BRPI1002669A2 - mÉtodo para determinar a anisotropia de resistividade a partir da resposta transitària eletromagnÉtica ao degrau da terra e de resposta transitària eletromagnÉtica ao impulso de pico - Google Patents
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Abstract
<B>MÉTODO PARA DETERMINAR A ANISOTROPIA DE RESISTIVIDADE A PARTIR DA RESPOSTA TRANSITàRIA ELETROMAGNÉTICA AO DEGRAU DA TERRA E DE RESPOSTA TRANSITàRIA ELETROMAGNÉTICA AO IMPULSO DE PICO.<D> A presente invenção refere-se a um método para determinar a anisotropia de resistividade de formações rochosas de subsuperficie, que inclui a transmissão de um campo eletromagnético transitório nas formações rochosas de subsuperfície. A resposta eletromagnética das formações é medida em uma pluralidade de desvios a partir de uma posição da transmissão. Para cada deslocamento, um tempo de chegada a partir da transmissão é determinado de um pico de uma resposta ao impulso, de tal modo que a resposta refira-se a resistividades horizontal e vertical de subsuperficie. Para cada deslocamento, uma resposta ao degrau das formações é determinada em um tempo a partir da transmissão, selecionado de tal modo que a resposta ao degrau seja relacionada substancialmente apenas com a resistividade média. O tempo de chegada do pico da resposta ao impulso e o valor de tempo tardio da resposta ao degrau são usados para determinar a anisotropia de resistividade.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA DETERMINAR A ANISOTROPIA DE RESISTIVIDADE A PARTIRDA RESPOSTA TRANSITÓRIA ELETROMAGNÉTICA AO DEGRAU DATERRA E DE RESPOSTA TRANSITÓRIA ELETROMAGNÉTICA AO IM-PULSO DE PICO".
REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS AFINSNão aplicável.
DECLARAÇÃO REFERENTE À PESQUISA OU AO DESENVOLVIMENTO
PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERAL
Não aplicável.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se, de modo geral, ao campo de le-vantamento eletromagnético de formações na subsuperfície da Terra. Maisparticularmente, a invenção se refere a métodos para determinar a anisotro-pia de resistividade elétrica em formações de subsuperfície usando medi-ções eletromagnéticas.
Técnica Antecedente
O levantamento eletromagnético é usado, entre outras finalida-des, para determinar a presença de estruturas contendo hidrocarboneto nasubsuperfície da Terra. A presença de estruturas contendo hidrocarboneto étipicamente inferida pela determinação da presença de alta resistividade nasubsuperfície, porque a alta resistividade é associada a formações de sub-superfície que apresentam hidrocarbonetos dispostos nos espaços de poronas mesmas.
O levantamento eletromagnético inclui o que é chamado de téc-nicas de levantamento "de fonte controlada". As técnicas de levantamentoeletromagnético de fonte controlada incluem a transmissão de uma correnteelétrica ou de um campo magnético na Terra, quando tais levantamentosforem conduzidos na terra, ou a transmissão dos mesmos em sedimentosabaixo do fundo d'água (fundo do mar), quando tais levantamentos foremconduzidos em um ambiente marinho. As técnicas incluem a medição detensões e/ou campos magnéticos induzidos em eletrodos, antenas e/oumagnetômetros dispostos na superfície da Terra, no fundo do mar ou emuma profundidade selecionada na água. As tensões e/ou os campos magné-ticos são induzidos por interação do campo magnético causada pela corren-te elétrica e/ou campo magnético aplicado na subsuperfície da Terra (atra-vés do fundo d'água em levantamentos marinhos) com as formações da Ter-ra de subsuperfície.
Levantamentos eletromagnéticos marinhos de fonte controladaconhecidos na técnica incluem a transmissão de corrente elétrica alternadanos sedimentos abaixo do fundo d'água por meio da transmissão de correnteoriginária de uma fonte, geralmente disposta em uma embarcação de levan-tamento, em um eletrodo bipolar rebocado pela embarcação de levantamen-to. O eletrodo bipolar é tipicamente um cabo elétrico isolado apresentandodois eletrodos no mesmo em um espaçamento selecionado, às vezes, de300 a 1000 metros ou mais. A corrente alternada apresenta uma ou maisfreqüências selecionadas, tipicamente dentro de uma faixa de cerca de 0,1 a100 Hz. Uma pluralidade de eletrodos detectores é disposta no fundo d'águaem localizações espaçadas entre si, e os elementos detectores são conec-tados a dispositivos que registram as tensões induzidas através de váriospares de tais eletrodos. Tais levantamentos são conhecidos como levanta-mentos eletromagnéticos de fonte controlada por domínio de freqüência.
