para las herramientas de propagación comparadas con aproximadamente 104 Hz para las herramientas de inducción) . Una herramienta de propagación típica puede operar en un rango de frecuencias de 1 kHz a 2 Hz . Las antenas de recepción y transmisión convencionales son antenas formadas a partir de bobinas compuestas de uno o más enrollamientos de un cable conductor aislado que se enrolla alrededor de un soporte. Estas antenas usualmente se pueden operar como fuentes y/o receptores. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que la misma antena se puede utilizar como una antena de transmisión en un tiempo dado y como una antena de recepción en otro. También se debe apreciar que las configuraciones de antena de transmisión - recepción que se revelan en la presente son intercambiables debido al principio de reciprocidad, es decir, la "antena de transmisión" se puede utilizar como una "antena de recepción", y viceversa. Las antenas funcionan sobre la base del principio de que una bobina que lleva una corriente alterna (CA) (por ejemplo, una bobina de transmisión) genera un campo magnético. La energía electromagnética se transmite desde ra arrtrena—de-transmisión de una herramienta de sondeo en un agujero de perforación hacia las regiones circundantes de la formación, y esta transmisión induce una corriente parásita que fluye en la formación alrededor de la antena de transmisión (ver la Figura 2A) . La corriente parásita inducida en la formación, que es una función de la resistencia específica de la formación, genera un campo magnético que a su vez induce un voltaje eléctrico en las antenas de recepción. Si se utiliza un par de antenas de recepción separadas, los voltajes inducidos en las dos antenas de recepción podrían tener diferentes fases y amplitudes debido la distribución geométrica y a la absorción de la formación circundante. La diferencia en las fases (variación de fase, F) y la proporción de la amplitud (atenuación, A) de las antenas de recepción se pueden utilizar con el fin de derivar la resistencia específica de la formación. La variación de la fase (F) así como la atenuación (A) detectadas dependerán no sólo de la separación entre las dos antenas de recepción y de las distancias entre la antena de transmisión y las antenas de recepción, si no también de la frecuencia de las ondas EM que son generadas por la antena de transmisión. En los instrumentos de sondeo de propagación e inducción convencionales, las antenas de transmisión y recepción están montadas con sus ejes a lo largo del eje longitudinal del instrumento. De esta manera, estas herramientas se implementan con antenas que tienen momentos dipolares magnéticos longitudinales (DML) . La Figura 2A presenta una representación simplificada de la energía electromagnética (-EM-)---jg.ufiL-__f-Luy_e_ d^sjle__dicho^.nstrumento de sondeo dispuesto en una porción o segmento del agujero de perforación que penetra una formación subterránea en una dirección perprendlcu1ar— una capa de interés de la formación. Esta no es, no obstante, una descripción precisa de todos los numerosos segmentos que constituyen un agujero de perforación, de manera particular 5 cuando el agujero dé perforación ha sido perforado dándole una dirección conforme se describe más adelante. De esta manera, los segmentos de un agujero de perforación a menudo penetran en los estratos de la formación en un ángulo diferente de los 90 grados, como se muestra en la Figura 2B. 10 Cuando esto sucede, se dice que el plano de la formación tiene una inclinación relativa. Un ángulo de inclinación relativa, T, se define como el ángulo entre el eje del agujero de perforación (eje de la herramienta) BA y la normal N al plano P de una capa de interés de la formación. 15 Es muy conocido que la respuesta de una herramienta de sondeo estará influenciada por las estructuras que conforman las capas de la formación que circundan el segmento del agujero de perforación en el cual está dispuesta la herramienta. Para las herramientas de sondeo 20 electromagnéticas, esto se conoce como el efecto de capa saliente. Por lo tanto, las respuestas de las herramientas de propagación e inducción convencionales que tienen antenas D L están influenciadas por las capas de la formación así como por sus inclinaciones. Sin embargo, dichas herramientas son 25 no direccionales de forma inherente y, por lo tanto, no tienen la capacidad de proveer la información azimutal acerca de la estructura de las capas. De esta manera, las herramientas de resistencia especifica por propagación de SMP y de inducción de linea de cableado disponibles en el ámbito determinar en forma exacta la inclinación.

Una técnica emergente en el campo~~ctel sondeo-la utilización de instrumentos que incluyen antenas que tienen bobinas transversales o sesgadas, es decir, en donde los ejes de las bobinas no están paralelos con el eje longitudinal de la herramienta o agujero de perforación. Estos instrumentos se implementan de esta manera con una antena de momento dipolar magnético transversal o sesgado (DMT) . Aquellos expertos en la técnica apreciarán que están disponibles varias formas para inclinar o sesgar una antena. Los instrumentos de sondeo equipados con antenas DMT se describen, por ejemplo, en las Patentes EUA Nos. 6.163.155; 6.147.496; 5.115.198; 4.319.191; 5.508.616; 5.757.191; 5.781.436; 6.044.325 y 6.147.496. La respuesta de dichas herramientas dependerá de la orientación azimutal en una formación con inclinación. Por lo tanto, la información út l acerca de la estructura terrestre, en particular la inclinación y la dirección, se puede obtener a partir de un análisis apropiado de las mediciones azimutal o direccional. La Publicación de Solicitud de Patente EUA No. 2003/0055565, cedida en la actualidad a Schlumberger, deriva expresiones de forma cerrada para el cálculo de' los parámetros de la formación anisotrópica a partir de las mediciones de inducción tri-axiales. La Patente EUA No. 6.163.155 de Bittar, cedida a Dresser, revela un método y aparato para determinar en forma simultánea la resistencia especifica horizontal, la resistencia especifica vertical asi como el ángulo de inclinación relativa para las formaciones terrestres anisotrópicas mediante la rotación de las bobinas ortogonales mediante programas de computación con el fin de lograr el desacoplamiento entre la resistencia "específica' horizontal y la vertical. La Patente EUA~ ío^ 6T ¾rr&±€-de-Ga«— et al. cedida a Halliburton, revela un método de inducción para la determinación del ángulo de inclinación aproximada de la formación terrestre anisotrópica que utiliza las mediciones tri-axiales. Estas aplicaciones están limitadas a las formaciones con anisotropia.

DEFINICIONES Ciertos términos se definen en esta descripción conforme se van utilizando, mientras que algunos otros términos que se utilizan en la presente se definen a continuación: "Inclinación aparente" quiere decir el ángulo que una capa (con inclinación) forma con un plano horizontal, medido en cualquier dirección diferente de la perpendicular a la dirección. "Capas" o "en capas" quiere decir la estratificación o conjunto de capas de sedimento o depósitos que usualmente se presentan en las formaciones subterráneas (que típicamente son rocosas) . "Acumulación" quiere decir la agrupación de las formas de ondas medidas, de manera particular las respuestas de la formación a la energía electromagnética transmitida, en grupos que se basan en los valores de los parámetros y que se puede llevar a cabo para un parámetro determinado de la forma de onda o para varios parámetros. Como ejemplo de un criterio de acumulación puede ser la frecuencia o periodo de un componente de la forma de onda. Otro ejemplo es la asociación de la forma de onda medida con el ángulo azimutal de la orientación de la herramienta. "Inclinación" o "ángulo de inclinación" quiere decir el ángulo que üñá~"capa (con iríciriTración:) —f-erma—ee¾ —UR---piaña horizontal, medido perpendicular a la dirección" "Inversión" o "invertir" quiere decir derivar un modelo (también conocido como "modelo de inversión") a partir de los datos medidos (por ejemplo, los datos de sondeo) lo que produce las respuestas más consistentes con los datos medidos de acuerdo con ciertos criterios. Como ejemplo, una forma de onda medida se puede utilizar para construir el mejor modelo de la formación subterránea que produce las respuestas que mejor se ajustan a la medición a través del ajuste iterativo de los parámetros del modelo. "Inclinación relativa" o "ángulo de inclinación relativa" quiere decir el ángulo entre el eje del agujero de perforación (o eje de la herramienta) y la dirección normal a un plano que está definido por una capa de interés de la formación . "Simetría" o "simétrico", conforme se utiliza en la presente, se refiere a una configuración en la cual se proveen conjuntos de disposiciones de antena de transmisión - antena de recepción en orientaciones opuestas a lo largo del eje longitudinal de una herramienta (por ejemplo, ?, 180°-?), de manera tal que estos conjuntos de antena de transmisión - antena de recepción se pueden correlacionar con una operación de simetría estándar (por ejemplo, traslación, plano especular, inversión y rotación) con respecto a un punto en el eje de la herramienta o un plano de simetría perpendicular al eje de la herramienta. Poner en simetría se refiere a un procedimiento en el cual las respuestas de los componentes simétricos se añaden o restan con el fin de generar una respuesta combinada. "Plano de la herramienta" se refiere a la orientación angular de un instrumento alrededor de su eje longitudinal y representa un ángulo subtendido enLie una r-e£ renc±a_ seleccionada en el alojamiento del instrumento (por ejemplo, un collar de perforación) y cualquiera de la pared más alta desde el punto de vista gravitacional de la perforación de pozo o del norte geográfico.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención provee un método y aparato para determinar la inclinación y dirección de una formación terrestre sobre la base de las mediciones direccionales (es decir, azimutales) . Las mediciones son relativamente profundas de manera que los efectos del medio ambiente del agujero de perforación, comparados con los formadores de imágenes de agujero de perforación convencionales, son mucho menos significativos. Otra ventaja es que la invención trabaja tanto en lodo conductor como en el lodo resistivo. La precisión en la determinación de la inclinación puede ser muy alta, especialmente cuando la inclinación relativa no está cerca a los 90°. La presente invención utiliza las mediciones direccionales de una herramienta de ondas electromagnéticas (EM) con el fin de derivar la inclinación asi como la dirección de las capas de la formación. El ángulo de azimut se puede determinar mediante el examen de la respuesta direccional como función del ángulo azimutal, ya sea a través de una rotación real de la herramienta, o a través de una rotación producida por un programa de -computación con un conjunto de bobinas tri-axiales en el caso de una linea de cableado (ver, por ejemplo, la Patente EUA No. 6.584.408). La información acerca de la inclinación se deriva a partir de la puede aplicar mientras se perrora~~paTra proveef—tens—sejraz cio^s_ de inclinación en tiempo real, pero sin la restricción de un requerimiento de inclinación relativamente alto como en el caso de las herramientas conocidas. La presente invención se basa en el descubrimiento de que en casi todos los ángulos de inclinación, la respuesta direccional con simetría (inducción xz-zx o su contraparte de propagación) es casi linealmente proporcional al ángulo de inclinación relativa para una formación terrestre dada. En adición, cuando tanto la antena de recepción como la de transmisión están ubicadas en diferentes lados del límite de la capa, el factor de proporcionalidad es casi constante e independiente de la posición de la herramienta. Dichas notables propiedades son sólo ciertas para las mediciones con simetría . De esta manera, un aspecto de la presente invención se relaciona con el aparato requerido para llevar a cabo dichas mediciones con simetría. Éste involucra unos pares de mediciones de antenas TR o TRR con simetría, conforme se propone en la Publicación de Solicitud de Patente EUA No. 2003/0085707 de Minerbo et al., cedida en la actualidad a Schlumberger . Las mediciones se llevan a cabo a partir de la inducción de la frecuencia de propagación. Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un método para la utilización de la respuesta de dicho aparato con el fin de derivar en forma precisa tanto la inclinación relativa como el azimut 'de las capas. La inclinación y el azimut reales pueden ser calculados a partir de la inclinación relativa como de la información acerca del azimut acoplada con la orientación del agujero de perforación.

