Brevet FR3057362A1 — publié le 20180413

Interface optique avec revêtement de surface Contexte 100011 Cette section vise à introduire le lecteur à divers aspects de la technique susceptibles d'être liés à divers aspects des modes de réalisation présentement décrits. Par conséquent, on comprendra que ces énoncés doivent être lus à la lumière de cela et non comme des admissions de la technique antérieure. [0002] Les outils et dispositifs optiques peuvent analyser divers fluides, par ex., du pétrole brut, du gaz, de l'eau et d'autres fluides de puits de forage dans un environnement de fond de puits. Par exemple, un dispositif optique peut transmettre de la lumière à partir d'une source de lumière vers un fluide dans lequel un substrat optique sépare le fluide de diverses pièces composant le dispositif optique. Le substrat optique fournit également des propriétés transmissibles et réflectives pour réfléchir la lumière sur le fluide. La lumière réfléchie est analysée pour révéler des informations concernant les propriétés physiques et chimiques du fluide, par ex., la présence d'une proportion d'un composant donné à l'intérieur du fluide. Brève description des figures [0003] Pour une description détaillée des modes de réalisation de l'invention, on se référera maintenant aux illustrations ci-jointes dans lesquelles : [0004] La figure 1A est un diagramme schématique d'un exemple d'un système câblé pour l'analyse des fluides de puits de forage au fond du puits dans un environnement de champ pétrolifère, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation ; [0005] La figure 1B est un diagramme schématique d'un exemple de système de diagraphie pour l'analyse des fluides de puits de forage de fond de puits dans un environnement de champ pétrolifère, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation ; [0006] La figure 1C est un diagramme schématique d'un exemple d'un système de production pour l'analyse des fluides de puits de forage au fond du puits dans un environnement de champ pétrolifère, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation ; [0007] La figure 2A est un diagramme schématique d'un exemple de dispositif optique comprenant une interface optique avec un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA), conformément à un ou plusieurs modes de réalisation ; 2 3057362 [0008] La figure 2B est une vue schématique d'un exemple de dispositif optique comprenant une interface optique avec un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) et un dispositif d'échantillonnage, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation ; et 5 [0009] La figure 3 est un diagramme schématique d'un exemple de procédé d'application d'un MOA sur un substrat optique, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Description détaillée 10 [0010] Les dispositifs et les équipements de fond de puits sont souvent soumis à et opérationnellement affectés par divers fluides de fond de puits comprenant des gaz, des liquides, des mélanges de ceux-ci, et potentiellement, aussi bien, des solides. Un dispositif optique de fond de puits peut comprendre un substrat optique positionné pour séparer et pour empêcher le contact entre les composants du 15 dispositif optique et un fluide de fond de puits. Cependant, lorsqu'il est en contact avec le fluide, le substrat optique peut perdre ses qualités de transparence et/ou de transmittance lorsque des matériaux dissous du fluide se déposent et se collent à la surface de celui-ci. En outre, des matériaux métalliques ou de brasure utilisés dans le dispositif optique peuvent se corroder ou se détériorer en raison des conditions de fond 20 de puits (par ex., pression, température) et/ou la composition chimique du fluide. Dans des modes de réalisation, une surface du dispositif optique de fond de puits est revêtue d'un matériau micro-structuré pour inhiber ou éliminer divers facteurs qui entravent l'opérabilité, tels que la buée, l'accumulation d'eau et la corrosion, parmi d'autres. Par conséquent, le matériau micro-structuré fournit ou améliore les propriétés antireflet, 25 hydrophobe, antibuée, et même anticorrosive du dispositif optique de fond de puits. [0011] La figure 1A est un diagramme schématique d'un exemple d'un système câblé pour l'analyse des fluides de puits de forage au fond du puits dans un environnement de champ pétrolifère 100, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Une plateforme 102 est équipée d'un derrick 104 qui soutient une moufle 30 mobile 106 permettant de remonter et d'abaisser un outil de travail 108 à travers la tête de puits 110 d'un puits de forage 120. En règle générale, le puits de forage 120 contient un fluide de puits de forage, par ex., du pétrole brut s'écoulant à partir des formations 122, de la boue de forage, de la saumure, de l'eau, des fluides de traitement chimique, ou d'autres substances et des combinaisons de celles-ci. Certains fluides de puits de 35 forage servent plusieurs fonctions comprenant le transport des déblais de forage du 3 3057362 puits de forage, la prévention d'un influx de fluide, le maintien de la stabilité du puits de forage, et la lubrification et le refroidissement de l'outil de travail 108 au cours des opérations de forage. [0012] Le système câblé 112 peut fournir un support structural pour 5 soulever et abaisser l'outil de travail 108, par ex., à l'aide d'un câblage de communication (par ex., des câbles métalliques, des fibres optiques) placé entre l'outil de travail 108 et une surface terrestre 114. Le système câblé 112 peut comprendre un câble lisse, un câble enroulé, une traction, un tuyau ou un autre mécanisme de transport. En sus de fournir un support de l'outil de fond de puits, le système câblé 112 10 peut être utilisé pour mettre en place une communication entre l'environnement de fond de puits et la surface terrestre 114. