FR 3061506 A1 20180706 FR 1763347 A 20171228 1 TECHNIQUES D'ÉVALUATION DES GÉOLOGIES SOUTERRAINES DE TROU DE FORAGE AVEC DES ONDES DE STONELEY RÉFÉRENCE CROISÉE AUX APPLICATIONS CONNEXES Cette demande est basée sur et revendique une priorité par rapport à la demande américaine provisoire numéro 62/440 605, déposée le 30 décembre 2016, dont l'intégralité du contenu est incorporée ici à titre de référence. DOMAINE TECHNIQUE La présente technologie concerne la prospection géophysique, et plus spécifiquement l'évaluation des géologies souterraines de trou de forage à l'aide de signaux soniques, tels que des ondes de Stoneley. CONTEXTE Dans le domaine de la prospection et de la production pétrolière et gazière, la diagraphie de puits géophysique est un procédé courant permettant d'obtenir des informations concernant les géologies souterraines à proximité d'un trou de forage ou d'un puits de forage, à la fois durant et à l'issue du procédé de forage. Les outils de diagraphie sont souvent équipés de composants acoustiques et soniques pour générer des perturbations telles que des impulsions de pression ou des ondes soniques (par ex., des ondes de Stoneley, etc.) dans le trou de forage aussi bien que des capteurs pour détecter et mesurer la propagation des perturbations (par ex., réflexion, etc.) à travers le substrat terrestre dans et autour du trou de forage. Souvent, cependant, l'analyse de ces perturbations ne donne que des estimations basiques de la géologie souterraine, qui manquent de granularité qui pourrait aider à éviter des problèmes potentiels associés au forage et à la stabilité du trou de forage. 3061506 2 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les modes de réalisation décrits ici sont mieux compris en se référant à la description suivante en association avec les figures ci-jointes dans lesquelles des numéros de 5 référence semblables indiquent des éléments analogues, identiques ou fonctionnellement semblables. Il faut néanmoins comprendre que ces dessins ne représentent que des exemples de modes de réalisation de l'invention et qu'ils ne doivent donc pas être perçus comme pouvant limiter sa portée, ses principes seront 10 décrits et expliqués avec plus de détails et spécificités grâce à l'utilisation des figures ci-jointes : La figure lA illustre un schéma d'un environnement de puits de forage, illustrant des opérations de diagraphie en cours de forage (LWD) ; 15 La figure 1B est un schéma d'un environnement de puits de forage, illustrant des opérations de détection de ligne au fond du puits ; La figure 2 est un schéma d'un exemple d'un dispositif informatique ; 20 La figure 3 est un exemple d'organigramme d'une procédure permettant d'estimer la conductivité de fracture et/ou le volume de lavage dans un trou de forage ; La figure 4A est un exemple d'organigramme pour une procédure permettant de séparer des ondes directes des ondes 25 secondaires ; La figure 4B est un exemple d'organigramme d'une procédure permettant de séparer des ondes secondaires progressives et régressives ; La figure 5 est un graphique d'exemples de profils de 30 journal d'onde extraits pour un receveur unique, montrant des profils de journal de source à onde directe et secondaire régressive ; 3061506 3 La figure 6 est un diagramme de signalisation illustrant une relation entre la lenteur de Stoneley et la lenteur du modèle ; La figure 7 est un graphique des profils de journal de 5 source à onde directe et secondaire régressive, selon un autre mode de réalisation de la divulgation ; La figure 8 est un graphique d'exemples de profils de journal résultant de la migration d'ondes régressives synthétiques pour des profondeurs de source respectives ; 10 La figure 9 est un graphique d'exemples de profils de journal résultant d'une migration des ondes régressives des données de champ vers leurs profondeurs de source pour un récepteur ; La figure 10 est un graphique d'exemples de profils de journal illustrant un empilement de pentes d'énergie en formes 15 d'onde comme une fonction de la profondeur ; La figure 11 est un graphique d'exemples d'ondes régressives réfléchies et de pics d'empilement d'énergie et d'empilements de calcul de la réflectivité correspondants ; La figure 12 est un graphique d'exemples de formes 20 d'onde réflectrices après une correction de retard ; La figure 13 est un graphique d'une technique de rétrécissement appliquée pour enlever l'interférence ; La figure 14 est un schéma d'un modèle physique pour l'analyse de fracture ; 25 La figure 15 est un graphique de courbes théoriques avec des données de différences finies ; La figure 16 est un graphique d'un FDM modélisé avec une théorie analytique pour la fracture conductrice combinée et l'élargissement du trou de forage ; et 30 La figure 17 est un graphique d'un exemple d'inversion discrète pour le volume de lavage et la largeur de la fracture. 3061506 4 DESCRIPTION DETAILLÉE Divers modes de réalisation de la divulgation sont présentés en détail ci-dessous. Même si des implémentations spécifiques sont présentées, il doit être compris que ceci n'est 5 réalisé que dans un but illustratif. Un spécialiste du domaine pertinent reconnaîtra que d'autres composants et configurations peuvent être utilisés sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la divulgation. Des caractéristiques et avantages additionnels de la divulgation seront énoncés dans la description qui suit, et 10 seront en partie évidents dès lecture de la description et d'autres peuvent apparaître de par la mise en pratique de l'invention. Les caractéristiques et avantages de la divulgation peuvent être réalisés et obtenus au moyen des instruments et des combinaisons particulièrement mis en avant dans les déclarations annexées. Ces 15 caractéristiques, et bien d'autres, de la divulgation deviendront encore plus évidentes à la lecture de la description suivante et des revendications ci-jointes, ou peuvent être apprises par la pratique des principes décrits ici. Plusieurs définitions qui s'appliquent à travers cette 20 divulgation seront maintenant présentées. Le terme « couplé » décrit la liaison ou la connexion de deux objets. Le couplage peut être direct ou indirect. Un couplage indirect comprend le fait de relier deux objets à travers un ou plusieurs objets intermédiaires. Le couplage peut aussi décrire des connexions électriques ou 25 mécaniques. Le couplage peut également comprendre une liaison mécanique sans contact physique. Le terme « comprenant » veut dire « comprenant, mais pas nécessairement limité à » ; il indique spécifiquement une inclusion ou une adhésion ouverte à une combinaison, un groupe, une série, ainsi décrit, etc. Le terme 30 « environ » se rapporte à presque, quasiment ou sur le point de, ou sans écart significatif par rapport à la représentation numérique. 3061506 5 Cette divulgation décrit des techniques permettant de localiser et d'estimer la conductivité des fractures traversant un trou de forage à l'aide des ondes de Stoneley enregistrées par des capteurs acoustiques d'un outil de diagraphie (par ex., un outil de 5 télégraphie sonique). Selon les modes de réalisation présentés plus en détail ci-dessous, l'outil de diagraphie génère des ondes de Stoneley et détecte des réponses des ondes Stoneley de façon granulaire afin de différencier entre les fractures conductrices et les changements dans la taille du trou de forage et/ou des 10 changements au niveau de la lithologie. En outre, le signal de l'onde de Stoneley dérivé peut être utilisé pour estimer une taille volumétrique des percées du trou de forage ou d'autres changements de la taille, qui pourraient affecter d'autres opérations de puits telles que la cimentation ou l'estimation de la propriété 15 géomécanique. Pour la géomécanique, la connaissance d'une percée d'un puits de forage peut affecter les décisions sur le poids de la boue et peut aider à éviter des problèmes associés au forage et à l'instabilité du trou de forage découlant du déséquilibre in situ de la contrainte de la roche. 