[pt] O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento
de
modelos computacionais para analisar a resposta
eletromagnética de ferramentas de perfilagem LWD/MWD em
formações geofísicas arbitrárias. Essa modelagem
envolve a determinação precisa de campos eletromagnéticos
em regiões tridimensionais (3D) complexas e,
conseqüentemente, a solução de sistemas lineares
não-hermitianos de larga escala. A modelagem numérica é
realizada através da aplicação do método dos volumes
finitos (FVM) no domínio da
freqüência. Desenvolvem-se dois modelos computacionais, o
primeiro válido
em regiões isotrópicas e o segundo considerando a
presença
de anisotropias
no meio. As equações de Maxwell são resolvidas através de
duas formulações
distintas: formulação por campos e formulação por
potenciais vetor e escalar. A discretização por volumes
finitos utiliza um esquema de grades
entrelaçadas em coordenadas cilíndricas para evitar erros
de aproximação de escada da geometria da ferramenta. Os
modelos desenvolvidos incorporam quatro técnicas
numéricas
para aumentar a eficiência computacional e a precisão do
método. As formulações por campos e por potenciais vetor
e escalar são comparadas em termos da taxa de
convergência
e do tempo de processamento em cenários tridimensionais.
Os
modelos foram validados e testados em cenários
tridimensionais complexos, tais como: (i) poços
horizontais ou direcionais; (ii) formações não homogêneas
com invasões de fluído de perfuração; (iii) formações
anisotrópicas e (iv) poços excêntricos.
Motivado pela flexibilidade dos modelos e pelos
resultados
numéricos obtidos em diferentes cenários tridimensionais,
estende-se a metodologia para analisar a resposta de
ferramentas LWD que empregam antenas inclinadas
em relação ao eixo da ferramenta. Tais ferramentas podem
prover dados com sensibilidade azimutal, assim como
estimativas da anisotropia da formação,
auxiliando o geodirecionamento de poços direcionais e
horizontais. / [en] The main objective of this work is to develop computational
models to
analyze electromagnetic logging-while-drilling tool
response in arbitrary
geophysical formations. This modeling requires the
determination of electromagnetic fields in three-
dimensional (3-D) complex regions and consequently, the
solution of large scale non-hermitian systems. The numerical
modeling is done by using Finite Volume Methods (FVM) in
the frequency
domain. Both isotropic and anisotropic models are
developed. Maxwell's
equations are solved by using both the field formulation
and the coupled
vector-scalar potentials formulation. The proposed FVM
technique utilizes
an edge-based staggered-grid scheme in cylindrical
coordinates to avoid
staircasing errors on the tool geometry. Four numerical
techniques are incorporated in the models in order to
increase the computational efficiency
and the accuracy of the method. The field formulation and
the coupled vector-scalar potentials formulation are
compared in terms of their accuracy, convergence rate, and
CPU time for three-dimensional environments.
The models were validated and tested in 3-D complex
environments, such as:(i) horizontal and directional
boreholes; (ii) multilayered geophysical formations
including mud-filtrate invasions; (iii) anisotropic
formations and (iv)eccentric boreholes. The methodology is
extended to analyze LWD tools that are constructed with the
transmitters and/or receivers tilted with respect
to the axis of the drill collar. Such tools can provide
improved anisotropy measurements and azimuthal sensitivity
to benefit geosteering.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:11478 |
| Date | 25 March 2008 |
| Creators | MARCELA SILVA NOVO |
| Contributors | LUIZ COSTA DA SILVA, LUIZ COSTA DA SILVA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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