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système câblé 112 peut être mis en place dans d'autres environnements de fond de puits. Par exemple, le système câblé 112 peut être attaché et fixé le long d'une longueur de l'outil de travail 108 ou le système câblé 112 peut être situé à l'intérieur 15 d'un cuvelage 123 du puits de forage 120. Dans d'autres cas, le système câblé 112 peut être situé à l'intérieur du tubage de production, comme il sera décrit par rapport à la figure 1C, ou d'autres conduits à travers lesquels des fluides s'écoulent vers et à partir des formations 122. Le montage du système câblé 112 sur l'outil de travail 108 ou à l'intérieur du cuvelage 123 ou du tubage de production permet une surveillance et un 20 contrôle continus au cours de la production et d'autres opérations de fonds de puits. [0013] En fonction de l'implémentation, il peut être nécessaire d'avoir recours à des opérations auxiliaires au cours du forage et des opérations de production, telles que l'évaluation des capacités de production des formations 122 ou l'analyse du fluide du puits de forage. Les zones de la formation apparentées aux 25 formations 122 sont souvent évaluées pour produire des informations concernant la vitalité et la capacité de production potentielle et l'exploitation commerciale du puits de forage 120. En outre, l'analyse du fluide du puits de forage fournit des informations concernant ses propriétés physiques et/ou chimiques qui pourraient affecter les efforts de production. Par conséquent, il est souvent avantageux, pour l'optimisation des 30 hydrocarbures, de réduire ou d'éliminer tous les obstacles à la récupération des données précises concernant le puits de forage 1.20. [0014] L'outil de travail 108 peut être intégré à de multiples dispositifs/outils connus des spécialistes du domaine, comprenant des dispositifs de mesure et des dispositifs d'analyse pour récupérer, analyser et/ou générer des 35 informations concernant le puits de forage. Comme exemple des modes de réalisation 4 3057362 décrits ici, l'outil de travail 108 comprend un dispositif optique 124 conçu avec divers types de technologies et de moyens pour générer et enregistrer des informations concernant les fluides du puits de forage. Au cours des opérations, les températures et pressions et les composants abrasifs et acides du puits de forage, parmi d'autres 5 conditions du puits de forage, peuvent affecter les fonctions et les propriétés du dispositif optique 124. Dans certains modes de réalisation, comme il sera décrit plus en détail, le dispositif optique 124 comprend au moins une surface améliorée avec un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) pour minimiser l'influence de telles conditions de puits de forage et/ou pour améliorer la performance du dispositif 124. 10 100151 En sus du dispositif optique 124, d'autres dispositifs et outils de l'outil de travail 108 peuvent comprendre, sans limitation, des outils d'orientation rotatifs, des outils de forage directionnels, des agrandisseurs de trous ou des stabilisateurs. Par exemple, les informations captées par le dispositif optique 124 peuvent être transmises à un transmetteur 126 fixé à l'outil de travail 108. Le 15 transmetteur 126 reçoit des informations en temps réel ou en décalé, transmet ensuite les informations à un récepteur 128 situé sur la plateforme 102, par exemple. Les informations sont transmises, enregistrées et analysées par un système informatique 130 situé au niveau de la plateforme 102 comme il est démontré ou dans un emplacement distant (non illustré). 20 100161 Alors que la figure 1A est décrite par rapport à certains modes de réalisation préférés au cours des opérations du procédé, il est évident que des altérations et modifications équivalentes se produiront lors de la lecture et de la compréhension de la spécification. Par exemple, l'environnement du champ pétrolifère 100 peut supporter d'autres opérations comprenant le forage, la complétion, la 25 production, et des opérations de surveillance, parmi d'autres. En outre, l'outil de travail 108, comprenant le dispositif optique 124, peut être opérationnel à l'extérieur du champ pétrolifère et/ou dans des environnements de fond de puits. Par exemple, l'outil de travail 108 peut être utilisé pour l'analyse dans un environnement de laboratoire ou avec un quelconque outil incorporant une fenêtre, par ex., pour une analyse 30 spectroscopique. [0017] La figure 1B est un diagramme schématique d'un exemple de système de diagraphie pour l'analyse des fluides de puits de forage de fond de puits dans un environnement de champ pétrolifère 100, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Une plateforme 102 est équipée d'un derrick 104 qui soutient une 35 moufle mobile 106 permettant de remonter et d'abaisser une colonne de production 108 5 3057362 à travers la tête de puits 110 d'un puits de forage 120. La moufle mobile 106 suspend un entraînement supérieur 112 qui fait pivoter la colonne de production 108, qui comprend un ensemble de fonds de puits (BHA) 115 relié à la colonne de production 108. Le BHA 115 permet un contrôle directionnel, par ex., pour contrôler la trajectoire 5 d'un trépan de forage 116 et, par conséquent, la trajectoire d'un puits de forage 120. Le BHA 115 peut comprendre divers dispositifs de fond de puits comprenant un trépan de forage 116, des masse-tiges, des raccords tels que des stabilisateurs, des alésoirs, des amortisseurs, des dispositifs d'ouverture de