Registro de inducción El registro de inducción [1] se desarrolló originalmente para medir las resistividades de f ormación en pozos de perforación que contenían lodos basados en aceite y en pozos perforados porque los dispositivos de electrodo no podían funcionar en estos pozos no conductores.Sin embargo, debido a que las herramientas eran fáciles de ejecutar y requerían mucho menos en la forma de correcciones de gráficos que laterales o normales, las herramientas de inducción se usaron en una amplia gama de salinidad de pozo poco después de su introducción. Contenido [ ocultar ocultar ]]
1 Principios 2 Respuesta de inducción 3 arrays Multicoil 4 herramientas de doble inducción 5 inducción del fasor 6 Instrumentos de inducción de matriz 6.1 Principios de inducción de matriz o 7 Ejemplos de registros de campo 8 Otras inducciones de matriz de h erramientas 9 Mediciones de inducción vs. laterologías 10 Nomenclatura 11 Referencias 12 Documentos notables en OnePetro 13 Enlaces externos 14 Ver también
Principios Las herramientas de inducción comercial consisten en múltiples arrays de bobinas diseñados para optimizar la resolución vertical y la profundidad de la investigación. Sin embargo, para ilustrar los fundamentos de la herramienta de inducción, es instructivo examinar primero el componente básico de las matrices de múltiples bobinas, la sonde de dos bobinas. La figura 1 muestra 1 muestra que una sonda de dos bobinas consiste en un transmisor y un receptor montados coaxialmente sobre un mandril.Las mandril.Las separaciones típicas de la bobina varían entre 1 y 10 pies entre sí. En la práctica, cada bobina puede consistir de varias a 100 o más vueltas, con el número exacto de vueltas determinadas por consideraciones de ingeniería. La frecuencia de funcionamiento de las herramientas de inducción comercial está en el rango de decenas a cientos de kilohercios, siendo 20 kHz la frecuencia más utilizada antes de 1990.
Fig. 1 - Representación esquemática de una matriz de inducción de dos bobinas que muestra la distribución de las corrientes inducidas en la formación por la bobina transmisora.
La bobina del transmisor de inducción es accionada por una corriente alterna que crea un campo magnético primario alrededor de la bobina del transmisor. El campo magnético primario hace que las corrientes de Foucault fluyan en una distribución circular continua (a menudo llamada erróneamente "bucles de tierra") centrada alrededor del eje del pozo. Los contornos de color de la figura 1 muestran la distribución actual. Estas corrientes parásitas son proporcionales a la conductividad de la formación y, a su vez, generan un campo magnético secundario, que induce una tensión alterna en la bobina del receptor. Este voltaje del receptor es de primer orden proporcional a la conductividad de la formación. [2] Debido a que la corriente del transmisor es alterna, hay un desplazamiento de fase entre la corriente del transmisor y la densidad de corriente en la formación. Este cambio de fase no es el mismo en todas las partes de la formación: aumenta con la distancia en la formación ( Fig. 1). De forma similar, la fase en el receptor se desplaza aún más. A conductividades muy bajas, el desplazamiento de fase total es de aproximadamente 180º y aumenta con el aumento de la conductividad de formación. Las herramientas de inducción siempre han medido la parte de la tensión que es exactamente 180 ° desfasada de la corriente del transmisor (llamada la señal R). A medida que la conductividad aumentaba, y la fase desplazada, el voltaje era un poco menos de lo esperado de una relación lineal. Esta diferencia se denomina efecto de piel. Las herra mientas de inducción modernas hacen una medición adicional en un desfasaje de 270 ° de la corriente del transmisor (llamada señal X). Estas dos medidas, que están en cuadratura, permiten la medición precisa de fase y amplitud de la tensión del receptor.
