Brevet FR3039587A1 — publié le 20170203

Effet d'onde magnétique de surface sur les propriétés de fluide de sonde dans un puits de forage Contexte [0001] Les ressources naturelles, telles que le gaz, le pétrole et l'eau se trouvant dans une formation ou zone souterraine peuvent généralement être récupérées par forage d'un puits dans la formation souterraine, alors qu'on fait circuler un fluide de forage dans le puits de forage. À l'issue de la circulation du fluide de forage, un train de tubes (par ex., un tubage) est descendu dans le puits de forage. On fait ensuite généralement circuler le fluide de forage vers le bas à travers l'intérieur du tuyau et vers le haut à travers l'espace annulaire, qui est situé entre l'extérieur du tuyau et les parois du puits de forage. Puis une cimentation a habituellement lieu, au cours de laquelle une suspension de ciment est placée dans l'espace annulaire et admise à prendre en masse dure (c.-à-d. une gaine) pour fixer ainsi le train de tubes aux parois du puits de forage et sceller l'espace annulaire. Pendant la durée de service d'un puits, du forage à l'épuisement, la compréhension de l'évolution des matériaux contenus dans l'espace annulaire procure des informations importantes sur la stabilité dans un puits de forage. Une variété de capteurs, la température, la pression, le pH, etc. sont habituellement placés autour du train de tubage ou à l'intérieur de celui-ci, le tout servant à procurer des informations qui peuvent être interprétées et traduites en une image de ce qui a lieu au fond du puits. [0002] Les tentatives antérieures de suivi de la composition d'espace annulaire se sont avérées complexes et coûteuses. Un procédé utilisé lors du forage consiste à suivre les variations de la composition de la boue de forage. Comme la boue de forage entraîne des copeaux de forage issus de la formation rocheuse, il est possible de vérifier les variations dans la formation rocheuse d'après la composition variable de la boue de forage. Le procédé comprend un capteur acoustique utilisant une technique Doppler. Dans cette technique, la vitesse du son du fluide à l'intérieur du train de tubage est mesurée et la vitesse du son du fluide dans l'espace annulaire est mesurée. En comparant les deux mesures, on peut déterminer la composition de fluide dans l'espace annulaire. 2 3039587 On peut obtenir une meilleure compréhension des divers modes de réalisation du système et du procédé décrits en considérant la description détaillée suivante en liaison avec les dessins. Présentation de l'invention [0003] A cet effet, la présente invention a pour objet un système de suivi d'une 5 composition de matériaux d'un puits destiné à être utilisé dans un puits de forage, comprenant : - un train de tubage situé dans le puits de forage ; - des noeuds magnétiques capables de produire et de recevoir des ondes magnétiques de surface, les noeuds étant situés dans un espace annulaire entre le train de tubage et le puits de 10 forage ; et - un système de commande conçu pour : - recevoir un signal représentant un motif d'onde magnétique de surface reçu par un noeud magnétique ; et - comparer le motif d'onde magnétique de surface aux motifs connus pour déterminer le 15 matériau à travers lequel passent les ondes magnétiques de surface. [0004] Le motif d'ondes magnétiques de surface peut représenter au moins la permittivité électrique relative cr, la perméabilité magnétique relative ktr et la conductivité électrique a du matériau à travers lequel passent les ondes. 20 Chaque noeud magnétique peut être conçu pour produire une onde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. Le système de commande peut comprendre un récepteur conçu pour recevoir le signal représentant le motif d'onde de surface et un ordinateur conçu pour comparer les motifs d'onde magnétique. 25 Le système de commande peut se trouver en dehors du puits de forage. Les noeuds magnétiques peuvent comprendre des aimants permanents. Les noeuds magnétiques peuvent comprendre des électroaimants. Les noeuds magnétiques peuvent être espacés d'environ 1 à environ 40 pieds (0,3 à environ 12 m) le long du train de tubage. 3 3039587 Les noeuds magnétiques peuvent être conçus pour produire une onde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 5 [0005] La présente invention a également pour objet un procédé de détermination des caractéristiques d'un matériau dans un espace annulaire entre un train de tubage et un puits de forage au moyen du système décrit ci-dessus : - la production d'ondes magnétiques de surface ; - la traversée des ondes magnétiques de surface à travers un matériau dans l'espace annulaire 10 - la réception des ondes magnétiques de surface ; - le calcul d'une permittivité relative pour le matériau présent dans l'espace annulaire par comparaison des ondes de surface telles que reçues avec un motif de champ magnétique qui existerait si les ondes magnétiques de surface passaient à