trous et des raccords de trépan. Le BHA 115 peut également comprendre des dispositifs de mesure et des dispositifs d'analyse 10 permettant de récupérer, d'analyser et/ou de générer des informations concernant le puits de forage, parmi d'autres composants, tels qu'un système de diagraphie pendant le forage (« LWD ») 123. Le système LWD 123 incorpore des outils de diagraphie dans la colonne de production 108 pour administrer, interpréter et transmettre des mesures en temps réel concernant les formations 122 vers une surface terrestre 114. Un type de 15 LWD, la mesure pendant le forage (« MWD ») se rapporte aux informations, telles que des informations de direction et d'orientation, utilisées pour orienter le trépan de forage 116. Alors que les distinctions entre MWD et LWD peuvent exister, les termes MWD et LWD peuvent être utilisés de façon interchangeable. Dans le cadre des modes de réalisation, le terme LWD sera utilisé génériquement pour englober les systèmes qui 20 collectent des données de paramètre dans un environnement de fond de puits. [0018] Dans un ou plusieurs des modes de réalisation décrits ici, le système LWD 123 comprend un dispositif optique 124 conçu avec divers types de technologies et de moyens pour générer et enregistrer des informations concernant les fluides du puits de forage. Au cours des opérations, les températures et pressions et les 25 composants abrasifs et acides du puits de forage, parmi d'autres conditions du puits de forage, peuvent affecter les fonctions et les propriétés du dispositif optique 124. Dans certains modes de réalisation, comme il sera décrit plus en détail, le dispositif optique 124 comprend au moins une surface améliorée avec un réseau d'ommatidies à multiéchelles (MOA) pour minimiser l'influence de telles conditions de puits de forage et/ou 30 pour améliorer la performance du dispositif 124. [0019] Les informations captées et enregistrées par le dispositif optique 124 peuvent être transmises à un transmetteur 126 fixé à la colonne de production 108. Le transmetteur 126 reçoit des informations en temps réel ou en décalé, transmet ensuite les informations à un récepteur 128 situé sur la plateforme 35 102. Les informations transmises sont analysées par un système informatique 130 situé 6 3057362 au niveau de la plateforme 102 comme il est démontré ou dans un emplacement distant (non illustré). [0020] Alors que la figure 1B est décrite par rapport à certains modes de réalisation préférés au cours des opérations de forage, il est évident que des 5 altérations et modifications équivalentes se produiront lors de la lecture et de la compréhension de la spécification. Par exemple, l'environnement du champ pétrolifère 100 peut supporter d'autres opérations comprenant la complétion, la production, et des opérations de surveillance, parmi d'autres. Par exemple, la figure 1C illustre un exemple d'un système de production pour l'analyse des fluides de puits de forage au fond du 10 puits dans un environnement de champ pétrolifère 100, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Un puits de forage 120 peut comprendre le système de production composé d'une colonne de production 115 dans laquelle un dispositif optique 124, conçu avec divers types de technologies et moyens permettant de générer et d'enregistrer des informations concernant les fluides du puits de forage, est fixé à la 15 colonne 115. Le dispositif optique 124 comprend au moins une surface améliorée avec un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) pour minimiser l'influence de telles conditions de puits de forage et/ou pour améliorer la performance du dispositif 124. [0021] Les informations captées par le dispositif optique 124 peuvent être transmises à un transmetteur 126 également fixé à la colonne de 20 production 115. Le transmetteur 126 reçoit des informations en temps réel ou en décalé, transmet ensuite les informations à un récepteur 128 situé sur la plateforme 102. Les informations transmises sont analysées par un système informatique 130 situé au niveau de la plateforme 102 comme il est démontré ou dans un emplacement distant (non illustré). Le montage du dispositif optique 124 et du transmetteur 126 sur la 25 colonne de production 115 fournit une installation permanente avec une surveillance et un contrôle continus au cours des opérations de production et d'injection. [0022] La colonne de travail 115 et/ou la colonne de production 115 des figures 1B et 1C peut être fonctionnelle à l'extérieur du champ pétrolifère et/ou dans des environnements de fond de puits, par ex., dans un environnement de laboratoire ou 30 avec un quelconque outil incorporant une fenêtre, par ex., pour une analyse spectroscopique. [0023] La figure 2A est une vue schématique d'un exemple de dispositif optique 224 comprenant une interface optique 208 avec un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) 232, conformément à un ou plusieurs modes de 35 réalisation. Le dispositif optique 224 peut utiliser une technologie d'élément 7 3057362 informatique intégré (ICE) ou un quelconque autre type de technologie d'analyse optique pour réaliser l'analyse de fluide au fond du puits dans un puits de forage 220. Comme un exemple, un élément optique 210 du dispositif optique 224 utilise la technologie ICE pour permettre la mesure de diverses caractéristiques chimiques ou 5 physiques d'un fluide de puits de forage 202 à l'aide de l'utilisation des techniques de régression. Lors de l'utilisation de la technologie ICE, l'élément optique 210 pondère sélectivement une lumière modifiée par le fluide du puits de forage 202 dans au moins une partie d'une fourchette de longueur d'onde de sorte que les pondérations soient apparentées à une ou plusieurs caractéristiques du fluide 202. L'élément optique 210 10 comprend un substrat optique avec de multiples couches diélectriques empilées (par ex., d'environ 2 à environ 50 couches), chacune ayant un indice de réfraction complexe différent des couches adjacentes. Le nombre spécifique de couches, N, les propriétés optiques (par ex., composants réels et imaginaires à indices de réfraction complexes) des couches, les propriétés optiques du substrat et l'épaisseur physique de chacune 15 des couches qui composent l'élément optique 210 sont choisis de sorte que la lumière traitée par l'élément de 210 soit apparentée à une ou plusieurs caractéristiques du fluide du puits de forage 202. 