20 Par exemple, les techniques présentées ici déterminent si une fracture (par ex., une fracture induite, etc.) est conductrice ou non. Le terme « conducteur », en référence aux fractures, se rapporte généralement aux fluides conducteurs provenant d'un gisement, et ne comprend généralement pas les 25 caractéristiques locales du trou de forage. En outre, ces techniques peuvent être utilisées pour complémenter et/ou être intégrées à d'autres technologies de puits de forage, par ex., un dispositif d'imagerie de trou de forage peut localiser des fractures et d'autres caractéristiques traversant un puits de 30 forage alors que les techniques divulguées ici peuvent également informer les opérateurs si les fractures ou autres caractéristiques sont conductrices ou non. Cependant, ces techniques peuvent 3061506 6 également être indépendamment implémentées pour évaluer les fractures. En référence aux figures, la figure lA illustre un schéma d'un environnement de puits de forage 101, montrant 5 particulièrement des opérations de diagraphie en cours de forage (LWD), dans lesquelles les techniques divulguées ici peuvent être déployées. Comme il est illustré, un environnement de puits de forage 101 comprend une plateforme de forage 102 équipée d'un derrick 104 qui soutient un palan 106 permettant de remonter et 10 d'abaisser une colonne de forage 108. Le palan 106 suspend un entraînement supérieur 110 apte à faire tourner la colonne de forage 108 et à abaisser la colonne de forage 108 à travers une tête de puits 112. Un trépan de forage 114 est relié à une extrémité inférieure d'une colonne de forage 108. Lorsque le trépan 15 de forage 114 tourne, le trépan de forage 114 crée un puits de forage 116 qui traverse diverses formations 118. Une pompe 120 fait circuler du fluide de forage à travers un tuyau d'alimentation 122 vers un entraînement supérieur 110, vers le fond du puits à travers l'intérieur de la colonne de forage 108, à travers des orifices 20 dans le trépan de forage 114, et de retour à la surface à travers l'anneau autour d'une colonne de forage 108, ét dans un bassin de rétention 124. Le fluide de forage transporte des déblais provenant du puits de forage 116 dans le bassin 124 et aide à maintenir l'intégrité du puits de forage 116. Divers matériaux peuvent être 25 utilisés pour le fluide de forage, y compris, des fluides à base d'huile ou des fluides aqueux. Des outils de diagraphie 126 peuvent être intégrés dans un module de fond de trou 125 à proximité du trépan de forage 114. Lorsque le trépan de forage 114 prolonge le puits de forage 30 116 à travers les formations souterraines 118, des outils de diagraphie 126 collectent des mesures concernant diverses propriétés de la formation ainsi que l'orientation de l'outil et de 3061506 7 diverses autres conditions de forage. Un module de fond de trou 125 peut également comprendre un module de télémétrie 128 pour transférer des données de mesure vers un récepteur en surface 130 et pour recevoir des commandes provenant de la surface. Dans au 5 moins certains cas, le module de télémétrie 128 communique avec un récepteur en surface 130 à l'aide de la télémétrie par boue pulsée. Dans certains cas, le module de télémétrie 128 ne communique pas avec la surface, mais stocke plutôt des données de diagraphie pour une récupération ultérieure à la surface lorsque le module de 10 diagraphie est récupéré. Chacun des outils de diagraphie 126 peut comprendre une pluralité de composants d'outil, espacés les uns par rapport aux autres, et couplés en communication avec un ou plusieurs fils. Les outils de diagraphie 126 peuvent également comprendre un ou 15 plusieurs dispositifs informatiques 150 couplés en communication à l'un ou plusieurs de la pluralité des composants d'outils par un ou plusieurs fils. Un dispositif informatique 150 peut être configuré pour commander ou surveiller la performance de l'outil, pour traiter les données de diagraphie et/ou pour réaliser les procédés 20 de la présente divulgation. Dans au moins certains cas, un ou plusieurs des outils de diagraphie 126 peuvent communiquer avec un récepteur en surface 130 par câble, tel qu'une tige de forage câblée. Dans d'autres cas, l'un ou les plusieurs outils de diagraphie 126 peuvent communiquer 25 avec un récepteur en surface 130 par transmission de signal sans fil. Dans au moins certains cas, un ou plusieurs des outils de diagraphie 126 peuvent recevoir un courant électrique provenant d'un fil qui se prolonge vers la surface, y compris les fils se prolongeant à travers une tige de forage câblée. Dans au moins 30 certains cas, les procédés et les techniques de la présente divulgation peuvent être réalisés par un dispositif informatique (non illustré) en surface. Dans certains modes de réalisation, le 3061506 8 dispositif informatique peut être intégré à un récepteur en surface 130. Par exemple, le récepteur en surface 130 d'un environnement de fonctionnement de puits de forage 100 au niveau de la surface peut comprendre une ou plusieurs unités de télémétrie sans fil, de 5 circuits de processeurs ou de mémoire, de telle sorte à soutenir un traitement sensiblement en temps réel des données provenant d'un ou des plusieurs des outils de diagraphie 126. Dans certains modes de réalisation, les données sont traitées à un moment ultérieur par rapport à leur collecte, auquel cas, les données peuvent être 10 stockées en surface au niveau du récepteur en surface 130, stockées au fond du puits dans un module de télémétrie 128, ou les deux, jusqu'à ce qu'elles soient récupérées pour le traitement. La figure 1B illustre un autre schéma d'un 15 environnement de fonctionnement de puits de forage 102 de diagraphie de transport, également appelé « ligne câblée ». Par exemple, au lieu d'utiliser la colonne de forage 108 de la figure lA pour descendre le corps de l'outil 110, qui peut contenir des capteurs ou d'autres instruments permettant de détecter et de 20 mesurer les caractéristiques et des conditions environnantes du puits de forage et de la formation souterraine, l'outil de diagraphie 125 peut être descendu dans le puits de forage 116 par un dispositif convoyeur 130 tel qu'illustré dans la figure 1B. Notamment, le dispositif convoyeur 130 peut être ancré dans la 25 plateforme de forage 129 ou par d'autres moyens portables tels qu'un camion. Le dispositif convoyeur 130 peut comprendre un ou plusieurs fils, câbles lisses, câbles ou similaires, ainsi que des moyens de transport tubulaires tels que des tubes enroulés, des tubes articulés ou d'autres tubes et peut comprendre un tracteur de 30 fond de trou. En outre, le dispositif convoyeur 130 fournit un soutien à l'outil de diagraphie 125, tel que la communication entre des processeurs de l'outil local et distant (par ex., un câble de 3061506 9 fibre optique, etc.) et du courant. Lors de l'utilisation de moyens de transport non conducteurs, par ex., un câble, un câble enroulé, un train de tiges, ou un tracteur de fond de trou, la communication peut être assurée à l'aide de, par ex., protocoles sans fil (par 5 ex., EM, acoustique, etc.), et/ou des mesures et des données de diagraphie peuvent être stockées dans une mémoire locale pour une récupération ultérieure. Pour les configurations de câble lisse ou de tubes enroulés, le courant peut être fourni en fond de puits avec une batterie ou via un générateur de fond de puits. 