travers un vide ; et 15 - la corrélation de la permittivité relative telle que mesurée les caractéristiques d'un matériau présent dans l'espace annulaire. [0006] Les ondes de surface peuvent être produites à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 20 Ce procédé peut en outre comprendre le calcul de la perméabilité magnétique relative du matériau présent dans l'espace annulaire et la corrélation de la perméabilité magnétique avec les caractéristiques du matériau présent dans l'espace annulaire. Ce procédé peut en outre comprendre le calcul de la conductivité du matériau présent dans l'espace annulaire et la corrélation de la conductivité avec les caractéristiques du matériau 25 présent dans l'espace annulaire. Les ondes de surface peuvent être reçues par un noeud magnétique placé dans l'espace annulaire. Les ondes magnétiques de surface reçues par le noeud magnétique peuvent représenter un ciment ou un scellant et où l'on peut déterminer le niveau de ciment en fonction du 30 placement du noeud magnétique dans l'espace annulaire. 4 3039587 [0007] La présente invention a également pour objet un procédé de suivi du durcissement d'un matériau scellant dans un espace annulaire entre un train de tubage et un puits de forage au moyen du système décrit aux paragraphes [0004] et [0005], le procédé comprenant : 5 - la production d'ondes magnétiques de surface ; - la traversée des ondes magnétiques de surface à travers le matériau scellant dans l'espâce annulaire ; - la réception des ondes magnétiques de surface ; - le suivi des ondes de surface jusqu'à ce qu'elles atteignent un état stable ; et 10 - la corrélation de l'état stable des ondes de surface avec le matériau du matériau scellant. [0008] Le matériau scellant peut être du ciment. [0009] La présente invention a également pour objet un procédé de suivi de l'état d'un 15 scellant dans un puits de forage entre un train de tubage et un puits de forage au moyen du système décrit aux paragraphes [0004] et [0005]: - la vérification d'un motif d'onde magnétique de surface qui représente un état stable pour le puits de forage ; - la traversée d'une onde magnétique de surface à travers le scellant ; 20 - la comparaison du motif d'onde magnétique de surface après qu'elle a traversé le scellant avec le motif d'état stable ; et - la corrélation des variations dans le motif d'onde magnétique de surface pour déterminer l'état du scellant. 25 [0010] Ce procédé peut comprendre en outre le contrôle du motif d'onde magnétique de surface grâce à un ensemble de signalement magnétique comprenant de multiples noeuds magnétiques espacés le long du train de tubage. Les noeuds peuvent être des aimants permanents et où l'onde de surface traverse continûment le scellant. 5 3039587 Le motif d'ondes magnétiques de surface peut représenter au moins la permittivité électrique relative Er, la perméabilité magnétique relative lir et la conductivité électrique a du matériau scellant à travers lequel passent les ondes. L'onde magnétique de surface peut être produite à une fréquence comprise entre environ 1 5 Hz et environ 20 MHz. [0011] La présente invention a également pour objet un système de détection de la composition d'un espace annulaire dans un puits de forage au moyen du système décrit aux paragraphes [0004] et [0005], comprenant : 10 - au moins deux noeuds magnétiques capables de produire et de recevoir des ondes magnétiques de surface ; et - un système de commande conçu pour : - recevoir un signal représentant le motif d'onde magnétique de surface reçu par un noeud magnétique ; et 15 - comparer le motif d'onde magnétique de surface aux motifs connus pour garantir la composition dans l'espace annulaire du puits de forage. [0012] Le motif d'ondes magnétiques de surface peut représenter au moins la permittivité électrique relative Er, la perméabilité magnétique relative wr et la conductivité électrique a du matériau à travers lequel passent les ondes. 20 Les au moins deux noeuds magnétiques peuvent être conçus pour produire une onde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. Le système de commande peut comprendre un récepteur conçu pour recevoir le signal représentant le motif d'onde de surface et un ordinateur conçu pour comparer les motifs d'onde magnétique. 25 Les noeuds magnétiques peuvent comprendre des aimants permanents. Les noeuds magnétiques peuvent comprendre des électroaimants. 