Outra técnica de fonte controlada para levantamentos eletro-magnéticos de formações da subsuperfície da Terra conhecida na técnicasão os levantamentos eletromagnéticos transitórios de fonte controlada. Noslevantamentos eletromagnéticos transitórios de fonte controlada, uma cor-rente elétrica ou um campo magnético será aplicado na Terra, quando taislevantamentos forem conduzidos na terra, ou aplicados em sedimentos a-baixo do fundo d'água (fundo do mar), quando tais levantamentos foremconduzidos em um ambiente marinho usando eletrodos em um cabo similaràqueles explicados acima, conforme usados para levantamentos de domíniode freqüência. A corrente elétrica pode ser corrente contínua (CC). Em umtempo ou tempos selecionados, a corrente elétrica é comutada, e tensõesinduzidas são medidas, tipicamente com relação ao tempo sobre um interva-lo de tempo selecionado, com o uso de eletrodos dispostos na terra ou nacoluna de água ou no fundo d'água, conforme anteriormente explicado comreferência aos levantamentos no domínio de freqüência. A estrutura e acomposição da subsuperfície da Terra são inferidas pela distribuição detempo e de espaço das tensões induzidas. As técnicas de levantamento t-CSEM são descritas, por exemplo, na Publicação do Pedido de Patente In-ternacional N° WO 2007/104949 A1, intitulada Otimização de ParâmetrosMTEM.
Um dos parâmetros específicos determinados a partir da distri-buição de tempo de tensões induzidas é a resistividade elétrica das forma-ções de subsuperfície. Com a adequação das medições de resposta eletro-magnética espacialmente distribuída, é possível gerar uma imagem tridi-mensional da distribuição espacial da resistividade elétrica na subsuperfícieda Terra.
Técnicas conhecidas na técnica para determinar a distribuiçãoespacial de resistividade elétrica usando medições de levantamento eletro-magnético tipicamente assumem que a resistividade elétrica é isotrópica, istoé, a resistividade é igual em qualquer formação rochosa de subsuperfícieespecífica independente da direção do fluxo de corrente elétrica usado parafazer as medições. No entanto, é conhecido na técnica que a resistividadeelétrica de algumas formações rochosas é anisotrópica. A anisotropia deresistividade está presente em algumas formações rochosas em uma varie-dade de escalas de micro (por exemplo, variação de conectividade da águados poros de tamanho de grão) a macro (por exemplo, seqüências lamina-das de areia-xisto). Vide, por exemplo, a Patente U.S. N° 6.643.589, emitidapara Zhang e outros, e a Patente U.S. N° 7.269.515, emitida para Taba-rovsky e outros. Estas duas patentes descrevem técnicas para determinar aresistividade elétrica e a anisotropia de resistividade de dentro de poços per-furados através de formações rochosas de subsuperfície. Contudo, tais téc-nicas não são aplicáveis para serem usadas com levantamentos eletromag-néticos conduzidos a partir de cima das formações rochosas de interesse.Há a necessidade de técnicas de levantamento eletromagnético que respon-dam pela anisotropia de resistividade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um método, de acordo com um aspecto da invenção, para de-terminar anisotropia de resistividade de formações rochosas de subsuperfí-cie inclui a transmissão de um campo eletromagnético transitório nas forma-ções rochosas de subsuperfície. A resposta eletromagnética das formaçõesé medida em uma pluralidade de desvios a partir de uma posição de trans-missão. Para cada deslocamento, um tempo de chegada a partir da trans-missão é determinado de um pico de uma resposta ao impulso, de tal modoque a resposta seja relacionada a resistividades horizontal e vertical de sub-superfície. Para cada deslocamento, uma resposta ao degrau das formaçõesé determinada em um tempo a partir da transmissão, selecionado de tal mo-do que a resposta ao degrau seja relacionada substancialmente apenas coma resistividade média. O tempo de chegada do pico da resposta ao impulso eo valor de tempo tardio da resposta ao degrau são usados para determinar aanisotropia de resistividade.
Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão evidentesa partir da descrição e das reivindicações apresentadas a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 mostra um sistema exemplificativo para adquirir medi-ções eletromagnéticas usadas com a invenção.
A figura 2 mostra um modelo de três camadas de resistividadesde formações rochosas de subsuperfície apresentando coeficientes de ani-sotropia selecionados.
A figura 3 mostra gráficos de coeficientes de anisotropia eviden-tes com relação ao deslocamento para as formações de modelo mostradasna figura 2.