10 En fonctionnement, la formation souterraine 118 est traversée par un trou de forage 116, qui peut être rempli de fluide de forage ou de boue (non illustrée). L'outil de diagraphie 125 est descendu dans le trou de forage 116 par un câble 107. Comme il a été décrit, le câble 107 se connecte à l'équipement en surface (non 15 illustré) tel que, des roues à gorge, des derricks, des treuils, qui fonctionne pour contrôler la remontée/la descente de l'outil de diagraphie 125 à travers le trou de forage 104. En outre, le câble 107 peut comprendre des fils électriques et d'autres composants électriques qui facilitent la communication entre l'outil de 20 diagraphie 125 et l'équipement en surface. En outre, il est également à noter que l'outil de diagraphie 125 peut être conçu pour des communications sans fil. De cette façon, l'outil de diagraphie 125 peut être équipé de divers types de capteurs électriques, d'émetteurs, de récepteurs, de matériel, de logiciel 25 et/ou de circuit d'interface supplémentaire pour générer, transmettre et détecter des signaux (par ex., des ondes soniques, etc.), stocker des informations (par ex., des données de journal), communiquer avec l'équipement supplémentaire (par ex., équipement en surface, processeurs, mémoire, horloges, circuit d'entrée/de 30 sortie, etc.), et les composants semblables. Les spécialistes du domaine comprendront que divers types d'outils/de dispositifs de diagraphie peuvent être utilisés en association avec les techniques 3061506 10 divulguées ici et que les environnements illustrés dans les figures lA et 1B sont donnés sous forme d'exemples pour la discussion, et non pas pour la limitation. La figure 2 est un organigramme d'un exemple de 5 dispositif informatique 200, qui peut représenter un ou plusieurs outils de diagraphie (par ex., le ou les outils de diagraphie 125). En fonctionnement, le dispositif 200 est conçu pour réaliser les techniques de trou de forage présentées ici. Le dispositif 200 n'est qu'un exemple illustré dans un but de discussion, et non pas 10 de limitation, et on comprendra que divers types de dispositifs, individuellement et/ou un réseau de dispositifs répartis, peuvent être utilisés pour réaliser les techniques de trou de forage présentées ici. Tel qu'illustré, le dispositif 200 comprend divers 15 composants matériel et logiciel, tels que des interfaces de réseau 210, au moins un processeur 220, des capteurs 260 et une mémoire 240, inter-reliés par un système de bus 250. La ou les interfaces de réseau 210 comprennent un circuit mécanique, électrique et de signalisation pour transmettre des données sur des liaisons (par 20 ex., le câble 107 illustré dans la figure 1B). En outre, les interfaces de réseau 210 peuvent être configurées pour transmettre et/ou recevoir des données à l'aide d'une diversité de protocoles de communication différents, comme le comprendront les spécialistes du domaine. 25 Le processeur 220 représente un processeur de signal numérique (par ex., un microprocesseur, un microcontrôleur ou un processeur à logique fixe, etc.) configuré pour exécuter des instructions ou une logique pour réaliser des tâches dans un environnement de puits de forage. Le processeur 220 peut comprendre 30 un processeur polyvalent, un processeur spécialisé (dans lequel les instructions logicielles sont incorporées dans le processeur), une machine d'état, un circuit intégré à application spécifique (ASIC), 3061506 11 un réseau prédiffusé programmable (PGA) y compris un réseau PGA, un composant individuel, un groupe de processeurs en réseaux, etc. Le processeur 220 fonctionne généralement en association avec un matériel partagé ou spécialisé, comprenant, sans limitation, un 5 matériel capable d'exécuter le logiciel et le matériel. Par exemple, le processeur 220 peut comprendre des éléments ou une logique conçue pour exécuter des programmes logiciels et manipuler des structures de données 245, qui peuvent se trouver dans la mémoire 240. 10 Les capteurs 260 fonctionnent généralement en association avec le processeur 220 pour réaliser des mesures du puits de forage, et peuvent comprendre des processeurs spécialisés, des détecteurs, des émetteurs, des récepteurs, etc. De cette façon, les capteurs 260 peuvent comprendre un matériel/logiciel pour 15 générer, transmettre, recevoir, mesurer et/ou échantillonner des ondes acoustiques ou soniques, telles que des ondes de Stoneley. La mémoire 240 comprend une pluralité d'emplacements de stockage qui sont adressables par un processeur 220 pour stocker des programmes logiciels et des structures de données 245 associés 20 aux modes de réalisation décrits ici. Un système d'exploitation 242, dont des parties sont généralement hébergées dans la mémoire 240, est exécuté par le processeur 220, organise fonctionnellement le dispositif, entre autres, en invoquant des opérations pour soutenir les procédés et/ou services logiciels s'exécutant sur le 25 dispositif 200. Ces procédés et/ou services logiciels peuvent comprendre un procédé/service illustratif « d'évaluation de trou de forage » 244 tel que décrit ici. Il est à noter que même si le procédé/service 244 est illustré dans la mémoire centralisée 240, certains modes de réalisation prévoient que ces procédés/services 30 soient exécutés dans un réseau informatique réparti. sera évident aux spécialistes du domaine que d'autres types de processeur et de mémoire, y compris divers 3061506 12 supports lisibles par ordinateur, peuvent être utilisés pour stocker ou exécuter des instructions de programme touchant aux techniques d'évaluation du trou de forage décrites ici. Mais également, même si la description illustre divers procédés, il est 5 expressément envisagé que divers procédés peuvent être concrétisés sous forme de modules ayant des parties du procédé d'évaluation de trou de forage 244 codées sur ceux-ci. De cette façon, les modules de programme peuvent être codés dans un ou plusieurs supports de stockage tangibles lisibles par ordinateur pour l'exécution, tels 10 qu'avec une logique fixe ou une logique programmable (par ex., des instructions logicielles/informatiques exécutées par un processeur, et un quelconque processeur peut être un processeur programmable, une logique numérique programmable, telle que le réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur ou un ASIC qui comprend une logique 15 numérique fixe. En règle générale, toute logique de procédé peut être concrétisée dans un processeur 220 ou un support lisible par un ordinateur codé avec des instructions pour l'exécution par un processeur 200 qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, fonctionnent pour amener le processeur à réaliser les fonctions 20 décrites ici. Tel que décrit ci-dessus, les évaluations de trou de forage types ne procurent souvent que des évaluations basiques ou rudimentaires de la géologie souterraine et ne comportent pas la granularité nécessaire pour déterminer les changements au niveau de 25 la taille du trou de forage, des changements dans la lithologie, des estimations de la taille volumétrique des percées du trou de forage, etc. Par conséquent, les techniques divulguées ici fournissent des évaluations de fracture et de trou de forage plus granulaires, qui peuvent aider à éviter des problèmes associés au 30 forage et à l'instabilité du trou de forage (par ex., en raison des déséquilibres de la contrainte de la roche in situ, etc.). 3061506 13 Les ondes de Stoneley sont généralement excitées dans un trou de forage rempli de fluide, par ex., avec des outils soniques de trou de forage déclenchant un émetteur monopolaire. Une onde de Stoneley est un mode de trou de forage fondamental et un 5 grand pourcentage (90 % ou à peu près) de l'énergie source entraînera cette onde. En fonctionnement, l'onde de Stoneley est reçue par un réseau de capteurs sensibles à la pression situé sur l'outil sonique à une distance de la source. Les ondes de Stoneley sont généralement sensibles aux fractures conductrices traversant 10 un trou de forage. Dans cet objectif, l'onde de Stoneley peut, en effet, être considérée comme une simple impulsion de pression se propageant vers le haut du trou de forage. Lorsque cette impulsion de pression rencontre une fracture conductrice, la pression est relâchée dans la fracture, et ce changement de pression crée une 15 source secondaire qui excite une nouvelle onde de Stoneley secondaire. Cette onde de Stoneley secondaire est ensuite reçue par le réseau de récepteurs. Notamment, même si ce signal est généralement appelé dans la littérature comme « l'arrivée de l'onde de Stoneley réfléchie », dans le cas d'une fracture conductrice 20 elle n'est pas, en fait, réfléchie mais