Otro aspecto Se la pTre~SBTrt¾—invención—s-e—r-elacioaa—con. la aplicación de dicho servicio de inclinación en tiempo real mientras se perfora. Un aspecto adicional de la presente invención se relaciona con el uso de dicha información para ayudar en la interpretación de la anisotropia por resistencia especifica para las herramientas de inducción tri-axiales o de propagación . Las ventajas de dicha determinación de la inclinación sobre las inclinaciones que se derivan a partir de las imágenes del agujero de perforación convencionales incluyen: 1. elevada precisión a menores ángulos de inclinación relativa ; 2. disponibilidad en tiempo real de los servicios de determinación de la inclinación. 3. menos dependencia del medio ambiente del agujero de perforación, asi como libertad de la torta de lodo del agujero de perforación y de los efectos lodo/ filtrado; 4. determinación de la inclinación que no está afectada por ligeras variaciones del ángulo de inclinación local adyacente a la pared del agujero de perforación; 5. servicios de inclinación independientes del tipo de lodo . De esta manera, la invención se puede expresar en forma más particular como un método para la caracterización de una formación subterránea con un instrumento de sondeo dispuesto en un agujero de perforación que penetra la formación, el instrumento de sondeo tiene un eje longitudinal y está equipado con por lo menos un sistema de transmisión y un sistema de recepción. El instrumento de sondeo está colocado dentro del agujero de perforación "Se manera Tal que~~e1: sistema de transmisión y el sistema de recepción están dispuestos en la proximidad del limite de una formación de interés, y se mide la orientación azimutal del instrumento de sondeo. Se transmite la energía electromagnética hacia la formación utilizando el sistema de transmisión, y se miden las señales asociadas con la energía electromagnética transmitida por el sistema de transmisión utilizando el sistema de recepción. Se determina el azimut relativo del límite de la formación, y se produce una medición direccional simétrica utilizando las señales de la medición y el azimut relativo del límite determinado. Luego, se determina la inclinación relativa del límite de la formación utilizando la medición direccional producida. Entonces, se puede utilizar el azimut relativo así como la inclinación relativa de la formación con el fin de. determinar el azimut y la inclinación reales del límite de la formación, de una manera que es conocida en la técnica. En una configuración del método inventivo, el instrumento de sondeo se transporta dentro de una sarta de perforación para su rotación con la misma. La configuración emplea un sistema de transmisión que- incluye las antenas de transmisión primera y segunda, y un sistema de recepción que incluye las antenas de recepción primera y segunda. La segunda antena de transmisión tiene un momento dipolar magnético cuyo sesgo corresponde al sesgo del momento dipolar magnético de la primera antena de recepción, y la segunda antena de recepción tiene un momento dipolar magnético cuyo sesgo corresponde al sesgo del momento dipolar magnético de la primera antena de transmisión. Por lo menos, una de las primeras antenas tiene un momento dipolar magnético sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo, el momento d-tpeie^?—magnético—sesgado—de—una—de La_s primeras antenas corresponde a un primer ángulo azimutal. Adicionalmente, por lo menos una de las segundas antenas tiene un momento dipolar magnético sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo, el momento dipolar magnético sesgado de una de las segundas antenas corresponde a un segundo ángulo azimutal. Esta configuración se puede adaptar a las variaciones entre los ángulos azimutales primero y segundo. De esta manera, por ejemplo, el segundo ángulo azimutal puede diferir del primer ángulo azimutal substancialmente en 90 grados, o los dos ángulos pueden ser substancialmente iguales. En otra aplicación para sarta de perforación, el sistema de transmisión incluye por lo menos una antena que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo en un ángulo T, y el sistema de recepción incluye por lo menos una antena que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo en un ángulo 180-T. En este caso, la etapa de transmisión y las etapas de medición se llevan a cabo mientras el instrumento de sondeo está siendo girado con la sarta de perforación. En esta aplicación en sarta de perforación, el sistema de transmisión puede incluir dos antenas de transmisión separadas, cada una de las antenas de transmisión tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento en un primer ángulo. El sistema de recepción puede incluir por lo menos una antena de recepción colocada entre las dos antenas de transmisión a una primera profundidad de agujero de perforación, la antena de recepción tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento en un segundo ángulo. En este caso, la etapa de transmisión incluye aplicar energía a una de las antenas de transmisión para transmitir la energía electromagnética hacia la formación, mientras que la etapa de medición incluye la medición de las primeras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por una de las antenas de transmisión (utilizando la antena de recepción) , la determinación de la orientación azimutal del instrumento de sondeo, así como la rotación de la sarta de perforación para hacer girar las antenas de transmisión y recepción alrededor del eje del instrumento de sondeo. El instrumento de sondeo es el que se mueve dentro del agujero de perforación para posicionar la otra de las dos antenas de transmisión con respecto a la primera profundidad de agujero de perforación, y se aplica energía a la otra de las dos antenas de transmisión para transmitir la energía electromagnética hacia la formación. Luego se miden las segundas señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por la otra antena de transmisión utilizando la antena de recepción, de nuevo se determina la orientación azimutal del instrumento de sondeo, y nuevamente se rota la sarta de perforación para hacer girar las antenas de transmisión y de recepción alrededor del eje del instrumento de sondeo. Entonces, se puede determinar el azimut relativo del límite a partir de las señales de voltaje primera y segunda, y luego se pueden combinar las señales de voltaje primera y segunda medidas para producir la medición direccional simétrica. En las aplicaciones de sarta de perforación del método inventivo, se puede determinar el azimut del instrumento de sondeo utilizando un dispositivo de detección en el plano de herramienta. El azimut relativo del límite se puede determinar utilizando acumulación, o fracienclo" referencia a-los ángulos azimutales medidos que corresponden a las magnitudes mínima y máxima entre las señales medidas. Se prefiere que las señales medidas sean señales de voltaje complejas. Por lo tanto, se puede calcular los valores de atenuación y de cambio de fase relevantes a partir de las señales de voltaje medidas asociadas con el azimut relativo del límite. Los valores de cambio de fase y de atenuación se pueden obtener tomando el algoritmo de la relación de las señales de voltaje complejas obtenidas a partir de los dos distintos ángulos azimutales preseleccionados , tal como 0 y 180 grados desde el azimut relativo del límite. En una configuración particular del método inventivo, la etapa de producir la medición direccional incluye la extracción tanto de la magnitud como la fase de las señales medidas ajusfando la respuesta de las señales medidas en diferentes orientaciones azimutales del instrumento para aproximar las funciones. Las funciones de ajuste son de manera preferible sinusoides que tienen coeficientes de ajuste que incluyen los términos de la constante, sen f, eos f, sen 2f y eos 2f que definen un algoritmo de ajuste iterativo para la determinación de la dependencia azimutal de las mediciones direccionales, conforme se describe en la Solicitud de Patente EUA No. 10/709.212, presentada el 21 de Abril de 2004, por Li et al. y cedida al cesionario de la presente invención. En una configuración, particular del método inventivo, el sistema de transmisión incluye por lo menos las antenas de transmisión primera y segunda, y el sistema de recepción incluye por lo menos las antenas de recepción primera y segunda . Las antenas están orientadas de manera tal—qtns—l-a-s— antenas primera de transmisión y primera de recepción definen un primer par de antenas simétricas, y las antenas segunda de transmisión y segunda de recepción definen un segundo par de antenas simétricas, el momento dipolar magnético de por lo menos una de las antenas forma un ángulo substancialmente diferente de cero con el instrumento de sondeo. El método inventivo de manera preferible incluye además la etapa de la determinación del perfil de resistencia especifica a través del limite de la formación, que se puede considerar o no parte de la etapa de la determinación de la inclinación. El perfil de resistencia especifica se puede determinar a partir de los datos piloto del agujero conocidos o a partir de las mediciones de resistencia especifica barreno abajo. Las mediciones de la resistencia especifica barreno abajo típicamente se proveen por medio del instrumento de sondeo o mediante otra herramienta transportada en una sarta de herramientas común con el instrumento de sondeo. La etapa de determinación de la inclinación relativa puede incluir la utilización de una tabla de búsqueda pre- calculada de mediciones direccionales para los valores seleccionados de la resistencia específica de dos capas de la formación divididas por el limite de la formación y el ángulo de inclinación relativa. En la determinación de los valores reales de la resistencia específica de los dos capas de la formación, se puede utilizar una o más tablas de búsqueda pre-calculadas para el par de resistencias específicas seleccionadas con el fin de determinar la respuesta direccional del límite por unidad de inclinación que corresponde a los valores reales de la resistencia especifica. Luego, se determina la inclinación relativa dividiendo la medición direccional producida entre un factor de escalamiento, el que se determina a partir del perfil de resistencia especifica determinado calculando la respuesta direccional del limite por unidad de inclinación. La etapa de determinación de la inclinación relativa puede incluir además una inversión. Un ejemplo incluye las etapas de la selección de una o más mediciones direccionales que se van a utilizar en la inversión, la selección de un modelo de inversión apropiado, la verificación de que el modelo de inversión seleccionado es consistente con otra información, y la determinación de la inclinación relativa y de los parámetros del modelo de inversión seleccionado. Los parámetros determinados del modelo de inversión seleccionado pueden incluir la posición del limite de la formación, asi como las resistencias especificas de las capas de la formación en ambos lados del limite. La etapa de la selección del modelo de inversión incluye la selección del modelo más simple que se ajuste a la información conocida, y la etapa de verificación incluye la comparación del modelo seleccionado con las características geológicas así como con otros parámetros de la formación medidos. En otra aplicación del método inventivo, el instrumento de sondeo es una herramienta transportada por la sarta de perforación o de línea de cableado que gira en forma lenta o que no gira. En una configuración particular, de acuerdo con este caso, el sistema de transmisión incluye dos antenas de transmisión y cada una de las antenas de transmisión tiene un momento dipolar magnético alineado con el eje del instrumento. El sistema de recepción incluye dos antenas de recepción transversales con sus momentos dipolares magnéticos orientados eñ diferentes direcciones, er¾ ambas sen— perpendiculares al eje del instrumento de sondeo. Las dos antenas de recepción están colocadas entre las dos antenas de transmisión a una primera profundidad de agujero de perforación substancialmente en el medio entre las dos antenas de