BRPI0707316A2 - verificação de simulador de condutividade de furo de sondagem e equilìbrio de bobina transversa - Google Patents

Abstract

VERIFICAçãO DE SIMULADOR DE CONDUTIVIDADE DE FURO DE SONDAGEM E EQUILìBRIO DE BOBINA TRANSVERSA. A calibração das séries de uma ferramenta de registro de indução de múltiplos componentes é obtida posicionando a ferramenta horizontalmente acima do solo. Os alojamentos superior e inferior da ferramenta são conectados por um simulador de condutividade de furo de sondagem que tem a resistência comparável àquela de um furo de sondagem. O posicionamento axial e radial das bobinas transmissoras é feito monitorando saídas em bobinas receptoras para obter um mínimo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VERIFICA-ÇÃO DE SIMULADOR DE CONDUTIVIDADE DE FURO DE SONDAGEM EEQUILÍBRIO DE BOBINA TRANSVERSA".

Antecedentes da Invenção

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de desenho de apare-lho no campo de exploração de óleo. Em particular, a presente invençãodescreve um método para calibrar dispositivos de registro de múltiplos com-ponentes usados para detectar a presença de óleo em furos de sondagem, penetrando uma formação geológica.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Instrumentos de registro de poço de resistividade de induçãoeletromagnética são bem-conhecidos na técnica. Instrumentos de registro depoço de resistividade de indução eletromagnética são usados para determi- nar a condutividade elétrica, e seu inverso, resistividade, de formações deterra penetradas por um furo de sondagem. A condutividade da formação foideterminada baseada em resultados de medir o campo magnético de corren-tes de Foucault que o instrumento induz na formação adjacente ao furo desondagem. A condutividade elétrica é usada, dentre outras razões, inferindo o conteúdo fluido das formações de terra. Tipicamente, a condutividade me-nor (resistividade maior) está associada com nas formações de terra queproduzem hidrocarbonetos. Os princípios físicos de registro de poço de in-dução eletromagnética são bem descritos, por exemplo, em J.H. Moran eK.S. Kunz, "Basic Theory of Induction Logging and Application to Study of Two-Coil Sondes", Geophysics, vol. 27, N5 6, part 1, pp. 829-858, Society ofExploration Geophysicists, Dezembro de 1062. Muitos aperfeiçoamentos emodificações em instrumentos de resistividade de indução eletromagnéticadescritos na referência de Moran e Kunz, acima, foram planejados, algunsdos quais são descritos, por exemplo em US 4837571 para Barber1 em US 5157605 para Chandler e outros, e em US 5600246 para Fanini e outros.

A ferramenta de registro de poço de resistividade de induçãogeofísica convencional é uma sonda adequada para baixar dentro do furo desondagem e compreende uma seção de sensor contendo um transmissor ereceptor e outro equipamento, primariamente elétrico, para inferir os parâme-tros físicos que caracterizam a formação. A seção de sensor, ou mandril,compreende transmissores e receptores de indução posicionados ao longodo eixo do instrumento, dispostos na ordem de acordo com as especifica-ções de ferramenta ou instrumento particular e orientados paralelos ao eixodo furo de sondagem. O equipamento elétrico gera uma voltagem elétrica aser aplicada adicionalmente uma bobina de indução de transmissor, os si-nais de condições vindo das bobinas de indução do receptor, processa ainformação obtida, armazena e por meio de telemetria envia os dados para asuperfície da terra através de um cabo de linha de fios elétricos usado parabaixar a ferramenta dentro do furo de sondagem.

Em geral, quando se usa uma ferramenta de registro de induçãoconvencional com transmissores e receptores (bobinas de indução) orienta-da somente ao longo do eixo do furo de sondagem, as zonas de produçãode hidrocarbonetos são difíceis de detectar quando elas ocorrem em reser-vatórios de múltiplas camadas ou laminados. Estes reservatórios normal-mente consistem em camadas alternadas finas de xisto e areia e, freqüen-temente, as camadas são tão finas que devido à resolução insuficiente daferramenta de registro convencional não podem ser detectadas individual-mente. Neste caso a condutividade média da formação é avaliada.

As técnicas de registro de poço de indução convencionais em-pregam bobinas enroladas em um mandril isolante. Uma ou mais bobinas detransmissor são energizadas por uma corrente alternada. O campo magnéti-co oscilante produzido por esta disposição resulta na indução de correntesnas formações que são quase proporcionais à condutividade das formações.Estas correntes, por sua vez, contribuem para a voltagem induzida em umaou mais bobinas de receptor. Selecionando somente o componente de vol-tagem que está em fase com a corrente de transmissor, é obtido um sinalque é aproximadamente proporcional à condutividade da formação. Em apa-relho de registro de indução convencional, a bobina de transmissor e bobinade receptor básicas têm eixos que são alinhados com o eixo longitudinal dodispositivo de registro de poço. (Para simplicidade de explicação, será as-sumido que o eixo de furo de sondagem é alinhado com o eixo do dispositivode registro, e que estes estão na direção vertical. Também bobinas únicasserão subseqüentemente referidas sem levar em consideração bobinas defocalização ou similares). Esta disposição tende a induzir circuitos de corren-te secundária nas formações que são concêntricos com as bobinas detransmissão e recepção verticalmente orientadas. As medições de condutivi-dade resultantes são indicativas da condutividade horizontal (ou resistivida-de) das formações circundantes. Existem, no entanto, várias formações en- contradas no registro de poço que têm uma condutividade que é anisotrópi-ca. A anisotropia resulta da maneira em que os leitos de formação foramdepositados pela natureza. Por exemplo, "anisotropia uniaxial" é caracteriza-da pela diferença entre a condutividade horizontal, em um plano paralelo aoplano de leito, e a condutividade vertical, em uma direção perpendicular ao plano de leito. Quando não existe inclinação de leito, a resistividade horizon-tal pode ser considerada estar no plano perpendicular ao furo de sondagem,e a resistividade vertical na direção paralela ao furo de sondagem. Os dispo-sitivos de registro de indução convencionais, que tendem a ser sensíveissomente à condutividade horizontal das formações, não fornecem uma me-dida de condutividade vertical ou de anisotropia. Técnicas foram desenvolvi-das para determinar a anisotropia de formação. Ver, por exemplo US4302722 para Gianzero e outros. A anisotropia transversa ocorre freqüente-mente tal que as variações em resistividade ocorrem na direção azimutal.

Assim, em um furo de sonda vertical, uma ferramenta de registrode indução convencional com transmissores e receptores (bobinas de indu-ção) orientados somente ao longo do eixo do furo de sondagem, responde àcondutividade horizontal média que combina a condutividade de areia e xis-to. Estas leituras médias são normalmente dominadas pela condutividaderelativamente maior das camadas de xisto e exibir sensibilidade reduzida para camadas de areia de condutividade menor onde reservas de hidrocar-bonetos são produzidas. Para tratar deste problema, registradores recorre-ram ao uso de ferramentas de registro de indução transversa tendo trans-missores e receptores (bobinas de indução) orientados de modo transversalcom respeito ao eixo longitudinal da ferramenta. Tais instrumentos para re-gistro de poço de indução transversa foram descritos na publicação de Pa-tente PCT WO 98/00733 de Beard e outros e US 5452761 para Beard e ou-tros; US 5999883 para Gupta e outros; e US 5781436 para Forgang e outros.

