BRPI0716941B1

BRPI0716941B1 - aparelho e método para estimativa de propriedade em furo de poço e antena de laço para uso em ferramenta de fundo de poço

Info

Publication number: BRPI0716941B1
Application number: BRPI0716941-8A
Authority: BR
Inventors: Peter Andreas; Blanz Martin
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2018-04-10
Also published as: RU2475645C2; US7816921B2; RU2436131C2; WO2008036557A2; RU2009114726A; WO2008036564A2; US20080068022A1; BRPI0718439B1; RU2009114732A; BRPI0718439A2; US7800372B2; WO2008036564A3; WO2008036557A3; US20080068023A1; BRPI0716941A2

Description

(54) Título: APARELHO E MÉTODO PARA ESTIMATIVA DE PROPRIEDADE EM FURO DE POÇO E ANTENA DE LAÇO PARA USO EM FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO (51) Int.CI.: G01V 3/08 (30) Prioridade Unionista: 20/09/2006 US 60/845,926 (73) Titular(es): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor(es): ANDREAS PETER; MARTIN BLANZ

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO E MÉTODO PARA ESTIMATIVA DE PROPRIEDADE EM FURO DE POÇO E ANTENA DE LAÇO PARA USO EM FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO.

Antecedentes 5 Campo da Descrição

A presente invenção refere-se geralmente ao campo de sistemas de perfilagem de poço de resistividade elétrica, a ferramentas e a métodos.

Descrição da Técnica Relacionada

As perfurações de poço revestidos ou furos de poço sem revestimento para a produção de hidrocarbonetos (tais como óleo e gás) são perfurados usando-se uma coluna de perfuração que inclui uma tubulação constituída por elementos tubulares unidos ou uma tubulação flexível contínua que tem um conjunto de perfuração, também referido como conjunto de fun15 do de poço (BHA) afixado a sua extremidade de fundo. O BHA tipicamente inclui vários sensores, ferramentas de avaliação de formação, e ferramentas de perfuração direcional. Uma broca de perfuração afixada ao BHA é rodada com um motor de perfuração no BHA e/ou pela rotação da coluna de perfuração para perfuração da perfuração de poço revestido. Uma ferramenta de perfilagem de propagação de onda eletromagnética para determinação de propriedades elétricas das formações circundando a perfuração de poço frequentemente é empregada no BHA. Essas ferramentas geralmente são referidas na indústria de óleo e de gás como ferramentas de resistividade. Estas ferramentas de perfilagem tomam medições de resistividade aparente (ou de condutividade) da formação que, apropriadamente interpretadas, provêem uma informação sobre as propriedades petrofísicas da formação circundando a perfuração de poço não revestido e dos fluidos contidos ali. As ferramentas de perfilagem de resistividade também são comumente usadas para a perfilagem de poços após os poços terem sido perfurados. Essas ferra30 mentas tipicamente são transportadas para os poços por cabo de aço. As ferramentas que usam cabo de aço geralmente são referidas como ferramentas de resistividade de cabo de aço, enquanto as ferramentas de perfilaPetição 870180002409, de 11/01/2018, pág. 5/15

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FERRAMENTAS DE RESISTIVIDADE COM ANTENAS SENSÍVEIS DE FORMA AZIMUTAL PORTANDO CARGA E MÉTODOS USANDO AS MESMAS.

Antecedentes

Campo da Descrição

Descrição da Técnica Relacionada

As perfurações de poço revestidos ou furos de poço sem revestimento para a produção de hidrocarbonetos (tais como óleo e gás) são perfurados usando-se uma coluna de perfuração que inclui uma tubulação constituída por elementos tubulares unidos ou uma tubulação flexível contínua que tem um conjunto de perfuração, também referido como conjunto de fun15 do de poço (BHA) afixado a sua extremidade de fundo. O BHA tipicamente inclui vários sensores, ferramentas de avaliação de formação, e ferramentas de perfuração direcional. Uma broca de perfuração afixada ao BHA é rodada com um motor de perfuração no BHA e/ou pela rotação da coluna de perfuração para perfuração da perfuração de poço revestido. Uma ferramenta de perfilagem de propagação de onda eletromagnética para determinação de propriedades elétricas das formações circundando a perfuração de poço frequentemente é empregada no BHA. Essas ferramentas geralmente são referidas na indústria de óleo e de gás como ferramentas de resistividade. Estas ferramentas de perfilagem tomam medições de resistividade aparente (ou de condutividade) da formação que, apropriadamente interpretadas, provêem uma informação sobre as propriedades petrofísicas da formação circundando a perfuração de poço não revestido e dos fluidos contidos ali. As ferramentas de perfilagem de resistividade também são comumente usadas para a perfilagem de poços após os poços terem sido perfurados. Essas ferra30 mentas tipicamente são transportadas para os poços por cabo de aço. As ferramentas que usam cabo de aço geralmente são referidas como ferramentas de resistividade de cabo de aço, enquanto as ferramentas de perfila2 gem usadas durante a perfuração da perfuração de poço revestido geralmente são referidas como ferramentas de perfilagem durante a perfuração (LWD) ou de medição durante a perfuração (MWD). Estas ferramentas de perfilagem de resistividade também são referidas como ferramentas de perfi5 lagem de indução. Para a finalidade desta descrição, o termo ferramenta de resistividade ou ferramenta de perfilagem de indução tem por significado incluir todas essas versões e outras das ferramentas de resistividade.

Uma ferramenta de resistividade típica inclui uma ou mais bobinas de receptor ou antenas espaçadas umas das outras e um ou mais bobi10 nas de transmissor ou antenas. Uma corrente alternada é passada através da bobina de transmissor, a qual induz campos eletromagnéticos alternados na formação do terreno circundando a perfuração de poço revestido. As voltagens são induzidas nas bobinas de receptor como resultado de fenômenos de indução eletromagnética relacionados aos campos eletromagnéticos al15 ternados na formação.

As ferramentas de resistividade de LWD, na maior parte, fazem medições omnidirecionais. A porção da formação que afeta os sinais tipicamente assume o formato de um toro. A configuração de antena usada nestas ferramentas inclui várias fendas axiais (ao longo do eixo geométrico lon20 gitudinal da ferramenta e da perfuração de poço revestido) feitas no corpo da ferramenta. Um laço de fio de antena é feito pela colocação de um fio (condutor elétrico) sobre as fendas, perpendicularmente ao eixo geométrico longitudinal de ferramenta. O eixo geométrico longitudinal de ferramenta também é referido como eixo geométrico de ferramenta. Um material de ferrita frequentemente é colocado nas fendas abaixo do fio para aumento da sensibilidade dessas antenas. As ferramentas de resistividade também foram desenvolvidas, que são sensíveis à direção azimutal de um contraste de resistividade na profundidade de investigação da ferramenta. Nessas ferramentas, o fio de antena não é perpendicular ao eixo geométrico de ferramenta.