100241 Le dispositif optique 224 comprend une source lumineuse 206, l'interface optique 208, l'élément optique 210 et un transducteur optique 212 qui 20 sont disposés et renfermés dans un cadre 214. Le dispositif optique 224 peut être situé à proximité du fluide du puits de forage 202 pour mesurer l'intensité (par ex., le spectre) de la lumière 216 émise par la source lumineuse 206. La lumière 216 réfléchie le fluide du puits de forage 202 sous forme d'une lumière modifiée 218 et elle est traitée pour obtenir des informations concernant le fluide 202, par ex., la présence et la proportion 25 d'un composant chimique à l'intérieur du fluide 202. Les informations obtenues peuvent également comprendre, sans limitation, une concentration d'une substance donnée dans le fluide 202, un rapport gaz sur pétrole (GOR), une valeur de pH, une densité et une viscosité. 10025] Comme le démontre la figure 2A, l'interface optique 208 peut 30 être située au niveau d'une interface entre le dispositif optique 224 et le fluide du puits de forage 202 afin de recevoir la lumière 216, par ex., avec une fourchette de longueur d'onde initiale d'un spectre, c.-à-d., une longueur d'onde minimale Àmin à une longueur d'onde Àmax- Un spécialiste du domaine comprendra que le spectre peut se prolonger à travers une large fourchette de spectres comprenant la lumière ultraviolette (UV), la 35 lumière visible et la lumière infrarouge (IR). En sus de la lumière réfléchie, la lumière 8 3057362 216 faisant interface avec l'interface optique 208 peut comprendre une lumière transmise, une lumière diffractée, une lumière émise, etc. 100261 L'interaction entre la lumière 216 et le fluide du puits de forage 202 change les caractéristiques de la lumière 216 (par ex., la fréquence, 5 l'intensité, la polarisation) pour créer la lumière modifiée 218. L'élément optique 210 est conçu pour recevoir et traiter la lumière modifiée 218 afin de déterminer les caractéristiques du fluide du puits de forage, par ex., les caractéristiques chimique, thermique, physique ou optique. Afin de traiter la lumière modifiée 218, l'élément optique 210 extrait les informations concernant les multiples caractéristiques du fluide 10 du puits de forage 202 et applique des techniques de régression aux informations pour produire une lumière traitée 222. Le transducteur optique 212 reçoit et transforme la lumière traitée 222 en un signal de transducteur optique 230 qui contient les informations concernant les multiples caractéristiques du fluide du puits de forage 202. Le signal du transducteur optique 230 peut être transmis à des zones externes et/ou 15 internes au puits de forage 220. Par exemple, et comme il a été précédemment décrit, le récepteur 128 de la figure 1 peut recevoir et transmettre le signal de transducteur optique 230 à un système informatique hors site pour l'enregistrement des données ou des analyses ultérieures. 100271 L'interface optique 208 est un substrat unique ou un jeu d'un 20 ou de plusieurs substrats utilisés pour ses propriétés de transmission et/ou de réflexion. Comme une pièce composante du dispositif optique 224, l'interface optique 208 fournit une barrière pour protéger et préserver l'intégralité du dispositif optique 224 et de ses composants, tels que l'élément optique 210, du fluide de puits de forage 202. L'interface optique 208 peut comprendre un matériau transparent, par ex., du verre au saphir, du 25 verre « gorilla », de la silice, du quartz, ou un quelconque autre matériau approprié. 100281 Au cours des opérations, une surface de l'interface optique 208 peut entrer en contact avec divers composants du fluide du puits de forage 202, tels que le sulfure d'hydrogène (H2S), le dioxyde de carbone (CO2), l'eau et des matières de particules solides, parmi d'autres composants. Lorsqu'elle(s) est(sont) 30 soumise(s) à divers composants et/ou pressions et températures à l'intérieur de l'environnement du puits de forage de 220, une(des) surface(s) de l'interface optique 208 devient(nent) abrasive(s), corrosive(s) et/ou obstruée(s) et moins transparente(s) ce qui entraîne une perte de plusieurs de ses propriétés de surface. Par exemple, certains des composants fluides se collent à ou s'accumulent sur la surface de 35 l'interface optique 208 pour inhiber les qualités de transmission, de réflexion et de 9 3057362 transparence de l'interface 208. À cet égard, l'efficacité de la surface optique 208 à transmettre et à réfléchir la lumière 216 est entravée. [0029] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) 232 est appliqué à la surface de l'interface optique 5 208 pour réduire la réflexion, repousser les gouttelettes d'eau et d'autres molécules polaires et pour résister aux composants qui adhèrent à la surface retrouvés dans le fluide du puits de forage 202. Le MOA 232 est positionné sous forme d'un revêtement ou d'un film distinct situé entre l'interface optique 208 et le fluide du puits