Em ferramentas de registro de indução transversa, a respostados sistemas de bobinas transversais é também determinada por uma con-dutividade média; no entanto, a condutividade relativamente menor das ca-madas de areia de produção de hidrocarbonetos domina nesta estimativa.

Em geral, o volume de xisto/areia na formação pode ser determinado a partirde medições de registro de poço de raios-gama ou nuclear. Então uma com-binação da ferramenta de registro de indução convencional com transmisso-res e receptores orientados ao longo do eixo de poço e a ferramenta de re-gistro de indução transversal podem ser usadas para determinar a condutivi-dade de camadas de xisto e areia individuais.

Uma dificuldade, se não a principal, em interpretar os dados ob-tidos por uma ferramenta de registro de indução transversal está associadacom a vulnerabilidade de sua resposta a condições de furo de sondagem.Dentre estas condições está a presença de um fluido de poço condutivo bemcomo efeitos de invasão de fluido de furo de poço.

Em instrumentos de registro de indução, a qualidade de dadosobtidos depende da distribuição de parâmetro eletromagnético da formação(condutividade ou resistividade) em que os receptores de indução de ferra-menta operam. Assim, no caso ideal, a ferramenta de registro mede sinaismagnéticos induzidos por correntes de Foucault que fluem na formação. Va-riações na magnitude e fase das correntes de Foucault que ocorrem em res-posta a variações na condutividade a formação são refletidas como varia-ções respectivas na voltagem de saída dos receptores. Nos instrumentos deindução convencionais estas voltagens de bobina de indução de receptorsão condicionadas e então processadas usando detectores sensitivos defase analógica ou digitalizados por conversores de digital para analógico eentão processados com algoritmos de processamento de sinal. O processa-mento permite determinar a amplitude e fase da voltagem do receptor comrespeito à forma de onda da corrente ou campo magnético do transmissor deindução. Verificou-se ser conveniente para interpretação geofísica de furoascendente para distribuir o sinal de receptor processado como uma combi-nação de vetor de dois componentes de voltagem: um estando em fase coma forma de onda de transmissor e outro componente de quadratura fora defase. Teoricamente, a amplitude de componente de voltagem de bobina emfase é o indicador mais sensível e livre de ruído da condutividade da formação.

Existem umas poucas margens de hardware e limitações desoftware que impactam o desempenho de ferramenta de registro de induçãotransversal convencional e resultam em erros que aparecem nos dados obti-dos.

O problema de hardware geral está tipicamente associado comum campo elétrico inevitável que é irradiado pelo transmissor de indução deferramenta simultaneamente com o campo magnético desejável, e acontecede acordo com as equações de Maxwell para o campo variando com o tem-po. O campo elétrico do transmissor interage com os módulos restantes daferramenta de registro de indução e com a formação; no entanto, esta inte-ração não produz qualquer informação útil. De fato, devido à possibilidadesempre existente para este campo ser acoplado diretamente na parte dereceptor da seção de sensor através das correntes de deslocamento parasi-tas, introduz o ruído. Quando este acoplamento ocorre, o campo elétrico de-senvolve potenciais elétricos indesejáveis na saída do condicionamento desinal de receptor, primariamente através do receptor de bobina de indução, eesta voltagem se torna um componente de ruído aditivo ao sinal de interesseintroduzindo um erro sistemático nas medições.

O problema poderia se tornar mesmo mais severo se a ferra-menta de registro de indução opera em poços contendo fluidos a base deágua. A lama a base de água tem permissividade elétrica significantementemaior comparado com o ar ou com o fluido a base de óleo. Ao mesmo tem-po, a impedância elétrica para as correntes de deslocamento acima mencio-nadas pode ser sempre considerada como acoplamento capacitivo entre afonte - o transmissor de indução e o ponto de acoplamento. Esta circunstân-cia aparentemente resultaria em um fato que o acoplamento capacitivo eerros sistemáticos associados são dependentes do ambiente porque a im-pedância capacitiva será convertida em permissividade de lama de poço.

O método convencional em reduzir este acoplamento capacitivono instrumento de registro de indução e baseia em usar blindagens elétricasespeciais (Faraday) enroladas em torno das bobinas de indução de trans-missor e receptor. Estas blindagens são eletricamente fixadas no ponto co-mum de terra análogo do transmissor para fixar seu próprio potencial elétricoe fornecer retornos das correntes de deslocamento de volta para a sua fonte- transmissor em vez de acoplamento em qualquer outro lugar na ferramen-ta. No entanto, a eficiência de geometria e desenho das blindagens de Fara-day se torna marginal e contraditória em aplicações de alta freqüência ondeferramentas de indução transversa convencionais podem operar. Estas limi-tações ocorrem devido à atenuação destas blindagens introduzidas no cam-po magnético conhecida na técnica como um "efeito pelicular" de blindagem.As limitações de desenho de blindagem são inevitáveis e, portanto, perma-nece a possibilidade para o acoplamento através de correntes de desloca-mento.

Outra fonte de erros de hardware introduzida nos dados de re-gistro obtidos está associada à diferença de potencial elétrico entre as partescondutoras de ferramenta diferentes e, em particular, entre os alojamentosde pressão de transmissor e receptor se estes módulos são espaçados ouseparados galvanicamente. Estes alojamentos cobrem módulos eletrônicosrespectivos e os protege da exposição ao ambiente de poço severo incluindofluidos de perfuração e alta pressão. Tipicamente, o alojamento de pressãotem uma conexão elétrica sólida com o ponto comum do módulo elétrico quecobre, no entanto, as opções de desenho com alojamentos flutuantes "gal-vanicamente" também existem. Se por algumas razões, principalmente im-perfeições em ferramentas de indução convencionais, os pontos comuns demódulos eletrônicos diferentes têm uma diferença de potencial elétrico entreeles, esta diferença aparecerá nos alojamentos de pressão. Pode ocorrermesmo em um desenho com alojamentos flutuantes "galvanicamente" se oinstrumento opera nas altas freqüências e, em particular, através do acopla-mento capacitivo que estas partes de metal poderiam ter com os móduloseletrônicos encapsulados em uma embalagem metálica condutiva.

Ter potenciais elétricos diferentes em alojamentos de pressãoseparados forçará a corrente elétrica a fluir entre eles. Esta corrente teriauma natureza condutora e alta magnitude se a ferramenta de indução é i-mersa em um fluido de poço condutor e será uma corrente de deslocamentode magnitude tipicamente muito menor para operações de ferramenta emuma lama a base de óleo ou menos condutora. Em ambos os casos, estacorrente varia com o tempo; portanto produz um campo magnético variandocom o tempo associado que é ambientalmente dependente e medido peloreceptor de indução. Para aqueles versados na técnica deve ser entendidoque uma influência indesejável daquelas correntes nos dados de registroseria significantemente maior na ferramenta de indução transversa conven-cional comparada com os instrumentos tendo bobinas de indução coaxiaiscom o eixo longitudinal de ferramenta somente. Em particular, isto é devido àgeometria do desenho total aceito comumente de ferramentas de registro deindução onde as seções de transmissor e receptor são axialmente separa-das pelo mandril. Pode ser notado que empregando a ferramenta de induçãono cordão de registro onde tem conexões mecânicas e elétricas (incluindotelemetria) com instrumentos posicionados acima e abaixo poderia tambémresultar no aparecimento das correntes acima mencionadas.