Portanto, as fendas para o posicionamento do material de ferrita para essas antenas também não são orientadas ao longo do eixo geométrico de ferramenta. Essas fendas são inclinadas em relação ao eixo geométrico de fer3 ramenta e em um caso extremo são formadas perpendiculares ao eixo geométrico de ferramenta, isto é, ao longo da direção radial do corpo de ferramenta ou um alojamento. Estas fendas são na forma de entalhes contínuos feitos no alojamento metálico. Estas fendas são na forma de entalhes contí5 nuos feitos no alojamento metálico. Contudo, fendas contínuas feitas em uma seção de um corpo de ferramenta de resistividade de LWD, tal como em uma seção de um colar de perfuração, reduzem a resistência mecânica do corpo de ferramenta, o que pode resultar no desenvolvimento de fissuras, quando o corpo de ferramenta for submetido a cargas altas de flexão duran10 te uma perfuração de um furo de poço revestido.

A descrição aqui provê ferramentas melhoradas, sistemas e métodos para a estimativa ou a determinação de uma propriedade elétrica poço abaixo.

Sumário

A presente descrição provê uma ferramenta de resistividade para uso em operações de furo de poço revestido, que inclui um alojamento alongado ou um corpo de ferramenta. Uma ou mais antenas são colocadas em localizações selecionadas no corpo de ferramenta. Em uma configuração, a antena inclui uma pluralidade de fileiras ao longo do eixo geométrico longitudinal, cada fileira tendo pelo menos uma fenda feita em um portador ou alojamento metálico contínuo ou unitário, o qual é montado no exterior do corpo de ferramenta. Um fio é colocado sobre as fendas em cada fileira, que não é perpendicular ao eixo geométrico de ferramenta (ou não paralelo ao eixo geométrico longitudinal de ferramenta). Em um aspecto, um elemento ou material de alta permeabilidade magnética é colocado em cada fenda. Em um outro aspecto, a antena inclui pelo menos dois grupos ou conjuntos de fendas posicionados espaçados um do outro, cada conjunto tendo pelo menos duas fileiras de fendas. Um ou mais fios são posicionados sobre as fendas, para a formação de uma antena de laço. A antena pode ser usada como um transmissor ou como um receptor.

Em um outro aspecto, um método para estimativa de uma propriedade de interesse é mostrado, que inclui: a transmissão de sinais ele4 tromagnéticos para uma formação que circunda a perfuração de poço; o recebimento de sinais a partir da formação, em resposta aos sinais eletromagnéticos transmitidos por um receptor; onde pelo menos um dentre o receptor e o transmissor inclui uma antena de laço que compreende: um membro me5 tálico axissimétrico contínuo montado no exterior de um corpo de ferramenta; pelo menos dois grupos ou conjuntos espaçados de fendas formadas no membro metálico, cada grupo de fendas contendo pelo menos duas fileiras, cada fileira tendo pelo menos uma fenda; e um condutor elétrico posicionado pelo menos sobre uma fenda de cada fileira, de modo que o condutor elétri10 co não seja perpendicular a um eixo geométrico longitudinal do membro metálico; o processamento dos sinais recebidos para estimativa da propriedade de interesse; e a gravação da propriedade de interesse estimada em um meio de armazenamento adequado.

Os exemplos dos recursos mais importantes do aparelho e do método para a estimativa de uma propriedade elétrica de interesse poço abaixo foram resumidos de forma bastante ampla, de modo que a descrição detalhada dos mesmos que se segue possa ser mais bem entendida. Obviamente, há recursos adicionais do aparelho e do método que serão descritos aqui adiante, e os quais formarão o assunto das reivindicações em apenso a este. Um resumo é provido aqui, para satisfação de certas exigências regulamentares. O sumário e o resumo não são pretendidos para limitação do escopo de qualquer reivindicação neste pedido ou em um pedido que possa tomar a prioridade a partir deste pedido.

Breve Descrição dos Desenhos

Os vários recursos, características e operações das ferramentas de resistividade e os métodos de uso das mesmas mostrados aqui serão melhor entendidos a partir da descrição detalhada a seguir e dos desenhos em apenso, nos quais elementos iguais são geralmente designados por números iguais, onde:

a figura 1 mostra um diagrama esquemático de um sistema de perfuração de exemplo que tem uma coluna de perfuração contendo um conjunto de perfuração que inclui uma ferramenta de resistividade feita de acordo com uma das modalidades da presente descrição;

a figura 2 mostra uma configuração de exemplo de uma antena feita de acordo com um aspecto da descrição para uso em uma ferramenta de resistividade de componente múltiplo;

a figura 3 mostra uma vista em perspectiva de um alojamento de portador de antena que tem fendas feitas para uma antena transversa sensível de forma azimutal, de acordo com uma modalidade da descrição;

a figura 4 mostra uma vista em perspectiva transparente do portador de antena da figura 3, que mostra o roteamento de fios por uma plura10 lidade de fileiras de dois conjuntos de fendas feitos em lados substancialmente opostos do alojamento de portador para a formação de uma antena de laço;

a figura 5 mostra uma vista em perspectiva de um layout de membros de permeabilidade magnética alta para posicionamento nas fendas mostradas na figura 4 e posicionamento de condutores elétricos paralelos sobre as fendas, para a formação de uma antena de laço, de acordo com uma modalidade em particular da descrição;

a figura 6 mostra uma vista bidimensional de um roteamento em série dos fios sobre as fileiras de fendas, para a formação de uma antena de laço, de acordo com uma outra modalidade em particular da descrição;

a figura 7 mostra uma vista bidimensional que mostra uma combinação de roteamento em série e paralelo dos fios para a formação de uma antena de laço, de acordo ainda com uma outra modalidade em particular da descrição; e a figura 8 mostra uma seção transversal ortogonal ao eixo geométrico de ferramenta através de uma antena formada de acordo com uma modalidade em particular da descrição.

Descrição Detalhada

A figura 1 mostra um diagrama esquemático de um sistema de perfuração 10 que inclui uma coluna de perfuração 20 que tem um conjunto de perfuração 90 também referido como um conjunto de fundo de poço (BHA), transportado em um furo de poço não revestido 26 que penetra em uma formação do terreno 60. O sistema de perfuração 10 inclui uma torre convencional 11 ereta em um piso 12 que suporta uma mesa rotativa 14 que é rodada por um movedor primário, tal como um motor elétrico (não mostrado), a uma velocidade de rotação desejada. A coluna de perfuração 20 inclui um elemento tubular de perfuração 22, tal como um tubo de perfuração, que se estende para baixo a partir da mesa rotativa 14 para a perfuração de poço não revestido 26. Uma broca de perfuração 50, afixada â extremidade do BHA 90, desintegra as formações geológicas, quando é rodada para perfuração da perfuração de poço não revestido 26. A coluna de perfuração 20 é acoplada a um guincho de perfuração 30 através de uma junta de kelly 21, um destorcedor 28 e da linha 29 através de uma polia 23. Durante as operações de perfuração, o guincho de perfuração 30 é operado para controle do peso sobre a broca, o que afeta a taxa de penetração. A operação do guincho de perfuração 30 é bem conhecida na técnica e, assim, não é descrita em detalhes aqui.