le résultat d'une impulsion de pression qui est générée en raison du relâchement de pression dans la fracture, tel que décrit ci-dessus. En outre, les réponses de l'onde de Stoneley secondaire dépendent directement de la conductivité de la fracture et la grandeur de cette réponse peut 25 être utilisée pour estimer la conductivité de la fracture. En outre, les ondes de Stoneley sont sensibles à la taille du trou de forage et les changements au niveau du lit. Ces réponses doivent être différenciées afin d'obtenir une estimation fiable de la conductivité et de l'emplacement de la fracture. Comme il est 30 décrit plus en détail ici, les techniques fournissent une estimation de l'emplacement et de la conductivité de la fracture, et différencient également d'autres effets du trou de forage tels 3061506 14 que les changements de volume et les changements au niveau du lit. Notamment, la réponse de la fracture de l'onde de Stoneley dépend généralement de la fracture se prolongeant à une certaine distance dans la formation, et, par conséquent, cette technique peut être 5 considérée comme « sondant les fractures au-delà du trou de forage ». Et, par conséquent, ces techniques complètent d'autres techniques d'imagerie du trou de forage, qui donnent une image à haute résolution de la paroi du trou de forage et indiquent la présence et la géométrie des fractures et d'autres caractéristiques 10 traversant le trou de forage. La figure 3 est un exemple d'organigramme d'une procédure permettant d'estimer la conductivité et/ou le volume de lavage d'une fracture dans un trou de forage, selon les techniques d'évaluation du trou de forage de cette divulgation. Chaque bloc 15 illustré dans la figure 3, représente un ou plusieurs processus, procédés ou sous-routines réalisées dans l'exemple de processus 300. L'ordre des blocs est seulement de nature illustrative et celui-ci peut changer selon la présente divulgation, et des blocs supplémentaires peuvent être ajoutés ou un nombre inférieur de 20 blocs peut être utilisé, sans s'écarter de la divulgation. Au niveau du bloc 302, un signal d'onde total comprenant des formes d'onde à faible fréquence (par ex., des formes d'onde monopolaires, etc.) peut être collecté. Au niveau du bloc 304, d'abord, des ondes de Stoneley directes et secondaires sont extraites du signal total. 25 Ici, des procédés d'empilement d'onde du domaine temporel connus peuvent être utilisés, ou les procédés de la norme L2 du domaine de fréquence peuvent être utilisés pour cette étape. Au niveau du bloc 306, les emplacements de profondeur de trou de forage des sources secondaires (fracture conductrice, lavage de trou de forage, lit) 30 sont localisés. Une diversité d'approches peut être utilisée pour cette étape, et nous ne sommes pas limités à ces approches décrites ci-dessous. Au niveau du bloc 308, la réponse de réflectivité de la 3061506 15 source secondaire est estimée comme une fonction de la fréquence, et au bloc 310, une procédure d'inversion est utilisée pour déterminer la conductivité de la fracture et les volumes de lavage réels, lorsqu'ils se produisent. Au niveau du bloc 312, les 5 emplacements de profondeur de la source secondaire peuvent être comparés à des images du trou de forage pour distinguer plus nettement les fractures des autres sources (par ex., le lit). Au niveau du bloc 314, la profondeur de source, la fracture et/ou l'indicateur de lavage, la conductivité et/ou le volume peut être 10 déterminé. Notamment, les images du trou de forage peuvent être prises à partir d'un quelconque nombre de technologies d'imagerie connues des spécialistes du domaine (par ex., des images optiques, des images acoustiques, des images de résonance magnétique (IRM), des images du micro-imageur de la gamme X-tended (XRMITm), des 15 images de l'outil de balayage acoustique circonférentiel (CASTTM), etc. Chacune de ces étapes est décrite en détail ci-dessous. Extraction d'onde directe et secondaire Comme il a été mentionné ci-dessus, il existe plusieurs procédés permettant de séparer les arrivées d'ondes 20 directes des ondes secondaires. Par exemple, la figure 4A est un exemple d'organigramme d'une procédure 401 permettant de séparer des ondes directes des ondes secondaires (par ex., semblable à des procédés d'empilement basé sur le temps connus) et la figure 4B est un exemple d'organigramme d'une procédure 402 permettant de séparer 25 les ondes secondaires progressives et régressives. En se référant à la procédure 401, chaque bloc illustré dans la figure 4A représente un ou plusieurs processus, procédés ou sous-routines réalisées dans l'exemple de processus 401. L'ordre des blocs est de nature illustrative seulement et 30 celui-ci peut changer selon la présente divulgation, et des blocs supplémentaires peuvent être ajoutés ou un nombre inférieur de blocs peut être utilisé, sans s'écarter de la divulgation. Au 3061506 16 niveau du bloc 403, des formes d'onde monopolaires à faible fréquence (dans le temps) peuvent être collectées, au niveau du bloc 405, Une corrélation croisée de la forme d'onde totale à une profondeur actuelle pour un récepteur donné avec les formes d'onde 5 totales à des profondeurs avoisinantes pour le même récepteur est utilisée pour estimer les décalages temporels nécessaires pour aligner l'arrivée de l'onde directe à travers les profondeurs. Au niveau du bloc 407, les formes d'onde à décalage temporel sont empilées pour réduire les amplitudes de l'onde secondaire et, au 10 niveau du bloc 409, estimer l'onde directe. Au niveau du bloc 411, l'onde directe est soustraite du signal total pour extraire les ondes secondaires. Le procédé peut être bouclé sur chaque récepteur ou bouclé sur chaque profondeur, et en revenant au bloc 405. Au niveau du bloc 413, pour chaque récepteur et chaque profondeur 15 extraits, une onde directe et une onde secondaire progressive/régressive peuvent être déterminées. Comme le démontre la procédure 402, chaque bloc dans la figure 4B représente un ou plusieurs processus, procédés ou sous-routines réalisées dans l'exemple de processus 402. L'ordre 20 des blocs est de nature illustrative seulement et celui-ci peut changer selon la présente divulgation, et des blocs supplémentaires peuvent être ajoutés ou un nombre inférieur de blocs peut être utilisé, sans s'écarter de la divulgation. Au niveau du bloc 404, les ondes secondaires sont davantage traitées pour séparer les 25 ondes secondaires progressives et régressives les unes des autres. Au niveau du bloc 406, la lenteur de l'onde directe est estimée à travers le réseau de récepteurs pour une profondeur donnée. Au niveau du bloc 408, la lenteur est utilisée pour le décalage temporel des ondes secondaires de sorte que les ondes progressives 30 sont alignées. Au niveau du bloc 410, les ondes décalées sont empilées à travers les récepteurs pour extraire une onde secondaire progressive au milieu du réseau de récepteurs. L'onde progressive 3061506 17 est ensuite rétro-décalée à sa position originelle dans chaque récepteur. Au niveau du bloc 412, l'onde progressive dans chaque récepteur est ensuite soustraite de la forme d'onde secondaire d'entrée pour extraire l'onde secondaire régressive dans chaque 5 récepteur. Le procédé 402 peut ensuite être bouclé sur chaque profondeur revenant au bloc 406. Au niveau du bloc 414, pour chaque récepteur et profondeur extraits, le procédé 402 produit une onde directe, une onde secondaire progressive et .une onde secondaire régressive. 10 Par exemple, la figure 5 est un graphique illustrant un exemple de profil de journal d'onde pour un receveur unique, montrant des profils de journal de source à onde directe et secondaire régressive ; tel qu'illustré, l'empilement représente un procédé de filtrage et réduit le bruit ou l'interférence entre les 15 ondes extraites. L'onde régressive extraite a une résolution nette étant donné que l'empilement a été utilisé pour estimer l'onde progressive et pour la soustraire, laissant l'onde régressive non perturbée. De la même façon, ce traitement peut être inversé pour extraire une onde progressive à résolution nette. 