transmisión. En otra configuración del instrumento de lenta rotación o sin rotación, el sistema de recepción incluye una antena de recepción que tiene un momento dipolar magnético alineado con el eje del instrumento y el sistema de transmisión incluye dos pares de antenas de transmisión transversales estando los momentos dipolares magnéticos de cada uno de los pares orientados en diferentes direcciones pero siendo ambos perpendiculares al eje del instrumento de sondeo. La antena de recepción está colocada entre los dos pares de antenas de transmisión a una primera profundidad de agujero de perforación substancialmente en el medio entre los dos pares de antenas de transmisión. Ya que la rotación del instrumento no está disponible en dichas aplicaciones, se emplea una matriz de rotación producida por un programa de computación, de acuerdo con las enseñanzas de la Patente EUA No. 6.584.408, también cedida al cesionario de la presente invención. En dichas aplicaciones de lenta rotación o sin rotación del método inventivo, la etapa de transmisión incluye la aplicación de energía a una de las dos antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación. La etapa de medición incluye la utilización de las dos antenas de recepción para medir las primeras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por una de las antenas de transmisión, la mecfícToñ del " azimut ~cleT instrumento de sondeo, Ta determinación del azimut—r ta-tiv©— del limite, y la producción de una primera señal direccional de voltaje medida de una antena de recepción transversal virtual al azimut relativo de limite utilizando una matriz de rotación que corresponde al azimut relativo de limite determinado con respecto al azimut del instrumento. Luego el instrumento de sondeo se mueve dentro del agujero de perforación con el fin de mover la otra de las dos antenas de transmisión a la primera profundidad de agujero de perforación (en donde estaban colocadas las dos antenas de recepción), y se repite el proceso. De esta manera, se aplica energía a la otra de las dos antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación, se utilizan las dos antenas de recepción para medir las segundas señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por la otra de las antenas de transmisión, se mide (de nuevo) el azimut del instrumento de sondeo, se determina (de nuevo) el azimut relativo del límite. Estas etapas permiten la composición de una segunda señal direccional de voltaje medida de una antena de recepción transversal virtual al azimut relativo del límite utilizando la matriz de rotación que corresponde al azimut relativo del límite determinado con respecto al azimut del instrumento. Luego se combinan las señales' de voltaje primeras y segundas producidas de la antena de recepción transversal virtual con el fin de producir la medición direccional simétrica. En configuraciones particulares de las aplicaciones de lenta rotación o sin rotación, el sistema de transmisión incluye antenas de transmisión tri-axiales, y el sistema de recepción incluye antenas de recepción tri-axiales. Los vectores de los momentos dípotares nragnéLieos—de—tas— ros antenas en los sistemas de antenas pueden ser linealmente independientes o mutuamente ortogonales. Las antenas triaxiales también pueden estar substancialmente co-ubicadas. En las configuraciones que emplean las antenas tri-axiales, la etapa de transmisión incluye en forma secuencial la aplicación de energía a cada una de las tres antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación. En el caso de los sistemas de antenas tri-axiales mutuamente ortogonales, la etapa de medición incluye la medición secuencial de las primeras, segundas y terceras señales de voltajes asociadas con la energía electromagnética transmitida por las antenas de transmisión primera, segunda y tercera, la utilización de las tres antenas de recepción para cada una de las mediciones. Las señales de voltaje medidas por las respectivas tres antenas de recepción son luego combinadas linealmente con el fin de generar los voltajes que representan los pares de antenas de transmisión y de recepción de orientaciones arbitrarias. Esto permite la composición de los voltajes de acoplamiento entre las tres antenas de transmisión y de recepción virtuales mutuamente ortogonales, así como la composición de la medición direccional simétrica que utiliza los voltajes de acoplamiento para los pares de antenas de transmisión y recepción . Se puede determinar el azimut relátivo del límite en dichas configuraciones de acuerdo con: tan"1 (YZ/XZ) o tan"1 (2*XY/ (XX-YY) ) , en donde: YZ es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección Y y · de transmisión en dirección Z de momento dipolar magnético unitario; XZ es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección Z de momento dipolar magnético unitario, XY es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección Y de momento dipolar magnético unitario, XX es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección X de momento dipolar magnético unitario, YY es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección Y y de transmisión en dirección Y de momento dipolar magnético unitario, Z está en la dirección a lo largo del eje del instrumento, X está en la dirección del ángulo del azimut de referencia, y es perpendicular a Z, Y es perpendicular a X y Z; y X-Y-Z forman un sistema de coordenadas Cartesianas. Las mediciones direccionales de acuerdo con dicha configuración se pueden producir utilizando un voltaje de acoplamiento X'Z-ZX', en donde X' está en la dirección del azimut relativo del limite y es perpendicular al eje Z del instrumento. En el caso de los sistemas de antenas tri-axiales linealmente independientes, las señales de los pares de antenas de transmisión y recepción virtuales de una orientación fija se generan a partir de las señales de voltaje primeras, segundas y terceras a través de una matriz de rotación en un espacio de tres dimensiones que corresponde a la orientación fija UTo asperrtO de—fa—presente—invención—s-e—r-eiaciona—con un método para la caracterización de una formación subterránea, que incluye las etapas de la colocación de un instrumento de sondeo dentro de un agujero de perforación de manera tal que el sistema de transmisión del instrumento asi como el sistema de recepción estén dispuestos en la proximidad del limite de una formación de interés, y la medición de la orientación azimutal del instrumento de sondeo. Se transmite la energía electromagnética hacia la formación utilizando el sistema de transmisión, y las señales asociadas con la energía electromagnética transmitida por el sistema de transmisión se miden utilizando el sistema de recepción. Se produce una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas, y la medición direccional determinada se gráfica como una función de la profundidad para una pluralidad de diferentes profundidades. La profundidad a la cual por lo menos una de las antenas superior e inferior cruza el límite de la formación se puede entonces identificar utilizando una discontinuidad en la tasa de cambio de la medición direccional. Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un aparato de sondeo para la caracterización de una formación subterránea que es penetrada por un agujero de perforación, que incluye un cuerpo adaptado para el transporte en el agujero de perforación y que tiene un eje longitudinal. El cuerpo del aparato de sondeo se puede adaptar para su transporte y rotación dentro de una sarta de perforación, y para su transporte con una línea de cableado. Un sistema de transmisión es transportado por el cuerpo para la transmisión de la energía electromagnética hacia la formación. Un sistema de recepción es transportado por ""el cuerpo para la Medición de las señales asociadas con 3ra—energía—el-ee^iromagnética-transmitida por el sistema de transmisión. También, se proveen medios para la determinación del azimut relativo del límite de una formación de interés en la proximidad del agujero de perforación, para la producción de una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas por el sistema de recepción y el azimut relativo del límite determinado por medio de los medios gue determinan el azimut, y para la determinación de la inclinación relativa del límite de la formación utilizando la medición direccional producida.

En una configuración particular del aparato inventivo, el sistema de transmisión incluye por lo menos una antena que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo en un ángulo T, y el sistema de recepción incluye por lo menos una antena que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo en un ángulo 180-T.

En una configuración adicional del aparato inventivo, el sistema de transmisión incluye por lo menos las antenas de transmisión primera y segunda, y el sistema de recepción incluye por lo menos las antenas de recepción primera y segunda. Las antenas están orientadas de manera tal que las antenas primera de transmisión y primera de recepción definen un primer par de antenas simétricas, y las antenas segunda de transmisión y segunda de recepción definen un segundo par de antenas simétricas. En una configuración adicional del aparato inventivo, el sistema de transmisión incluye dos antenas de transmisión, cada una de las antenas de transmisión tiene un momento dipolar magnético que está alineado con el eje del instrumento. El sistema de recepción incluye dos antenas de recepción transversales ~muludmenl —ui togorralres-;—cotando—las dos antenas de recepción colocadas entre las dos antenas de transmisión. De manera alternativa, el aparato se puede configurar con antenas de transmisión y recepción reciprocas (las dos antenas de transmisión estando colocadas entre las dos antenas de recepción) . En una configuración particular, el sistema de transmisión incluye antenas de transmisión tri-axiales, y el sistema de recepción incluye antenas de recepción triaxiales . Los medios que determinan el azimut pueden incluir un dispositivo de detección en el plano de la herramienta y/o un medio legible por computadora que tiene unas instrucciones que se ejecutan en la computadora para la determinación del azimut relativo del limite de la formación de interés. Los medios de composición incluyen, en una configuración, un medio legible por computadora que tiene instrucciones que se ejecutan en computadora para la composición de una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas por el sistema de recepción y el azimut relativo del limite determinado por los medios que determinan el azimut. El medio para la determinación de la inclinación relativa puede incluir un medio legible por computadora que tiene instrucciones que se ejecutan en la computadora para la determinación de la inclinación relativa del limite de la formación utilizando la medición direccional compuesta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para que las características y ventajas de la presente —±nv¾Tic ón~-qije -s«^eñe-kmaR-l-ifleas —«u^ri-ba—se_pue.dan r.omprpnripr en detalle, una descripcion~Tñas paTrtxrrtri¾H?—de—ía—invención, _ que se resume brevemente líneas arriba, se puede tener como referencia para las configuraciones de la misma que se ilustran en los dibujos anexos. Se debe observar, no obstante, que los dibujos anexos ilustran solamente las configuraciones típicas de esta invención y por lo tanto no se deben considerar como limitantes de su alcance, ya que la invención puede admitir otras configuraciones igualmente efectivas . La Figura 1 muestra diagramas esquemáticos de herramientas de propagación o inducción del arte previo. Las Figuras 2A y 2B son vistas en elevación que muestran las corrientes parásitas inducidas por una herramienta de sondeo en un agujero de perforación que penetra una formación sin y con una inclinación relativa, respectivamente. La Figura 3 es una representación en elevación de una sarta de perforación giratoria convencional en la cual se puede emplear la presente invención para favorecerla. La Figura 4 es una representación esquemática de una herramienta de sondeo de medición direccional básica que tiene pares de antenas de transmisión y recepción simétricos.