de forage 202. Par exemple, le MOA 232 est appliqué à au moins une surface de l'interface optique 10 208 et peut être appliqué aux surfaces interne et externe, ou les deux surfaces interne et externe de l'interface optique 208. [0030] Le MOA 232 a une structure semblable à des matériaux biologiques connus tels que les yeux d'un insecte, les ailes d'un papillon ou un pétale de rose, parmi d'autres. Les yeux composés d'un phalène, par ex., sont composés de 15 multiples yeux minuscules étroitement espacés, qui ont une structure curviligne de microlentilles disposées hexagonalement appelées ommatidies. Les ommatidies comprennent une surface texturée avec des motifs de nanostructures inférieures aux longueurs d'ondes, disposés hexagonalement qui procurent aux yeux du phalène diverses capacités telles que la capacité à réduire la lumière réflective et la capacité à 20 repousser et à résister à l'adhérence de l'eau. [0031] Par conséquent, l'application du MOA 232 à l'interface optique 208 fournit des capacités semblables aux yeux du phalène de sorte à limiter ou à prévenir tout entrave aux propriétés et fonctions de la surface optique 208 ou d'un quelconque autre outil optique et équipement de fond de puits. En particulier, le MOA 25 232 procure à l'interface optique 208 des propriétés multifonctionnelles telles qu'un antireflet à large spectre et omnidirectionnel, une super-hydrophobicité, une propriété antibuée et des caractéristiques anticorrosion. [0032] Il serait également évident que des dispositifs non-optiques et des outils sont également susceptibles aux fluides du puits de forage 202. Les 30 composants de fond de puits tels que des joints, des trames et des obturateurs, accompagnés des pièces rotatives et réciproques comprenant des arbres, des pistons, des clapets et des pompes, peuvent être négativement affectés par l'eau, les particules et les contaminants retrouvés à l'intérieur du fluide du puits de forage 202. Ainsi, le MOA 232 peut être appliqué à une surface non-optique, telle qu'un matériau de brasure 10 3057362 du cadre 214, pour inhiber ou prévenir la corrosion des surfaces du dispositif non-optique qui sont soumises aux conditions du puits de forage. [0033] La figure 2B est une vue schématique d'un exemple de dispositif optique 224 comprenant une interface optique 208 avec un réseau 5 d'ommatidies à multi-échelles (MOA) 232 et un dispositif d'échantillonnage 234, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Afin d'optimiser la précision des informations concernant un fluide du puits de forage 202, le dispositif d'échantillonnage 234 peut recevoir et stocker une partie, c.-à-d., un échantillon 233, du fluide du puits de forage 202 à travers un pipeline 238 connecté entre le puits de forage de 220 et le 10 dispositif 224. Il doit est compris que d'autres procédés pourraient être utilisés pour transporter l'échantillon 233 au dispositif d'échantillonnage 234. Le dispositif d'échantillonnage 234 contient une interface optique 208 qui est revêtue d'un MOA 232 positionné entre l'interface optique 208 et l'échantillon 233. Comme il a été précédemment décrit, l'échantillon 233 est éclairé par une lumière 206, qui passe à 15 travers l'interface optique 208 pour se réfléchir sur l'échantillon 233 pour créer une lumière modifiée 218. [0034] La lumière modifiée 218 comprend des informations concernant de multiples caractéristiques du fluide du puits de forage 202. Un élément optique 210 reçoit la lumière modifiée 218 pour déterminer les caractéristiques du fluide 20 du puits de forage 202 à l'aide des techniques de régression ou d'autres techniques et pour produire une lumière traitée 222. Un transducteur optique 212 reçoit et transforme la lumière traitée 222 en un signal de transducteur optique 230 qui contient les informations concernant les multiples caractéristiques du fluide du puits de forage 202. [0035] Les configurations du dispositif optique 224 ne sont pas 25 limitées aux modes de réalisations particuliers illustrés dans les figures 2A et 2B, mais d'autres configurations peuvent être utilisées pour interroger le fluide du puits de forage 202. Par exemple, afin de capter des mesures de réflexion, l'interface optique 208 peut être placée à l'extérieur du dispositif optique 224, tel qu'à l'extérieur du cadre 214. Dans d'autres exemples, le fluide du puits de forage 202 peut s'écouler à travers une cellule 30 d'écoulement qui est montée à l'intérieur ou à proximité du puits de forage 220 et qui surveille les caractéristiques chimiques et physiques du fluide du puits de forage 202. Le MOA 232 peut être appliqué à une ou plusieurs surfaces optiques de la cellule d'écoulement afin de limiter ou prévenir tout entrave aux propriétés et fonctions de la ou des surfaces optiques, comme il a été précédemment décrit par rapport à l'interface 35 optique 208. 11 3057362 [0036] La figure 3 est un diagramme schématique d'un exemple de procédé 300 d'application d'un MOA 332 sur un substrat optique 308, conformément à un ou plusieurs modes de réalisation. Une des caractéristiques concrétisée par le MOA 332 comprend une structure multifonctionnelle, à multi-échelles qui joue un rôle dans 5 l'obtention d'une intégrité structurelle et fonctionnelle lorsqu'elle est appliquée ou déposée sur une surface, une surface optique ou une surface non-optique. Comme il a été précédemment expliqué, le MOA 332 comprend de multiples microstructures, telles que des nanostructures, placées dans une disposition d'emballage hexagonale ou carrée. En tant que tel, le MOA 332 mime diverses caractéristiques des yeux d'un 10 phalène, par ex., comprenant l'antireflet, l'antibuée et des capacités de super- hyd rophobicité. [0037] Dans un environnement de fond de puits, un substrat optique 308 (par ex., l'interface optique 208 de la figure 2A), peut être en contact direct ou indirect avec de l'humidité, des pressions et des températures élevées, de la lumière 15 réfléchie et des composants acides, parmi d'autres facteurs environnementaux de fond de puits. Comme le démontre la figure 3, le MOA 332 est appliqué au substrat optique 308 pour diminuer les effets hostiles causés par de tels facteurs de fond de puits, par ex., l'inhibition ou la prévention de la réduction de la transparence et de la détérioration des surfaces du substrat optique 308. 