20 Un second mode de réalisation permettant d'extraire les ondes directe, secondaire progressive et secondaire régressive modélise les formes d'onde dans le domaine de fréquence. Le modèle de forme d'onde supposée est donné sous forme de : z,, (co) . . . z' (w) ( 1 ) =Zh=W= 25 dans laquelle Z est un réseau M x K comme une fonction de la fréquence angulaire, co=2ilf. M est le nombre de formes d'onde enregistré K est le nombre d'ondes distinctes extrait (par ex., directe, secondaire progressive et secondaire régressive). rÉ est le vecteur de forme d'onde de longueur M. Dans une réalisation, le 30 vecteur de forme d'onde peut être un récepteur/empilement de 3061506 18 profondeur 2D de longueur M = Nr x Nd dans laquelle Nr est le nombre de récepteurs et Nd est le nombre de profondeurs. rz est le vecteur de réponse de fréquence extrait de longueur K. Chaque élément de -1,/ est la réponse de fréquence pour la ke onde extraite référencée sur 5 le récepteur/« centre » de profondeur du vecteur de forme d'onde. La ke colonne de Z est la longueur du vecteur d'orientation M pour le ke onde extraite, exp[ja o(sk, - irOdz + s m(d - - r exp[jco(ski. 0/ - rn)dz + Skd (do - exp[j co(s kr(N ' -1- Tir)dz + s kd(d o - d))] exp[Jo'(skr(0-m)dz+skd(d1 - d ))] exp[Msk,. 0 - rn)dz + s kd(d, - (71))] exp[j co(s kr(1^1 r -1- rTi)dz + s kd(d , -d))] exp[j co(s kr (0 - + skd (c/Nd -dl/l/ exp 0 - Tri )dz + skd (dN, - d )) exp j exp[hrok (Nr -1- ni)d + s m(d '1', - dans laquelle sk, et skd sont la lenteur le long d'un 10 récepteur et les dimensions de profondeur respectivement pour la ke onde extraite. Fi-et d sont l'indice de récepteur du centre et la profondeur du centre, respectivement. Il est à noter que ni les profondeurs ni l'espacement du récepteur ne doivent être uniformes. Cependant, un espacement uniforme de récepteur, dz, est supposé 15 dans l'équation (2) étant donné que ceci est la norme pour les outils acoustiques dans le domaine de la diagraphie de puits. Si les lenteurs sont connues, la solution pour le modèle d'optimisation est : ( 3 ) isz(co)= [Z H (0)Z(CO)j-1 Z H (COW(CO) (2) 3061506 19 La lenteur sk, et skd dans l'équation (2) est apparentée à la lenteur de Stoneley de la formation. La lenteur de Stoneley peut être estimée comme une fonction de la profondeur et de la fréquence à partir des formes d'onde originelles à l'aide de 5 techniques de semblance standard bien connues des spécialistes du domaine. Supposons que k = 1, 2, 3 est l'onde directe, l'onde secondaire régressive provenant d'une source stationnaire et l'onde secondaire progressive provenant d'une source stationnaire. Supposons que k = 4 est une source secondaire régressive 10 optionnelle en raison du contraste d'impédance causé par la présence de l'outil dans le trou de forage. Cette source voyage avec l'outil. Par exemple, la figure 6 est un diagramme de signalisation illustrant la géométrie de l'outil et une relation entre la lenteur de Stoneley et la lenteur du modèle. Tel 15 qu'illustré, les récepteurs se trouvant au-dessus de l'émetteur et les coordonnées de profondeur augmentent la lenteur skr et skd sont apparentés à la lenteur de Stoneley de la formation comme : Sld = SRx - STX ( 4 ) S 2d = S Rx - S Tx -2S Rx = Sld -2S Rx s3d = +2S7 =Sld+2S7 )- S 4d = Sld +2(S TL -S RX S ld et 20 ( 5 ) Slr=SRX S2r = -SRX Sir = S Rx s4r=-Sia dans laquelle SI« est la lenteur de Stoneley de la formation au milieu du réseau de récepteurs, et STX est la lenteur de Stoneley correspondante au niveau de l'émetteur pour la profondeur du centre d'empilement actuel, il. 25 Le résultat du procédé d'extraction d'onde susmentionné donne des réponses de fréquence pour les ondes 3061506 20 extraites, fi, comme une fonction de la profondeur. Le traitement est réalisé sur la bande de fréquence souhaitée, et les réponses subissent une transformée de Fourier pour dériver des formes d'onde extraites à bande limitée dans le domaine temporel. Par exemple, la 5 figure 7 est un graphique des profils de journal de source à onde directe et secondaire régressive, selon un second mode de réalisation de la divulgation. Il est à noter que ceci est un procédé de modélisation et non pas un procédé de filtrage (par ex., en référence au premier mode de réalisation, présenté ci-dessus), 10 de sorte qu'il n'y ait pas d'interférence résiduelle entre les ondes extraites. Cependant, une inadéquation du modèle causée, par ex., par une variabilité de la réponse de forme d'onde et des erreurs dans l'estimation de la lenteur peut entraîner un léger errements des ondes extraites. Il faut également noter que les 15 ondes régressives s'atténuent graduellement lorsque le temps s'approche de 0 contrairement à ce qui se passe dans le premier mode de réalisation dans lequel les ondes régressives se terminent abruptement. Cette atténuation graduelle se produit lorsque les formes d'onde dans l'empilement en 2D perdent individuellement 20 leurs ondes secondaires lors du passage par la source. Même si les modes de réalisation précédemment décrits concernant l'extraction d'onde possèdent différentes caractéristiques, les deux peuvent être utilisés par les techniques d'évaluation du trou de forage décrites ici. On peut également 25 comprendre que les spécialistes du domaine peuvent arriver à plusieurs autres variations. Par exemple, le second mode de réalisation pourrait être modifié pour extraire les ondes régressive et progressive secondaires avec une terminaison plus nette à l'aide de l'équation suivante (par ex., avec un coût d'une 30 certaine interférence résiduelle entre des ondes séparées). 3061506 W RACK =W Z (6) WFORW = W Z Notamment, les techniques d'extraction d'onde décrites sont fournies dans un but d'explication, et non de limitation. On comprend que d'autres types d'extraction de forme d'onde peuvent 5 être utilisés comme il est connu des spécialistes du domaine. Emplacement de profondeur de la source secondaire Une fois les ondes secondaires extraites, il est possible de déterminer les emplacements des sources secondaires. Comme une continuation du premier mode de réalisation, on pourrait 10 localiser les sources en supposant le modèle suivant pour une source secondaire à propagation régressive à la profondeur d', dans laquelle la profondeur, d, augmente vers le bas, (7 ) L(d,e,r =0(d,d')V(d',t -11d,d'» Dans l'équation (7), L est le profil de journal pour 15 l'onde à propagation régressive émanant de la profondeur d . 'a est la fonction échelonnée, Ogd' 0 d V (c1' r - T d » ( 9 ) La transformée de Fourier et une dispersion donnent : 5 (10) 61(ci,cr xp[j r(ci,cr, W A d 419W (d Par conséquent, les formes d'onde sources à toutes les profondeurs sont facilement calculées à partir de : (11) W(d,o)) = (d, d')L(di , o) 10 Le profil de journal du domaine temporel pour les formes d'onde sources à toutes les profondeurs est calculé comme la transformée de fourrier de l'équation (11). Les délais nécessaires pour calculer la matrice A(d,d') sont déterminés à partir de la lenteur de la formation de l'onde de Stoneley, SRX(d, w), illustrée 15 dans la figure 6. Une résolution à haute profondeur peut être obtenue en utilisant un traitement de semblance de profondeur commun, par ex., en calculant les délais de phase à travers de multiples paires de récepteurs centrées sur la même profondeur prise à partir de différents clichés (emplacements d'émetteurs) 20 lorsque l'outil se déplace. Les délais, T, sont calculés sous forme de l'intégration sur la profondeur de la lenteur, s2d, à partir de la profondeur jusqu'à la profondeur d pour chaque fréquence. S2d est une fonction de SRX(d, w). La figure 8 est un graphique d'exemples de profils de journal résultant de la migration d'ondes 25 régressives synthétiques vers des profondeurs de source respectives. Le profil de journal sur la gauche illustre une série de sources synthétiques étroitement espacées, à échelle aléatoire et décalées en supposant le modèle de l'équation (9). Le