La Figura 5 es una representación esquemática de una herramienta de sondeo de medición direccional dispuesta en un segmento de un agujero de perforación que se encuentra dentro de una única capa de formación, por medio de la cual se diseñan las mediciones direccionales simétricas para no ser sensibles a la inclinación a y la anisotrópía. La Figura 6 es una representación esquemática de una herramienta de sondeo de medición direccional dispuesta en un __segmento de un agujero de perforación que atraviesa un límite entre capas con el fin de penetrar dos capas de fo¾á~c Óh7 por medio de Ta cual las Ttrediciuires—dirccoionale-s—s i mét H .a.s son casi constantes y son proporcionales a la inclinación para un perfil de resistencia especifica dado cuando la(s) antena (s) de transmisión y de recepción están colocadas en lados opuestos del limite de las capas. La Figura 7 es un gráfico de la resistencia específica que ilustra una solo límite de formación que divide dos capas de formación adyacentes. Las Figuras 8A-8C muestran gráficos que representan las respuestas de la formación (mediciones direccionales simétricas y de la resistencia específica convencionales) a la energía electromagnética transmitida por una herramienta de sondeo orientada a lo largo del eje de un agujero de perforación/ herramienta, la herramienta de sondeo tiene antenas colocadas en ambos lados del límite. La Figura 9 muestra la respuesta de las señales de propagación direccional simétricas graficada como una función de la profundidad vertical real (PVR) para diferentes ángulos de inclinación cuando cruzan el límite de una capa, de acuerdo con un aspecto de la presente invención. La Figura 10 muestra una respuesta similar a aquélla de la Figura 9, pero las 'señales de propagación están normalizadas con respecto al ángulo de inclinación, en una escala logarítmica. La Figura 11 muestra una respuesta normalizada similar a aquélla de la Figura 10, en una escala lineal. La Figura 12 muestra una respuesta similar a aquélla de la Figura 9, pero que representa un solo par de antenas de transmisión- recepción (TR) antes de hacerse simétricas. La Figura 13 muestra una respuesta similar a aquélla de la Figura 10, pero que representa--"ttosr-paxe-s—de— —e-e—- La Figura 14 muestra la respuesta de la herramienta de inducción equivalente para un par de TR simétricas (medición XZ-ZX) , normalizada con respecto al ángulo de inclinación. La Figura 15 es un diagrama de flujo para la determinación de la inclinación de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 3 ilustra un aparejo de perforación y sarta de perforación convencionales en los cuales se puede utilizar la presente invención para favorecerlos. Un montaje de torre de perforación y plataforma con base en tierra 10 está colocado sobre una perforación de pozo 11 que penetra una formación subterránea F. En la configuración ilustrada, la perforación de pozo 11 se forma por medio de la perforación giratoria de una manera que es muy conocida. Aquellos con conocimientos ordinarios en la técnica que reciben el beneficio de esta revelación apreciarán, sin embargo, que la presente invención también encuentra uso en las aplicaciones de perforación direccional asi como también las de perforación giratoria, y no está limitada a los aparejos con base en tierra. Se apreciará además que la presente invención no está limitada a las aplicaciones "mientras se perfora", sino que también tiene utilidad en las aplicaciones de linea de cableado (conforme se describe más adelante) . Una sarta de perforación 12 está suspendida dentro de la perforación de' pozo 11 e incluye una broca de barrena 15 en su extremo inferior. La sarta de perforación 12 es hecha girar por medio de una mesa giratoria 16, a la que se aplica en-e^gía— or—med i os._no__mostrjados , que engancha un vástaqo cuadrado de transmisión 17 en el extremo superior de la sarta de perforación. La sarta de perforación 12 está suspendida de un gancho 18, acoplado a un motón viajero (que tampoco se muestra) , a través del vástago cuadrado de transmisión 17 y un eslabón giratorio 19 que permite la rotación de la sarta de perforación con respecto al gancho. El fluido o lodo de perforación 26 se almacena en un foso 27 formado en el emplazamiento del pozo. Una bomba 29 coloca el fluido de perforación 26 en el interior de la sarta de perforación 12 a través de un puerto en el eslabón giratorio 19, induciendo a que el fluido de perforación fluya en forma descendente a través de la sarta de perforación 12 como se indica por la flecha direccional 9. El fluido de perforación sale de la sarta de perforación 12 a través de los puertos en la broca de barrena 15 y entonces circula en forma ascendente a través de la región entre el exterior del sarta de perforación y la pared de la perforación de pozo, que se denomina el anillo, conforme se indica por medio de las flechas de dirección 32. De esta manera, el fluido de perforación lubrica la broca de barrena 15 y transporta las cortaduras de la formación hacia arriba en dirección de la superficie retornando al foso 27 para su recirculación. La sarta de perforación 12 incluye además un montaje de fondo de pozo (MFP) , al que se hace referencia de manera general como 34, cerca a la broca de barrena 15 (en otras palabras, constituido por varias longitudes del collar de perforación desde la broca de barrena) . El montaje de fondo de pozo incluye capacidades para la medición, procesamiento y almacenamiento de información, asi como también la manera, el montaje de fondo de pozo 34 incluye, entre otras cosas, un aparato para la medición y comunicación local 36^con éTr~fTnr- e—determi«ax_ y comunicar la resistencia especifica de la formación F que circunda la perforación de pozo 11. El aparato de comunicación 36, que también se conoce como una herramienta de resistencia especifica, incluye un primer par de antenas de transmisión/ recepción T, R, asi como también un segundo par de antenas de transmisión/ recepción ?" , R' . El segundo par de antenas ?" , R' es simétrico con respecto al primer par de antenas T, R, conforme se describe en la presente. La herramienta de resistencia de resistencia especifica 36 incluye además un dispositivo de control con el fin de controlar la adquisición de los datos, como es conocido en la técnica . El MFP 34 incluye además los instrumentos alojados dentro de los collares de perforación 38, 39 para la realización de varias otras funciones de medición, tal como la medición de la radiación natural, densidad (rayos gamma o neutrones), y la presión de poro de la formación F. Por lo menos algunos de los collares de perforación están equipados con dispositivos de estabilización 37, como es muy conocido en la técnica. Un sub-montaje de comunicaciones local/ con la superficie 40 también se incluye en el MFP 34, justo encima del collar de perforación 39. El sub-montaje 40 incluye una antena toroidal 42 que se utiliza para la comunicación local con la herramienta de resistencia especifica 36 (aunque se pueden emplear otros medios para la comunicación local conocidos para favorecerlo) , y un tipo conocido de sistema de telemetría acústica que se comunica con un sistema similar (_que _np__se__muestra) en la superficie terrestre a través de las señales transportadas en el lodo o fluido ele~pé foraciünrr De esta manera, el sistema de telemetría en el sub-montaje 40 incluye un dispositivo de transmisión acústica que genera una señal acústica en el fluido de perforación (también conocido como "impulso de lodo") que es representativa de los parámetros medidos barreno abajo. La señal acústica generada se recibe en la superficie por medio de transductores que estén representados por el número de referencia 31. Los transductores, por ejemplo, transductores piezoeléctricos , convierten las señales acústicas recibidas en señales electrónicas. La salida de los transductores 31 se acopla a un sub-sistema de recepción barreno abajo 90, que desmodula las señales transmitidas. La salida del sub-sistema de recepción 90 se acopla entonces a un procesador de computadora 85 y a un dispositivo de registro 45. El procesador 85 se puede utilizar para determinar el perfil de resistencia específica de la formación (entre otras cosas) sobre una base de "tiempo real" mientras se sondea o posteriormente teniendo acceso a los datos registrados en el dispositivo de registro 45. El procesador de computadora se acopla a un monitor 92 que emplea una interfaz gráfica de usuario ("IGU") a través del cual los parámetros barreno abajo medidos así como los resultados particulares derivados de los mismos (por ejemplo, los perfiles de resistencia específica) se presentan en forma gráfica a un usuario. También se provee un sistema de transmisión barreno arriba 95 para la recepción de los comandos de entrada del usuario (por ejemplo, a través de la IGU en el monitor 92), y está operativo para interrumpir de manera selectiva la nppración de la bomba 29 de una manera que se puede detectar por medio de los transductores 99 en el sub-montaje 40. De esta manera, hay una comunicación de dos vTas entre e±—svte-— montaje 40 y el equipo barreno arriba. Un sub-montaje apropiado 40 se describe en mayor detalle en las Patentes EUA Nos. 5.235.285 y 5.517.464, ambas de las cuales se cedieron al cesionario de la presente invención. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que se pueden emplear técnicas acústicas alternativas, asi como también otros medios de telemetría (por ejemplo, electromecánica, electromagnética) para la comunicación con la superficie. Se utilizan dos tipos de antenas de bobina para producir las mediciones, con sensibilidad direccional. Un tipo que logra su sensibilidad direccional tiene la antena ya sea desplazada, por ejemplo, del centro del eje longitudinal de una herramienta de sondeo, o parcialmente cubierta. También, se pueden realizar las mediciones direccionales con por lo menos una antena configurada de manera tal que su momento dipolar magnético no está lineado con el eje longitudinal de la herramienta que transporta la antena. La presente invención se relaciona con el segundo tipo de antena sensible desde el punto de vista direccional. La Figura 4 ilustra de manera esquemática una herramienta de resistencia especifica básica 36 para la medición de las ondas electromagnéticas (E ) direccionales. La herramienta 36 incluye una antena de transmisión T que dispara una onda EM de alguna frecuencia f y una antena de recepción R que está alejada en alguna distancia L. También se muestra el par simétrico (?' , R' ) de acuerdo con las enseñanzas de la Publicación de Solicitud de Patente EUA No. 2003/0085707 ("Minerbo et al") cedida al cesionario de la prese_nte_ invención. Por claridad y simplificación, la discusión que sigue se limitará a la antena de transmisión- y la antena de recepción R, aunque de manera~geri-erar-se-p«e — aplicar al par de antenas simétricas, ?" y R' . Se debe observar que aunque el momento dipolar de los dos pares en simetría- están en un mismo plano en la Figura 4, esta no es una condición requerida en la presente invención. Como será evidente en la siguiente discusión, las señales desde los dos pares que tienen sus momentos dipolares en diferentes planos se pueden incluso añadir juntas con el fin de lograr resultados equivalentes si se utilizan los coeficientes extraídos o el cambio de fase direccional o la atenuación en la operación de simetría. Durante la operación, la antena de recepción R registrará un voltaje VRT inducido por la onda EM desde la antena de transmisión T y sus corrientes secundarias producidas en la formación que es penetrada por el agujero de perforación que contiene la herramienta de sondeo 36. Ambas antenas T y R están fijadas en la herramienta 36 y de esta manera giran físicamente con