Durante operações de perfuração, um fluido de perfuração adequado 31 (também referido como a lama) a partir de uma fonte ou de um poço de lama 32 é circulado sob pressão através da coluna de perfuração 20 por uma bomba de lama 34. O fluido de perfuração 31 passa para a coluna de perfuração 20 através de um amortecedor de surgência 36, da linha de fluido 38 e da junta de kelly 21. O fluido de perfuração 31 é descarregado no fundo de furo de poço não revestido 51 através de uma abertura na broca de perfuração 50. O fluido de perfuração 31 circula poço acima através do espaço anular 27 entre a coluna de perfuração 20 e a perfuração de poço não revestido 26 e retorna para o poço de lama 32 através de uma linha de retorno 35. Um sensor S1 na linha 38 provê uma informação sobre a vazão de fluido. Um sensor de torque de superfície S2 e um sensor S3 associado à coluna de perfuração 20 respectivamente provêem uma informação sobre o torque e a velocidade de rotação da coluna de perfuração. Adicionalmente, um ou mais sensores (não mostrados) associados à linha 29 são usados para a provisão da carga de gancho da coluna de perfuração 20 e sobre outros parâmetros desejados relativos à perfuração da perfuração de poço não revestido 26.

Em algumas aplicações, a broca de perfuração 50 é rodada apenas pela rotação do tubo de perfuração 22. Contudo, em outras aplicações, um motor de perfuração 55 (motor de lama) disposto no conjunto de perfuração 90 é usado para rotação da broca de perfuração 50 e/ou para superposição ou suplementação da rotação da coluna de perfuração 20. Em qualquer caso, a taxa de penetração (ROP) da broca de perfuração 50 na perfuração de poço não revestido 26 para uma dada formação e um conjunto de perfuração depende largamente do peso sobre a broca e da velocidade de rotação da broca de perfuração.

Em um aspecto da modalidade da figura 1, o motor de lama 55 é acoplado à broca de perfuração 50 através de um eixo de acionamento (não mostrado) disposto em um conjunto de mancal 57. O motor de lama 55 roda a broca de perfuração 50 quando o fluido de perfuração 31 passar através do motor de lama 55 sob pressão. O conjunto de mancal 57 suporta as forças radiais e axiais da broca de perfuração 50, o empuxo para baixo do motor de perfuração e o carregamento reativo para cima a partir do peso aplicado sobre a broca. Estabilizadores 58 acoplados ao conjunto de mancal 57 e em outras localizações adequadas atuam como centralizadores para a porção mais inferior do conjunto de motor de lama e outras localizações adequadas.

Uma unidade de controle de superfície 40 recebe sinais a partir de sensores de poço abaixo e dispositivos através de um sensor 43 posicionado na linha de fluido 38, bem como a partir de sensores S1, S2, S3, sen25 sores de carga de gancho e quaisquer outros sensores usados no sistema e processos, tais como sinais de acordo com as instruções programadas providas para a unidade de controle de superfície 40. A unidade de controle de superfície 40 exibe parâmetros de perfuração desejados e uma outra informação em um visor / monitor 42 para uso por um operador no local de sonda para controle das operações de perfuração. A unidade de controle de superfície 40 contém um computador, uma memória para o armazenamento de dados, programas de computador, modelos e algoritmos acessíveis a um processador no computador, um gravador, tal como uma unidade de fita para a gravação de dados, e outros periféricos. A unidade de controle de superfície 40 também pode incluir modelos de simulação para uso pelo computador para dados de processos de acordo com instruções programadas. A unidade de controle responde a comandos de usuário introduzidos através de um dispositivo adequado, tal como um teclado. A unidade de controle 40 é adaptada para ativar alarmes 44, quando certas condições de operação não seguras ou indesejáveis ocorrerem.

Com referência novamente à figura 1, o conjunto de perfuração 10 90 também contém outros sensores e dispositivos ou ferramentas para a provisão de uma variedade de medições relativas à formação circundando a perfuração de poço não revestido e para a perfuração da perfuração de poço não revestido 26 ao longo de um percurso desejado. Esses dispositivos podem incluir um dispositivo para a medição da resistividade da formação pró15 ximo e/ou em frente à broca de perfuração, um dispositivo de raios gama para a medição da intensidade de raios gama de formação e dispositivos para a determinação da inclinação, do azimute e da posição da coluna de perfuração. Uma ferramenta de resistividade de formação 64, feita de acordo com uma modalidade descrita aqui, pode ser acoplada em qualquer localiza20 ção adequada, incluindo acima de um subconjunto de desvio inferior 62, para estimativa ou determinação da resistividade da formação próximo da ou na frente da broca de perfuração 50 ou em outras localizações adequadas. Um inclinômetro 74 e um dispositivo de raio gama 76 podem ser adequadamente posicionados para a determinação, respectivamente, da inclinação do

BHA e da intensidade de raios gama da formação. Qualquer inclinômetro adequado e qualquer dispositivo de raio gama podem ser utilizados. Além disso, um dispositivo de azimute (não mostrado), tal como um magnetômetro ou um dispositivo giroscópico, pode ser utilizado para a determinação do azimute da coluna de perfuração. Esses dispositivos são conhecidos na téc30 nica e, portanto, não são descritos em detalhes aqui. Na configuração de exemplo descrita acima, o motor de lama 55 transfere potência para a broca de perfuração 50 através de um eixo oco que também permite que o fluido de perfuração passe a partir do motor de lama 55 para a broca de perfuração 50. Em uma modalidade alternativa da coluna de perfuração 20, o motor de lama 55 pode ser acoplado abaixo do dispositivo de medição de resistividade 64 ou em qualquer outro lugar adequado.

Ainda com referência à figura 1, outros dispositivos de perfilagem durante uma perfuração (LWD) (geralmente denotados aqui pelo número 77), tais como dispositivos para a medição de porosidade de formação, permeabilidade, densidade, propriedades de rocha, propriedades de fluido, etc., podem ser posicionados em localizações adequadas no conjunto de perfuração 90 para a provisão de uma informação útil para avaliação das formações de subsuperfície ao longo da perfuração de poço não revestido 26. Esses dispositivos podem incluir, mas não estão limitados a ferramentas acústicas, ferramentas nucleares, ferramentas de ressonância magnética nuclear e ferramentas de ensaio e amostragem de formação.

Os dispositivos citados acima transmitem dados para um sistema de telemetria de poço abaixo 72, o qual, por sua vez, transmite os dados recebidos poço acima para a unidade de controle de superfície 40. O sistema de telemetria de poço abaixo 72 também recebe sinais e dados a partir da unidade de controle de superfície 40 e transmite esses sinais e dados recebidos para os dispositivos de poço abaixo apropriados. Em um aspecto, um sistema de telemetria de pulso de lama pode ser usado para comunicação de dados entre os sensores e dispositivos de poço abaixo e o equipamento de superfície, durante operações de perfuração. Um transdutor 43 colocado na linha de suprimento de lama 38 detecta os pulsos de lama em resposta aos dados transmitidos pela telemetria de poço abaixo 72. O transdutor 43 gera sinais elétricos em resposta a variações de pressão de lama e transmite esses sinais através de um condutor 45 para a unidade de controle de superfície 40. Em outros aspectos, qualquer outro sistema de telemetria adequado pode ser usado para uma comunicação de dados de duas vias entre a superfície e o BHA 90, incluindo, mas não limitando um sistema de telemetria acústico, um sistema de telemetria eletromagnético, um sistema de telemetria sem fio, que pode utilizar repetidores na coluna de perfuração ou na perfuração de poço revestido e um tubo com fio. O tubo com fio pode ser constituído pela junção de seções de tubo de perfuração, onde cada seção de tubo inclui um enlace de comunicação de dados que corre ao longo do tubo. A conexão de dados entre as seções de tubo pode ser feita por qualquer método adequado, incluindo, mas não limitando, conexões elétricas ou óticas rígidas e métodos de indução. No caso de uma tubulação flexível ser usada como o tubo de perfuração 22, o enlace de comunicação de dados pode ser passado ao longo de uma lateral da tubulação flexível.