A figura 4 mostra uma "resposta ao degrau" de tempo tardio deformações de subsuperfície para um campo eletromagnético transitório.
A figura 5 mostra uma resposta ao impulso de formação exem-plificativa para um campo eletromagnético transitório.A figura 6 mostra um computador programável e meios legíveispor computador.
DESCRIÇÃO DETALHADA
A figura 1 mostra um sistema de levantamento eletromagnéticomarinho exemplificativo que pode adquirir sinais de levantamento eletro-magnético transitório de fonte controlada para processamento, de acordocom a invenção. O sistema de levantamento pode incluir uma embarcaçãode levantamento 10 que se move ao longo da superfície 12A de um corpo deágua 12, tal como um lago ou o oceano. A embarcação 10 pode incluir namesma um equipamento, convenientemente denominado "sistema de regis-tro" e mostrado, em geral, em 14, para aplicar corrente ou um transmissorpara gerar campos eletromagnéticos a serem aplicados nas formações 24abaixo do fundo d'água 12 e para registrar medições formadas em respostaaos campos eletromagnéticos aplicados. O sistema de registro 14 pode in-cluir dispositivos de navegação (nenhum mostrado separadamente para finsde clareza da ilustração) para determinar a posição geodésica da embarca-ção 10. A embarcação 10 pode incluir um equipamento adicional para de-terminar a posição geodésica e/ou anterior de um ou mais transmissores ereceptores eletromagnéticos (descritos abaixo), dispositivos para aplicar cor-rente elétrica ao(s) transmissor(es), e um equipamento de armazenamentode dados para registrar sinais detectados por meio de um ou mais recepto-res eletromagnéticos.
O transmissor eletromagnético, no presente exemplo, pode serum eletrodo bipolar, mostrado como um par de eletrodos em 16A, 16B dis-posto ao longo de um cabo elétrico 16 rebocado pela embarcação 10. Emtempos selecionados, o sistema de registro 14 pode passar corrente elétricaatravés dos eletrodos 16A, 16B. A corrente é preferivelmente configuradapara induzir campos eletromagnéticos transitórios nas formações 24 abaixodo fundo d'água 12B. Exemplos de tal corrente incluem corrente contínuacomutada, onde a corrente pode ser ativada, desativada, ter polaridade in-vertida, ou ser comutada em um conjunto extenso de eventos de comutação,tal como uma seqüência binária pseudoaleatória ("PRBS") ou outra sequên-cia codificada.
No presente exemplo, a embarcação 10 pode rebocar um oumais cabos receptores 18 apresentando na mesma uma pluralidade de re-ceptores eletromagnéticos, tais como eletrodos bipolares 18A, 18B, dispos-tos em posições espaçadas entre si ao longo do cabo. Os eletrodos bipola-res 18A, 18B terão tensões aplicadas através deles relacionadas à amplitudedo componente de campo elétrico do campo eletromagnético que emanadas formações 24 em resposta ao campo eletromagnético aplicado. O sis-tema de registro 14 na embarcação 10 pode incluir, conforme explicado aci-ma, dispositivos para registrar os sinais gerados pelos eletrodos 18A, 18B. Oregistro de resposta de cada receptor é tipicamente indexado com relação aum tempo de referência, tal como um evento de comutação de corrente nacorrente do transmissor. Um sensor 17, tal como um sensor de campo mag-nético (por exemplo, um magnetômetro) ou medidor de corrente, pode serdisposto próximo ao transmissor, conforme mostrado, e pode ser usado paramedir um parâmetro relacionado à quantidade de corrente que flui atravésdo transmissor.
No presente exemplo, em substituição ou além do cabo receptor18 rebocado pela embarcação 10, um cabo receptor inferior de água 20 po-de ser disposto ao longo do fundo d'água 12, e pode incluir uma pluralidadede receptores, tais como os eletrodos bipolares 20A, 20B de configuraçãosimilar à dos eletrodos bipolares 18A, 18B no cabo rebocado. Os eletrodos20A, 20B podem estar em comunicação de sinal com uma bóia de registro22 ou dispositivo similar, seja próximo da superfície da água 12A ou no fun-do d'água, que pode registrar sinais detectados pelos eletrodos 20A, 20B.