Respuesta de inducción Para producir una sensibilidad adecuada a la zona no invadida, las herramientas de inducción inc luyen, por fuerza, señales de un gran volumen de formación. El reto consiste en determinar exactamente de dónde viene la medición en la formación. Doll define el factor geométrico como una función 2D g ( ρ , z ), que define la parte de la señal total que proviene de un bucle infinitesimalmente delgado alrededor del pozo. Esta definición es válida sólo en conductividades muy bajas. Moran definió una modificación del factor geométrico que es válida en formaciones de bajo contraste en cualquier conductividad. Esta respuesta se conoce como la respuesta de Born. [3] La respuesta a las capas de formación viene dada por la función de respuesta vertical g V ( z ), definida como la integral de la función de respuesta 2D g ( ρ , z ) sobre el radio ρ . La respuesta a las variaciones radiales en un lecho grueso viene dada por la función de respuesta radial g R ( ρ ), que se define como la integral de g ( ρ , z ) sobre z . La respuesta de la matriz a la invasión en un lecho grueso se caracteriza por la respuesta radial integrada G R , que es la integral acumulativa deg R ( ρ ) sobre el radio.
Arreglos Multicoil Debido a que el acoplamiento mutuo transmisor-receptor directo de una matriz de dos bobinas puede producir un voltaje varios miles de veces que a partir de una formación, dos arrays de bobina no son
prácticos. La matriz práctica más simple es una matriz de tres bobinas con un transmisor y dos receptores. El segundo receptor se coloca entre el transmisor y el receptor principal y se enrolla de manera opuesta de manera que las tensiones en los dos receptores se anulan exactamente cuando el conjunto está en espacio libre. La respuesta es la suma de las respuestas del par de bobinas. Una de las matrices de inducción de mayor éxito fue la matriz 6FF40 introducido en 1960. [4] Tenía tres transmisores y tres receptores, con una simétrica Nacido respuesta g . Las Figs. 2 y 3 muestran sus respuestas verticales y radiales. La matriz fue diseñada para lograr una investigación profunda, resolución vertical razonable y un efecto de agujero bajo. Sin embargo, los grandes picos de la respuesta 2D a lo largo de la herramienta dieron como resultado sensibilidad a los desgastes de pozos, llamados efecto cueva.
Fig. 2 - Función de respuesta vertical G ( R ) para la matriz 6FF40 en varias conductividades de formación.
Fig. 3 - Función de respuesta radial integrada G ( R ) para el 6FF40 en varias conductividades.
Herramientas de doble inducción Uno de los desafíos de medir la resistividad de la formación es resolver la resistividad de la zona invadida de la de la zona virgen. El primer concepto para resolver con éxito el problema (al menos en camas gruesas con perfiles de invasión sin complicaciones) fue la herramienta de inducción dual. Esta herramienta combinó una matriz 6FF40 como medida de inducción profunda (ID o ILD) con un conjunto de receptores que trabajaban con los transmisores 6FF40 para producir una medición más superficial. Esto se conoce como inducción de profundidad media (IM o ILm). [5] [6]
Debido a que hay tres parámetros en el modelo de invasión de perfil escalonado más simple, se requieren al menos tres mediciones para resolver estos parámetros. La medida superficial era un laterologo superficial (LL8 o SFL) colocado en las matrices de inducción. La función de respuesta radial involucra matemáticas muy complicadas, y la solución ofrecida a los usuarios de los registros de inducción dual era un solucionador gráfico llamado gráfico de tornado. ILD-ILM-SFL registros separados cuando hay invasión, y esta separación es lo que permite la interpretación de los parámetros de invasión. La Fig. 4 muestra la respuesta modelada de la herramienta SFL de inducción dual (DIT) en una zona de pago típica del Golfo de México con una transición sobre una zona de agua.
Fig. 4 - Registros DIL modelados en una formación típica del Golfo de México en una zona de pago, una zona de transición y una zona de agua.