la misma. Esto se contrasta con la aplicación alternativa de línea de cableado de la presente invención, en donde las antenas virtuales se "hacen girar" con un programa de computación (es decir, las señales de voltaje medidas se "hacen girar" alrededor del eje del instrumento de sondeo hasta un plano que es perpendicular .al límite de interés utilizando una matriz de rotación que corresponde al azimut del límite determinado) . La Herramienta 36 está equipada con un dispositivo de detección en el plano de la herramienta dentro de los collares de perforación 38, 39 para indicar de manera continua la orientación azimutal del instrumento de sondeo, y _uri dispositivo de control para controlar los pares de antenas de transmisión - recepción primero y segundo que transmiTen" en forma selectiva la energía electromagnética haci —ta— formación y medir las señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida como función de la orientación azimutal del instrumento de sondeo. El dispositivo de detección en el plano de la herramienta emplea uno de los siguientes: magnetómetros para indicar la orientación azimutal del instrumento de sondeo con respecto al norte magnético de la tierra; dispositivos de detección gravitacionales para indicar la orientación azimutal del instrumento de sondeo con respecto al vector de gravedad terrestre; u otro medio adecuado gue se conoce en la técnica. Las orientaciones de las antenas se pueden asumir para formar los ángulos ?t para la antena de transmisión T, y ?? para la antena de recepción R. Entonces, la variación azimutal del voltaje de acoplamiento conforme se hace girar la herramienta se puede expresar en términos del acoplamiento de ios componentes Cartesianos del momento dipolar magnético como: ??F)= eos 9T eos 9R + + V>y )sen9T sent + ??? sens ?t cos 9R + eos 9T sen 9R ]cos f + sen ?t cos0R + Viy eos ?t sen 9R + (vyx + )sen?t sen 9R sen 2f+ -{v^ + V)y )sen?t sen 9R cos 2^ ( 1 . 1 ) en donde se han definido un conjunto de coeficientes complejos C0, Cic, Cis, C2c, C2s con el fin de representar las amplitudes de los diferentes componentes de la respuesta de __La.__formación medida. De esta manera, los coeficientes complejos se definen como: Cofar A)= VB cos9T cos0R +^(vxx +Vyy)seneT sen9R + Vxy)sen9T senOR (1.2) De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se reconoce que estos coeficientes son funciones de la resistencia especifica de la formación, la desviación del agujero de perforación y el ángulo del azimut en la ubicación de la herramienta. Con una operación de simetría, es decir (?t => ??) , la Ec. (1.1) se simplifica a: 2[?„-??]?e?{?t-??)85f+2[?}a-?^ß?{?t-??)5ß? =Clc{?t, 9R )???f+ Cu {9T,eR) ß?f (1.3) Todas las armónicas de segundo orden ( 2c r C2s) desaparecen después de la sustracción debido a que ellas son simétricas con respecto al intercambio de los ángulos de sesgo de las antenas de transmisión y recepción. De esta manera, la operación de simetría simplifica la variación azimutal de la señal anti-simetría. En esta etapa, el punto de referencia del ángulo azimutal es arbitrario. Para la geometría de planificación, si se selecciona el puntó de ángulo f como—-ia—di ©GCi n_ proyectada por el vector normal del plano de las capas al plano de la herramienta, entonces Vyz = Vzy = 0 por simetría y V (f) podría tener una dependencia pura del cos<j>. En la aplicación actual, se desconoce la orientación de las capas. Sin embargo, dada cualquier referencia, la orientación de las capas se puede calcular mediante: 1.4' Con la rotación de <t>capar será normal a las capas y de esta manera V (f) es exactamente [Vxz - Vzx] aparte de una constante de multiplicación 2sen(9T - 8R) . Una vez que se determina el voltaje de cada una de las bobinas de recepción debido a cada una de las bobinas de transmisión, se puede establecer la medición total: añadiendo los voltajes en el caso de una herramienta de inducción; o tomando la relación compleja de los voltajes en el caso de una herramienta de propagación. Por ejemplo, para el dispositivo de sondeo de propagación de la Figura 4, el valor absoluto del voltaje en cada una de las antenas receptoras se puede obtener como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las partes reales e imaginarias del voltaje complejo (Ec. 1.1) y la proporción de los valores absolutos provee la atenuación, a partir de la cual se puede obtener la resistencia específica Rad determinada por la atenuación (resistencia específica de las formaciones a una profundidad relativamente honda de investigación alrededor de las antenas receptoras) . Se obtiene la fase para cada una de las antenas receptoras a partir del arco^ tangente de la proporción de las partes imaginaria y real del voltaje complejo, y el cambio de tase es la difgreu id en la f-ase—en—í-a-s—d s—an^en-a-S-de recepción. Luego, se puede obtener la resistencia especifica Rps determinada por el cambio de fase (la resistencia especifica de las formaciones a una profundidad de investigación relativamente poco honda alrededor de las antenas de recepción) . Para las mediciones del tipo de propagación, se toma la diferencia del logaritmo de los voltajes (o la proporción) entre las dos mediciones. Siguiendo las enseñanzas de Minerbo et al. se toma la amplitud de la respuesta azimutal, es decir, la diferencia en el cambio de fase y la atenuación de la medición, en el ángulo T y aquélla en el ángulo (T + 180) , evaluada en el máximo de la respuesta de voltaje. Esto conduce a aproximadamente, a partir de las Ees. (1.1-2) : c eT,0R )+ C2c{eT,eR )cos2<t> + €2!{?t,? )3ß?2f (1.5) El máximo de se logra a f = 0 si x se selecciona para ser la normal de la dirección a las capas. Evaluada al ángulo f = 0, la Ec. (1.5) produce: (1.6) Ésta, no obstante, no es aún el tipo xz-zx puro de las respuestas que se desean, es decir, que no son sensibles a la anisotropia de las capas y el ángulo de inclinación. La presente invención se relaciona con las mediciones direccionales que no son sensibles a la anisotropia de la formación en un rango amplio de ángulos de inclinación y a través de un amplio rango de frecuencias. Ahora, con el procedimiento de simetría (?t <=> 6R) , conforme se prescribe en Minerbo et al., se tiene: VRT (O, 0T , 0R ) ??t (\ 80,?t, ?? ) ^ 12 - V sen (9T , 9R ) ???(180 ) ??t {0,?t , ?? ) V^ cosOr Cose. + V^ sene. sene, ? . ? \ Esto, de nuevo, es similar a la respuesta del tipo de inducción, aunque el denominador aún tiene algunos componentes que no son simplemente [xz-zx] . Esto prueba que el procedimiento de simetría para la medición del tipo de propagación puede producir respuestas similares a aquélla del tipo de inducción convencional, pero no un tipo puro. Es también cierto que las mediciones de propagación se pueden llevar a cabo en dos orientaciones arbitrarias en la respuesta azimutal. De esta manera, la orientación de las capas se determina mediante el examen de la dependencia azimutal de la respuesta de la herramienta de sondeo. Una técnica para extraer los diferentes componentes (es decir, los coeficientes) de la respuesta azimutal se revela en la Solicitud de Patente EUA deT ?? €t—a"í".—xn-tit-tri-ada—^i-ee^ionai - -EieG-t-r-oinajg-netic Ka-v Resistivity Apparatus and Method"^ presentada el 21 de Abril de 2004 y cedida , Inscripción No. 10/709.212, en donde la variación azimutal medida de una señal se ajusta a funciones aproximadas. En particular, la respuesta azimutal se ajusta de acuerdo con extractos de los términos sen y eos relevantes de las mediciones direccionales , tomadas en forma iterativa. Dicho algoritmo de ajuste se realiza en un procesador de señal digital aunque un algoritmo de · enteros es suficientemente rápido para realizarse para todos los canales dentro de un periodo de muestreo de 4 ms . La utilización precisa de la información sobre el ángulo azimutal y el proceso aleatorio de las secuencias de adquisición, hace que el algoritmo sea resistente para tolerar la rotación irregular de la herramienta asi como también la adhesión y deslizamiento bajo las severas condiciones de perforación. De esta manera, todos los datos se utilizan para obtener la señal ascendente/ descendente en lugar de sólo los datos en los dos conjuntos, mejorando de esta manera la relación señal a ruido en la medición. La utilización de ángulos azimutales precisos también hace más precisa la orientación de las capas determinadas. El detalle del algoritmo se puede describir como a continuación . Implementación del punto flotante: se inicia con un valor inicial de la matriz P0 y vector U0, luego se procede con el algoritmo descrito a continuación con la medición y(<j>), y la base r = (1 cos<|>i eß?f? cos2<j>i sen<}>i)T, en donde P es una matriz de dimensión x M, y, ü y r son vectores de la dimensión M. M es la dimensión de la función base. Después de la iteración N, entonces U convergirá a un valor que representa los coeficientes de la expresión. Este algoritmo es estable y—??—convergencia—se—ieg^a—de maR»ra—gene al—en_ 10-15 iteraciones. El detalle del algoritmo se muestra a continuación: inicializar P0 y UQ; para m = 1 a N muestras siguiente m; regresar (U) ; en donde: N muestras es la cantidad total de muestras que se adquieren en un ciclo, M es la dimensión del vector de función aproximado (cantidad de funciones de aproximación) , U es el vector de los coeficientes de ajuste de la dimensión , r es el vector de los valores de función aproximados en cada una las posiciones de medición de la dimensión M, y P es una matriz de dimensión M x M. En muchos casos, la implementación del punto flotante será muy costoso de implemenrar con los CPU barreno abajo disponibles en la actualidad debido a que pueden haber cientos de canales a ser ajustados y la adquisición de los datos para cada ángulo azimutal tiene que ser muy corto (en el rango de ms) con el fin de que el ángulo sea preciso a una elevada velocidad de rotación. En estas situaciones, se puede aplicar una implementación con enteros, con alguna modificación, para mejorar la precisión (por ejemplo, u-tili-s re-escalamiento a a evitar el desbordamiento, y para acelerar la convergencia. Los valores de la función base también se pueden pre-generar y almacenar en la memoria de manera que se puedan interpolar más adelante con el fin de obtener el valor real para el ángulo f?. Ya que sólo se extraen las señales relevantes en la técnica de ajuste, sólo se necesitan guardar los coeficientes útiles. De esta manera, en este caso, solamente es necesario guardar 5 coeficientes, comparados con los 32 si se fueran a acumular todos los datos que se utilizan en el ejemplo de 32 bits. Aquellos expertos en la técnica apreciarán las ventajas de la técnica inventiva que incluye la precisión de la señal extraída y una mejora particular en la precisión del ángulo azimutal. A partir de estos coeficientes de ajuste, se puede determinar el ángulo (dirección) azimutal del límite de las capas. La Figura 5 es una representación esquemática de una herramienta de sondeo de medición direccional 36' que tiene un eje BA y está dispuesta en un segmento del agujero de perforación 11 que yace dentro de una sola capa de i formación B2. La capa B2 está separada de la capa ?? que está encima de un límite Px, y está separada de una capa B3 que está debajo de un límite P2. En esta configuración, las' mediciones direccionales simétricas obtenidas a partir de los acoplamientos ?