Será apreciado por aqueles versados na técnica que a invençãonão é limitada no escopo às disposições de transmissor e receptor mostra-das na figura 1. Outros exemplos podem usar, em substituição ou adicional-mente aos eletrodos bipolares mostrados na figura 1, bobinas de arame oulaços de arame para que o transmissor confira um campo magnético de va-riação de tempo nas formações 24. Os cabos receptores 18, 20 podem inclu-ir outros dispositivos de detecção, tais como magnetômetros, laços ou bobi-nas de arame, para detectar o componente de campo magnético do campoeletromagnético induzido da formação 24. Independente do tipo de receptorusado em qualquer implementação, os receptores eletromagnéticos tipica-mente geram um sinal elétrico ou óptico correspondendo a uma magnitudedo parâmetro de campo eletromagnético que é medido ou um tempo deriva-tivo do mesmo.
Para fins de explicar a invenção, os receptores eletromagnéticospodem ser geralmente dispostos ao longo de uma linha comum com otransmissor durante o registro de sinal. Os registros de sinais de cada umdos respectivos receptores podem ser formados com o transmissor dispostoem localizações selecionadas ao longo da linha comum e acionados confor-me explicado acima. O sinal registrado correspondendo a cada receptor ele-tromagnético será associado a uma distância, denominada "deslocamento",que é localizada no ponto intermediário geodésico entre a posição geodésicado receptor e a posição geodésica do transmissor no momento do registrode sinal. Desse modo, sinais correspondendo a uma pluralidade de desviospodem ser adquiridos usando um sistema, tal como mostrado na figura 1. Afinalidade de múltiplos registros de deslocamento, na medida em que se re-fere à invenção, será adicionalmente explicada abaixo.
Conforme explicado na seção "Antecedente", algumas forma-ções podem ser eletricamente anisotrópicas, apresentando consequente-mente uma resistividade anisotrópica. Para fins da presente invenção, a ani-sotropia de resistividade será limitada ao caso de formações isotrópicas ver-ticalmente transversais ("VTT"), isto é, formações que apresentam uma re-sistividade "vertical" diferente (por exemplo, resistividade medida usandofluxo de corrente em uma direção perpendicular aos planos divisórios daformação, que pode ser considerada horizontal para fins de explanação) doque a resistividade "horizontal" (resistividade medida usando fluxo de corren-te em uma direção paralela aos planos divisórios da formação). As forma-ções VTI são consideradas como tendo a mesma resistividade horizontalindependente da direção azimutal ao longo da qual é feita a medição. Taisformações são também conhecidas como tendo um eixo vertical de simetria.Tal anisotropia de resistividade é conhecida como tendo uma grande influ-ência sobre as respostas eletromagnéticas da Terra. Em particular, a aniso-tropia afeta a resposta ao impulso da Terra e sua resposta ao degrau. Asrespostas anteriores são determinadas nos métodos de levantamento ele-tromagnético transitório de fonte controlada. Se a área da subsuperfície deinteresse for eletricamente anisotrópica, e se os dados de levantamento ele-tromagnético forem tratados como isotrópicos, os procedimentos de inversãousados para inferir a distribuição espacial de resistividade irão, conformeexplicado acima, produzir resultados incorretos.
Será apreciado por aqueles versados na técnica que a respostaao impulso da Terra pode ser determinada pela medição direta depois de umúnico campo eletromagnético transitório ser aplicado nas formações, ou peladeconvolução das medições do receptor eletromagnético pela forma de ondade corrente de transmissor, se seqüências codificadas forem usadas, porexemplo, PRBS1 e que a resposta ao degrau da Terra pode ser determinadapela integração da resposta ao impulso da Terra assim determinada.
Na presente invenção, um valor de tempo tardio da resposta aodegrau da Terra e um tempo de chegada do pico da resposta ao impulso daTerra são usados para definir uma anisotropia aparente. Para ser consisten-te com a definição da resistividade aparente, a anisotropia aparente pode serdefinida como a anisotropia calculada para um meio-espaço comum usandoequações que definem a anisotropia para um meio-espaço uniforme. A ani-sotropia aparente é então usada para determinar as anisotropias de resisti-vidade das formações de subsuperfície através de um procedimento de in-versão. Uma explanação de um método de acordo com a invenção é apre-sentada a seguir. Para uma camada eletricamente anisotrópica ou meio-espaço, no qual a resistividade horizontal p/, é igual em todas as direçõeshorizontais e onde a resistividade vertical pv pode diferir da resistividade ho-rizontal (o caso isotrópico verticalmente transversal ou VTI assim chamado),o coeficiente de anisotropia é definido porPara tal meio-espaço, foi derivada uma expressão analítica paraa resposta ao impulso da Terra, a partir da qual pode ser deduzida a seguin-te equação para o tempo de chegada do pico da resposta ao impulso da Ter-ra, Tpeak, como uma função de À:
<formula>formula see original document page 10</formula>
onde τ =-, μ representa a permeabilidade magnética do meio-espaço er representa o deslocamento entre o transmissor e o receptor específico.Tanto o transmissor como o receptor específico são dispostos acima domeio-espaço.