Outra fonte dos desvios potenciais dos alojamentos é o trans-missor de ferramenta de indução propriamente dito. O campo elétrico restan-te, que este transmissor irradia simultaneamente com um campo magnético,poderia ser diferente na superfície de alojamentos de pressão separados. Aseveridade deste erro também depende das imperfeições das blindagens deFaraday como descrito anteriormente.

Existe um problema adicional que a diferença potencial cria emdesenhos de ferramenta convencional tendo módulos eletrônicos de trans-missor e receptor espaçados e usando fios de interconexão se deslocandopor toda a seção de sensor (mandril). Estes fios devem ser blindados elétricae magneticamente das bobinas de receptor de indução na seção de sensor.

O feixe inteiro de fios é colocado dentro de uma blindagem de metal alta-mente condutor que é eletricamente conectada com os pontos comuns demódulos eletrônicos de transmissor e receptor. Esta espessura da blindagemé selecionada para permitir a supressão de diafonia mútua entre os fios e asbobinas da seção de sensor dentro da largura de banda de freqüência ope-racional inteira e, primariamente, em sua extremidade inferior. Em algunscasos, esta blindagem é um tubo de cobre oco, freqüentemente chamado detubo de alimentação direta, com uma parede relativamente espessa.

No entanto, além de proteger as bobinas de transmissor e recep-tor da seção de sensor e interconectar os fios contra a diafonia mútua, establindagem cria simultaneamente uma trajetória galvânica para as correntesque poderiam ser acionadas por alojamentos de pressão e/ou diferenças depotencial eletrônico, ou induzidas pelo transmissor de indução (como discu-tido na Patente US NQ. 6.586.939, para Fanini e outros, tendo o esmo ces-sionário que o presente pedido e os conteúdos da qual são incorporadosaqui por referência). Esta trajetória aparentemente existe ao longo da super-fície externa da blindagem e para uma dada freqüência, sua profundidade eimpedância foram controladas pela geometria da blindagem, condutividadede material e permeabilidade magnética. As correntes variando com o tempotambém geram um campo magnético respectivo que cruza as bobinas dereceptor de indução e induz voltagens de erro. Infelizmente, estas voltagensde erro são também ambientalmente dependentes e suas mudanças nãopodem ser suficientemente calibradas durante a fabricação da ferramenta. Aanálise total da influência de diferença de potencial demonstra que no fluidode poço condutor, correntes galvânicas que fluem através do fluido ao longoda superfície externa da ferramenta de indução dominariam. A superposiçãoe magnitude destas correntes galvânicas dependem fortemente da tempera-tura ambiente que empurra o desempenho da ferramenta de indução con-vencional para deterioração adicional.

Outra fonte de erros sistemáticos introduzidos nos dados de re-gistro é determinada diretamente por incertezas em dimensões mecânicasde bobinas de transmissor e receptor de múltiplos componentes na seção desensor relacionada com suas dimensões e posições totais com respeito umaa outra. Assim, para manter as relações de fase de sinal exigidas, os dese-nhos da ferramenta convencional contaram primeiramente com a estabilida-de mecânica e propriedades elétricas de materiais de plástico e cerâmicaavançados para construir o mandril. No entanto, mesmo ligeiros desvios demontagem física na posição de fios de bobina e bobina não uniforme formamdependências de temperatura de material poderiam destruir uma compensa-ção predeterminada de fábrica do campo magnético primário do transmissoracoplado na bobina de receptor (neutralização) durante o registro de poço, ecriar erros não recuperáveis devido ao deslocamento mecânico ou imperfeições.

A Patente US 6.734.675 e a Patente US 6.586.939 para Fanini eoutros, ambas tendo o mesmo cessionário que o presente pedido e os con-teúdos das quais são incorporados aqui por referência, tratam de algumasquestões presentes na calibração e uso de ferramentas de registro de indu-ção de múltiplos componentes. A '939 de Fanini, descreve uma ferramentade registro de indução transversa tendo um transmissor e receptor para a-mostragem de furo descendente de propriedades da formação, a ferramentatendo uma bobina de transmissor de bobina dividida blindada simétrica euma bobina de neutralização interposta entre as bobinas de transmissor di- vididas para reduzir o acoplamento do campo magnético variando com otempo do transmissor no receptor. A ferramenta fornece blindagem simétricadas bobinas e aterramento tanto na extremidade do transmissor ou receptorsomente para reduzir o acoplamento de correntes induzidas no sinal recebi-do. A ferramenta fornece um isolante entre os eletrônicos do receptor e o alojamento do receptor condutor tendo contato com o fluido do furo de poçocondutor, para reduzir a corrente parasita que flui em um circuito formadopelo alojamento superior, tubo de alimentação direta, alojamento inferior efluido de furo de poço adjacente ao alojamento de sonda ou mandril. Umcircuito de verificação interna é fornecido para rastrear as mudanças na cor-rente do transmissor na realidade e o componente de quadratura do sinal dedados recebido.

A '675 de Fanini descreve uma ferramenta de indução transver-sa tendo um transmissor e receptor para amostragem de furo descendentedas propriedades da formação, a ferramenta tendo uma bobina de transmis-sor de bobina dividida blindada simétrica e uma bobina de neutralização in-terposta entre as bobinas de transmissor divididas para reduzir o acoplamen-to do campo magnético variando com o tempo do transmissor no receptor. Aferramenta fornece blindagem simétrica das bobinas e aterramento tanto naextremidade do transmissor ou receptor somente para reduzir o acoplamentode correntes induzidas no sinal recebido. A ferramenta fornece um isolanteentre os eletrônicos do receptor e o alojamento do receptor condutor tendocontato com o fluido do furo de poço condutor, para reduzir a corrente para-sita que flui em um circuito formado pelo alojamento superior, tubo de ali-mentação direta, alojamento inferior e fluido de furo de poço adjacente aoalojamento de sonda ou mandril. Um circuito de verificação interna é forneci-do para rastrear as mudanças na corrente do transmissor na realidade e ocomponente de quadratura do sinal de dados recebido.