profil de journal sur la droite illustre les formes 30 d'onde sources au niveau de leurs emplacements de profondeur après 3061506 23 application de l'équation (11) et la transformée de Fourier pour revenir au domaine temporel. La résolution est très bonne. Les formes d'onde provenant des profondeurs avoisinantes sont ensuite résolues même si leur énergie chevauche avec la forme d'onde 5 originelle. La figure 9 est un graphique d'exemples de profils de journal résultant d'une migration des ondes régressives des données de champ vers leurs profondeurs de source pour un récepteur. Ici, la figure 9 fournit un exemple avec des données réelles. La piste de gauche illustre le résultat de l'extraction d'onde du premier 10 mode de réalisation, et la piste de droite illustre le résultat du premier mode de réalisation pour l'emplacement source. Le procédé démontre clairement l'emplacement des sources dans la profondeur et fait migrer la forme d'onde vers sa source. Si on le souhaite, l'énergie de la forme d'onde à chaque profondeur après la migration 15 peut être également rapportée et un détecteur de pic utilisé pour identifier les profondeurs à fort réflecteurs (au-dessus d'un seuil d'énergie). Comme il est démontré, le profil de journal de la forme d'onde source calculé par l'équation (11) pour un récepteur 20 sera décalé en profondeur par rapport au profil de journal de forme d'onde d'un autre récepteur selon la position relative des récepteurs dans le réseau de récepteurs. Si les profils sont combinés ils doivent être d'abord enregistrés (décalage en profondeur corrigé). 25 Un second mode de réalisation pour l'emplacement source est maintenant donné sous forme d'une continuation du second mode de réalisation de l'extraction d'onde. Par exemple, la figure 10 est un graphique d'exemples de profils de journal illustrant un empilement de pentes d'énergie en formes d'onde comme une fonction 30 de la profondeur. Comme il est illustré, le temps d'arrivée de l'amplitude pic, Tp, est choisi à partir du profil de journal d'onde directe à chaque profondeur. Ceci définit le temps de 3061506 24 référence comme une fonction de profondeur pour calculer l'empilement d'énergie des ondes secondaires régressives le long d'une ligne inclinée. Ce procédé est particulièrement applicable pour le second mode de réalisation de séparation d'onde étant donné 5 qu'il évite le traitement des arrivées précoces d'atténuation non-causales de l'onde secondaire. La pente de la ligne est donnée par la lenteur S2d, dans laquelle S2d est une valeur unique pour chaque profondeur dérivée de s2d dépendant de la fréquence de l'équation (4). Comme exemple, S2d pourrait simplement être la moyenne 10 pondérée de la réponse de fréquence sur une fréquence de s2d. Par ailleurs, une valeur de lenteur de semblance de temps pourrait être utilisée. La pente est localement variée autour de cette valeur et l'énergie est recalculée. La valeur d'énergie maximale sur les pentes localement variées est enregistrée pour cette profondeur. 15 Les limites de la variation de la lenteur locale, 8.S peuvent être une entrée de l'utilisateur ou calculées comme un écart type sur la fréquence de s2d. Ainsi, l'équation pour calculer l'empilement d'énergie est : d+D' (12) E(d)= max [E (T +(d' - dem + ds), 421 dse{-3,S,AS} d,_d 20 Ceci créé une courbe d'empilement d'énergie versus la profondeur. Un détecteur de pic est utilisé pour identifier les profondeurs discrètes des réflecteurs (au-dessus d'un seuil d'énergie). Les spécialistes du domaine peuvent arriver à 25 plusieurs autres variations des deux modes de réalisation décrits pour l'emplacement source secondaire. Les deux modes de réalisation décrits ici ne sont pas destinés à limiter les techniques présentées ici. Réflectivité 30 La réflectivité est essentiellement une déconvolution de la source secondaire et des ondes directes. Même si cette 3061506 25 divulgation présente l'onde secondaire régressive, soit la source secondaire progressive soit la source secondaire régressive peut être utilisée. Dans le premier mode de réalisation, les formes d'onde de la source secondaire sont localisées au niveau de leurs 5 bonnes profondeurs, et il est commode de calculer une réflectivité continue comme une fonction de la profondeur et de la fréquence sous forme de : (13) R(d,w)=W(d,co) D(d,co) dans laquelle D(d,co) est une transformée de Fourier des 10 ondes directes extraites illustrées sur le côté gauche de la figure 5, et W(d,co) est calculé à l'aide de l'équation (11) à partir d'un profil de journal de source secondaire. Le calcul peut être répété pour des profils de journal de récepteur individuel et combinés s'ils sont corrigés pour le décalage en profondeur relatifs des 15 récepteurs, par exemple : Al gi\i' WP,a),nr) (14) RWco)=---2_,Nr ,7=1 «cl,co,nr) Par ailleurs, si seulement la grandeur de la réflectivité est utilisée dans .l'inversion, la réflectivité peut être calculée sous forme de : ^ 1 ivr W(cl,co,nr) Md,co,nr) 20 ( 15 ) RP,co)=-- Nr n=1 Il se pourrait que la réflectivité présente une valeur anormale au niveau de quelques fréquences en raison d'un zéro dans la réponse de l'onde directe. Ces fréquences sont simplement évitées dans l'inversion décrite dans la prochaine section. Par 25 ailleurs, la réflectivité au niveau de ces fréquences pourrait être remplacée par une fonction de la valeur pic du spectre de puissance. Le second mode de réalisation pour l'emplacement de profondeur de source secondaire a appliqué un seuil à un empilement 3061506 26 d'énergie pour localiser des réflexions discrètes, comme il est démontré par le profil du milieu de la figure 11. En particulier, la figure 11 est un graphique d'exemples d'ondes régressives réfléchies et de pics d'empilement d'énergie et d'empilements de 5 calcul de la réflectivité correspondants. Ce procédé pour l'emplacement de profondeur calcule une réflectivité pour chaque réflexion discrète identifiée comme un pic dans l'empilement d'énergie. Chaque pic est un jeu contigu de profondeur dans lequel l'empilement d'énergie et au-dessus d'un seuil. Des rétro- 10 réflexions provenant des jeux contigus de profondeurs parmi ceux qui définissent les pics sont utilisées pour calculer la réflectivité. La réflectivité calculée à partir d'un jeu de profondeurs (empilement de réflectivité) est associée au réflecteur juste au-dessus du jeu de profondeur. S'il y a suffisamment de 15 profondeurs candidates pour calculer une réflectivité, une entrée de l'utilisateur pour le décalage en profondeur provenant du réflecteur jusqu'au début de l'empilement et le nombre de profondeurs d'empilement utilisé est appliqué. Si seulement la grandeur de la réflectivité est utilisée dans l'inversion, la 20 réflectivité est calculée sous forme de : 1 Nd W co) (16) R(dp,co)=-___E , co) Nd n=1 dans laquelle Nd est le nombre de profondeurs dans l'empilement de réflectivité et W est la transformée de Fourier de la forme d'onde du profil de journal de source secondaire pour 25 chaque profondeur, cl,, dans l'empilement. di, est la profondeur du pic réflecteur associé. Notamment, toujours en référence à la figure 11, si on le souhaite, la forte réflexion interférante en haut est soustraite de l'onde régressive utilisée pour calculer la réflectivité pour le 30 pic à 1443 pieds. 3061506 27 Si la phase est également utilisée dans l'inversion, la forme d'onde de source secondaire à chaque profondeur dans l'empilement doit être décalée dans le temps pour s'aligner avec l'onde directe dans le domaine temporel (de façon équivalente, on 5 peut multiplier par une phase complexe dans le domaine de fréquence). La figure 12 est un graphique de formes d'onde réflectrices après une correction de retard. Les décalages temporels (par rapport à l'amplitude du pic de l'onde directe) utilisés pour calculer l'empilement d'énergie sont également 10 utilisés pour aligner les ondes secondaires sur l'onde directe. Ces décalages peuvent être affinés en utilisant une corrélation croisée entre les formes d'onde dans l'empilement. La réflectivité complexe est calculée sous forme de : (17) el e p , w) = _1 f(c1 A' d ;:-1; J9(c1 w) 15 Comme le démontre la figure 12, les formes d'onde de source secondaire sont décalées dans le temps pour s'aligner sur une onde directe. Il faut rappeler que dans le premier mode de réalisation, l'interférence entre les sources secondaires n'était 20 pas un problème étant donné que l'équation d'emplacement de profondeur à haute résolution (11) sépare les ondes au niveau des profondeurs environnantes même lorsqu'elles se chevauchent dans le temps dans les formes d'onde originelles. Dans le second mode de réalisation, une interférence peut se produire entre les sources. 