O sistema de perfuração descrito até agora se refere àqueles 10 sistemas de perfuração que utilizam um tubo de perfuração para transporte do conjunto de perfuração 90 para a perfuração de poço não revestido 26, onde o peso sobre a broca é controlado a partir da superfície, tipicamente pelo controle da operação do guincho de perfuração. Contudo, um grande número de sistemas de perfuração atuais, especialmente para a perfuração de furos de poço revestidos altamente desviados e horizontais, utiliza tubulação flexível para transporte do conjunto de perfuração poço abaixo. Em uma aplicação como essa, um impulsor às vezes é empregado na coluna de perfuração, para a provisão da força desejada sobre a broca de perfuração. Também, quando uma tubulação flexível é utilizada, a tubulação não é roda20 da por uma mesa rotativa, mas, ao invés disso, é injetada na perfuração de poço revestido por um injetor adequado, enquanto o motor de poço abaixo, tal como o motor de lama 55, roda a broca de perfuração 50. Para uma perfuração em alto-mar, uma sonda de alto-mar ou uma embarcação é usada para suporte do equipamento de perfuração, incluindo a coluna de perfura25 ção.

Ainda com referência à figura 1, uma ferramenta de resistividade 64 feita de acordo com a presente descrição pode incluir uma pluralidade de antenas, pelo menos uma dessas antenas sendo uma antena sensível de forma azimutal feita de acordo com uma modalidade da presente descrição, conforme descrito em maiores detalhes com respeito às figura 3 a 8. Uma antena sensível de forma azimutal feita de acordo com a presente descrição pode ser configurada para operar como uma antena de transmissor, tal co11 mo o transmissor 766a ou 66b, ou como uma antena de receptor, tal como o receptor 68a ou 68b.

A figura 2 mostra uma configuração de exemplo de transmissores e receptores de uma ferramenta de resistividade de componente múltiplo

100 que incluem antenas transversais x e y sensíveis de forma azimutal. A ferramenta 100 é mostrada incluindo três transmissores ortogonais 101, 103 e 105, referidos como os transmissores T_x, T_z e T_y, os quais são posicionados espaçados na ferramenta. Os subscritos (x, y, z) indicam um sistema ortogonal que é definido pelas direções das normais aos transmissores. O eixo z é escolhido como sendo ao longo do eixo geométrico longitudinal da ferramenta, enquanto o eixo x e o eixo y são mutuamente perpendiculares e ficam nos planos transversais ao eixo geométrico de ferramenta. Os três transmissores 101, 103 e 105, referidos como os transmissores T_x, T_z e T_y, respectivamente, induzem campos magnéticos em três direções espaciais.

Correspondendo a cada transmissor 101,103 e 105 estão associados receptores 111, 113 e 115 referidos como os receptores R_x, R_z e R_y, respectivamente, alinhados ao longo do sistema ortogonal definido pelas normais aos transmissores x, y e z e posicionados na ordem mostrada na figura 1. Os receptores R_x, R_z e R_y medem os campos magnéticos correspondentes H_xx,

H_zz e H_yy gerados pelos transmissores T_x, T_z e T_y, respectivamente. Neste sistema de campos magnéticos, o primeiro índice ou subscrito indica a direção do transmissor e o segundo índice indica a direção do receptor. Além disso, os receptores R_y e R_z medem as duas componentes transversais H_xye Ηχζ dos campos magnéticos produzidos pelo transmissor T_x (101).

A orientação dos transmissores e dos receptores permanece fixa com respeito ao eixo geométrico de ferramenta. A ferramenta de componente múltiplo em uma configuração horizontal é sensível à formação anisotrópica, à localização da ferramenta, bem como à rotação da ferramenta em torno de seu eixo geométrico. Na configuração da figura 2, as antenas x e y são sensíveis de forma azimutal. Tipicamente, apenas a componente H_zz é insensível a uma rotação de ferramenta. Na configuração horizontal, a média (H_xx + H_yy) / 2 é independente da rotação de ferramenta. As medidas H_zz e (Η_χχ + H_yy) / 2 são dependentes da formação e da localização de ferramenta e, assim, podem ser usadas para a determinação da distância a partir das fronteiras de leito e para geodirecionamento do BHA. Também, cada um dos transmissores pode ser operado em qualquer frequência em uma faixa de frequências, tal como entre 50 kHz e 2 MHz. A configuração mostrada na figura 2 provê apenas um posicionamento possível de transmissores e de receptores. Os transmissores e receptores, contudo, podem ser posicionados de qualquer maneira adequada. Também, duas ou mais antenas podem ser posicionadas na mesma ou substancialmente na mesma localização na ferramenta, tal como pelo empilhamento das antenas em uma localização comum ou pelo posicionamento de fendas de uma antena entre ou adjacentes às fendas de uma outra antena na mesma ou substancialmente na mesma localização axial e radial.

De acordo com um aspecto da descrição, um projeto de ranhura é provido para a construção de uma bobina, tal como uma bobina x (usada como transmissor ou receptor), para uso em uma MWD durante a perfuração de um furo de poço revestido, tal como mostrado na figura 1. Um projeto como esse pode permitir, por exemplo, que a bobina x irradie / detecte campos magnéticos transversais e protege o fio de bobina x de danos impostos pelas operações de perfuração. Certas configurações e métodos de feitura de bobinas são descritos em maiores detalhes com referência às figura 3 a

8. Essas bobinas podem detectar eficientemente os sinais de formação e também suportar as tensões mecânicas induzidas durante as operações de perfuração.