6 3039587 Brève description des figures [0013] La figure 1 illustre un mode de réalisation d'une plateforme pétrolière et d'un puits de forage ; 5 [0014] La figure 2 représente une vue en coupe d'un train de tubage dans un puits de forage ; et [0015] La figure 3 est une courbe représentative de l'effet d'onde magnétique à différents instants. Description détaillée 10 [0016] La discussion suivante concerne divers modes de réalisation de l'invention. Les figures des dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle. Certaines caractéristiques des modes de réalisation peuvent être représentées de façon exagérée à l'échelle ou sous une forme quelque peu schématique, et certains détails d'éléments classiques peuvent ne pas apparaître par souci de clarté et de concision. Même si un ou plusieurs de ces modes de 15 réalisation peuvent être préférés, les modes de réalisation décrits ne doivent pas être interprétés ou sinon utilisés comme limitant la portée de la description, y compris les revendications. Il faut bien reconnaître que les différents enseignements des modes de réalisation envisagés ci-après peuvent être employés séparément ou en une combinaison appropriée quelconque pour produire les résultats voulus. De plus, un spécialiste doit 20 comprendre que la description suivante a une application large, et la discussion de tout mode de réalisation ne doit être qu'un exemple de ce mode de réalisation, et ne vise pas à laisser entendre que la portée de la description, y compris les revendications, se limite à ce mode de réalisation. [0017] Certains termes sont utilisés à travers toute la description et les revendications 25 suivantes correspondent à des caractéristiques ou à des composants particuliers. Comme le comprendra un spécialiste, différentes personnes peuvent désigner la même caractéristique ou le même composant par des noms différents. Ce document n'est pas destiné à différencier 7 3039587 entre les composants ou les caractéristiques qui diffèrent en nom mais non pas en structure ou en fonction. [0018] Dans la description qui suit et dans les revendications, les termes « comprenant » et « incluant » sont utilisés d'une manière ouverte, et donc doivent être interprétés comme 5 signifiant « comprenant mais sans se limiter à... Sauf mention contraire, l'emploi des termes « haut », « supérieur », « vers le haut », « en haut du trou », « en amont » ou d'autres termes similaires doit être interprété comme globalement de la formation vers la surface ou vers la surface d'un plan d'eau ; de même, l'emploi de « bas », « inférieur », « vers le bas », « en bas du trou », « en aval » ou d'autres termes similaires doit être interprété comme globalement 10 dans la formation s'éloignant de la surface s'éloignant de la surface d'un plan d'eau, quelle que soit l'orientation du puits de forage. L'emploi de l'un quelconque des termes précédents ne doit pas être interprété comme indiquant des positions le long d'un axe parfaitement vertical. [0019] Cette description concerne un système de suivi et de compréhension de la 15 composition matérielle constituant une formation souterraine. Plus précisément, cette description concerne un système de puits de forage servant à suivre et à évaluer les matériaux qui entourent un train de tubage dans l'espace annulaire entre le train de tubage et le puits de forage. Cette description concerne généralement un système de signalement magnétique qui utilise des variations du champ magnétique pour différentier les 20 compositions matérielles présentes dans le puits de forage. Le système et le procédé décrits ici donnent des informations visant à clarifier les conditions au fond du puits. [0020]- Selon un mode de réalisation, on peut utiliser un ensemble de signalement magnétique pour étudier l'espace annulaire entourant le train de tubage et pour avoir une idée de la nature des matériaux et des fluides environnants. L'ensemble de signalement 25 magnétique peut mesurer des ondes magnétiques de surface (c.-à-d. une fréquence opérationnelle des lignes de champ magnétique au cours du temps) entre au moins deux noeuds magnétiques et d'après les variations des champs magnétiques, différentier les compositions matérielles entourant le train de tubage. Les ondes magnétiques de surface sont généralement affectées par les propriétés diélectriques des fluides et de la formation. La 8 3039587 technique de mesure magnétique s'avère aussi utile dans des procédés d'identification des fluides/matériaux de l'espace annulaire entourant le train de tubage et pour suivre la dégradation du puits ou l'inefficacité de la cimentation. [0021] La figure 1 montre l'exemple d'une plateforme 50 et d'un puits de forage 200. 5 Selon le mode de réalisation représenté, un train de tubage 100 s'étend sur la longueur du puits de forage 200. Un espace annulaire 150 est créé entre le train de tubage 100 et le puits de forage 200. Des noeuds magnétiques 300 se trouvent à des emplacements espacés le long du train de tubage 100 dans le puits de forage 200. Les noeuds magnétiques 300 peuvent servir à évaluer l'environnement dans l'espace annulaire 150. 