Foi determinado que, para um levantamento conduzido na terra(e para um levantamento marinho com o efeito de "onda de ar" removido ouatenuado), quando a formação de subsuperfície for assumida como sendoum meio-espaço VTI, então, o valor de tempo tardio (í se aproxima de infini-dade) da resposta ao degrau da Terra (que é a integral da resposta ao im-pulso) poderá ser usado para determinar a resistividade média geométrica,definida por pm =^pvph , usando a expressão:
<formula>formula see original document page 10</formula>
onde Ex(r,t) é a resposta ao degrau em linha (ao longo da dire-ção do componente de campo elétrico do campo eletromagnético aplicado)da Terra para um valor de deslocamento r no tempo t.
Uma solução (numérica) exata para o coeficiente de anisotropiaem um meio-espaço uniforme (isto é, o meio-espaço apresenta as mesmaspropriedades em todo o lugar), e, portanto, para a anisotropia aparente emum meio-espaço VTI comum (isto é, os valores de resistividade podem serdiferentes em diferentes posições dentro do meio-espaço, mas a anisotropiaé VTI em qualquer lugar), pode ser obtida a partir das equações (2) e (3)usando a seguinte técnica:
A partir do valor de tempo tardio da resposta ao degrau da Terraem um deslocamento selecionado r, usar a equação (3) para determinar aresistividade média pm. A partir da resposta ao impulso da Terra no mesmodeslocamento r, determinar o tempo de chegada de pico Tpeak. Agora, definirum tempo característico:
<formula>formula see original document page 11</formula>
registrar novamente a equação (2) em termos de um único Ãappdesconhecido:
<formula>formula see original document page 11</formula>
e solucionar a equação (5) numericamente para o coeficiente deanisotropia aparente λpp.
Haverá inúmeras fórmulas empíricas que proveem vários níveisde aproximação para a anisotropia aparente com relação àquele fornecidopela equação (5).
Uma primeira aproximação é a seguinte. Para um meio-espaçoeletricamente isotrópico apresentando uma resistividade indicada por ρ, otempo de chegada do pico da resposta ao impulso da Terra depois datransmissão de um campo eletromagnético transitório na mesma pode serdeterminado pela expressão:
<formula>formula see original document page 11</formula>
Também foi determinado que o tempo de chegada do pico daresposta ao impulso da Terra é predominantemente dependente da resistivi-dade vertical e assim da Equação (6) para uma primeira aproximação:
<formula>formula see original document page 11</formula>
As equações (3) e (7) podem ser usadas para definir uma pri-meira aproximação Àapp(1) da anisotropia aparente, de acordo com a expres-são:
<formula>formula see original document page 11</formula>
Entretanto, uma melhor aproximação do tempo de chegada dopico da resposta ao impulso da Terra foi derivada empiricamente, e é deter-minada pela expressão:<formula>formula see original document page 12</formula>
Uma segunda aproximação boa do coeficiente de anisotropia
Aapp(2) pode ser agora obtida com o uso das Equações (3) e (8), com^^^ .Depois, λ3ρρ(2) satisfaz a equação quadrática:
e a raiz maior da Equação (9) é uma solução apropriada. Nestaaproximação, o coeficiente de anisotropia aparente para qualquer desloca-mento r pode ser definido como:
<formula>formula see original document page 12</formula>
Será apreciado por aqueles versados na técnica que a invençãonão é limitada às aproximações para a anisotropia aparente fornecida expli-citamente acima.
À medida que aumenta o deslocamento, as respostas dos sinaisdetectados pelos receptores eletromagnéticos são influenciadas em um graucorrespondente por seções mais profundas da subsuperfície, e assim λapp(r)(e suas aproximações empíricas) varia em resposta à variação de anisotro-pia com profundidade.