20 [0038] Le MOA 332 peut être fabriqué à l'aide d'une ou de plusieurs étapes. Comme il est présenté ici, un exemple d'une technique de nanoimpression utilisant quatre couches sacrificielles (SLAN) est utilisé pour fabriquer le MOA 332. À 306, des nanostructures sont imprimées sur un substrat qui peut comprendre un polymère thermoplastique (par ex., un film de polycarbonate) pour former un substrat 25 imprimé 304. Les nanostructures sont technologiquement fabriquées et disposées dans un schéma hexagonal étroitement regroupé semblable aux nanostructures biologiques retrouvées dans les yeux d'un phalène. [0039] À 310, le substrat imprimé 304 est revêtu d'une couche sacrificielle pour former un substrat encapsulé 312. À cet égard, les nanostructures sont 30 cachées et protégées en dessous de la couche sacrificielle. À 314, une technique d'impression est réalisée pour créer un motif des réseaux de microlentilles sur le substrat encapsulé 312 pour former un substrat à motifs 316. En outre, des techniques de gravure, y compris la gravure par faisceau ionique focalisé ou la gravure par réactif, peuvent être utilisées si un masque approprié est disponible, pour former le substrat à 35 motifs 316. À 318, le substrat à motifs 316 est immergé dans de l'eau pour dissoudre 12 3057362 complètement la couche sacrificielle et pour révéler le MOA 332, qui est composé de nanostructures recouvertes de réseaux de microlentilles. [0040] En outre, à 320, le MOA 332 est fabriqué et appliqué sur une ou plusieurs surfaces du substrat optique 308 à l'aide d'une ou de plusieurs techniques 5 bien connues des spécialistes du domaine comprenant, sans limitation, l'impression, la lithographie et la sérigraphie. En particulier, la fabrication et l'application du MOA 332 sur le substrat optique 308 sont utilisées avec des procédés de lithographies à semiconducteurs connus. Par exemple, des procédés de lithographie optique de prochaine génération, tels que la lithographie extrême aux UV ou la lithographie au faisceau 10 d'électrons, peuvent être utilisés lorsque ces techniques fournissent la résolution nécessaire pour créer les petites caractéristiques des nanostructures. Les techniques de lithographie optique classiques qui utilisent des masques à déphasage et/ou des corrections de la proximité optique sont utilisées pour pousser la limite de la résolution dans un effort d'obtenir des bonnes dimensions des réseaux des nanostructures. En 15 outre, les réseaux de nanostructures auto-assemblés sont fabriqués à l'aide de techniques connues des spécialistes du domaine et utilisées pour fournir les nanostructures. [0041] Le substrat optique 308 avec le MOA 332 appliqué forment un substrat optique appliqué par MOA 322 qui peut démontrer des propriétés de 20 réflexion optimales à l'intérieur de la région ultraviolette (UV) jusqu'à la région infrarouge (IR) tout en améliorant possiblement la sensibilité à la lumière et en réduisant les pertes par réflexion. Dans des études de cas concernant le substrat optique appliqué par MOA 322, la réduction à large bande dans la réflectance pour les longueurs d'onde dans la fourchette d'environ 400 nm (nanomètres) jusqu'à 1000 nm, 25 par opposition à un substrat optique non-appliqué par MOA, a été réduite. En particulier, le substrat optique non-appliqué par MOA a démontré une réflexion minimale d'environ 8,7 % alors que le substrat optique appliqué par MOA 322 a démontré une réflexion se minimale d'environ 1,4 % jusqu'à environ 4,8 %. Par rapport aux modes de réalisation décrits dans les figures 2A et 2B qui concernent un 30 environnement de puits de forage, l'application du MOA 332 réduit la quantité de lumière réfléchie perdue lorsque le substrat optique 308, tel que l'interface optique 208, est entravé par des gouttelettes d'eau, des particules formant des dépôts et les autres conditions du puits de forage. [0042] Les caractéristiques d'antibuée/d'hydrophobicité du substrat 35 optique appliqué par MOA 322 produisent des qualités hydrophobes (c.-à-d., répulsion 13 3057362 de l'eau) et antibuée. Par exemple, des gouttelettes d'eau peuvent se déposer et former une buée sur le substrat optique 308. Les propriétés de transmittance et/ou de transparence du substrat optique 308 sont réduites lorsque la réflexion de la lumière qui passe à travers l'interface 308 sur un fluide est entravée, par ex., un fluide de puits de 5 forage. Cependant, la surface texturée du substrat optique appliqué par MOA 322 démontre des angles de contact optimaux avec l'eau de sorte que les gouttelettes d'eau sur une surface deviennent instables en raison des effets de la gravitation et ne s'accumulent pas ou ne se collent pas à cette surface. En outre, le MOA 332 lorsqu'il est appliqué à une surface non-optique, telle qu'une surface métallique 214 de la 10 figure 2A, démontre des qualités anticorrosives. En particulier, le MOA 332 inhibe ou empêche la détérioration et la corrosion d'une surface métallique dans un effort de diminution des cycles de maintenance et de remplacement/réparation des composants de fond de puits. 