10 [0022] Les noeuds magnétiques 300 peuvent correspondre à n'importe quel matériau ou ensemble magnétique approprié, à même de produire des ondes magnétiques de surface aux fréquences voulues. Les matériaux magnétiques appropriés comprennent des aimants permanents ou des électroaimants ou leurs combinaisons. Les noeuds magnétiques 300 peuvent être formés à partir de tout matériau reconnu dans la technique comprenant sans s'y 15 limiter des matériaux ferromagnétiques, des matériaux ferrimagnétiques, des matériaux à base de néodyme fer bore, des matériaux à base de samarium cobalt, des matériaux céramiques, des matériaux à base d'alnico ou leurs combinaisons. Tandis que les électroaimants peuvent produire des champs magnétiques de grande intensité, ils nécessitent aussi une alimentation électrique. Au contraire, les aimants permanents ne nécessitent pas 20 d'alimentation électrique et nécessitent peu voire pas de maintenance. La sélection d'une structure appropriée de noeud magnétique sera donc influencée par les caractéristiques particulières du puits dans lequel on doit placer l'ensemble. Parmi ces considérations, il y a la distance entre les noeuds qui peut influer sur la meilleure fréquence à employer, qui doit aussi influer sur le choix du matériau. Selon un mode de réalisation, quand on utilise des 25 champs variables, par exemple, une bobine électromagnétique peut s'avérer appropriée. [0023] En référence à la figure 2, le train de tubage 100 et la formation 200 définissent l'espace annulaire 150. Des noeuds magnétiques 300, placés le long du train de tubage 100, sont conçus pour.être à même de transmettre les lignes de champ magnétique 310 qui sont reçues par d'autres noeuds magnétiques 300. Pour les corps magnétiques permanents, les 9 3039587 lignes de champ sont continues et ininterrompues, et elles forment des boucles fermées. Les lignes magnétiques sont définies pour commencer sur le pôle nord d'un aimant et pour finir sur le pôle sud du corps magnétique. La force relative du champ magnétique 310 transmis entre les noeuds 300 est affectée à la fois par la matière/le fluide présent dans l'espace 5 annulaire et dans la formation 200. Les différences entre les ondes magnétiques produites et reçues sont indicatives de différences dans la composition du matériau à travers lequel passent les ondes. 100241 Les noeuds magnétiques 300 peuvent se trouver à des erhplacements espacés le long du train de tubage. La distance entre les noeuds sera impactée par la fréquence du champ io magnétique ou électromagnétique. Généralement, plus la fréquence est basse et plus les noeuds devront être proches les uns des autres pour conserver le rapport signal sur bruit souhaité. L'intervalle de fréquence peut aller de 1 à 2 Hz jusqu'à environ 20 MHz, par exemple d'environ 1 à 2 Hz à environ 20 MHz, par exemple d'environ 1 kHz à environ 100 kHz, par exemple d'environ 10 kHz à environ 50 kHz. Les noeuds magnétiques peuvent être 15 espacés d'environ 1 à environ 5 pieds (0,3 à environ 1,5 mètres), jusqu'à environ 40 (12,2 mètres). Selon un mode de réalisation, la fréquence sera comprise entre 50 et 500 kHz pour un espacement compris entre 25 et 35 pieds (7,6 et 10,6 mètres). 10025] Le mécanisme de transport d'énergie à travers un support implique l'absorption et la réémission d'énergie ondulatoire par les atomes du matériau. Quand une onde 20 électromagnétique rencontre les atomes d'un matériau, l'énergie de cette onde est absorbée. L'absorption d'énergie amène les électrons présents dans les atomes à subir des vibrations. Après une brève période de mouvement vibrationnel, les électrons vibrants créent une nouvelle onde électromagnétique ayant la même fréquence que la première onde électromagnétique. Alors que ces vibrations ont lieu pendant une durée très brève, elles 25 retardent le mouvement de l'onde à travers le milieu. Quand un atome émet de nouveau l'énergie de l'onde, l'onde traverse une petite région d'espace entre les atomes. Quand l'onde atteint l'atome suivant, l'onde électromagnétique est absorbée, transformée en vibrations électroniques puis réémise sous forme d'onde électromagnétique. 10 3039587 [0026] L'ensemble et les procédés tels que décrits ici sont fondés sur la relation entre le champ magnétique, le matériau à travers lequel le champ magnétique passe et le temps nécessaire pour faire passer le champ magnétique à travers le matériau. Plusieurs caractéristiques du matériau affectent le champ magnétique pendant sa traversée. Ces 5 caractéristiques entraînent des variations des ondes magnétiques de surface. Les ondes modifiées donnent des informations concernant la composition à travers laquelle on les fait passer quand elles sont reçues par le deuxième noeud magnétique. [0027] Le matériau/fluide présent dans l'espace annulaire a une permittivité électrique c. La permittivité est l'aptitude à la polarisation de la composition ou du matériau. Plus 10 précisément, la permittivité est une indication de l'aptitude du matériau à résister à un champ électrique. On peut obtenir une indication de la permittivité par mesure de la permittivité relative cr .La permittivité relative est un facteur dont le champ magnétique augmente ou diminue par rapport à un vide. Comme le démontre la figure 2, les ondes de surface magnétique 310 sont produites par un noeud 300 et reçues par un autre noeud 300. On peut 15 comparer le motif du champ magnétique à un motif standard, c.