A figura 3 mostra uma vista em perspectiva de um portador de antena 300 que inclui um portador metálico 320 (também referido aqui como um alojamento, uma luva ou um membro metálico). A configuração de antena mostrada na figura 3 é de uma antena transversal x, na qual entalhes circunferenciais feitos no membro metálico 320 são divididos ou segmentados em fendas, cada fenda contendo um material adequado de permeabilidade magnética alta, tal como um material de ferrita de um tamanho adequado. Conforme mostrado na figura 3, o primeiro entalhe 310a é constituído por um arranjo de uma pluralidade (m) de fendas espaçadas, tais como as fendas 310a1 a 310am, enquanto o último entalhe 31 On é constituído por m fendas 310n1 a 310nm. No exemplo da figura 3, cada entalhe é feito na direção perpendicular ao eixo geométrico de ferramenta (eixo z), isto é, ao longo da direção radial do portador 320. De modo similar, cada um dos outros entalhes, tais como os entalhes 310b a 310n-1, é constituído por um número similar de fendas formadas na direção radial. Assim, no exemplo da figura 3, a antena inclui múltiplos entalhes, cada um contendo três fendas. Na configuração da figura 3, as fendas 310a1 a 310n1 (isto é, uma fenda de cada entalhe ao longo de uma direção comum, a qual neste caso em particular é a direção z) formam uma primeira fileira de fendas pertencentes ao conjunto de fendas mostrado. De forma similar, as fendas 310a2 a 310n2 e 310am a 310nm, cada uma, respectivamente formam as segunda e terceira fileiras de fendas. O número de entalhes, fendas e fileiras contidos em cada antena é uma escolha de projeto e, assim, pode variar de um projeto para outro. No exemplo em particular da figura 3, um conjunto similar de entalhes é feito substancialmente no lado oposto (isto é, a em torno de 180 graus) no alojamento 320, conforme mostrado e descrito com referência à figura 4. Em um aspecto, cada uma das fendas pode incluir um membro ou material de ferri20 ta, tal como o membro de ferrita 308am na fenda 310am. Fios são rateados ou posicionados nas fendas ao longo da direção de eixo geométrico de ferramenta, para a formação de uma antena de laço, conforme mostrado e descrito com referência às figura 5 a 8. Embora os entalhes 310a a 31 Om na figura 3 sejam mostrados feitos perpendiculares ao eixo geométrico de fer25 ramenta (eixo z), esses entalhes podem ser feitos em qualquer direção adequada que não seja paralela ao eixo geométrico de ferramenta, para uso como uma bobina sensível de forma azimutal. Assim, em um aspecto, uma antena sensível de forma azimutal de acordo com um aspecto da descrição pode incluir pelo menos um entalhe constituído por (ou segmentado em) pe30 lo menos duas fileiras, cada uma dessas fileiras contendo pelo menos uma fenda. Por exemplo, a antena pode incluir um entalhe 310a e duas fileiras, uma fileira definida por cada uma das fendas 310a1 e 310a2.

Ainda com referência à figura 3, cada fenda ainda pode incluir um elemento de ferrita ou outro adequado, tal como o elemento 308am, mostrado posicionado na fenda 310am, para a provisão de um percurso de relutância baixa para um campo magnético criado por ou detectado pelo fio de antena. Em um aspecto, o material magnético pode ser um material de permeabilidade magnética alta, o qual pode incluir, mas não está limitado a: (i) um material de ferrita facilmente desmagnetizável; (ii) uma liga amorfa facilmente desmagnetizável eletricamente condutiva; (iii) uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina eletricamente condutiva; (iv) uma pilha feita de liga amorfa facilmente desmagnetizável; (v) uma pilha feita de uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina; e (vi) um pó de ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico; (vii) um sendust facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um dentre um aglutinante orgânico e um inorgânico; e (viii) um pó de liga de níquel e ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico. O laço de fio é formado pelo roteamento de um ou mais fios ao longo da direção que não é perpendicular ao eixo geométrico de ferramenta, para a formação de um laço de antena. A antena em outras configurações pode incluir uma pluralidade de entalhes, cada um constituído por fendas segmentadas para a formação de fileiras de fendas, cada uma dessas fileiras incluindo uma pluralidade de fendas e elementos de relutância baixa correspondentes, onde um ou mais fios posicionados sobre fendas em uma direção que não é perpendicular ao eixo geométrico de ferramenta forma uma antena de laço.

A figura 4 mostra uma vista em perspectiva transparente do conjunto portador de antena da figura 3 mostrando o posicionamento dos fios sobre a ferrita ou elementos de permeabilidade magnética alta ao longo das fileiras de fendas, de acordo com um aspecto da descrição. O conjunto portador de antena é mostrado incluindo dois conjuntos ou grupos de fendas

420 e 430 nos lados opostos do membro tubular 320. Cada fenda é mostrada alojando ou contendo um membro de ferrita ou outro de permeabilidade magnética alta, tal como o elemento 408. Um ou mais fios (tal como um fio

435) podem ser rateados ou posicionados sobre o material de permeabilidade magnética alta através de orifícios 440 feitos nas porções metálicas da luva entre as fendas. O fio 435 é mostrado rateado ou posicionado ao longo das fileiras remanescentes de fendas de uma maneira similar. Desta manei5 ra, existe um pequeno espaço ou espaçamento entre o fio e o elemento de ferrita, o que tende a aumentara sensibilidade da antena.

A figura 5 mostra uma vista em perspectiva parcial do layout das fileiras dos membros de ferrita ou outros de permeabilidade magnética alta correspondendo às fileiras das fendas da figura 4 e um método paralelo de roteamento dos fios para a formação da antena de laço. Nesta configuração, os segmentos de fio 512a, 512b e 512c são respectivamente posicionados ao longo das fileiras 514a, 514b e 514c do primeiro conjunto 510 de fileiras de fendas. Os fios 512a, 512b e 512c são paralelos a cada outro. Uma extremidade de cada fio desses é conectada para a formação de uma extremi15 dade da antena de laço. Por exemplo, as extremidades 516a, 516b e 516c em uma extremidade do arranjo 510 são conectadas em conjunto com um fio 522 para a formação de uma extremidade 530a da antena de laço 550. As outras extremidades 518a, 518b e 518c dos fios paralelos são conectadas em conjunto e enlaçadas em torno do alojamento de ferramenta para o segundo arranjo de fendas 520, onde são conectadas a uma extremidade de cada um dos fios paralelos 522a, 522b e 522c dos fios paralelos 524a, 524b e 524c posicionados ao longo de suas respectivas fileiras das fendas do segundo arranjo 520. As outras extremidades dos fios 524a, 524b e 524c são conectadas em conjunto para a formação da segunda extremidade 530b da antena de laço 550. Conforme citado anteriormente, mais de um fio pode ser usado para cada fileira. Também, pode haver mais de dois conjuntos espaçados de fileiras.

A figura 6 mostra uma vista bidimensional de um roteamento em série de um fio ao longo das fileiras de dois conjuntos de fendas, tal como mostrado na figura 4, para a formação de uma antena de laço, de acordo com um aspecto da descrição. A configuração da figura 6 mostra, como um exemplo, um primeiro conjunto de fendas 610 contendo as fileiras 614a,

614b, 614c de fendas e um segundo conjunto de fendas 620 espaçado do primeiro conjunto de fendas, contendo as fileiras 624a, 624b e 624c de fendas. Cada fenda é mostrada contendo um material de ferrita ou outro de permeabilidade magnética alta, tal como descrito com referência à figura 3.

Para a formação de uma antena de laço, um fio 640 é posicionado sobre os elementos de ferrita ao longo da primeira fileira 614a e, então, enlaçado em torno do membro metálico ou alojamento e posicionado sobre a primeira fileira 624a de fendas no segundo conjunto de fendas, cuja fileira é mais próxima da fileira 614a de fendas. O fio 630 deixando a fileira 624a de fendas então é enlaçado sobre o alojamento e rateado em torno do corpo da ferramenta e sobre a segunda fileira 614b do primeiro conjunto 610. O fio 630 então é de novo rateado em torno do alojamento e sobre a segunda fileira 624b de fendas do segundo conjunto 620. O roteamento do fio 630 é continuado sobre as terceiras fileiras 614c e 624c de fendas e quaisquer fileiras adicionais de cada conjunto. O fio 630 assim começa em uma primeira extremidade 632a e termina em uma extremidade 632b formando uma antena de laço. Conforme citado anteriormente, o conjunto de antena pode incluir qualquer número desejado de conjuntos de fileiras, cada fileira contendo qualquer número de fendas ali.