Para testar as relações acima, foram usadas formações de sub-superfície de modelo de três camadas, uma isotrópica e duas anisotrópicas,mostradas graficamente na figura 2. Os modelos anisotrópicos diferem den-tro da segunda camada, que apresenta um coeficiente de anisotropia de 1,4para o primeiro modelo e de 1,8 para o segundo modelo. A resistividade mé-dia da primeira camada 30, da segunda camada 32 e da terceira camada 34é de 20 ohm-metros. A resistividade horizontal da primeira camada 30 e daterceira camada 34 é também de 20 ohm-metros (tais camadas sendo assimisotrópicas). Em um modelo, a segunda camada apresenta um coeficientede anisotropia de 1,4, indicado pela curva 38. Em um modelo, a segundacamada apresenta um coeficiente de anisotropia de 1,8, indicado pela curva40. O modelo isotrópico é mostrado pela curva 36.A anisotropia aparente com relação ao deslocamento para cadaum dos três modelos da figura 2 é mostrada na figura 3. O caso isotrópico émostrado na curva 42. A resposta do modelo apresentando uma segundacamada com coeficiente de anisotropia 1,4 é mostrada pela curva 44. A res-posta do modelo onde a segunda camada apresenta coeficiente de anisotro-pia de 1,8 é mostrada na curva 46. Para as curvas 42, 44 e 46, são mostra-das tanto a solução numérica exata fornecida pela solução da Equação (5)como uma aproximação obtida empiricamente usando a Equação (10) em42A, 44A e 46A , respectivamente. A partir da figura 3, pode ser observadoque λapp(r) é distinguido entre os três modelos anteriores da subsuperfície.
Uma distribuição espacial de resistividade e de anisotropia deresistividade na subsuperfície da Terra pode ser determinada a partir de me-dições feitas com o uso do sistema mostrado na figura 1, que responde pelaanisotropia, conforme explicado acima, usando inversão. A variação de ani-sotropia aparente com relação ao deslocamento explicado acima pode serusada primeiramente para selecionar valores iniciais de coeficientes de ani-sotropia (usando, por exemplo, uma relação empírica para deslocamentocom relação à profundidade) e, em segundo lugar, como uma limitação so-bre os valores de coeficientes de anisotropia determinados na inversão deresistividade. Em cada degrau iterativo na inversão de resistividade, são de-terminadas as resistividades de camada ph e pv e a "modelagem avançada"(cálculo da resposta ao degrau e da resposta ao impulso esperadas para omodelo) determina. O valor calculado anterior do coeficiente de ani-sotropia aparente é comparado a λmaps(r) e o desajuste pode ser usado paraatualizar os valores de anisotropia em cada camada. A determinação da es-trutura de resistividade de subsuperfície de acordo com um exemplo de ummétodo inclui o seguinte. Obter respostas eletromagnéticas ao degrau e aoimpulso em uma pluralidade de desvios com a transmissão de campos ele-tromagnéticos na subsuperfície e a medição de respostas aos mesmos, con-forme explicado com referência à figura 1. Para cada resposta ao degrau daforma mostrada pela curva 47 na figura 4, isto é, para cada deslocamento r,determinar a amplitude da resposta ao degrau, conforme mostrado em tem-po tardio Ex(r,<χ>) na figura 4. Depois, para cada resposta ao impulso daforma mostrada na curva 48 na figura 5, isto é, para cada deslocamento r,determinar o intervalo de tempo entre a iniciação do campo eletromagnéticotransitório (tempo zero) e a resposta de pico, Tpeak (r). A anisotropia aparente^app(r) pode ser então computada usando a Equação (5), (7) ou (9) ou qual-quer outra aproximação derivada da resposta ao degrau de tempo tardio daTerra e do tempo de chegada de pico da resposta ao impulso da Terra. Valo-res de anisotropia em cada camada do modelo da subsuperfície da Terrapodem ser então atualizados para minimizar o desajuste entre a anisotropiaaparente calculada e medida.
Em outro aspecto, a invenção se refere a programas de compu-tador armazenados em meios legíveis por computador. Com referência àfigura 6, o processo anterior, conforme explicado com referência às figuras1-5, pode ser concretizado em código legível por computador. O código podeser armazenado em um meio legível por computador, tal como disco flexível164, CD-ROM 162 ou um disco rígido magnético (ou outro tipo) 166 que fazparte de um computador programável de uso comum. O computador, con-forme conhecido na técnica, inclui uma unidade de processamento central150, um dispositivo de entrada de usuário, tal como um teclado 154, e ummonitor de usuário 152, tal como um monitor LCD de painel plano ou monitorde tubos de raios catódicos. O computador pode formar parte da unidade deregistro (14 na figura 1) ou pode ser outro computador. De acordo com esteaspecto da invenção, o meio legível por computador inclui lógica operávelpara fazer com que o computador execute procedimentos, conforme expli-cado acima e explicado com relação às figuras anteriores.
Métodos de acordo com a invenção podem prover imagens deresistividade elétrica de formações rochosas de subsuperfície que incluemos efeitos de anisotropia de resistividade usando medições de levantamentoeletromagnético transitório.