-à-d. le motif de champ magnétique qui existerait si les deux noeuds 300 étaient contenus dans un vide. La différence entre ces mesures permet une permittivité relative pour le matériau présent dans l'espace annulaire. [0028] Le matériau/fluide présent dans l'espace annulaire a une perméabilité magnétique p.. 20 La perméabilité magnétique est la mesure de la capacité du matériau à supporter la formation d'un champ magnétique en son sein, c.-à-d. que c'est le degré de magnétisation qu'un matériau obtient en réponse à un champ magnétique appliqué. On peut obtenir une indication de la perméabilité magnétique par mesure de la perméabilité magnétique relative pr La perméabilité magnétique relative est le rapport de la perméabilité du matériau 25 spécifique présent dans l'espace annulaire à la perméabilité d'espace libre (l'espace libre étant défini par la constante magnétique). [0029] Le matériau/fluide présent dans l'espace annulaire a une conductivité électrique a. La conductivité électrique est la mesure de l'aptitude d'un matériau à conduire un courant électrique. 11 3039587 [0030] Comme le montre la figure 2, les ondes de surface magnétique 310 sont produites par un noeud 300 et reçues par un autre noeud 300. On peut comparer le motif du champ magnétique à un motif standard, c.-à-d. le motif de champ magnétique qui existerait si les deux noeuds 300 étaient contenus dans un vide. La différence entre ces mesures dorme une 5 indication des propriétés du matériau présent dans l'espace annulaire. D'après les données de permittivité relative, de perméabilité magnétique relative et de conductivité électrique, en fonction de la fréquence, on peut généralement déterminer le ou les matériau(x) qui sont contenus dans l'espace annulaire. 10031] Selon un autre mode de réalisation, selon la même relation, si l'on place des noeuds 10 magnétiques 300 le long d'un train de tubage et que le train de tubage 100 a été cimenté sur place, le matériau présent dans l'espace annulaire comprend du ciment et doit être stable et invariable. Ainsi, pendant des durées s'écoulant pendant la durée d'exploitation du puits, les noeuds magnétiques 300 doivent produire des ondes magnétiques de surface 310 qui sont à l'état stable par rapport à la réponse en fréquence. Quand un système à état stable commence 15 à montrer des variations des motifs d'onde magnétique 310, ces variations peuvent indiquer une dégradation du puits ou du ciment, ou d'autres variations dont on devra tenir compte. [0032] Selon un mode de réalisation décrit ici, on dispose d'un ensemble de signalement magnétique le long de l'extérieur du train de tubage 100 dans un puits de forage 200. L'ensemble de signalement comprend des noeuds magnétiques 300 qui sont fixés au train de 20 tubage à des emplacements espacés. Selon un mode de réalisation, les noeuds magnétiques sont fixés à chaque tube dans le train de tubage lors de l'assemblage du train de tubage. Alors qu'on décrit le système en référence aux noeuds qui sont attachés au train de tubage, tout procédé de placement des noeuds dans la bonne position dans le puits de forage est possible. 25 [0033] À la figure 3, les forces relatives de signaux apparaissent schématiquement en fonction du temps. Les ondes de surface se déplacent à travers l'espace annulaire et les matériaux présents dans l'espace annulaire jusqu'à ce qu'elles soient récupérées par un autre noeud magnétique 300. Les ondes magnétiques de surface sont généralement enregistrées et les caractéristiques Er, 1.1r et a sont déterminés à partir des caractéristiques de signaux en 12 3039587 fonction du temps. Chacun des cinq matériaux pris en exemple a une combinaison différente de Er, lir et a , et par suivi de la variation du signal reçu on peut déterminer les propriétés de l'espace annulaire. On a représenté deux signaux prophétiques à la figure 3, sur la base de la force du signal en fonction du temps. La ligne continue A est un signal de plus haute 5 fréquence, tandis que la ligne discontinue B représente un signal de moindre fréquence. Selon un mode de réalisation, on mesure au moins deux ondes de fréquences différentes avec au moins un noeud récepteur. Dans un autre mode de réalisation, on mesure une seule onde à l'aide d'au moins deux noeuds de réception. [0034] Selon un mode de réalisation, le motif des ondes de surface 310 reçues par les 10 divers noeuds magnétiques 300 peut être récupéré et inversé par un système de commande, ce qui les fait passer de signaux à données qui représentent la composition présente dans l'espace annulaire 150. Le système de commande (non représenté) peut comprendre du matériel analogique et/ou numérique et/ou des instructions de programme informatique. Ces instructions de programme informatique peuvent être fournies à un processeur d'ordinateur 15 polyvalent, d'ordinateur