Sumário da Invenção

Uma modalidade da invenção é um método para preparar umaferramenta de registro de indução de múltiplos componentes tendo uma plu-ralidade de bobinas de transmissor e uma pluralidade de bobinas de recep-tor. O método inclui posicionar a ferramenta de registro em uma área de ca-libração substancialmente livre dos componentes capazes de interferir comos campos magnético e elétrico produzidos pela ferramenta. Um primeiroalojamento condutor da ferramenta é acoplado com um segundo alojamentocondutor da ferramenta através de um simulador de condutividade de furo desondagem tendo uma impedância similar àquela de um ambiente de furo desondagem. Uma primeira bobina da pluralidade de bobinas de transmissor éativada e o sinal em uma primeira bobina da pluralidade de bobinas de re-ceptor é medida. A primeira bobina da pluralidade de bobinas de transmissoré movida com relação a um tubo de passagem condutor entre o primeiroalojamento e o segundo alojamento para reduzir uma magnitude do sinal. Aprimeira bobina da pluralidade de bobinas de receptor é movida com relaçãoao tubo de passagem até que a magnitude do sinal seja substancialmenteigual a zero. Este método pode ainda incluir posicionar a primeira bobina dapluralidade de bobinas de receptor em uma posição descentrada na ferra-menta de registro antes de fazer a medição. O método pode ainda compre-ender orientar a ferramenta de registro com seu eixo longitudinal substanci-almente paralelo ao solo. A primeira bobina da pluralidade de bobinas detransmissor pode ter um eixo que é substancialmente paralelo a um eixolongitudinal da ferramenta, ou substancialmente ortogonal a um eixo longitu-dinal da ferramenta. A primeira bobina da pluralidade de bobinas de receptorpode ter um eixo que é substancialmente paralelo a um eixo longitudinal daferramenta, ou substancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferra-menta. O método pode ainda incluir rodar a ferramenta em torno de um eixolongitudinal da ferramenta, ativar uma segunda bobina da pluralidade de bo-binas de transmissor e medir um sinal adicional em uma segunda bobina dapluralidade de bobinas de receptor, e mover a segunda bobina da pluralida-de de bobinas de transmissor com respeito ao tubo de passagem para redu-zir uma magnitude do sinal adicional. O método pode ainda incluir acoplarmagneticamente a ferramenta em um calibrador, ativar a primeira bobina dapluralidade de bobinas de transmissor, e determinar a partir de um sinal re-cebido em uma bobina específica da pluralidade de bobinas de receptor umafunção de transferência entre a bobina específica e a primeira bobina da plu-ralidade de bobinas de transmissor. A ferramenta pode ser posicionada den-tro do calibrador.

Outra modalidade da invenção é um aparelho para avaliar o de-sempenho de uma ferramenta de registro de indução de múltiplos compo-nentes tendo uma pluralidade de bobinas de transmissor e uma pluralidadede bobinas de receptor. A ferramenta é posicionada em uma área de cali-bração substancialmente livre de componentes capazes de interferir comcampos magnético e elétrico produzidos pela ferramenta. O aparelho incluium simulador de condutividade de furo de sondagem tendo uma impedânciasimilar àquela de um ambiente de furo de sondagem, o simulador de condu-tividade de furo de sondagem acoplando um primeiro alojamento da ferra- menta com um segundo alojamento da ferramenta. O aparelho inclui umprocessador configurado para ativar uma primeira bobina da pluralidade debobinas de transmissor. O aparelho ainda inclui uma primeira bobina da plu-ralidade de bobinas de receptor configurada para fornecer um sinal respon-sivo à ativação da primeira bobina de transmissor. O aparelho inclui um dis- positivo configurado para mover a primeira bobina da pluralidade de bobinasde transmissor com relação à primeira bobina da pluralidade de bobinas dereceptor para reduzir uma magnitude do sinal, e mover a primeira bobina dapluralidade de bobinas de receptor com relação ao tubo de passagem con-dutor até que a magnitude do sinal é substancialmente zero. O dispositivo pode ainda ser configurado para posicionar a primeira bobina da pluralidadede bobinas de receptor em uma posição descentrada na ferramenta de re-gistro. A primeira bobina da pluralidade de bobinas de transmissor pode terum eixo que é substancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramen-ta, ou substancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta. A primeira bobina da pluralidade de bobinas de receptor pode ter um eixo queé substancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta, ou subs-tancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta. O aparelho po-de ainda incluir um calibrador em que a ferramenta de registro é magnetica-mente acoplada com o calibrador, e o processador é ainda configurado para determinar a partir do sinal uma função de transferência entre a primeira bo-bina da pluralidade de transmissores e a primeira bobina da pluralidade dereceptores.

Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção é entendida melhor com referência às figu-ras anexas em que numerais iguais referem-se a elementos iguais e em que:a figura 1 (técnica anterior) mostra esquematicamente um furode poço se estendendo em uma formação de terra laminada, dentro de cujofuro de poço uma ferramenta de registro de indução como usada de acordocom a invenção foi baixada;

a figura 2A (técnica anterior) ilustra uma medição de resistivida-de na direção vertical;

a figura 2B (técnica anterior) ilustra uma medição de resistivida-de na direção horizontal;

a figura 3 é um fluxograma total dos procedimentos da presenteinvenção;

a figura 4 ilustra um simulador de condutividade de furo de son-dagem (BCS) usado na presente invenção;

a figura 5 ilustra uma montagem para calibragem de sistemastransversos em uma ferramenta de registro;

a figura 6 ilustra uma montagem para calibrar sistemas longitu-dinais em uma ferramenta de registro;

as figuras 7 e 8 ilustram montagens para calibrar sistemas decomponentes cruzados XY; e

as figuras 9 e 10 ilustram montagens para calibrar sistemas decomponentes cruzados XY.

Descrição Detalhada da Invenção

A estrutura de instrumento fornecida pela presente invençãopermite estabilidade aumentada e precisão em uma ferramenta de furo depoço de indução e suas capacidades operacionais, que, por sua vez, resultaem melhor qualidade e utilidade de dados de furo de poço obtidos durante oregistro. Os aspectos da presente invenção são aplicáveis para aperfeiçoar aestrutura de uma maioria de ferramentas de indução conhecidas.

A invenção será agora descrita em mais detalhe e por meio deexemplo com referência aos desenhos anexos. A figura 1 mostra esquemati-camente um furo de poço 1 se estendendo em uma formação de terra lami-nada, dentro de cujo furo de poço uma ferramenta de registro como usadade acordo com a presente invenção foi baixada. O furo de poço na figura 1se estende dentro de uma formação de terra que inclui uma camada de areiade produção de hidrocarboneto 3 localizada entre uma camada de xisto su-perior 5 e uma condutividade maior que a camada de areia de produção dehidrocarboneto 3. Uma ferramenta de registro de indução 9 usada na práticada invenção foi baixada dentro do furo de poço 1 por meio de uma linha defio 11 se estendendo através de um equipamento de prevenção de explosão13 (mostrado esquematicamente) localizado na superfície da terra 15. O e-quipamento de superfície 22 inclui um suprimento de energia elétrica parafornecer energia elétrica ao conjunto de bobinas 18 e um processador desinal para receber e processar sinais elétricos das bobinas de receptor 19.Alternativamente, o suprimento de energia e/ou processadores de sinal es-tão localizados na ferramenta de registro.

A orientação relativa do furo de poço 1 e da ferramenta de regis-tro 9 com relação às camadas 3, 5, 7, é determinada por dois ângulos, umdos quais θ como mostrado na figura 1. Para a determinação destes ângulosver, por exemplo, US 5999883 para Gupta, e outros. A ferramenta de regis-tro 9 é fornecida com um conjunto de bobinas de transmissor 18 e um con-junto de bobinas de receptor 19, cada conjunto das bobinas 18, 19 sendoconectado no equipamento de superfície 22 por meio de condutores ade-quados (não mostrados) se estendendo ao longo da linha de fios 11.