Enquanto a invenção foi descrita com relação a um número limi-tado de concretizações, aqueles versados na técnica, com o benefício destadescrição, irão apreciar que outras concretizações poderão ser idealizadas,as quais não se afastam do escopo da invenção, conforme descrito aqui.Consequentemente, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelasreivindicações anexas.
Claims (18)
1. Método para determinar a anisotropia de resistividade de for-mações rochosas de subsuperfície, que compreende:a transmissão de um campo eletromagnético transitório nas for-5 mações rochosas de subsuperfície;a medição da resposta eletromagnética das formações em umapluralidade de desvios de uma posição da transmissão;para cada deslocamento, a determinação de um tempo de che-gada a partir da transmissão de um pico de uma resposta ao impulso, de talmodo que a resposta se refira às resistividades horizontal e vertical;para cada deslocamento, a determinação de uma resposta aodegrau das formações em um tempo a partir da transmissão, selecionado detal modo que a resposta ao degrau seja relacionada substancialmente ape-nas com a resistividade média; eo uso do tempo de chegada do pico da resposta ao impulso e dovalor de tempo tardio da resposta ao degrau para determinar a anisotropiade resistividade.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a transmis-são compreende a passagem de corrente elétrica através de um transmis-sor, a corrente compreendendo pelo menos a ativação de corrente de comu-tação, a desativação de corrente de comutação, a inversão de polaridade decorrente e a comutação de corrente em uma seqüência codificada.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a determi-nação de resposta ao degrau compreende a determinação de resposta aoimpulso e a integração da resposta ao impulso.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, no qual a determi-nação de resposta ao impulso compreende a deconvolução da resposta ele-tromagnética medida com uma forma de onda de uma corrente elétrica usa-da para aplicar o campo eletromagnético.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual a mediçãoda resposta eletromagnética compreende a medição de tensões aplicadasatravés de pares de eletrodos.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, que adicionalmentecompreende:(a) a geração de um modelo inicial das formações de subsuper-fície usando a anisotropia de resistividade determinada, o modelo inicial in-cluindo um valor de resistividade horizontal e um valor de resistividade verti-cal para pelo menos uma camada usando uma relação empírica de deslo-camento com relação à profundidade;(b) o cálculo de uma resposta ao degrau e de uma resposta aoimpulso para o modelo para uma pluralidade de desvios;(c) a estimativa de um valor de tempo tardio da resposta ao de-grau e de um tempo de chegada do pico da resposta ao impulso para cadadeslocamento a partir da resposta ao degrau calculada e da resposta ao im-pulso calculada e o uso do valor de tempo tardio estimado da resposta aodegrau calculada e do tempo de chegada estimado do pico da resposta aoimpulso da resposta ao impulso calculada para determinar uma anisotropiaaparente calculada;(d) a comparação da anisotropia aparente determinada a partirda resposta eletromagnética medida com a anisotropia aparente calculada; e(e) o ajuste do modelo inicial e a repetição de (b), (c) e (d) atéque as diferenças entre a anisotropia aparente determinada e a anisotropiaaparente calculada alcancem um mínimo ou fiquem abaixo de um limite se-lecionado.
7. Método para determinar anisotropia de resistividade em for-mações de subsuperfície usando medições eletromagnéticas feitas em res-posta à transmissão de um campo eletromagnético transitório nas formaçõesde subsuperfície, as medições feitas em uma pluralidade de desvios a partirde uma posição na qual o campo eletromagnético foi aplicado, o métodocompreendendo:a determinação de uma resposta ao degrau das formações dasmedições eletromagnéticas em um tempo a partir da transmissão, selecio-nado de tal modo que a resposta ao degrau seja relacionada substancial-mente apenas com a resistividade média das formações;a determinação de um tempo a partir da transmissão de chega-da de um pico de uma resposta ao impulso das medições eletromagnéticas,de tal modo que o tempo de chegada seja relacionado à resistividade hori-zontal e vertical das formações; e o uso do tempo de chegada de pico da resposta ao degrau e daresposta ao impulso para determinar a anisotropia de resistividade.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, que adicionalmentecompreende:(a) a geração de um modelo inicial das formações de subsuper-fície usando a anisotropia de resistividade determinada, o modelo inicial in-cluindo um valor de resistividade horizontal e um valor de resistividade verti-cal para pelo menos uma camada usando uma relação empírica de deslo-camento com relação à profundidade;(b) o cálculo de uma resposta ao degrau e de uma resposta aoimpulso para o modelo para uma pluralidade de desvios;(c) a estimativa de um valor de tempo tardio da resposta ao de-grau e um tempo de chegada do pico da resposta ao impulso para cada des-locamento da resposta ao degrau calculada e da resposta ao impulso calcu-lada e o uso do valor de tempo tardio estimado da resposta ao degrau calcu-Iada e do tempo de chegada estimado do pico da resposta ao impulso daresposta ao impulso calculada para determinar uma anisotropia aparentecalculada;(d) a comparação da anisotropia de resistividade determinadadas medições eletromagnéticas com a anisotropia aparente calculada; e(e) o ajuste do modelo inicial e a repetição de (b), (c) e (d) atéque as diferenças entre a anisotropia de resistividade determinada e a aniso-tropia aparente calculada alcancem um mínimo ou caiam abaixo de um limiteselecionado.