spécial, d'ASIC et/ou d'un autre système de traitement de données programmable. Les instructions exécutées peuvent créer des structures et des fonctions servant à implémenter les actions spécifiées. [0035] La force relative reçue à partir d'au moins un noeud est affectée par le fluide présent dans l'espace annulaire 150 et dans les propriétés Er, p,, et a de la formation 200. Quand on a 20 un écart important entre Er et a, une onde de surface (onde quasi-transversale) peut être excitée à cause de la région de limite 270. [0036] Les noeuds magnétiques 300 peuvent mesurer et réunir des informations à la surface sans enregistrer les informations. Les noeuds magnétiques 300 peuvent communiquer avec la surface du puits de forage dans une configuration filaire ou sans fil. De même, le 25 noeud 300 peut contenir au moins un dispositif de stockage susceptible de stocker et de transmettre des données ou qui peut stocker et conserver des données pour une lecture ultérieure. Les systèmes appropriés de stockage et de communication de données sont bien compris des spécialistes mais par exemple, ils peuvent comprendre au moins un module 13 3039587 électronique comprenant par exemple une mémoire électronique, des sorties analogiques ou numériques et des outils configurables de télécommunication. [0037] On décrit ici des procédés de détection ou de suivi de l'état d'un puits de forage. Selon un mode de réalisation, on décrit des procédés de détection de la composition présente 5 dans l'espace annulaire situé autour d'un train de tubage dans un puits de forage. Selon un autre mode de réalisation, on décrit aussi des procédés de surveillance de l'intégrité et des performances d'un puits de forage sur une période dans la durée d'exploitation du puits. [0038] Les caractéristiques compositionnelles des matériaux/fluides contenus dans l'espace annulaire entre un puits de forage et un train de tubage sont évaluées par un procédé 10 contenant le fait de faire passer des ondes magnétiques de surface à travers le matériau/fluide à analyser, la réception des ondes magnétiques de surface une fois qu'elles ont traversé le matériau à analyser, la comparaison des ondes magnétiques de surface récupérées à une onde magnétique de surface standard qu'on aurait récupérée si la même onde magnétique de surface était passée à travers un vide, la production d'une représentation relative fondée sur 15 un signal du matériau, et la conversion de la représentation relative fondée sur un signal du matériau en une représentation relative fondée sur une composition du matériau. [0039] Selon un mode de réalisation, l'onde magnétique de surface standard est développée à partir des informations obtenues pendant une analyse de référence du puits qu'on peut par exemple effectuer pendant une circulation de boue avant la cimentation du puits. Selon un 20 autre mode de réalisation, on peut développer l'onde magnétique de surface standard ou poursuivre son développement en fonction des mesures prises à partir d'au moins un outil de fond de puits qu'on peut utiliser pour suivre une ou plusieurs caractéristiques de la formation. Selon un autre mode de réalisation, l'onde magnétique de surface standard peut être déduite des mêmes informations. 25 [0040] Selon un mode de réalisation, pour améliorer la durée d'exploitation du puits en réduisant les coûts, il est souhaitable de suivre et/ou d'évaluer l'état du train de tubage pour pouvoir effectuer une maintenance rapide et pour que la durée de service soit maximisée. L'intégrité du puits de forage et du ciment peut être affectée sérieusement selon les conditions régnant dans le puits. Par exemple, des fissures présentes dans le ciment peuvent 14 3039587 permettre un influx d'eau tandis que les conditions acides peuvent dégrader le ciment. Selon ce mode de réalisation, après cimentation du train de tubage dans le puits de forage, les ondes magnétiques de surface doivent atteindre un état stable. Selon ce procédé, un opérateur peut suivre le système de signalement magnétique pour chercher toute variation 5 des ondes magnétiques de surface. Les variations des ondes de surface peuvent être indicatives de ce qui a lieu dans le puits, par exemple, une fissure présente dans le ciment qui va permettre à de l'eau ou à du pétrole de s'infiltrer dans l'espace annulaire. De plus, les variations d'ondes magnétiques de surface peuvent servir à analyser la composition dans toute zone de défaillance grâce aux procédés décrits ici. Comme les variations des ondes 10 magnétiques de surface sont prédictives de la composition environnante, on peut prendre des actions appropriées de remédiation. [0041] Dans un autre mode de réalisation, le procédé peut servir à évaluer le ciment/scellant pendant le placement et le durcissement. Pendant le durcissement du ciment, les ondes magnétiques de surface doivent varier alors que la quantité d'eau présente dans le 15 ciment varie. Quand le ciment a entièrement