Cada conjunto de bobinas 18 e 19 inclui três bobinas (não mos-tradas), que são dispostas tal que o conjunto tem três momentos de dipolomagnético em direções mutuamente ortogonais, isto é, nas direções x, y, eζ. O conjunto de bobinas de transmissor de três bobinas transmite camposmagnéticos Tx, Ty e Tz; as bobinas de receptor medem o sinal induzido dasdireções principais Rx, Ry e Rz bem como os componentes cruzados Rxy, Rxze Rzy. Assim, o conjunto de bobinas 18 tem momentos de dipolo magnético26a, 26b, 26c e o conjunto de bobinas 19 tem momentos de dipolo magnéti-co 28a, 28b, 28c. Em uma modalidade o conjunto de bobina de transmissor18 é eletricamente isolado do conjunto de bobina de receptor 19. As bobinascom momentos de dipolo magnético 26a e 28a são bobinas transversas, istoé são orientadas de modo que os momentos de dipolo magnético são orien-tados perpendiculares ao eixo do furo de poço, onde a direção de momentode dipolo magnético 28a é oposta à direção do momento de dipolo magnéti-co 26a. Além do mais, o conjunto de bobinas 18 e 19 são posicionadossubstancialmente ao longo do eixo longitudinal da ferramenta de registro 9.

Como mostrado na figura 2A, as ferramentas de registro con-vencionais fornecem uma bobina de transmissor e de receptor que medem a resistividade na direção horizontal. No modo mostrado na figura 2A, as resis-tividades de camadas de xisto de alta resistividade e baixa resistividade ad-jacentes parecem em paralelo, assim a medição de resistividade é dominadapor xisto de baixa resistividade. Como mostrado nas figuras 1 e 2B, na pre-sente invenção uma bobina transversa é adicionada à resistividade medida na direção vertical. Na direção vertical, a resistividade da areia altamenteresistiva e xisto de baixa resistividade parecem em série e assim a mediçãode resistividade de série vertical é dominada pela resistividade da areia al-tamente resistiva.

Para facilidade de referência, a operação normal da ferramenta 9, como mostrado nas figuras 1 e 2B, será descrita depois aqui somente pa-ra as bobinas tendo momentos de dipolo na direção x, isto é momentos dedipolo 26a e 28a. Durante a operação normal, uma corrente alternada deuma freqüência fi foi acionada pelos eletrônicos da ferramenta (não mostra-dos) conectados na bobina 26 que, por sua vez, é suprida pelo suprimentode energia elétrica do equipamento de superfície 22 no conjunto de bobinade transmissor 18 de modo que um campo magnético com momento de di-polo magnético 26a é induzido na formação. Em uma modalidade alternati-va, a freqüência é examinada através de uma faixa de fi a h. Este campomagnético se estende dentro da camada de areia 3 e induz um número decorrentes de Foucault locais na camada de areia 3. A magnitude das corren-tes de Foucault locais é dependente de sua localização relativa ao conjuntode bobina de transmissor 18, a condutividade da formação de terra em cadalocalização, e a freqüência em que o conjunto de bobina de transmissor 18está operando. Em princípio, as correntes de Foucault locais atuam comouma fonte induzindo de novas correntes, que novamente induzem novascorrentes adicionais, e assim em diante. As correntes induzidas na camadade areia 3 induzem um campo magnético de resposta na formação, que nãoestá em fase com o campo magnético transmitido, mas que induz um sinalde resposta no conjunto de bobina de receptor 19. A magnitude da correnteinduzida na camada de areia 3 depende da condutividade da camada deareia 3, a magnitude da corrente de resposta no conjunto de bobina de re- ceptor 19. A magnitude também depende da condutividade e desse modofornece uma indicação da condutividade da camada de areia 3. no entanto, ocampo magnético gerado pelo conjunto de bobina de transmissor 18 nãosomente se estende dentro da camada de areia 3, mas também no fluido defuro de poço e nas camadas de xisto 5 e 7 de modo que correntes no fluidode furo de poço e as camadas de xisto 5 e 7 são induzidos.

Os procedimentos totais da presente invenção, usados para as-segurar o funcionamento apropriado de uma ferramenta de registro de indu-ção de múltiplos componentes desdobrada, são resumidos na figura 3. Acalibração dos sistemas do instrumento é feita, estimando particularmente seu coeficiente de transferência 101. Subseqüentemente, uma verificaçãofinal da consistência de sintonia e calibração é realizada em 103. Isto é se-guido por uma verificação de suficiência de isolante 105 para impedir queum fluxo de corrente axial entre os eletrônicos/alojamentos de topo e fundoda ferramenta através do tubo de alimentação direta e condutores enquanto registra nos furos de sondagem cheios com lama condutora.

Em detalhe adicional, a ferramenta completamente feita é colo-cada em área de calibração que tem um número pequeno de partes exter-nas que poderiam interferir com campos magnéticos e elétricos produzidosou recebidos pela ferramenta e assim afetam leituras de ferramenta (maqui-naria, ferramentas de medição, etc.). Por exemplo, posicionar a ferramentaem aproximadamente 4,6 m (15 pés) acima do dolo tipicamente reduz a lei-tura ambiental da ferramenta a um valor menor que cerca de 10 mS/m. Aferramenta é posicionada paralela à terra com o sistema a ser ajustado a-pontando normal ao solo.

A figura 4 ilustra o BSC, compreendendo uma montagem decondutor 401 e resistor 410, que acopla eletricamente o alojamento de topo405 e o alojamento de fundo 404. um circuito fechado é assim criado do alo-jamento de fundo 404 através do resistor 410, através do alojamento de topo405, através de um tubo de alimentação direta se deslocando do alojamentode fundo para o alojamento de topo através do mandril 408. O valor do resis-tor 410 pode ser configurado para ser aproximadamente igual a um valor decondutividade (ou resistividade) total entre os alojamentos de topo e fundoque a ferramenta experimentaria dentro de um furo de sondagem de acordocom suas especificações. Um valor de resistência de aproximadamente 20Ohms é tipicamente escolhido.

Nesta disposição, a ferramenta se torna muito sensível á corren-te axial que poderia ser induzida pelo sistema de transmissor no circuito se-guinte: "alojamento de topo - tubo de alimentação direta condutor - aloja-mento de fundo - BCS". A magnitude da corrente sertã proporcional ao des-locamento de sistema de bobinas de seu alinhamento longitudinal (quaseverdade para pequenos deslocamentos ~1/d) e valor de resistor simulador.

Para equilibrar o sistema, sua bobina de transmissor pode sermovida no plano paralelo ao solo. Este movimento de bobina é realizado atéque um mínimo absoluto na leitura do receptor é alcançado. Em uma moda-lidade da invenção, a bobina de receptor é posicionada fora do centro comrelação à ferramenta. Nesta posição, o sinal de receptor é particularmentesensível ao desalinhamento do transmissor. Isto tona mais fácil determinar omínimo. No ajuste, a estrutura de bobina de transmissor é fixada dentro domandril. Isto poderia ser realizado com os conjuntos de parafusos não con-dutores e/ou com epóxi; no entanto, meios alternativos poderiam ser aplica-dos, também. Causando curto o isolante entre o alojamento superior e omandril faz aumentar significantemente a magnitude da corrente axial nesteprocedimento de teste e, portanto, aumentando a precisão do equilíbrio. Umposicionamento similar pode ser feito na direção vertical. Como discutidoabaixo, a ferramenta é mais sensível ao mau posicionamento na direção ver-tical que na direção horizontal. Os parafusos de posicionamento adequadospodem ser fornecidos na ferramenta de registro para realizar este movimento.