9. Método, de acordo com a reivindicação 7, no qual o campoeletromagnético é aplicado pela passagem de corrente elétrica através deum transmissor, a corrente compreendendo pelo menos a ativação de cor-rente de comutação, a desativação de corrente de comutação, a inversão depolaridade de corrente e a comutação de corrente em uma seqüência codifi-cada.
10. Método, de acordo com a reivindicação 7, no qual a determi-nação de resposta ao degrau compreende a determinação da resposta aoimpulso e a integração da resposta ao impulso.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, no qual a deter-minação da resposta ao impulso compreende a deconvolução da respostaeletromagnética medida com uma forma de onda de uma corrente elétricausada para aplicar o campo eletromagnético.
12. Método, de acordo com a reivindicação 7, no qual a respostaeletromagnética medida compreende as medições de tensões aplicadas a-través de pares de eletrodos.
13. Programa de computador armazenado em um meio legívelpor computador, o programa apresentando lógica operável para fazer comque um computador programável execute as etapas que compreendem:a leitura, como medições eletromagnéticas de entrada feitas emresposta à transmissão de um campo eletromagnético transitório nas forma-ções de subsuperfície, das medições formadas em uma pluralidade de des-vios de uma posição na qual o campo eletromagnético foi transmitido;a determinação de uma resposta ao degrau das formações apartir das medições eletromagnéticas de entrada em um tempo a partir datransmissão, selecionada de tal modo que a resposta ao degrau seja rela-cionada substancialmente apenas com a resistividade média das formações;a determinação de um tempo a partir da transmissão de chega-da de um pico de uma resposta ao impulso das medições eletromagnéticas,de tal modo que o tempo de chegada se refira às resistividades horizontal evertical das formações; eo uso do tempo de chegada de pico da resposta ao degrau e daresposta ao impulso para determinar a anisotropia de resistividade.
14. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 13,que adicionalmente compreende lógica operável para fazer com que o com-putador execute:(a) a geração de um modelo inicial das formações de subsuper-fície usando a anisotropia de resistividade determinada, o modelo inicial in-cluindo um valor de resistividade horizontal e um valor de resistividade verti-cal para pelo menos uma camada usando uma relação empírica de deslo-camento com relação à profundidade;(b) o cálculo de uma resposta ao degrau e de uma resposta aoimpulso para o modelo para uma pluralidade de desvios;(c) a estimativa de um valor de tempo tardio da resposta ao de-grau e de um tempo de chegada do pico da resposta ao impulso para cadadeslocamento da resposta ao degrau calculada e da resposta ao impulsocalculada e o uso do valor de tempo tardio estimado da resposta ao degraucalculada e do tempo de chegada estimado do pico da resposta ao impulsoda resposta ao impulso calculada para determinar uma anisotropia aparentecalculada;(d) a comparação da anisotropia de resistividade determinadadas medições eletromagnéticas com a anisotropia aparente calculada; e(e) o ajuste do modelo inicial e a repetição de (b), (c) e (d) atéque as diferenças entre a anisotropia de resistividade determinada e a aniso-tropia aparente calculada alcancem um mínimo ou caiam abaixo de um limiteselecionado.
15. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 13,no qual o campo eletromagnético é aplicado por passagem de corrente elé-trica através de um transmissor, a corrente compreendendo pelo menos aativação de corrente de comutação, a desativação de corrente de comuta-ção, a inversão de polaridade de corrente e a comutação de corrente emuma seqüência codificada.
16. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 15,no qual a determinação da resposta ao degrau compreende a determinaçãode resposta ao impulso e a integração da resposta ao impulso.
17. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 16,no qual a determinação de resposta ao impulso compreende a deconvoluçãoda resposta eletromagnética medida com uma forma de onda de uma cor-rente elétrica usada para aplicar o campo eletromagnético.
18. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 13,no qual a resposta eletromagnética medida de entrada compreende medi-ções de tensões aplicadas através de pares de eletrodos.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
| B11Y | Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette] |