100431 En sus des modes de réalisation décrits ci-dessus, de 15 nombreux exemples de combinaisons spécifiques font partie de la portée de la description, et on en détaille certains ci-après : Exemple 1. Un dispositif optique permettant d'interroger un échantillon de fluide, comprenant : une source lumineuse conçue pour fournir une lumière, une interface 20 optique conçue pour permettre à la lumière de passer à travers pour interagir avec l'échantillon de fluide, et un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) appliqué à l'interface optique. Exemple 2. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA 25 est conçu pour modifier au moins une propriété de l'interface optique, l'au moins une propriété comprenant au moins une d'une propriété hydrophobe, d'une propriété anticorrosive, d'une propriété de suppression de la réflexion et d'une propriété antibuée. Exemple 3. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel au moins 30 un MOA est situé entre l'interface optique et l'échantillon de fluide. Exemple 4. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA comprend un revêtement sur une surface de l'interface optique. 14 3057362 Exemple 5. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA comprend une couche de film collée à une surface de l'interface optique. Exemple 6. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA 5 est appliqué à de multiples surfaces sur l'interface optique. Exemple 7. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA comprend une texture multi-échelles conçue pour optimiser les propriétés hydrophobes et/ou antibuée de l'interface optique. 10 Exemple 8. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel l'interface optique comprend au moins une d'une interface transmissive et d'une interface réflective. 15 Exemple 9. Le dispositif optique de l'Exemple 1, comprenant également un cadre pour contenir le dispositif optique, dans lequel le MOA est appliqué à au moins une surface du cadre. Exemple 10. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel un 20 matériau de l'interface optique est choisi dans le groupe composé de verre, d'un matériau de verre au saphir, d'un matériau de quartz et d'un matériau de silice. Exemple 11. Le dispositif optique de l'Exemple 1, dans lequel le MOA est appliqué à l'interface optique à l'aide d'une technique d'impression ou de modelage. 25 Exemple 12. Un dispositif optique permettant d'analyser un fluide, comprenant, une source lumineuse conçue pour fournir une lumière, une interface optique conçue pour permettre à la lumière de passer à travers et à interagir avec le fluide pour créer une lumière modifiée, un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) 30 appliqué à l'interface optique, un élément informatique intégré (ICE) conçu pour traiter la lumière modifiée pour créer une lumière traitée, et un détecteur conçu pour recevoir la lumière traitée et pour générer un signal de sortie correspondant à une caractéristique du fluide. 15 3057362 Exemple 13. Le dispositif optique de l'Exemple 12, dans lequel le fluide est un fluide de fond de puits. Exemple 14. Le dispositif optique de l'Exemple 12 ou 13, dans lequel 5 une surface de l'interface optique est en communication directe ou indirecte avec le fluide. Exemple 15. Le dispositif optique de l'Exemple 12 ou 13, dans lequel au moins un MOA peut être positionné entre l'interface optique et le fluide. 10 Exeimple 16. Le dispositif optique de l'Exemple 12 ou 13, comprenant également un dispositif d'échantillonnage conçu pour recevoir un échantillon du fluide dans le puits de forage. 15 Exemple 17. Le dispositif optique de l'Exemple 15, dans lequel l'interface optique est située dans le dispositif d'échantillonnage pour permettre à la lumière d'interagir avec l'échantillon du fluide reçu par le dispositif d'échantillonnage. Exemple 18. Le dispositif optique de l'Exemple 12 ou 13, dans lequel 20 le MOA est conçu pour modifier au moins une propriété de l'interface optique, l'au moins une propriété comprenant au moins une d'une propriété hydrophobe, d'une propriété anticorrosive, d'une propriété de suppression de la réflexion et d'une propriété antibuée. 25 Exemple 19. Un procédé d'analyse d'un fluide utilisant un dispositif optique, comprenant, l'orientation d'une lumière à travers une interface optique comprenant un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) pour interagir avec le fluide, la réception d'une lumière réfléchie basée sur l'interaction avec le fluide, le traitement de la lumière réfléchie pour déterminer une caractéristique du fluide, et la 30 génération d'un signal de sortie correspondant à la caractéristique du fluide. Exemple 20. Le procédé de l'Exemple 19, dans lequel le fluide est un fluide de fond de puits. 16 3057362 Exemple 21. Le procédé de l'Exemple 19 ou 20, dans lequel le MOA améliore au moins une d'une propriété hydrophobe, d'une propriété anticorrosive, d'une propriété de suppression de la réflexion ou d'une propriété antibuée de l'interface optique. 5 Exemple 22. Le procédé de l'Exemple 19 ou 20, dans lequel l'interface optique est située dans un dispositif d'échantillonnage du dispositif optique. [0044] La discussion suivante concerne divers modes de réalisation 10 de la présente divulgation. 