-Ri y T2-R2 (de acuerdo con Minerbo et al) han probado no ser sensibles al ángulo a de inclinación y la anisotropía . La Figura 6, no obstante, ilustra una configuración en donde dichas mediciones direccionales son extremadamente sensibles a la inclinación. De esta manera, La Figura 6 es una representación esquemática de una herramienta cte sondeo de medición direccional 36" que tiene un eje ?? y que está dispuesta en un segmento de un agujero de perforación 11' que atraviesa un limite de capa Px. El agujero de perforación 11' penetra las dos capas de la formación Bi, B2 y la herramienta de sondeo está configurada (y colocada) de manera tal que la antena de transmisión Ti y la antena de recepción Ri están dispuestas en un lado del limite Pi, mientras que la antena de transmisión T2 y la antena de recepción R2 están dispuestas en el otro lado del límite ??. En dicha disposición, la mediciones direccionales simétricas que se obtienen con la herramienta 36" son casi constantes y son proporcionales a la inclinación para un perfil de resistencia específica dado. La Figura 7 es un gráfico de la resistencia específica que ilustra un eje BA en un segmento de perforación de pozo que atraviesa un único límite de formación Px que divide dos capas adyacentes de la formación Bi, B2. En este ejemplo, las capas adyacentes de la formación exhiben una transición de resistencia específica de 20/1 Qm a través del límite ??, y una inclinación <x= 5o. Las Figuras 8A-8B muestran gráficos que representan las respuestas de la formación a la energía electromagnética transmitida por una herramienta de sondeo como la orientada en la Figura 7, con las antenas de la herramienta de sondeo en lados opuestos del límite Pi (de manera similar a la Figura 6). De esta manera, la Figura 8A ilustra un perfil de resistencia específica determinada en forma convencional a través de las capas Bi, B2. Las Figuras 8B, 8C ilustran la atenuación y el cambio de fase, respectivamente, que resultan de las mediciones direccionales simétricas con las antenas colocadas a través del límite de la formación (como en la Figura ?G· Por lo tanto, Tas— orxrxm-es de ta-s—cuxiLas__ graficadas en las Figuras 8B y 8C que son casi constantes (es decir, los segmentos inferiores casi "planos") representan las mediciones tomadas mientras las antenas estuvieron colocadas en ambos lados del limite Pi . Se encontró que la respuesta direccional simétrica no es sensible a los ángulos de inclinación y la anisotropia para ángulos de inclinación relativamente altos (por ejemplo, >60°) y cuando ambas antenas de transmisión y recepción están en el mismo lado del limite (ver inerbo et al) . Para ángulos de inclinación relativamente pequeños (por ejemplo, <40°), hace que la respuesta de las mediciones direccionales simétricas (del tipo xz-zx) sean directamente proporcionales al ángulo de inclinación relativa, si las antenas de transmisión y recepción están en lados opuestos del limite, como se describirá a continuación. La Figura 9 muestra la respuesta de una señal de propagación direccional a 100 kHz, graficada como una función de la posición de la herramienta en la profundidad vertical real (PVR) cuando atraviesa de una capa de 1 ohmio-m hacia una capa de 10 ohmios-m. La señal se incrementa en forma gradual conforme se incrementa el ángulo de inclinación relativa. A una inclinación relativa de cero, no hay variación de la señal que sale de la estructura conforme la herramienta gira debido a la simetría. De esta manera, la señal es nula. Sin embargo, tan pronto como la inclinación relativa se hace diferente de cero, se generará una señal finita. De hecho, como se observa a partir del gráfico, incluso a una inclinación de Io, la señal de cambio de fase es ligeramente mayor de Io, lo cual es muy importante considerando la precisión de la medicTorT ~que~~sé~ ue¾e~lo"gTcrr con 1a electrónica que-exirste dcLuaimeirbe^ La Figura 10 muestra la misma respuesta de la Figura 9 para ángulos de inclinación relativa de hasta 30°, pero con las señales de cambio de fase y de atenuación normalizadas por el ángulo de inclinación relativa. Las curvas normalizadas se apilan una encima de la otra, independientes del ángulo de inclinación. Esto es especialmente cierto en el medio cuando la antena de transmisión y la de recepción están en lados opuestos del limite de la capa. Lo que quiere decir que la señal de cambio de fase y de atenuación de la respuesta simétrica es linealmente proporcional al ángulo de inclinación y esta proporcionalidad constante es casi independiente de la posición de la herramienta cuando T y R están en lados opuestos del limite. Por supuesto, que el factor lineal depende de la separación del par TR, la frecuencia de la medición asi como la resistencia especifica de las dos capas, en su mayor parte del valor de la parte más conductora de las dos capas. Las respuestas normalizadas con el ángulo de inclinación de las mediciones direccionales de 100 kHz se presentan de nuevo en la Figura 11 incluyendo los ángulos de hasta 70°, en una escala lineal. El coeficiente de escalamiento para el cambio de fase de 50° se muestra que es 2% menor, y para el de 70° es 6% menor, que para los ángulos de cambio de fase menores. Las atenuaciones son más sensibles, mostrando cambios de 15% y 40% a 50° y 70°, respectivamente. Es importante observar que dicha simplicidad de respuesta es un resultado directo de la operación de simetría. La Figura 12 muestra la respuesta de los pares PVR individuales antes de la operación de simetría, bajo exactamente la misma confT^üxa^iTSñ^úlTTa^de-ia~Figura ^—tas- respuestas son muchas más complejas. La relación rírrea eiiLie las señales medidas y la inclinación de la formación que se aprecia claramente para las configuraciones de TR con simetría, no es ya válida. La operación de simetría simplifica la respuesta de la herramienta en el límite de la capa en pozos de elevados ángulos y de nuevo realiza lo mismo para la sensibilidad a la inclinación. La física subyacente está relacionada. Las Figuras 9-12 son de los pares de antenas T-R que no están colocados en los mismos espacios físicos, aunque la distancia TR sea fija para los dos pares como es requerido para la operación de simetría. La Figura 13 muestra la respuesta normalizada para los dos pares de TR co-ubicados. Ésta se debe comparar con la Figura 10. La respuesta de los pares TR ubicados y no ubicados con respecto a la inclinación es muy' similar. La Figura 14 muestra la respuesta de la herramienta de inducción equivalente de los pares simétricos (xz-zx) a 10 kHz, normalizada al ángulo de inclinación aparente. Tanto las porciones real como imaginaria del voltaje de la antena de recepción se pueden escalar como la inclinación, hasta una muy buena aproximación. El factor de proporcionalidad es casi una constante para la parte real del voltaje y varía en forma lineal con la distancia, cuando el par de ' antenas de transmisión y recepción están en los dos lados de la interfaz . La relación simple de la respuesta direccional simétrica a la inclinación relativa permitirá la determinación precisa del azimut y la inclinación relativa de la estructura de las capas. Por ejemplo, a una inclinación de Io, la señal de cambio de fase de la Figura 9 es de aproximadamente 0,09 dB y 1, 6°. Incluso con la electrónica, el cambio de fase y la atenuación se pueden medir a 0,02° y 0,004 dB, respectivamente. Esto quiere decir que la inclinación se puede medir con una precisión de 0,01° - 0,03°, si se requiere dicha precisión, en cuyo caso se deben utilizar dispositivos de detección muy exactos. Por comparación, este grado de precisión es de dos órdenes de magnitud menor que el se puede proveer con las herramientas de formación de imágenes conocidas. En forma más realista, tomando en cuenta el efecto anticipado del medio ambiente, es posible realizar mediciones de las inclinaciones relativas con una precisión del 10%, incluso en ángulos de inclinación relativa muy baj os . Una vez que se determina la inclinación relativa, se puede utilizar la respuesta direccional para derivar la distancia al estimado del limite cuando los dispositivos de detección están lejos del limite. Es también interesante observar la diferencia drástica entre la respuesta de la herramienta cuando las antenas de recepción y de transmisión están en lados opuestos del limite y aquélla cuando las antenas de recepción y de transmisión están en el mismo lado. La pendiente de las respuestas como función de la profundidad cambia abruptamente cuando se produce la intersección. Este cambio se puede utilizar para identificar la posición del limite de la capa en forma precisa . La técnica aplica tanto a las herramientas de inducción con linea de cableado como las propagación de SMP, independientemente del método de transporte. Para las aplicaciones del tipo "mientras se perfora", esta información se- en—tiempo— al- -mediante el envió de -Xas-marii ni nn s barreno arriba y analizándolas en la superficie, o mediante el análisis de los datos barreno abajo primero y luego enviando la información sobre la estructura de la inclinación hacia la superficie. Aquellos expertos en la técnica relevante apreciarán que mientras la respuesta depende de las propiedades de las capas, tal como la resistencia especifica, éstas también dependen de la separación y la frecuencia de las antenas de recepción - transmisión. Se describirá ahora un aspecto particular de la presente invención, con referencia a la Figura 15. Se adquieren las mediciones direccionales en tiempo real, se determina el azimut del limite de las capas y se producen las mediciones direccionales (todo conforme se describe lineas arriba) , utilizando un instrumento de sondeo que está dispuesto en la proximidad de una o más capas de interés (casilla 110). Las resistencias especificas de la formación en cada uno de los lados del limite identificado se determinan utilizando las mediciones estándares de la resistencia especifica, inducción o propagación (casilla 105) . Los canales direccionales seleccionados de las señales de voltaje direccionales adquiridos son útiles para la determinación precisa del ángulo de inclinación asi como la ubicación del limite. El ángulo de inclinación determinado puede ser confirmado utilizando diferentes canales direccionales a partir de las señales de voltaje direccionales adquiridas, utilizando una tabla de búsqueda, o mediante las Lécnicas de inversión (casilla 120) . El procedimiento simple con la carta o tabla de búsqueda está dirigido originalmente sólo para la determinación de la inclinación del limite. S¾ genera—urra-—esp-u sta—de—medición—simé±xic^,__y__ejsia_ respuesta___se____es_cal3—sobr-e—±a—base de las resistencias especificas conocidas, con el fin de predecir el ángulo de inclinación de la capa de la formación (es decir, un limite para la capa) de interés. La etapa de escalamiento corresponde a un coeficiente de escalamiento. Se identifica un limite para la capa de la formación de interés moviendo el instrumento de sondeo dentro del agujero de perforación, generando nuevas mediciones direccionales y la respuesta simétrica, escalando la respuesta simétrica y observando los cambios en la respuesta (casilla 120). En una configuración, la etapa de determinación de la inclinación aparente comprende el uso de una tabla de búsqueda. En este caso, el método incluye además las etapas de la determinación de un factor de escalamiento para un par seleccionado de las resistencias especificas determinadas calculando la respuesta direccional producida por unidad de inclinación, la determinación de la inclinación relativa dividiendo la medición direccional producida por un factor de escalamiento, y la utilización de una tabla de búsqueda para el par de resistencias especificas seleccionadas y la inclinación relativa determinada y el azimut para la determinación de la inclinación real. La tabla de búsqueda puede ser pre-calculada para numerosos pares de resistencias especificas. Luego, a partir de las resistencias especificas aparentes, se puede encontrar fácilmente en la tabla cuantas muchas unidades (grados, dB o Voltios) , por grado de inclinación, se tienen. La alternativa es elaborar una tabla de búsqueda 3D