A figura 7 mostra um roteamento alternativo de fios para a formação de uma antena de laço para um conjunto de antena sensível de forma azimutal. Na configuração mostrada na figura 7, as duas primeiras fileiras 614a e 614b de fendas do primeiro conjunto 610 de fendas têm fios paralelos 730a e 730b. Estes dois fios paralelos são acoplados em suas respec25 tivas primeiras extremidades que terminam em uma extremidade 732a da antena de laço. As outras extremidades destes fios são acopladas e rateadas sobre as duas primeiras fileiras 624a e 624b de fendas que são conectadas aos fios paralelos ao longo das fileiras 624a e 624b do segundo conjunto 620 de fendas. As extremidades destes fios paralelos são acopladas e rateadas sobre o alojamento e, então, sobre a fileira 614c do conjunto 610 de fendas e, então, de novo sobre o alojamento e sobre a terceira fileira 624c de conjunto 620 de fendas, terminando na extremidade 632b. Desta maneira, as duas primeiras fileiras de cada conjunto têm fios paralelos, de uma maneira similar à mostrada na figura 5 e pelo menos uma fileira adicional de cada conjunto de fendas tem um roteamento em série do fio, de modo similar à fiação mostrada na figura 6. Esta configuração, portanto, provê uma combinação de roteamento em série e paralelo de fios sobre as fendas, para a formação de uma antena de laço. Deve ser notado que os roteamentos de fiação descritos aqui para a formação de uma antena de laço são de exemplo. Qualquer outro roteamento adequado de um ou mais fios pode ser usado para as finalidades desta descrição. Mais ainda, embora a fiação seja mostrada paralela ao eixo geométrico de ferramenta, ela pode ser orientada ao longo de qualquer outra direção que não seja perpendicular (não ortogonal) ao eixo geométrico de ferramenta. De modo similar, as fileiras das fendas são mostradas como sendo paralelas ao eixo geométrico de ferramenta. Essas fileiras, contudo, podem ser orientadas ao longo de direções não pa15 ralelas ao eixo geométrico de ferramenta.

A figura 8 mostra uma vista bidimensional de um campo magnético formado para as configurações de exemplo do conjunto de antena mostrado nas figura 3 a 7. A figura 8 mostra uma vista em seção transversal radial esquemática do alojamento de ferramenta que mostra três fendas, 802a,

802b e 802c, uma de cada fileira de fendas. Os segmentos de metal entre as fendas são mostrados pelos elementos 804a e 804b, enquanto os membros correspondentes de ferrita ou outros de permeabilidade magnética alta são mostrados pelos elementos 806a, 806b e 806c, respectivamente. A seção transversal dos fios posicionados sobre cada uma dessas fendas é mostrada como 812a, 812b e 812c para as fendas 802a, 802b e 802c, respectivamente. As linhas de campo magnético para a antena de laço da figura 8 são mostradas pelas linhas de exemplo 840a e 840b. Devido à separação das fendas e dos elementos de ferrita, esta configuração pode ser menos sensível, se comparada com uma configuração em que as fendas são contínuas e incluem elementos de ferrita contínuos. A antena feita de acordo com esta descrição pode ser usada como uma antena de transmissor ou como uma antena de receptor de uma ferramenta de resistividade. A diminuição da sensibilidade pode ser compensada pela provisão de uma corrente mais alta através de uma antena de transmissor associada à ferramenta de resistividade. O uso de uma corrente mais alta gera campos magnéticos mais fortes na formação do terreno, o que ajuda os receptores a receberem os sinais eletromagnéticos da formação.

Em cada uma das antenas feitas de acordo com a descrição, o portador metálico, em um aspecto, pode ser um membro contínuo ou unitário de espessura adequada, tal como mostrado nas figura 3 e 4. O membro metálico unitário pode ser posicionado, então, em tomo de um corpo de ferra10 menta da ferramenta de resistividade, e as extremidades de fio conectadas a um circuito de receptor ou de transmissor apropriado, conforme for o caso. A estrutura unitária tendo os entalhes segmentados com dimensões selecionadas apropriadamente é capaz de suportar cargas de flexão substanciais no corpo de ferramenta durante uma perfuração de um furo de poço. A seg15 mentação dos entalhes com fendas dimensionadas apropriadamente permite que um material metálico suficiente entre eles permaneça entre as fendas para a provisão da resistência estrutural de portador para suportar cargas de flexão substanciais sobre a porção de conjunto de perfuração na qual o portador é montado. Para as finalidades desta descrição, uma carga de flexão substancial pode ser de trinta por cento ou mais da carga de flexão sobre a ferramenta. Tipicamente, a carga sobre o portador pode ser de entre trinta e setenta por cento da carga sobre a ferramenta.

Em uma outra configuração, o portador metálico pode ser dividido em dois ou mais segmentos longitudinais (ao longo da direção z), tal co25 mo nas localizações 320a e 320b (figura 3). Os dois ou mais segmentos então podem ser posicionados no exterior do corpo de ferramenta e então acoplados em conjunto com elementos de acoplamento mecânicos adequados, tais como prendedores, articulações, grampos, parafusos, cavilhas, pinos, etc. Os elementos de ferrita e os fios podem ser rateados após o posiciona30 mento do portador metálico sobre o corpo de ferramenta, da maneira descrita aqui. As estruturas de portador divididas não tendem a suportar cargas de flexão substanciais sobre o corpo de ferramenta e, nesse caso, o corpo de ferramenta é projetado para suportar as cargas de flexão necessárias.

As estruturas e os métodos descritos aqui podem ser usados em ferramentas de resistividade portadas em um cabo de aço, ou como ferramentas de resistividade de MWD ou LWD portadas por um elemento tubular de perfuração. Na ferramenta de resistividade, cada antena é acoplada a um circuito de transmissor ou a um de receptor, conforme for o caso. O circuito de transmissor inclui um oscilador e outros circuitos relacionados, que fazem com que sua antena associada transmita sinais eletromagnéticos em uma pluralidade de frequências em uma faixa de frequências. A ferramenta inclui um controlador que contém um processador, tal como um microprocessador, e circuitos associados, tais como circuitos de memória e de processamento de sinal, e uma instrução programada acessível para o processador para controle da operação do transmissor. Os circuitos de receptor incluem circuitos para o recebimento de sinais detectados pelas bobinas e para amplifica15 ção e digitalização desses sinais. O controlador processa os sinais detectados de acordo com instruções programadas e provê uma estimativa de uma propriedade elétrica da formação ou de um fluido poço abaixo. Os sinais de cada receptor podem ser processados poço abaixo, na superfície ou em parte no poço abaixo na ferramenta e em parte na superfície. Os valores esti20 mados da propriedade ou das propriedades de interesse são gravados ou armazenados em um meio adequado, tal como uma memória de estado sólido, um disco rígido, uma fita magnética, etc. Os dados ou resultados obtidos poço abaixo podem ser transmitidos para a superfície e/ou armazenados na memória na ferramenta. Os circuitos descritos acima geralmente são co25 nhecidos na técnica e, assim, não são descritos em detalhes. Conforme citado anteriormente, duas ou mais antenas podem ser empilhadas na mesma ou substancialmente na mesma localização no corpo de ferramenta. Cada uma dessas antenas pode ser configurada para a transmissão para e/ou para receber da formação radiações eletromagnéticas em uma direção azimu30 tal em particular.