Seguindo o posicionamento da bobina de transmissor, a bobinade receptor é movida para uma posição onde o sinal e a bobina de receptoré zero. Quando isto é feito, o transmissor e o receptor particulares são apro-priadamente equilibrados, A descrição acima foi feita com respeito ao movi-mento das bobinas com relação uma a outra.Deve ser entendido que quan-do estes movimentos são feitos, as bobinas estão também sendo movidascom relação ao tubo de alimentação direta.

Depois que o primeiro sistema horizontal foi sintonizado, a fer-ramenta é rodada em torno de seu eixo e o procedimento similar foi realiza-do com o sistema horizontal seguinte. Em geral, o instrumento poderia teruma pluralidade de sistemas transversos e inclinados de modo que a sinto-nia similar poderia ser desenvolvida para cada sensor. Depois do equilíbriode todos os sistemas foi completado, o curto de isolamento de ferramenta éremovido e o mandril é coberto com a luva de pressão não condutora.

A calibração do coeficiente de transferência é feita depois que oinstrumento é posicionado no ambiente de calibração d baixa condutividadee inserido dentro do calibrador. O princípio de calibração se baseia em intro-duzir uma certa carga dissipável através do acoplamento magnético parasistema de calibração de modo que suas leituras de sinal são idênticas aosvalores a serem lidos enquanto registra uma formação homogênea comcondutividade finita. Isto é feito com o uso de um calibrador cujos parâme-tros eletromagnéticos e o acoplamento com a ferramenta são precisamenteconhecidos. Usando o calibrador, o carregamento de ferramenta é obtidoconectando a certa impedância no terminal do circuito de calibrador normal-mente aberto. Assim, o circuito aberto apresenta uma formação infinitamenteresistiva. Inversamente, em curto, a formação quase infinitamente condutoraé apresentada. Portanto, qualquer valor da condutividade de formação cor-responde a seu valor único da carga de circuito de calibração.

Obter o sinal de calibração é tipicamente feito no modo "cargade calibração conectada-desconectada". Esta diferença na leitura de ferra-menta indica quanto da voltagem de voltagem de saída de ferramenta oscilaquando a condutividade de formação muda de 0 ao valor calibrado. Pararealizar a calibração, o sistema de ferramenta pode ser orientado normal aosolo na medida que isto leva a mais consistência em medições e aparente-mente torna seus sistemas transversais menos sensíveis em quaisquer cor-rentes de ruído residual que talvez circulem na superfície da Terra no lugarde medição (maquinaria, estações de rádio, etc.).

Depois que o coeficiente de transferência de ferramenta foi de-terminado, as leituras de ferramenta enquanto o circuito de calibrador não écarregado refletem condutividade ambiental e, em particular, condutividadedo solo. Estes dados têm que ser conhecidos e armazenados para proces-samento adicional.

A última etapa na calibração é a verificação da simetria de fer-ramenta e imunidade para correntes axiais. A simetria de ferramenta totalassume que o mesmo sistema lê os mesmos valores da condutividade de"solo" ou ambiental enquanto sua direção de medição aponta para o solo oua partir do solo. Para estes propósitos, a ferramenta é rodada em torno deseu eixo longitudinal em 180°. A ausência de tal "sensibilidade de direção"indicaria funcionamento de ferramenta normal e asseguraria a simetria res-pectiva enquanto opera no furo de poço.

Para verificação das correntes axiais de supressão - um testede BCS modificado pode ser rodado com o curto removido na alimentaçãodireta. Assim, conectar e desconectar o BCS na ferramenta deve resultar emdiferencia mínima absoluta em leituras que indicariam a operação apropriadano poço sem desvio que depende da formação nos dados de ferramenta.Este teste de BCS modificado poderia ser rodado como descrito, ou, parareduzir o tempo de calibração, realizado direito depois que o coeficiente detransferência é determinado.

Voltando agora para a figura 5, uma disposição do circuito dealinhamento é discutida. É mostrado um circuito de alinhamento 501 quecircunda um sistema caracterizado pela bobina de transmissor 504 direcio-nada ao longo de uma direção X (Tx) e a bobina de receptor 508 direcionadaao longo da direção X (Rx). A bobina de neutralização Bx 506 é tambémmostrada. Este sistema é indicado como XX, usando uma nomenclatura emque a primeira letra significa a direção de orientação da bobina de transmis-sor e a última letra significa a direção de orientação da bobina de receptor.Esta nomenclatura é em geral usada aqui. Os sistemas XX e YY na ferra-menta de múltiplos componentes são idealmente alinhados em 90° uma daoutra. Quando este alinhamento não é satisfeito, a resposta dos componen-tes cruzados (XY, YX) são afetados por parte da leitura do componente prin-cipal relacionado. O método de medição de alinhamento da presente inven-ção é baseado em analisar a saída do sistema de componente transversalquando a ferramenta é rodada dentro de um circuito de alinhamento.

O circuito de alinhamento 501 é um circuito estacionário, se es-tendendo de modo que o eixo longitudinal do anel e o eixo longitudinal daferramenta de registro de poço são substancialmente alinhados. Suas di-mensões são tais que para obter acoplamento indutivo substancial com otransmissor bem como o receptor de ambos os sistemas XX e YY. O cali-brador de "caixa" longo da figura 4 é usado para calibração realizada dossistemas horizontais. Uma análise detalhada dos sinais é dada posterior-mente neste documento.

A figura 6 ilustra uma montagem de um circuito de alinhamentousável para alinhar sistemas ZZ em um dispositivo de teste. O transmissorTZ 601, bobina de neutralização BZ 603 e receptor RZ 605 são dispostos aolongo do tubo de alimentação direta 615 e ter um eixo longitudinal comum. Ocircuito de alinhamento 610 é substancialmente coaxial com o receptor RZ605 e substancialmente centrado em RZ.

A calibração de sistema de componente transversal é discutida aseguir. A figura 7 ilustra uma modalidade para calibração de um sistema XYusando uma caixa de calibração. O transmissor 701 e a bobina de neutrali-zação 703 são dispostos ao longo do tubo de alimentação direta orientadopara produzir um momento magnético em uma direção X. O receptor 705está disposto ao longo do mesmo tubo de alimentação direta tendo uma ori-entação de modo a receber componentes de um momento magnético nadireção Υ. A caixa de alinhamento 710 está disposta a um ângulo de 45° demodo a ser orientado na metade do caminho entre na direção Xea direçãoY.A figura 8 ilustra uma modalidade alternativa para alinhar umsistema XY. A caixa de alinhamento 815 está localizada em TX 801, e a cai-xa de alinhamento 810 é posicionada no receptor de componente transversalRXY 805. Ambas as caixas de alinhamento são orientadas ao longo damesma direção que seu transmissor/receptor respectivo. Um fio 820 acoplaeletricamente a caixa de alinhamento 810 e caixa de alinhamento 815. (Nes-ta caixa de configuração 815 recebe o sinal da bobina de transmissor, a vol-tagem induzida através de seu enrolamento produz corrente fluindo atravésdo enrolamento de ambas as caixas e impedância de carga. Enquanto passaatravés do enrolamento de 810, esta corrente gera campo que pe captadopor receptor de componente transversal).