con la inclinación incluida y emplear el procedimiento simple de la tabla de búsqueda. De forma alternativa, se determina un factor de_ es_caLain±e.n-to—a—pa fcrr del perfil de resistencia especifica determinado mediante el cálculo de la respuesta direccional del limite por unidad de inclinación, y la determinación de la inclinación relativa mediante la división de la medición direccional producida entre el factor de escalamiento. En otra configuración, la etapa de la determinación de la inclinación relativa comprende una inversión. La inversión incluye de manera preferible las etapas de la selección de una o más mediciones direccionales que se utilizan en la inversión, la selección de un modelo de inversión apropiado, la verificación de que el modelo de inversión seleccionado sea consistente con otra información, y la determinación de la inclinación y los parámetros del modelo de inversión seleccionado. Los parámetros del modelo de inversión determinados de manera preferible incluyen la ubicación de la posición del limite de la formación, y las resistencias especificas de las capas de la formación en ambos lados del limite . La construcción del modelo o la etapa de la selección del mismo (casilla 125) incluyen de manera preferible la selección del modelo más simple que se ajuste a la información conocida, y la creación de una visualización de las mediciones direccionales seleccionadas. La etapa de la selección del modelo incluye además de manera preferible la utilización de algoritmos para penalizar la complejidad del modelo, tal como el Criterio de Información Akaike. El modelo basado en la inversión debe ser flexible, para permitir la selección de los parámetros, desde 1 (sólo inclinación) hasta 6 (inclinación, posición del limite y las resistencias especificas anisotrópicas de las dos capas) . El proceso puede ser interactivo o de procesamiento de log en lotes. El modelo ba-s-ade-—en—le—iftv-&r-6-ió-n—s-e—pu-ede—a-tiliza-g—pa-r-a—aae—T—má-s-límites (perfil de resistencia especifica arbitrario) : Será evidente a aquellos expertos en la técnica que esta invención se puede implementar utilizando una o más computadoras de propósito general adecuadas que tengan el equipo apropiado para llevar a cabo los procesos de la invención. La programación se puede realizar a través del uso de uno o más dispositivos de almacenamiento de programas que sean legibles por el procesador de las computadoras así como la codificación de uno o más programas de instrucciones que pueden ser ejecutadas por la computadora para llevar a cabo las operaciones que se describen líneas arriba. El dispositivo de almacenamiento de programas puede tomar la forma de, por ejemplo, uno o más discos flexibles; un CD ROM u otro disco óptico; una cinta magnética; un chip de memoria de solo lectura (ROM) , así como otras formas del tipo muy conocido en la técnica o desarrollado posteriormente. El programa de instrucciones puede ser en "código objeto", es decir, en forma binaria que se puede ejecutar en forma más o menos directa por medio de la computadora; en "código fuente" que requiere la compilación o interpretación antes de la ejecución; o en alguna forma intermedia tal como un código parcialmente compilado. Las formas precisas del dispositivo de almacenamiento y de la codificación de las instrucciones son indiferentes en la presente. De esta manera, se puede implementar los medios de procesamiento en el equipo de superficie, en la herramienta, o estar compartidos en los dos como es conocido en la técnica. También se apreciará que las técnicas de la invención se pueden utilizar con cualquier tipo de sistema de sondeo de pozos, por ejemplo, herramientas con línea de cableado, herramientas SMP/ MMP, o herramientas SMT.

Se entenderá—a— arti —de—ia—de-scri pc.i ón mencionada lineas arriba que se pueden llevar a cabo varias modi icaciones y cambios en las configuraciones preferidas y alternativas de la presente invención sin alejarse de su verdadero espíritu. La descripción está dirigida para propósitos de ilustración solamente y no se debe considerar en un sentido limitante. El alcance de esta invención se debe determinar sólo por el lenguaje de las reivindicaciones que se presentan a continuación. El término . "comprende" en las reivindicaciones está proyectado para querer decir "incluye por lo menos" de manera tal que la lista mencionada de elementos en una reivindicación está en un grupo abierto. "Un", "una" así como otros términos en singular están dirigidos a incluir las formas plurales de los mismos a menos que se excluya de manera específica.

Claims

Lo que se reivindica es: 1. Un método para la caracterización de una formación subterránea con un instrumento de sondeo dispuesto en un agujero de perforación que penetra la formación, el instrumento de sondeo tiene un eje longitudinal y está equipado por lo menos con un sistema de transmisión y un sistema de recepción, el método comprende las etapas de: la colocación del instrumento de sondeo dentro del agujero de perforación de manera tal que el sistema de transmisión y el sistema de recepción estén dispuestos en la proximidad de un limite de la formación de interés; la medición de la orientación azimutal del instrumento de sondéela transmisión de la energía electromagnética hacia la formación utilizando el sistema de transmisión; la medición de las señales asociadas con la energía electromagnética transmitida por el sistema de trasmisión utilizando el sistema de recepción; la determinación del azimut relativo del límite de la formación;- la composición de una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas y el azimut relativo determinado del límite; y la determinación de la inclinación relativa del límite de la formación utilizando la medición direccional compuesta . 2. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, que comprende además las etapas de la determinación del azimut real así_como la inclinación real del límite de la formación. 3. El método de acuerdo con la Reivindicación caracterizado porque: ~ el instrumento de sondeo es transportado dentro de la sarta de perforación para su rotación con la misma; el sistema de transmisión comprende las antenas de transmisión primera y segunda; y el sistema de recepción comprende la antenas de recepción primera y segunda; la segunda antena de transmisión tiene un momento dipolar magnético cuyo sesgo corresponde al sesgo del momento dipolar magnético de la primera antena de recepción, y la segunda antena de recepción tiene un momento dipolar magnético cuyo sesgo corresponde al sesgo del momento dipolar magnético de la primera antena de transmisión, de manera tal que : por lo menos una de las primeras antenas tiene un momento dipolar magnético sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo, el momento dipolar magnético sesgado de una de las primeras antenas corresponde a un primer ángulo azimutal, y por lo menos una de las segundas antenas tiene un momento dipolar magnético sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo, el momento dipolar magnético sesgado de una de las segundas antenas corresponde a un segundo ángulo azimutal. 4. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque: el instrumento de sondeo es transportado dentro de una sarta de perforación para su rotación con la misma; el sistema de transmisión comprende por lo menos _una___ajitena__que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo~eñ~un ángulo ; la etapa de transmisión se lleva a cabo mientras el instrumento de sondeo está siendo girado con la sarta de perforación; el sistema de recepción comprende por lo menos una antena que tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento de sondeo en un ángulo 180-T; y las etapas de medición se llevan a cabo mientras el instrumento de sondeo está siendo girado con la sarta de perforación . 5. El método de acuerdo con la Reivindicación 4, caracterizado porque el azimut relativo del limite se determina haciendo referencia a los ángulos azimutales medidos que corresponden a las magnitudes mínima y máxima entre las señales medidas. 6. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de composición de la medición direccional incluye la extracción tanto de la magnitud como de la fase de las señales mediante el ajuste de la respuesta de la señal medida en diferentes orientaciones azimutales del instrumento con el fin de aproximar las funciones. 7. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque: el sistema de transmisión comprende por lo menos las antenas de transmisión primera y segunda; el sistema de recepción comprende por lo menos las antenas de recepción primera y segunda; las antenas están orientadas de manera tal que la — rimeara ^-R^ a_de_tr^n^m_i^ión así como la primera antena de recepción definen un primer par de antenas simétricas, y la segunda antena de transmisión así como la segunda antena de-recepción definen un segundo par de antenas simétricas, y el momento dipolar magnético de por lo menos una de las antenas forma un ángulo diferente de cero con el instrumento de sondeo . 8. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, que comprende además la etapa de: la determinación del perfil de resistencia específica a través' del límite de la formación. 9. El método de acuerdo con la Reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de la determinación de la inclinación relativa comprende la determinación del perfil de resistencia específica a través del límite de la formación. 10. El método de acuerdo con la Reivindicación 8, caracterizado porque el perfil de resistencia específica se determina ya sea a partir de los datos piloto del agujero conocidos o a partir de las mediciones de la resistencia específica barreno abajo. 11. El método de acuerdo con la Reivindicación 10, caracterizado porque las mediciones de la resistencia específica barreno abajo se proveen por medio del instrumento de sondeo o por medio de otra herramienta transportada en una sarta de herramientas común con el instrumento de sondeo. . 12. El método de acuerdo con la Reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de determinación de la inclinación relativa comprende la utilización de una tabla de búsqueda pre-calculada . 13. El método de acuerdo con la Reivindicación 12, caracterizado porque la etapa de determinación de la inclinación relativa comprende: la determinación de los valores reales de ía resistencia específica de las dos capa~5 de—te— ©£fflacióa. divididas por el límite de la formación; la utilización de una o más tablas de búsqueda pre-calculadas para el par de resistencias específicas seleccionadas con el fin de determinar la respuesta direccional del límite por unidad de inclinación que corresponde a los valores reales de la resistencia específica; y la determinación de la inclinación relativa por medio de la división de la medición direccional compuesta entre un factor de escalamiento, el factor de escalamiento se determina a partir del perfil de resistencia específica determinado mediante el cálculo de la respuesta direccional del límite por unidad de inclinación. 14. El método de acuerdo con la Reivindicación 8, que comprende además las etapas de: la determinación de un factor de escalamiento a partir del perfil de resistencia específica determinado mediante el cálculo de la respuesta direccional del límite por unidad de inclinación; y la determinación de la inclinación relativa mediante la división de la medición direccional compuesta entre el factor de escalamiento. 15. El método de acuerdo con la Reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de determinación de la inclinación relativa comprende una inversión. 16. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque el instrumento de sondeo es una herramienta transportada por una sarta de perforación o por _línea de cableado que gira en forma lenta o que no gira. 17. El método de acuerdo con la ~R¾ vTn^Tcácíon—t6y caracterizado porque! el sistema de transmisión comprende dos antenas de transmisión, cada una de las antenas de transmisión tiene un momento dipolar magnético alineado con el eje del instrumento; el sistema de recepción comprende dos antenas de recepción transversales con sus momentos dipolares magnéticos orientados en diferentes direcciones pero ambas perpendiculares al eje del instrumento de sondeo, las dos antenas de recepción están colocadas entre las dos antenas de transmisión a una primera profundidad de agujero de perforación substancialmente en el medio entre las dos antenas de transmisión. 18. El método de acuerdo con la Reivindicación 17, caracterizado porque: la etapa de transmisión incluye la aplicación de energía a una de las dos antenas de transmisión para la transmisión de la energía electromagnética hacia la formación; la etapa de medición incluye la medición de las primeras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por una de las antenas de transmisión, utilizando las dos antenas de recepción, la medición del azimut del instrumento de sondeo; la determinación del azimut relativo del límite; y la composición de una primera señal direccional de voltaje medida de una antena de recepción transversal virtual al azimut relativo" del" Tímilír^t l^z cíu una matriz de rotación que corresponde di—azimut ro-Ía:um_dgJ.— limite determinado con respecto al azimut del instrumento; y que comprende además las etapas de: el movimiento del instrumento de sondeo dentro del agujero de perforación con el fin de mover la otra de las dos antenas de transmisión a la primera profundidad del agujero de perforación; la aplicación de energía a la otra de las dos antenas de transmisión con el fin de transmitir l energía electromagnética hacia la formación; la medición de las segundas señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por la otra antena de transmisión, utilizando las dos antenas de recepción; la medición del azimut del instrumento de sondeo; la determinación del azimut relativo del límite; y la composición de una segunda señal direccional de voltaje medida de una antena de recepción transversal virtual en el azimut relativo del límite utilizando una matriz de rotación que corresponde al azimut relativo del límite determinado con respecto al azimut del instrumento; y la combinación de las señales de voltaje compuestas primera y segunda de la antena de recepción transversal virtual con el fin de componer la medición ' direccional simétrica . 19. El método de acuerdo con la Reivindicación 16, caracterizado porque: el sistema de transmisión comprende' antenas de transmisión tri-axiales; el sistema de recepción comprende antenas de recepción tri-axiales. caracterizado porque los vectores del momento dipolar magnético de las tres antenas de transmisión son linealmente independientes, y el vector del área efectiva de antena de las tres antenas de recepción son linealmente independientes. 21. El método de acuerdo con la Reivindicación 19, caracterizado porque los vectores del momento dipolar magnético de las tres antenas de transmisión son mutuamente ortogonales, y los vectores del momento dipolar magnético de las tres antenas de recepción son mutuamente ortogonales. 22. El método de acuerdo con la Reivindicación 19, caracterizado porque las tres antenas de transmisión y las tres antenas de recepción están substancialmente co-ubicadas. 23. El método de acuerdo con la Reivindicación 19, caracterizado porque: la etapa de transmisión incluye la aplicación de energía a una de las tres antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación; la aplicación de energía a una segunda de las tres antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación; la aplicación de energía a una tercera de las tres antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación; la etapa de medición incluye la medición de las primeras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por una de las antenas de transmisión, utilizando las tres antenas de recepción, la medición de las segundas señales de volta ~e asociadas con la energía electromagnética trra snrrxda—pef—ta— segunda antena de transmisión, utilizando las tres antenas de recepción, la medición de las terceras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por la tercera antena de transmisión, utilizando las tres antenas de recepción; y que comprende además las etapas de: la combinación lineal de las señales de voltaje medidas por las respectivas tres antenas de recepción con el fin de generar los voltajes que representan los pares de antenas de transmisión y recepción de orientaciones arbitrarias ; la composición de los voltajes de acoplamiento entre las tres antenas de recepción y de transmisión virtuales mutuamente ortogonales; y la composición de la medición direccional simétrica utilizando los voltajes de acoplamiento para los pares de antenas de recepción y transmisión simétricos. 24. El método de acuerdo con la Reivindicación de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque las señales de los pares de antenas de transmisión- recepción virtuales de una orientación fija se generan a partir de las señales de voltaje primeras, segundas y terceras a través de una matriz de rotación espacial 3D que corresponde a la orientación fija. 25. El método de acuerdo con la Reivindicación 23, caracterizado porque el azimut relativo del limite se determina de acuerdo con: tan"1 (YZ/XZ) o tan"1 (2*XY/ (XX-YY) ) , en donde : ?? es el voltaje ae xas aivCerraB~~d~e recepción en la— dirección Y y de transmisión en dirección Z de momento dipolar magnético unitario, XZ es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección Z de momento dipolar magnético unitario, XY es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección Y de momento dipolar magnético unitario, XX es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección X y de transmisión en dirección X de momento dipolar magnético unitario, YY es el voltaje de las antenas de recepción en la dirección Y y de transmisión en dirección Y de momento dipolar magnético unitario, Z está en la dirección a lo largo del eje del instrumento , X está en la dirección del ángulo del azimut de referencia, y es perpendicular a Z, Y es perpendicular a X y Z; y X-Y-Z forman un sistema de coordenadas Cartesianas. 26. El método de acuerdo con la Reivindicación 23, caracterizado porque las mediciones direccionales se componen utilizando un voltaje de acoplamiento X' Z-ZX' , en donde X' está en la dirección del azimut relativo del limite y es perpendicular al eje Z del instrumento. 27. El método de acuerdo con la Reivindicación 4, caracterizado porque: el sistema de transmisión comprende dos antenas de transmisión separadas, cada una de las antenas de transmisión tiene un momento dipolar magnético que esta sesgado con respecto al eje del instrumento por uñ~px±mer ángulo el sistema de recepción comprende por lo menos una antena de recepción colocada entre las dos antenas de transmisión en una primera profundidad de agujero de perforación, la antena de recepción tiene un momento dipolar magnético que está sesgado con respecto al eje del instrumento en un segundo ángulo. 28. El método de acuerdo con la Reivindicación 27, caracterizado porque: la etapa de transmisión incluye la aplicación de energía a una de las dos antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación; la etapa de medición incluye la medición de las primeras señales de voltaje asociadas con la energía electromagnética transmitida por una de las antenas de transmisión, utilizando la antena de recepción, la determinación de la orientación azimutal del instrumento de sondeo, y la rotación de la sarta de perforación con el fin de hacer girar las antenas de- transmisión y recepción alrededor del eje del instrumento de sondeo, y que comprende además las etapas de: el movimiento del instrumento de sondeo dentro del agujero de perforación con el fin de mover la otra de las dos antenas de transmisión a la primera profundidad de agujero de perforación; la aplicación de energía a la otra de las dos antenas de transmisión con el fin de transmitir la energía electromagnética hacia la formación; la medición de las segundas señales" á ~^voTfa e asociadas con la energía electromagnética transmitida por la otra de las antenas de transmisión, utilizando la antena de recepción ; la determinación de la orientación azimutal del instrumento de sondeo; y la rotación de la sarta de perforación con el fin de hacer girar las antenas de transmisión y recepción alrededor del eje del instrumento de sondeo; la determinación del azimut relativo del límite a partir de las primeras y segundas señales de voltaje medidas; y la combinación de las primeras y segundas señales de voltaje medidas con el fin de componer la medición direccional simétrica. 29. Un método para la caracterización de una formación subterránea con un instrumento de sondeo dispuesto en un agujero de perforación que penetra la formación, el instrumento de sondeo tiene un eje longitudinal y está equipado por lo menos con un sistema de transmisión y un sistema de recepción que comprende de manera colectiva por lo menos un conjunto de antenas superiores y un conjunto de antenas inferiores, el método comprende las etapas de: la colocación del instrumento de sondeo dentro del agujero de perforación de manera que el sistema de transmisión y el sistema de recepción están dispuestos en la proximidad de un límite de la formación de interés; la medición de. la orientación azimutal del instrumento de sondeo; · la transmisión de la energía electromagnética hacia la formación utilizando el sistema de transmisión; Ta~me~d±cióii de las señólos asoGiadag—con la energía_ electromagnética transmitida por el sistema de transmisión utilizando el sistema de recepción; la composición de una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas; y la elaboración de un gráfico de la medición direccional determinada como función de la profundidad para una pluralidad de diferentes profundidades; y la utilización de una discontinuidad en la tasa de cambio en la medición direccional graficada con el fin de identificar la profundidad a la cual por lo menos una de las antenas superior e inferior atraviesa el limite de la formación . 30. Un aparato de sondeo para la caracterización de una formación subterránea penetrada por un agujero de perforación, que comprende: un cuerpo adaptado para su transporte en el agujero de perforación y que tiene un eje longitudinal; un sistema de transmisión transportado por el cuerpo para la transmisión de la energía electromagnética hacia la formación; un sistema de recepción transportado por el cuerpo para la medición de las señales asociadas con la energía electromagnética transmitida por el sistema de transmisión; medios para la determinación del azimut relativo del límite de una formación de interés en la proximidad del agujero de perforación; medios para la composición de una medición direccional simétrica utilizando las señales medidas por medio del sistema de recepción y del azimut relativo del límite determinado por niedTo' de ~lo ™m~eiiÍO5~ qu ~"de1:e m±n3rn— ei medios para la determinación de la inclinación relativa del limite de la formación utilizando la medición direccional compuesta. 31. El aparato de sondeo de acuerdo con la Reivindicación 30, caracterizado porque el cuerpo está adaptado para su transporte dentro de una sarta de perforación, y está además adaptado para su rotación con la sarta de perforación. 32. El aparato de sondeo de acuerdo con la Reivindicación 30, caracterizado porque el cuerpo está adaptado para su transporte con una linea de cableado.