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 ne sont pas illustrés par souci de clarté et de concision. Même si un ou plusieurs de ces modes de réalisation peuvent 15 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 peuvent être employés séparément ou en une combinaison appropriée quelconque pour produire les résultats voulus. De plus, un spécialiste doit comprendre que la 20 description 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 suggérer que la portée de la description, y compris les revendications, se limite à ce mode de réalisation. [0045] Certains termes sont utilisés à travers toute la description et les revendications correspondent à des caractéristiques ou à des composants 25 particuliers. Comme le comprendra un spécialiste du domaine, différentes personnes peuvent désigner la même caractéristique ou le même composant par des noms différents. Ce document n'est pas destiné à différencier entre les composants ou les caractéristiques qui diffèrent en nom mais non en fonction, sauf indication spécifique. Dans la discussion et dans les revendications, les termes « incluant » et 30 « comprenant » sont utilisés de façon ouverte, et doivent donc être interprétés pour signifier « comprenant, sans limitation...». De plus, le terme « couple » ou « couples » vise à désigner une connexion soit indirecte soit directe. De plus, les termes « axial » et « axialement » désignent généralement le long ou parallèle à un axe central (par ex., l'axe central d'un corps ou d'un orifice), tandis que les termes « radial » et 35 « radialement » signifient généralement perpendiculaire à l'axe central. L'emploi de 17 3057362 « haut », « bas », « au-dessus », « au-dessous » et des variantes de ces termes se fait par commodité, mais ne nécessite pas d'orientation particulière des composants. 100461 Tout au long de cette description, la référence à « un mode de réalisation », ou une expression similaire signifie qu'une structure ou une 5 caractéristique particulière décrite en lien avec le mode de réalisation peut faire partie d'au moins un mode de réalisation de la présente description. Ainsi, l'apparition des phrases « dans un mode de réalisation » et les expressions similaires tout au long de cette description peuvent correspondre toutes, mais pas nécessairement, au même mode de réalisation. 10 100471 Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des détails spécifiques, on ne vise pas à ce ces détails soient considérés comme des limitations de la portée de l'invention, sauf dans la mesure où ils font partie des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif optique permettant d'interroger un échantillon de fluide, comprenant : une source lumineuse conçue pour fournir une lumière : une interface optique conçue pour permettre à la lumière de passer à travers pour interagir avec l'échantillon de fluide : et un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) appliqué à l'interface optique. 2. Dispositif optique selon la revendication 1, comprenant également : un élément informatique intégré (ICE) conçu pour traiter la lumière modifiée pour créer une lumière traitée ; et un détecteur conçu pour recevoir la lumière traitée est pour produire un signal de sortie correspondant à une caractéristique du fluide. 3. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le MOA est conçu pour modifier au moins une propriété de l'interface optique, l'au moins une propriété comprenant au moins une d'une propriété hydrophobe, une propriété anticorrosive, une propriété de suppression de la réflexion et d'une propriété antibuée. 2 3057362 4. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un MOA est situé entre l'interface optique et l'échantillon de fluide. 5. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le MOA comprend un revêtement sur une surface de l'interface optique, et éventuellement, le MOA st appliqué à de multiples surfaces de l'interface optique. 6. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le MOA comprend une couche de film collée à une surface de l'interface optique et éventuellement, le MOA st appliqué à de multiples surfaces de l'interface optique. 7. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le MOA comprend une texture multi-échelles conçue pour optimiser les propriétés hydrophobes et/ou antibuée de l'interface optique. 8. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'interface optique comprend au moins une d'une interface transmissive et d'une interface réflective. 9. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, comprenant également un cadre pour contenir le dispositif optique, dans lequel le MOA est appliqué à au moins une surface du cadre. 10. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un matériau de l'interface optique est choisi dans 3 3057362 le groupe composé de verre, d'un matériau de verre au saphir, d'un matériau de quartz et d'un matériau de silice. 11. Dispositif optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le MOA est appliqué à l'interface optique à l'aide d'une technique d'impression ou de modelage. 12. Procédé d'analyse d'un fluide utilisant un dispositif optique, comprenant : l'orientation d'une lumière à travers une interface optique comprenant un réseau d'ommatidies à multi-échelles (MOA) pour interagir avec le fluide : la réception d'une lumière réfléchie basée sur l'interaction avec le fluide : le traitement de la lumière réfléchie pour déterminer une caractéristique du fluide, et la génération d'un signal de sortie correspondant à la caractéristique du fluide. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le fluide est un fluide de fond de puits, et éventuellement, dans lequel l'interface optique est localisé dans un dispositif d'échantillonnage du dispositif optique. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le MOA améliore au moins une d'une propriété hydrophobe, d'une propriété anticorrosive, d'une propriété de suppression de la réflexion ou d'une propriété antibuée de l'interface optique.