A figura 9 ilustra uma montagem para orientação do sistema decomponente transversal XZ. O transmissor TX 901 e a bobina de neutraliza-ção BX 903 são dispostos ai longo do tubo de alimentação direta orientadode modo a produzir um momento magnético ao longo de uma direção X. Oreceptor RZ 905 é disposto ao longo do tubo de alimentação direta e orien-tado de modo a ser receptivo a componentes Z de momentos magnéticos. Acaixa de alinhamento 920 pode ser posicionada centralmente entre o trans-missor X principal e o receptor de componente transversal Z 905 e inclinado45° com respeito ao eixo longitudinal da ferramenta 910. A montagem dafigura 8 mostra pequenos sinais durante a calibração de sistema XZ. Estesinal tende a mostrar uma alta sensibilidade ao ângulo.

A figura 10 ilustra uma modalidade alternada para alinhar o sis-tema de componente transversal XZ. O transmissor TX 1001 e a bobina deneutralização BX 1003 são dispostos ao longo do tubo de alimentação diretaorientado de modo a produzir um momento magnético ao longo de uma dire-ção X. O receptor RZ 1005 está disposto e orientado de modo a ser recepti-vo aos componentes Z dos momentos magnéticos. A caixa de alinhamento1010 é centrada no transmissor TX 1001, e o circuito de alinhamento 1015 écoaxial com o receptor RZ 1005. Um fio 1020 acopla eletricamente a caixade alinhamento 1010 e o circuito de alinhamento 1015. Em contraste à mon-tagem da Figura 10, a calibração usando dois dispositivos de alinhamentomostra um grande sinal para a calibração de sistema de XZ.

A seguir será discutido em detalhe o uso da caixa de alinhamen-to para estabelecer a orientação da bobina. Quando se examina um sistemade componente transversal, a resposta XY ou YX obtida rodando a ferra-menta dentro do circuito de alinhamento tem um cruzamento zero cada vezque tanto uma bobina de transmissor ou de receptor é perpendicular ao pla-no do circuito. Qualquer que seja a bobina (de transmissor ou receptor) ésubstancialmente alinhada com o circuito (fechado no mesmo plano) expe-rimenta um acoplamento máximo com o circuito de alinhamento. Quando aposição da bobina alinhada é variada em torno do ponto de alinhamento como circuito de alinhamento, a resposta de acoplamento entre eles sofre umamudança lenta que corresponde com a variação. A bobina não alinhada ex-perimenta um acoplamento mínimo com o circuito de alinhamento. Quando aposição da bobina não alinhada é variada em torno deste ponto de acopla-mento mínimo, o acoplamento experimenta uma mudança abrupta. O aco-plamento se torna zero quando a bobina não alinhada obtém perpendiculari-dade com o circuito de alinhamento. Um profissional na técnica reconheceriaque os cruzamentos zero da resposta de acoplamento são significantementeafetados pela bobina que está em ângulo reto com o circuito de alinhamento,independente de se a bobina perpendicular é um receptor ou um transmis-sor. A bobina substancialmente alinhada tem pouco ou nenhum papel naprodução de um cruzamento zero. O ângulo entre os cruzamentos zero su-cessivos desse modo representa um ângulo de alinhamento entre as duasbobinas relacionadas.

Matematicamente, o acoplamento indutivo entre duas bobinas seassemelha a uma função de co-seno do ângulo entre elas. Assim, o sistemade resposta de acoplamento de bobinas feito por um sistema alinhado decomponentes transversais e um circuito de alinhamento é dado pela expres-são seguinte:

<formula>formula see original document page 23</formula>

Aplicando identidades trigonométricas, a Equação (1) pode sersimplificada parae desde que

segue que

R{<t>)= Kcos{<p) -sen{<t>) (2)

sen(0) cos(^) = sen( 2 · φ) (3)

R^)=K-^sen{ 2·φ) (4)

A Equação (4) ilustra que existem dois ciclos de variação paracada ciclo de rotação de ferramenta.

Considerando um ângulo de desalinhamento β entre o transmis-sor e receptor, a função de resposta pode agora ser expressa como:

Κ{φ,β)=Κ·οο%{φ)·οο^φ~ + β^ (5)

onde cada função de co-seno caracteriza a resposta das bobinas de compo-nente transversal individuais. É fácil ver que:

<formula>formula see original document page 24</formula>

De acordo com a equação (7), o ângulo entre os cruzamentoszero sucessivos representa o ângulo de alinhamento dentre as bobinas de20 componente transversal.Uma abordagem gráfica intuitiva pode portanto serusada para medir o ângulo de desalinhamento entre transmissor e receptor.

Alternativamente, o ângulo de desalinhamento pode ser obtidosimplesmente usando uma função de regressão trigonométrica para analisara resposta do sistema. Aplicando identidades trigonométricas na Equação(5), a resposta do sistema de desalinhamento pode ser escrita como:

<formula>formula see original document page 24</formula>

A última expressão na equação (8) indica que uma representação gráfica daresposta de acoplamento do sistema de componente transversal desalinha-do assemelha-se a uma função senoidal. O período deste senóide se igualaa 180° e tem desvios na abscissa e na ordenada. O desvio na abscissa é β,e o desvio na ordenada é (K/2)sen(P). Também, a resposta de acoplamento é da forma A sen(x+B)+C, onde A = K/2, B = PeC = (K/2) sen(p). O coefici-ente B obtido com tal ajuste representa o ângulo de desalinhamento. A res-posta de componente transversal pode assim sem ajustada para esta curva.

A sensibilidade para deslocamento possível ao longo do eixolongitudinal da ferramenta ou verticalmente pode ser analisada pelas mu- danças no produto M = Mt-cMc-r, onde Mj-c é a indutância mútua entre otransmissor e as bobinas de alinhamento, e Mc-r é a indutância mútua entreo alinhamento e as bobinas de receptor. A Tabela 1 ilustra as indutânciasmútuas que resultam do desalinhamento ou deslocamento de uma bobina dealinhamento na direção horizontal (longitudinalmente). Existe em geral uma flexibilidade de 2,54 cm sem afetar substancialmente a resposta de indução.

Tabela 1

<table>table see original document page 25</column></row><table>

A Tabela 2 mostra os efeitos de desalinhamento na direção ver-tical. Um desalinhamento que excede 0,79 cm produz um erro maior que0,22%. Assim o desalinhamento vertical tem um efeito maior na resposta deindução que o desalinhamento horizontal.