25 Comme exemple, il y a un réflecteur très brillant en haut du profil de journal de la source secondaire régressive dans la figure 11 (son pic est hors limite sur l'empilement d'énergie et pas visible, il est visible dans la figure 18). Ce réflecteur va interférer avec les formes d'ondes secondaires dans l'empilement de réflectivité 30 pour le pic réflecteur à 1443,5 pieds. On peut soustraire la forme d'onde interférante en sélectionnant une profondeur (ligne 3061506 28 étiquetée « 1102 » à 1439 pieds dans la figure 11) à partir du jeu contigu de profondeurs au-dessus du réflecteur 1104 à 1443,5 pieds comme une matrice. On suppose que l'interférence à des profondeurs successives dans l'empilement réflecteur est une copie décalée dans 5 le temps et mise à l'échelle de la forme d'onde matrice. Une corrélation croisée profondeur à profondeur est utilisée pour suivre le décalage dans le temps et la mise à l'échelle de l'amplitude de pic dans la forme d'onde matrice vers les profondeurs de l'empilement. Cette matrice est décalée, mise à 10 l'échelle et soustraite des formes d'onde de l'empilement de réflectivité pour éliminer l'interférence. Un autre procédé permettant de réduire l'interférence est la multiplication des ondes secondaires avec une fenêtre conique (par ex., fenêtre de Tukey) centrée sur le pic de la forme d'onde secondaire. Le 15 positionnement du cône est déterminé par les délais utilisés pour calculer l'empilement d'énergie. Les profondeurs candidates 1302 sont identifiées et la largeur de la fenêtre est déterminée par les positions relatives des réflecteurs 1304 avoisinants, tel qu'illustré dans la figure 13. Si un indicateur de rétrécissement 20 1306 est défini, un rétrécissement coulissant est appliqué pour isoler la réflexion. Un rétrécissement est également appliqué à l'onde directe. L'onde directe est multipliée par la même fenêtre décalée pour s'aligner sur le pic d'amplitude de l'onde directe. Après élimination de l'interférence, les formes d'onde subissent 25 une transformée de Fourier et la réflectivité est calculée selon les équations (16) et (17). Les spécialistes du domaine peuvent arriver à plusieurs autres variations des deux modes de réalisation pour le calcul de la réflectivité. Les deux modes de réalisation décrits 30 ici ne sont pas destinés à limiter cette divulgation. Inversion 3061506 29 Le modèle physique pour l'analyse de la fracture est illustré dans la figure 14, dans lequel on suppose que le réflecteur est un lavage, une fracture ou une combinaison de ceux-ci. Une source monopolaire à faible fréquence 1410 est déclenchée 5 et l'onde de Stoneley 1408 frappe une source secondaire 1402 qui génère une forme d'onde régressive 1404 (dans notre exemple). L'onde directe 1408 et la forme d'onde régressive 1404 passent individuellement à travers les récepteurs 1406. La source secondaire 1402 est modélisée dans la longue limite de longueur 10 d'onde sous forme d'un objet de type point localisé à la position z dans le trou de forage. L'objet est composé d'un lavage 1414, d'une fracture conductrice ou d'une combinaison des deux. La dépendance sur l'inclinaison de la fracture, aussi bien que les effets causés par le lit de la formation, sont supposés comme étant d'ordre 15 inférieur, et sont différenciés par la comparaison des résultats d'inversion avec des images du trou de forage. La fracture horizontale remplie de fluide coupant le trou de forage peut identifier le lavage 1414 et la hauteur de la fracture 1412. Avec ces suppositions, le jeu de réflectivité pour les 20 profondeurs, qu'il soit discret ou continu, est utilisé pour inverser la largeur de la fracture, h, et le volume de lavage, V, selon : kV dW )- , PV(w) = T(' j 271a 2 a 2 he (LI) ( o kV dh ( 18) R(w)= co) 1= D) 1 j e 2,za2 a2Le (Ic-6) Dans l'équation (18) d est maintenant le rayon de 25 l'anneau externe du lavage (non pas la profondeur) et a est le rayon interne. S'il n'y a pas de lavage d a. H(1) est la fonction de Hankel du premier type, et (19) k = colvf 3061506 30 dans laquelle vf est la vitesse du fluide du trou de forage. La figure 15 illustre une comparaison de l'équation (18) avec des résultats de différences finies. Les dépendances de 5 la réflectivité sur le volume de lavage et la largeur de la fracture sont fondamentalement différentes comme une fonction de la fréquence. La dépendance sur le volume de lavage est linéaire par rapport à la fréquence, alors que la dépendance sur la largeur de la fracture diverge au niveau des faibles fréquences. Ainsi, si les 10 formes d'onde ont une largeur de bande avec une fréquence suffisamment faible, il est possible d'inverser pour la largeur de la fracture et le volume de lavage. Voir la figure 16, qui illustre le FDM modélisé avec la théorie analytique pour le cas de fracture conductrice combinée et l'élargissement du trou de forage. Si nous 15 considérons la ligne pointillée comme étant la réponse des données de champ, et la courbe solide comme étant la réponse du modèle le mieux ajusté, alors les paramètres du modèle (largeur de la fracture et élargissement du trou de forage) sont le paramètre inversé d'intérêt pour la réponse de l'onde de Stoneley à ce niveau 20 de profondeur. Idéalement, la limite inférieure sur la fréquence est aussi faible que possible. Dans la pratique, elle est limitée par les capacités des outils acoustiques actuels à 300 à 500 Hz. La limite supérieure est généralement de 2 à 4 KHz. L'inversion pour 25 la largeur de la fracture et le volume de lavage peut utiliser seulement la grandeur de la réflectivité, ou à la fois la phase et la grandeur. Dans la pratique, l'inversion est réalisée dans l'espace de paramètre normalisé (x, y) = (h/a2, V/a2) étant donné que ceci élimine la variable a de l'équation (18). L'anneau 30 interne, a, peut être estimé à partir des mesures de l'étrier au niveau des profondeurs de l'empilement de réflectivité ou réglé simplement sur la taille du trépan. L'inversion peut être réalisée 3061506 31 numériquement ou analytiquement. Le rayon de lavage externe, d, peut être calculé à partir des mesures de l'étrier au niveau des profondeurs de source secondaire ou estimé sous forme d'un troisième paramètre d'inversion, la valeur initiale étant donnée 5 par l'étrier. L'inversion analytique utilisant seulement la grandeur est possible, mais mathématiquement compliquée. Le mode de réalisation préféré pour l'inversion avec la grandeur seulement est numérique. Un jeu de courbes théoriques est calculé en utilisant l'équation (18) sur une grille définie par l'utilisateur dans 10 l'espace de paramètres en 2D (x, y) - (h/a2, V/a2). Les courbes peuvent être calculées «à la volée» ou stockées dans une bibliothèque. La fonction objective est la norme L2 pondérée par la fréquence de la différence entre la réflectivité calculée et les courbes théoriques. 