durci, les ondes magnétiques de surface doivent être stables. Le suivi des ondes magnétiques de surface doit donner une indication de l'état de durcissement du ciment. De même, ces ondes magnétiques de surface peuvent servir à déterminer l'emplacement du ciment ou du scellant dans un puits de forage. C'est par exemple utile pour déterminer l'emplacement d'une suspension de ciment pendant la 20 cimentation primaire d'un puits de forage. Dans ce mode de réalisation, la composition et donc les ondes magnétiques de surface doivent varier alors que l'eau ou la boue ou le pétrole est déplacé par le ciment. Quand on sait quel noeud 300 détecte du ciment, il est possible d'évaluer le niveau de ciment dans l'espace annulaire. On peut utiliser la même technique pour évaluer, par exemple, le niveau des autres matériaux dans l'espace annulaire. D'autres 25 utilisations aval du procédé décrit servant à déterminer la composition dans un puits de forage utilisant des variations des lignes de champ magnétique apparaîtront au spécialiste. [0042] Dans ce contexte, « environ » correspond aux variations dues aux erreurs expérimentales. On comprendra que toutes les mesures sont modifiées par le mot « environ », que le mot « environ » soit explicitement indiqué ou non, sauf mention 15 3039587 contraire. Par exemple, l'expression « une distance de 10 m » doit signifier « une distance d'environ 10 m ». [0043] Même si les modes de réalisation spécifiques ont été illustrés et décrits ici, il doit être apprécié que tout agencement conçu pour atteindre le même objectif peut être substitué 5 par les modes de réalisation spécifiques illustrés. Cette description vise à couvrir toutes les adaptations ou variations de divers modes de réalisation. Des combinaisons des modes de réalisation susmentionnés, et d'autres modes de réalisation qui ne sont pas spécifiquement décrits ici, apparaîtront aux spécialistes du domaine après étude de la description susmentionnée. REVENDICATIONS1. Système de suivi d'une composition de matériaux d'un puits destiné à être utilisé dans un puits de forage (200), comprenant : - un train de tubage (100) situé dans le puits de forage (200) ; - des noeuds magnétiques (300) capables de produire et de recevoir des ondes magnétiques de surface, les noeuds (300) étant situés dans un espace annulaire (150) entre le train de tubage (100) et le puits de forage (200) ; et - un système de commande conçu pour : - recevoir un signal représentant un motif d'onde magnétique de surface reçu par un noeud magnétique (300) ; et - comparer le motif d'onde magnétique de surface aux motifs connus pour déterminer le matériau à travers lequel passent les ondes magnétiques de surface. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le motif d'ondes magnétiques de surface représente au moins la permittivité électrique relative Er, la perméabilité magnétique relative µr et la conductivité électrique a du matériau à travers lequel passent les ondes. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel chaque noeud magnétique (300) est conçu pour produire uneonde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 4. Système selon la revendication 1, dans lequel le système de commande comprend 25 un récepteur conçu pour recevoir le signal représentant le motif d'onde de surface et un ordinateur conçu pour comparer les motifs d'onde magnétique. 5. Système selon la revendication 1, dans lequel le système de commande se trouve en dehors du puits de forage (200). 17 3039587 6. Système selon la revendication 1, dans lequel les noeuds magnétiques (300) comprennent des aimants permanents. 5 7. Système selon la revendication 1, dans lequel les noeuds magnétiques (300) comprennent des électroaimants. 8. Système selon la revendication 6, dans lequel les noeuds magnétiques (300) sont espacés d'environ 1 à environ 40 pieds (0,3 à environ 12 m) le long du train de tubage (100). 10 9. Système selon la revendication 8, dans lequel les noeuds magnétiques (300) sont conçus pour produire uneonde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 15 10. Procédé de détermination des caractéristiques d'un matériau dans un espace annulaire (150) entre un train de tubage (100) et un puits de forage (200) au moyen du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé comprenant : - la production d'ondes magnétiques de surface ; - la traversée des ondes magnétiques de surface à travers un matériau 20 dans l'espace annulaire (150) ; - la réception des ondes magnétiques de surface ; - le calcul d'une permittivité relative pour le matériau présent dans l'espace annulaire (150) par comparaison des ondes de surface telles que reçues avec un motif de champ magnétique (310) qui existerait si les ondes magnétiques de surface passaient à travers un vide ; et - ia corrélation de la permittivité relative telle que mesurée les caractéristiques d'un matériau présent dans l'espace annulaire (150). 