Tabela 2

<table>table see original document page 26</column></row><table>

Para posicionar apropriadamente os sistemas, a bobina detransmissor de um sistema é movida na direção normal ao solo. Este movi-mento de bobina é realizado até que um mínimo absoluto na resposta deacoplamento seja determinado. No ajuste, a estrutura de bobina de trans-missor é fixada dentro do mandril. Depois que o primeiro sistema horizontalfoi sintonizado, a ferramenta é rodada em seu eixo e um procedimento simi-lar é realizado com o outro sistema horizontal. Em geral, a sintonia similarpode ser desenvolvida por um instrumento que possui uma pluralidade desistemas transversos e inclinados. Depois do equilíbrio de todos os sistemasfoi obtido, o curto de isolamento de ferramenta é removido e o mandril é co-berto com a luva de pressão não condutiva para proteger as bobinas de in-dução de ser diretamente exposta a fluidos de furo de sondagem.

Uma verificação final do equilíbrio da bobina e consistência decalibração é feita. A calibração de um coeficiente de transferência é realiza-da uma vez que o instrumento é inserido dentro do calibrador no ambientede calibração de condutividade baixa. Uma carga magnética é introduzida,adequada para calibrar o sistema, de modo que suas leituras de sinal sãoidênticas aos valores a serem lidos enquanto se registra uma formação ho-mogênea. A carga magnética é introduzida usando o calibrador acima referi-do usando parâmetros eletromagnéticos e parâmetros de acoplamento co-nhecidos. A carga de ferramenta pode ser obtida conectando a impedânciaselecionada no terminal de um circuito de calibrador normalmente aberto.Assim, o circuito aberto representa uma formação infinitamente resistiva.Uma vez em curto, o circuito fechado representa uma formação quase infini-tamente condutiva (limitada somente pela impedância interna dos fios docircuito calibrado). Portanto, uma carga de circuito de calibração pode serescolhida efetivamente representando valores de condutividade de uma da-da formação.

Está implícito no controle e processamento de dados o uso deum programa de computador em um meio legível por máquina adequadoque permite que o processador realize o controle e processamento. O meiolegível por máquina pode incluir ROMs, EPROMs, EEPROMs,. MemóriasFlash e discos óticos.

Enquanto a descrição precedente está direcionada para as mo-dalidades preferidas da invenção, várias modificações serão evidentes paraaqueles versados na técnica. É pretendido que todas as variações dentro doescopo e espírito das reivindicações anexas sejam abrangidas pela descri-ção precedente.

Claims (18)

1. Método para preparar uma ferramenta de registro de induçãode múltiplos componentes tendo uma pluralidade de bobinas transmissorase uma pluralidade de bobinas receptoras, o método compreendendo:(a) posicionar a ferramenta de registro em uma área de calibra-ção substancialmente livre dos componentes capazes de interferir com oscampos magnético e elétrico produzidos pela dita ferramenta;(b) acoplar um primeiro alojamento condutor da ferramenta comum segundo alojamento condutor da ferramenta através de um simulador decondutividade de furo de sondagem (BCS) tendo uma impedância similaràquela de um ambiente de furo de sondagem;(c) ativar uma primeira bobina da pluralidade de bobinas trans-missoras e medir um sinal em uma primeira bobina da pluralidade de bobi-nas receptoras; e(d) mover a primeira bobina da pluralidade de bobinas transmis-soras com relação a um tubo de passagem condutor entre o primeiro aloja-mento e o segundo alojamento para reduzir uma magnitude do sinal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo:mover a primeira bobina da pluralidade de bobinas receptorascom relação ao tubo de passagem até que a magnitude do sinal é substan-cialmente igual a zero.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo posicionar a primeira bobina da pluralidade de bobinas receptoras emuma posição descentrada na ferramenta de registro antes da etapa (d).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo orientar a ferramenta de registro com seu eixo longitudinal substanci-almente paralelo ao solo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a primeirabobina da pluralidade de bobinas transmissoras tem um eixo que é um de (i)substancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta, e (ii) subs-tancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a primeirabobina da pluralidade de bobinas receptoras tem um eixo que é um de (i)substancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta, e (ii) subs-tancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo:(i) rodar a ferramenta em torno de um eixo longitudinal da ferra-menta;(ii) ativar uma segunda bobina da pluralidade de bobinas trans-missoras e medir um sinal adicional em uma segunda bobina da pluralidadede bobinas receptoras; e(iii) mover a segunda bobina da pluralidade de bobinas transmis-soras com respeito ao tubo de passagem para reduzir uma magnitude dosinal adicional.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo:(i) acoplar magneticamente a ferramenta em um calibrador;(ii) ativar a primeira bobina da pluralidade de bobinas transmis-soras;(iii) determinar a partir de um sinal recebido em uma bobina es-pecífica da pluralidade de bobinas receptoras uma função de transferênciaentre a bobina específica e a primeira bobina da pluralidade de bobinastransmissoras.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a ferramen-ta é posicionada dentro do calibrador.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que op movi-mento é em uma direção selecionada de (i) substancialmente paralela a umeixo longitudinal da ferramenta, e (ii) substancialmente ortogonal a um eixolongitudinal da ferramenta.

11. Aparelho para avaliar o desempenho de uma ferramenta deregistro de indução de múltiplos componentes tendo uma pluralidade de bo-binas transmissoras e uma pluralidade de bobinas receptoras, a ferramentasendo posicionada em uma área de calibração substancialmente livre decomponentes capazes de interferir com campos magnético e elétrico produ-zidos pela dita ferramenta, o aparelho compreendendo:(a) um simulador de condutividade de furo de sondagem (BCS)tendo uma impedância similar àquela de um ambiente de furo de sondagem,o BCS acoplando um primeiro alojamento da ferramenta com um segundoalojamento da ferramenta;(b) um processador configurado para ativar uma primeira bobinada pluralidade de bobinas transmissoras;(c) uma primeira bobina da pluralidade de bobinas receptorasconfiguradas para fornecer um sinal responsivo à ativação da primeira bobi-na; e(d) um dispositivo configurado para:mover a primeira bobina da pluralidade de bobinas transmisso-ras com relação à primeira bobina da pluralidade de bobinas receptoras parareduzir uma magnitude do sinal.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que o dis-positivo é ainda configurado para mover a primeira bobina da pluralidade debobinas receptoras com relação ao tubo de passagem condutor até que amagnitude do sinal é substancialmente zero.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que o dispo-sitivo é ainda configurado para posicionar a primeira bobina da pluralidadede bobinas receptoras em uma posição descentrada na ferramenta de registro.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que a pri-meira bobina da pluralidade de transmissores tem um eixo que é um de (i)substancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta, e (ii) subs-tancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que a pri-meira bobina da pluralidade de receptores tem um eixo que é um de (i) subs-tancialmente paralelo a um eixo longitudinal da ferramenta, e (ii) substanci-almente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, ainda compre-endendo um calibrador e em que:(i) a ferramenta de registro é magneticamente acoplada com ocalibrador, e(ii) o processador é ainda configurado para determinar a partir dosinal uma função de transferência entre a primeira bobina da pluralidade detransmissores e a primeira bobina da pluralidade de receptores.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que a fer-ramenta de registro e posicionado dentro do calibrador.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que o dis-positivo é configurado para produzir o movimento em uma direção selecio-nada de (i) substancialmente paralela a um eixo longitudinal da ferramenta, e(ii) substancialmente ortogonal a um eixo longitudinal da ferramenta.