Assim, em um aspecto, um aparelho para uso em um furo de poço para estimativa de uma propriedade de interesse é mostrado, que pode incluir um corpo de ferramenta e pelo menos uma antena montada fora do corpo de ferramenta, cuja antena ainda contém um membro metálico unitário montado no exterior do corpo de ferramenta para o suporte de uma porção substancial da carga de flexão sobre o corpo de ferramenta durante o uso da ferramenta na perfuração de poço. O membro metálico tem um eixo geométrico longitudinal e um eixo geométrico radial ortogonal ao eixo geométrico longitudinal. Em um aspecto, as fendas são feitas no membro metálico e um condutor elétrico posicionado sobre as fendas forma uma antena de laço. Em um outro aspecto, pelo menos dois grupos espaçados de fendas podem ser formados no membro metálico, cada grupo de fendas contendo pelo menos duas fileiras de fendas, cada fileira tendo pelo menos uma fenda. Pelo menos um condutor elétrico pode ser posicionado sobre pelo menos uma fenda de cada fileira de fendas para a formação de uma antena de laço. Em um aspecto, um segmento do condutor elétrico sobre cada fileira de fendas pode ser posicionado em um ângulo selecionado em relação ao eixo geométrico radial do membro metálico ou posicionado paralelo ao eixo geométrico longitudinal para a formação da antena de laço.

Em um outro aspecto, um material de permeabilidade magnética alta é posicionado em pelo menos uma fenda em cada fileira de fendas.

Qualquer material de permeabilidade magnética alta pode ser usado, incluindo, mas não limitando: (i) um material de ferrita facilmente desmagnetizável; (ii) uma liga amorfa facilmente desmagnetizável eletricamente condutiva;

(iii) uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina eletricamente condutiva; (iv) uma pilha feita de liga amorfa facilmente desmagnetizável; (v) uma pilha feita de uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina; e (vi) um pó de ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico; (vii) um sendust facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um dentre um aglutinante orgânico e um inorgânico; e (viii) um pó de liga de níquel e ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico. Em um aspecto, o condutor elétrico é posicionado sobre o material de permeabilidade magnética alta através de orifícios formados no membro metálico. O condutor elétrico pode constituir: (i) um condutor único posicionado em série sobre cada fileira de pelo menos dois grupos de fendas; (ii) pelo menos dois condutores elétricos conectados em paralelo sobre pelo menos duas fileiras de fendas; e (iii) pelo menos um condutor elétrico conectado em série sobre um primeiro conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas e pelo menos dois condutores elétricos conectados em paralelo sobre um segundo conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas. O aparelho ainda pode incluir um circuito elétrico acoplado à antena de laço para fazer com que a antena de laço atue como um receptor para o recebimento de sinais eletromagnéticos a partir de uma formação ou como um transmissor para a transmissão de ondas eletromagnéticas para a formação. O aparelho ainda pode incluir um controlador, que inclui um processador configurado para o processamento de sinais recebidos pela antena de laço na perfuração de poço revestido e para a provisão de uma estimativa da propriedade de interesse, a qual é uma dentre resistividade e condutividade de uma formação circundando a perfuração de poço revestido. O processador pode estar localizado em uma porção poço abaixo do aparelho ou na superfície ou em parte poço abaixo e em parte na superfície. Ao aparelho ainda pode incluir um conjunto de perfuração que porta a antena de laço; e um membro de transporte que é configu20 rado para transportar o conjunto de perfuração para a perfuração de poço revestido.

Em um outro aspecto, um método para estimativa de uma propriedade de interesse é mostrado, que inclui: a transmissão de sinais eletromagnéticos para uma formação que circunda a perfuração de poço reves25 tido; o recebimento de sinais a partir da formação, em resposta aos sinais eletromagnéticos transmitidos por um receptor, onde um dentre o receptor e o transmissor inclui uma antena de laço que inclui: um membro metálico axissimétrico contínuo montado no exterior de um corpo de ferramenta; pelo menos dois grupos espaçados de fendas formadas no membro metálico, cada grupo de fendas contendo pelo menos duas fileiras, cada fileira tendo pelo menos uma fenda; e um condutor elétrico posicionado pelo menos sobre uma fenda de cada fileira, de modo que o condutor elétrico não seja per22 pendicular a um eixo geométrico longitudinal do membro metálico; o processamento dos sinais recebidos para estimativa da propriedade de interesse; e a gravação da propriedade de interesse estimada em um meio de armazenamento adequado. O método ainda pode incluir o recebimento de sinais eletromagnéticos pela antena de laço a partir de uma primeira direção azimutal; o recebimento de sinais eletromagnéticos adicionais a partir de uma segunda direção azimutal por uma antena de laço adicional; o processamento dos sinais recebidos a partir das primeira e segunda direções azimutais para estimativa da propriedade de interesse. O processamento dos sinais pode ser realizado durante uma perfilagem da perfuração de poço revestido por uma ferramenta com cabo de aço ou durante uma perfilagem da perfuração de poço revestido durante uma perfuração da perfuração de poço revestido. O membro metálico pode ser uma luva axissimétrica que é posicionada em torno de uma porção do corpo de ferramenta de uma maneira que ela seja submetida a uma carga de flexão substancial sobre o corpo de ferramenta.

Embora a descrição precedente seja dirigida a certas modalidades de exemplo, várias modificações serão evidentes para aqueles versados na técnica. Pretende-se que todas essas modificações sejam consideradas como parte dos conceitos descritos aqui.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para uso em um furo de poço para estimativa de uma propriedade de interesse, que compreende:

uma ferramenta de corpo; e

5 pelo menos uma antena montada fora do corpo de ferramenta, a antena incluindo:

um membro metálico unitário (320) montado no exterior do corpo de ferramenta e tendo um eixo geométrico longitudinal e um eixo geométrico radial ortogonal ao eixo geométrico longitudinal;

10 pelo menos uma fenda formada na superfície externa do membro metálico (320); e pelo menos um condutor elétrico (435) colocado sobre pelo menos uma fenda para a formação da antena;

caracterizado pelo fato de que o membro metálico unitário 15 (320) porta uma porção substancial da carga de flexão no corpo de ferramenta, durante o uso do corpo de ferramenta no furo de poço.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma fenda compreende pelo menos dois grupos espaçados de fendas, cada grupo de fendas contendo pelo menos duas