Las mediciones ILm e ILd no responden linealmente a la conductividad de la formación. Esta no linealidad está estrechamente relacionada con los cambios en l a forma de respuesta y la profundidad de la investigación con el aumento de la conductividad. Esta respuesta no lineal de una matriz de inducción se denomina efecto de piel debido a que está relacionada con el efecto de "profundidad de la piel" de la corriente alterna que fluye en los conductores. Se debe aplicar algún tipo de función a las tensiones de la herramienta para corregir esta no linealidad. El tratamiento aplicado a Schlumberger DIT [7] consistió en una función de efecto de piel ("boost") aplicada a las señales R medidas de las matrices de inducción. Esto se basó en cálculos de la respuesta en un medio homogéneo infinito. El ILd se procesó posteriormente utilizando un filtro de deconvolución de tres estaciones para agudizar ligeramente la transición del lecho-frontera y para corregir el efecto del hombro sobre un intervalo de resistividad limitado (1 a 10 ohm • m). En otros rangos de formación-resistividad, la respuesta produjo cuernos o efectos de hombro grandes. La Fig. 5 muestra los registros de DIT en un conjunto de capas de formación con los mismos contrastes de los lechos de los hombros, pero centrados en 1, 10 y 100 ohm • m .
Fig. 5 - El DIT modelado registra un conjunto de c apas de formación con los mismos contrastes de la cama de hombro, pero centrado en 1, 10 y 100 ohm • m.
La corrección del pozo también se aplicó a mano a los registros de inducción y SFL. El gráfico de corrección del pozo se derivó de las mediciones realizadas con un DIT en tubos de plástico llenos de agua salada. La mayoría de las compañías de servicio ofrecieron la herramienta de electrodo de baja inducción doble de 6FF40.
Inducción del fasor La herramienta DIT se convirtió en la herramienta de resistividad estándar y permaneció prácticamente sin cambios durante más de 20 años. Sin embargo, a medida que su aplicación se trasladó de la formación original del Golfo de México contrasta con formaciones de mayor resistividad, el problema del efecto hombro se hizo mucho peor. Aunque los cuadros de corrección de hombro se proporcionan para una alta resistividad, que principalmente indicó que el problema era malo en lugar de servir como un mecanismo de corrección utilizable. El problema fundamental en la interpretación del registro de inducción es aislar la respuesta de un lecho fino y la zona virgen de los hombros y la zona invadida después de que el proceso de medición los ha mezclado a fondo. La herramienta de inducción Phasor fue introducida a mediados de la década de 1980 y fue la primera herramienta para automatizar las correcciones ambientales. Utiliza una función de deconvolución lineal para corregir el efecto del hombro y utiliza la medición de la señal X para corregir el efecto de la piel. Este algoritmo fue la base para Phasor Processing. [8]Se puede demostrar que un filtro equipado con baja conductividad funciona bien con baja conductividad pero produce grandes errores a alta conductividad. El error es, sin embargo, una función que varía lentamente estrechamente relacionada con la señal X. Un algoritmo aplicado a la señal X para que coincida con el error de efecto de piel permite que un único filtro FIR para corregir el efecto hombro sobre una amplia gama de conductividades. La figura 6 muestra los resultados del procesado de fasor en los modelos de formación de la figura 5 . Los registros de inducción son completamente corregidos por efecto de hombro a todos los niveles de conductividad. Los registros de fasor en la simulación del Golfo de México de la Fig. 4 no son muy diferentes de los registros de DIT. Esto es en parte porque esta f ormación es donde los registros de DIT fueron diseñados para funcionar bien. Aunque los gráficos de tornado se publicaron para los registros de inducción Phasor, los parámetros de invasión se calculan en tiempo real en el sitio del pozo. Las correcciones de pozos se basan en modelos informáticos de una herramienta excéntrica en una amplia gama de salinidades de perforación y conductividades de formación. [9]Las correcciones de pozo se aplican en tiempo real en el pozo. La herramienta de inducción Phasor fue la primera herramienta de inducción que podría proporcionar la corrección ambiental completa y la determinación de parámetros de invasión en el pozo. En 1987, los cambios en los filtros de deconvolución permitieron registros de inducción con una resolución vertical de 2 pies (en comparación con 5 pies para ILm y 8 pies para ILd).
Referencia: http://petrowiki.org/Induction_logging#Induction_vs._laterolog_measurements