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel les ondes de surface sont produites 30 à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 18 3039587 12. Procédé de la revendication 10, comprenant en outre le calcul de la perméabilité magnétique relative du matériau présent dans l'espace annulaire (150) et la corrélation de la perméabilité magnétique avec les caractéristiques du matériau présent dans l'espace 5 annulaire (150). 13. Procédé de la revendication 10, comprenant en outre le calcul de la conductivité du matériau présent dans l'espace annulaire (150) et la corrélation de la conductivité avec les caractéristiques du matériau présent dans l'espace annulaire (150). 10 14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel les ondes de surface sont reçues par un noeud magnétique (300) placé dans l'espace annulaire (150). 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel les ondes magnétiques de surface 15 reçues par le noeud magnétique (300) représentent un ciment ou un scellant et où l'on peut déterminer le niveau de ciment en fonction du placement du noeud (300) magnétique dans l'espace annulaire (150). 16. Procédé de suivi du durcissement d'un matériau scellant dans un espace annulaire 20 (150) entre un train de tubage (100) et un puits de forage (200) au moyen du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé comprenant : - la production d'ondes magnétiques de surface ; - la traversée des ondes magnétiques de surface à travers le matériau scellant dans l'espace annulaire (150) ; 25 - la réception des ondes magnétiques de surface ; - le suivi des ondes de surface jusqu'à ce qu'elles atteignent un état stable ; et - la corrélation de l'état stable des ondes de surface avec le matériau du matériau scellant. 19 3039587 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le matériau scellant est du ciment. 18. Procédé de suivi de l'état d'un scellant dans un puits de forage (200) entre un train de tubage (100) et un puits de forage (200) au moyen du système selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 9 : - la vérification d'un motif d'onde magnétique de surface qui représente un état stable pour le puits de forage (200) ; - la traversée d'une onde magnétique de surface à travers le scellant ; - la comparaison du motif d'onde magnétique de surface après qu'elle a 10 traversé le scellant avec le motif d'état stable ; et - la corrélation des variations dans le motif d'onde magnétique de surface pour déterminer l'état du scellant. 19. Procédé selon la revendication 18, comprenant en outre le contrôle du motif 15 d'onde magnétique de surface grâce à un ensemble de signalement magnétique comprenant de multiples noeuds magnétiques (300) espacés le long du train de tubage (100). 20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel les noeuds (300) sont des aimants permanents et où l'onde de surface traverse continûment le scellant. 20 21. Procédé selon la revendication 19, dans lequel le motif d'ondes magnétiques de surface représente au moins la permittivité électrique relative Er, la perméabilité magnétique relative il, et la conductivité électrique a du matériau scellant à travers lequel passent les ondes. 25 22. Procédé selon la revendication 18, dans lequel l'onde magnétique de surface est produite à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 23. Système de détection de la composition d'un espace annulaire (150) dans un puits 30 de forage (200) au moyen du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 20 3039587 comprenant : - au moins deux noeuds magnétiques (300) capables de produire et de recevoir des ondes magnétiques de surface ; et - un système de commande conçu pour : 5 - recevoir un signal représentant le motif d'onde magnétique de surface reçu par un noeud magnétique (300) ; et - comparer le motif d'onde magnétique de surface aux motifs connus pour garantir la composition dans l'espace annulaire (150) du puits de forage (200). 10 24. Système de détection selon la revendication 23, dans lequel le motif d'ondes magnétiques de surface représente au moins la permittivité électrique relative cr, la perméabilité magnétique relative p., et la conductivité électrique a du matériau à travers lequel passent les ondes. 15 25. Système de détection selon la revendication 23, dans lequel les au moins deux noeuds magnétiques (300) sont conçus pour produire une onde magnétique de surface à une fréquence comprise entre environ 1 Hz et environ 20 MHz. 20 26. Système de détection selon la revendication 23, dans lequel le système de commande comprend un récepteur conçu pour recevoir le signal représentant le motif d'onde de surface et un ordinateur conçu pour comparer les motifs d'onde magnétique. 27. Système de détection selon la revendication 23, dans lequel les noeuds 25 magnétiques {300) comprennent des aimants permanents. 28. Système de détection selon la revendication 23, dans lequel les noeuds magnétiques (300) comprennent des électroaimants. 30