20 fileiras de fendas, cada fileira de fendas tendo pelo menos uma fenda.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o condutor elétrico sobre cada fileira de fendas não é perpendicular ao eixo geométrico longitudinal.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado 25 pelo fato de que ainda compreende um material de alta permeabilidade magnética colocado em pelo menos uma fenda de cada fileira de fendas.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material de alta permeabilidade magnética é selecionado a partir do grupo que consiste em: (i) um material de ferrita facilmente des30 magnetizável; (ii) uma liga amorfa facilmente desmagnetizável eletricamente condutiva; (iii) uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina eletricamente condutiva; (iv) uma pilha feita de liga amorfa facilmente desmagnetiPetição 870180002409, de 11/01/2018, pág. 6/15 zável; (v) uma pilha feita de uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina; e (vi) um pó de ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico; (vii) um sendust facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um dentre um aglutinante orgânico e um inorgânico; e (viii) um pó de liga de níquel e ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um condutor elétrico (435) é posicionado sobre o material de alta permeabilidade magnética através de orifícios formados no membro metálico (320) sobre as fendas.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um condutor elétrico (435) constitui um dentre: (i) um condutor único posicionado em série sobre cada fileira de pelo menos dois grupos de fendas; (ii) pelo menos dois condutores elétricos conectados em paralelo sobre pelo menos duas fileiras de fendas; e (iii) pelo menos um condutor elétrico conectado em série sobre um primeiro conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas e pelo menos dois condutores elétricos conectados em paralelo sobre um segundo conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um circuito elétrico acoplado à antena de laço para fazer com que a antena de laço atue como um dentre: (i) um receptor (68a, 68b) para o recebimento de sinais eletromagnéticos a partir da formação; e (ii) um transmissor (66a, 66b) para a transmissão de ondas eletromagnéticas para a formação.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um processador configurado para o processamento de sinais recebidos a partir da antena de laço no furo de poço e para a provisão de uma estimativa da propriedade de interesse, a qual é uma dentre resistividade e condutividade, de uma formação que circunde o furo de poço.
10. Método para a estimativa de uma propriedade de interesse
11/01/2018, pág. 7/15 relativa a um furo de poço, que compreende:

a transmissão de sinais eletromagnéticos para uma formação que circunda o furo de poço; o recebimento de sinais a partir da formação, em resposta aos sinais eletromagnéticos transmitidos por um receptor (68a,

5 68b);

onde um dentre o receptor (68a, 68b) e o transmissor (66a, 66b) inclui uma antena de laço que inclui: um membro metálico simétrico no eixo contínuo (320) montado no exterior de um corpo de ferramenta;

pelo menos dois grupos espaçados (420, 430) de fendas forma10 das no membro metálico (320), cada grupo de fendas (420, 430) contendo pelo menos duas fileiras, cada fileira tendo pelo menos uma fenda; e um condutor elétrico (435) posicionado pelo menos sobre uma fenda de cada fileira, de modo que o condutor elétrico (435) não seja perpendicular a um eixo geométrico longitudinal do membro metálico (320);

15 o processamento dos sinais recebidos para estimativa da propriedade de interesse; e a gravação da propriedade de interesse estimada em um meio de armazenamento adequado;

caracterizado pela etapa de transporte de uma porção subs20 tancial da carga de flexão no corpo de ferramenta no membro metálico simétrico no eixo contínuo (320), durante o uso do corpo de ferramenta no furo de poço.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende o posicionamento de um material de

25 alta permeabilidade magnética nas fendas.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o material de alta permeabilidade magnética é selecionado a partir do grupo que consiste em: (i) um material de ferrita facilmente desmagnetizável; (ii) uma liga amorfa facilmente desmagnetizável eletricamente

30 condutiva; (iii) uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina eletricamente condutiva; (iv) uma pilha feita de liga amorfa facilmente desmagnetizável; (v) uma pilha feita de uma liga facilmente desmagnetizável nanocristaPetição 870180002409, de 11/01/2018, pág. 8/15 lina; e (vi) um pó de ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico; (vii) um sendust facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um dentre um aglutinante orgânico e um inorgânico; e (viii) um pó de liga de níquel e ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende o posicionamento de uma segunda antena de laço feita de um membro metálico contínuo (320) substancialmente na mesma localização em que a antena de laço é montada no corpo de ferramenta.
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o receptor (68a, 68b) inclui a antena de laço, o método ainda compreendendo:

o recebimento de sinais eletromagnéticos pela antena de laço a partir de uma primeira direção azimutal;

o recebimento de sinais eletromagnéticos adicionais a partir de uma segunda direção azimutal por uma antena de laço adicional;

o processamento dos sinais recebidos a partir das primeira e segunda direções azimutais para estimativa da propriedade de interesse.
15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processamento dos sinais é realizado durante uma dentre: a perfilagem do furo de poço por uma ferramenta com cabo de aço; e a perfilagem do furo de poço durante uma perfuração do furo de poço.
16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o membro metálico (320) é uma luva simétrica no eixo que é posicionada em torno de uma porção do corpo de ferramenta de uma maneira que ela seja submetida a uma carga de flexão substancial, quando o corpo de ferramenta se flexionar durante uma perfuração do furo de poço.
17. Antena de laço configurada para uso em ferramenta de fundo de poço, que compreende:

um membro metálico de luva simétrico no eixo contínuo (320) configurado para ser montado no exterior de um corpo de ferramenta da fer11/01/2018, pág. 9/15 ramenta de fundo de poço para portar uma porção substancial da carga de flexão no corpo de ferramenta, durante um uso da ferramenta de fundo de poço em um furo de poço, o membro metálico (320) tendo um eixo geométrico longitudinal e um eixo geométrico radial ortogonal ao eixo geométrico longitudinal;

pelo menos dois grupos espaçados de fendas formadas no membro metálico (320), cada grupo de fendas contendo pelo menos duas fileiras de fendas, cada fileira tendo pelo menos uma fenda; e pelo menos um condutor elétrico (435) posicionado sobre pelo menos uma fileira de fendas, para a formação de uma antena de laço;

caracterizada pelo fato de que o membro metálico simétrico no eixo contínuo (320) é configurado para transportar uma porção substancial da carga de flexão no corpo de ferramenta, durante o uso do corpo de ferramenta no furo de poço.
18. Antena, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que um segmento de pelo menos um condutor elétrico (435) sobre cada fileira de fendas é posicionado em um ângulo em relação à direção radial.
19. Antena, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um material de alta permeabilidade magnética posicionado em pelo menos uma fenda em cada fileira de fendas.
20. Antena, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o material de alta permeabilidade magnética é selecionado a partir do grupo que consiste em: (i) um material de ferrita facilmente desmagnetizável; (ii) uma liga amorfa facilmente desmagnetizável eletricamente condutiva; (iii) uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina eletricamente condutiva; (iv) uma pilha feita de liga amorfa facilmente desmagnetizável; (v) uma pilha feita de uma liga facilmente desmagnetizável nanocristalina; e (vi) um pó de ferro facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico; (vii) um sendust facilmente desmagnetizável contendo pelo menos um dentre um aglutinante orgânico e um inorgânico; e (viii) um pó de liga de níquel e ferro facilmente desmagnetizá11/01/2018, pág. 10/15 vel contendo pelo menos um aglutinante orgânico e um inorgânico.
21. Antena, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que pelo menos um condutor elétrico (435) é posicionado sobre o material de alta permeabilidade magnética através de orifícios forma5 dos no membro metálico (320).
22. Antena, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que pelo menos um condutor elétrico (435) constitui um dentre: (i) um condutor único posicionado em série sobre cada fileira de pelo menos dois grupos de fendas; (ii) pelo menos dois condutores elétricos conectados

10 em paralelo sobre pelo menos duas fileiras de fendas; e (iii) pelo menos um condutor elétrico conectado em série sobre um primeiro conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas e pelo menos dois condutores elétricos conectados em paralelo sobre um segundo conjunto de pelo menos duas fileiras paralelas de fendas.

Petição 870180002409, de 11/01/2018, pág. 11/15

1/7 ► Para guincho de perfuração