15 - (20) L2(x,Y) = E (RD (c) - YlYw(co) CO=COmin dans laquelle R est la courbe théorique pour l'équation (18) et RD est la grandeur de la réflectivité calculée à partir des données utilisant l'équation (15) ou (16). Évidemment, si on fait l'inversion numérique en utilisant à la fois la grandeur 20 et la phase, le module est enlevé de l'équation (20) et RD est calculé à partir de l'équation (14) ou (17). Dans l'équation (20) W n'est pas la forme d'onde, c'est une pondération dépendante de la fréquence. Par exemple, W pourrait être un masque binaire utilisé pour atténuer les fréquences lorsque l'onde directe a un zéro. Les 25 valeurs estimées du volume de lavage et de la largeur de la fracture normalisés sont définies comme des valeurs sur la grille qui minimisent la fonction objective. Par ailleurs, à la fois la grandeur et la phase peuvent être utilisées lors de l'inversion. Dans ce cas, une solution analytique est facilement trouvée si nous 30 définissons la fonction objective comme : 3061506 32 con_ (21) L2(x, y) = IC'(o,))- C(o.),x,y)12 W (CO) dans laquelle, (22) CD = [RD I +11-1, et de façon semblable de l'équation (18) (23) «CO, x, y), [R -1 4, ,x,m[de(kd)- e)('d) dH,(1)(kd) H-,;')(ka) = j(yê - xCH kV xRe +j 29-ca 2 dans laquelle : (23a)k , 27r et (23b) CH = aH,0)( ) ) Le développement de l'équation (21) donne : (25) L2(x, y) = Co + Cnx2 + C 22y2 +Cix+C2y+C12xy dans laquelle Co = ICDI2W(co), 6D CI = -2E im[c;,c' W (Ce))' °' C2 = -2E IM[C W (C4 C12 = R e[C H .f C11 = I CH 12 W(C0), e° c22 = E è2W(C0). 15 La solution analytique à la minimisation de l'équation (25) est : (Cl - aC 2) (27) x= , 2C11+ a2 C 22 - aC12) (26a-f) 5 10 et 3061506 33 (28) y= C2 ax 2622 dans laquelle : , (29) a- Cr- 2C22 Il est à noter de l'équation (23) que la partie réelle 5 de la fonction C dépend seulement de x. Ainsi, un mode de réalisation alternatif inverse pour x d'abord à partir de la partie réelle de C et ensuite inverse pour y. Ceci donne des équations légèrement différentes pour la solution qui sont mathématiquement équivalentes à la solution donnée dans les équations (27-29) 10 lorsqu'il n'y a pas de bruit (c.-à-d., mésappariement entre la théorie et les données). Il est important de noter que toute erreur dans l'alignement des ondes de source secondaire avec l'onde directe entraîne une erreur de phase dans la fonction C. Cependant, il est également possible d'inverser pour une erreur de phase 15 linéaire inconnue. Ceci peut être réalisé numériquement en appliquant différentes phases linéaires (en fréquence) aux données de réflectivité avant d'inverser et de sélectionner la phase linéaire qui minimise la fonction objective. Cette correction (qui néglige la dispersion) est équivalente à une correction 20 d'emplacement de profondeur donnée par : (30) Az= wT k Il est également possible, dans la limite d'une erreur de phase petite, de minimiser une fonction objective pour (x, y, T) analytiquement. Les spécialistes du domaine peuvent concevoir 25 plusieurs autres variations des modes de réalisation pour inverser une fonction objective pour déterminer le volume de lavage et la largeur de la fracture sur une longueur d'onde de fréquence. Ces techniques concernant l'utilisation d'une largeur de bande à faible fréquence améliorent la robustesse de l'inversion et différencient 3061506 34 mieux les lavages versus les fractures conductrices. La figure 16 illustre les résultats d'une inversion de grandeur seulement. Deux pics énergétiques sont identifiés juste au-dessus et en dessous de 1445 pieds. Les deux pics indiquent un volume de lavage semblable 5 cohérent avec l'élargissement de l'étrier. Cependant, seul le pique inférieur illustre une fracture conductrice. Tel qu'illustré, la profondeur encerclée a un lavage, alors que la profondeur juste en dessous possède à la fois un lavage et une fracture. La figure 17 illustre une image d'IRMX de cette région 10 avec une fracture apparente dans le coin inférieur droit (encerclée en rouge) de l'image cohérente avec le résultat d'inversion. Tel qu'illustré, sur la droite se trouve une image d'IRMX illustrant une fracture possible (encerclée). Alors qu'il a été illustré et décrit des modes de 15 réalisation illustratifs pour localiser et estimer la conductivité des fractures dans les trous de forage utilisant les ondes de Stoneley, il doit être compris que diverses autres adaptations et modifications peuvent être apportées dans l'esprit et la portée des modes de réalisation décrits ici. Par exemple, les modes de 20 réalisation ont été illustrés et décrits ici en relation aux ondes de Stoneley mesurées par un outil de diagraphie sonique. Cependant, les modes de réalisation, dans leur sens le plus large, ne sont pas si limités, et peuvent, en fait, être utilisés avec un quelconque type de perturbation générée de façon appropriée et divers types 25 d'outils de diagraphie. En outre, alors que les modes de réalisation sont illustrés et décrits avec certains dispositifs/modules réalisant certaines opérations, il est entendu que divers autres dispositifs peuvent être facilement modifiés pour réaliser les opérations sans s'écarter de l'esprit et de la portée 30 de cette divulgation. La description précédente a été orientée à des modes de réalisation spécifiques. Il sera évident, cependant, que 3061506 d'autres variations et modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, avec l'obtention de tout ou de certains de leurs avantages. Par exemple, il est expressément envisagé que les composants et/ou éléments décrits ici peuvent être 5 implémentés sous forme de logiciels qui sont stockés sur un support tangible (non transitoire) lisible par ordinateur, des dispositifs et des mémoires (par ex., des disques/CD/RAM/EEPROM/etc.) ayant des instructions de programme s'exécutant sur un ordinateur, un matériel, un micrologiciel ou une combinaison de ceux-ci. En outre, 10 des procédés décrivant les diverses fonctions et techniques décrites ici peuvent être implémentés en utilisant les instructions exécutables par ordinateur qui sont stockées ou autrement disponibles à partir du support lisible par ordinateur. De telles instructions peuvent comprendre, par ex., des instructions ou des 15 données qui amènent ou autrement configurent un ordinateur polyvalent, un ordinateur spécialisé ou un dispositif de traitement spécialisé, à réaliser une certaine fonction ou un groupe de fonctions. Des parties des ressources informatiques utilisées peuvent être accessibles à travers un réseau. Les instructions 20 exécutables par ordinateur peuvent être, par ex., des instructions binaires, de format intermédiaire, telles qu'un langage d'assemblage, un micrologiciel ou un code source. Des exemples de supports lisibles par ordinateur qui peuvent être utilisés pour stocker des instructions, des informations utilisées et/ou des 25 informations créées au cours des procédés selon les exemples décrits comprennent des disques magnétiques ou optiques, une mémoire flash, des dispositifs USB munis d'une mémoire non volatile, des dispositifs de stockage en réseau, etc. En outre, les dispositifs implémentant les procédés selon ces divulgations 30 peuvent comprendre un matériel, un micrologiciel et/ou un logiciel, et ils peuvent assumer une diversité de facteurs de forme. Des exemples types de tels facteurs de forme peuvent comprendre des 3061506 36 ordinateurs portables, des téléphones intelligents, des ordinateurs personnels à petit facteur de forme, des assistants numériques personnels, etc. La fonctionnalité décrite ici peut également être concrétisée dans des périphériques ou des cartes d'extension. Une 5 telle fonctionnalité peut également être implémentée sur une carte de circuit parmi différentes puces ou différents procédés s'exécutant sur un dispositif unique, comme autre exemple. Les instructions, le support pour transmettre de telles instructions, les ressources informatiques pour les exécuter, et d'autres 10 structures pour supporter de telles ressources informatiques sont des moyens pour fournir les fonctions décrites dans ces divulgations. Par conséquent, cette description ne doit être prise que comme un exemple et non pas pour limiter la portée des modes de réalisation décrits ici. Par conséquent, l'objet des revendications 15 ci-jointes est de couvrir toutes les variations et modifications de ce type dans le cadre du vrai esprit et de la portée des modes de réalisation décrits ici. Même si une diversité d'informations a été utilisée pour expliquer les aspects à l'intérieur de la portée des 20 revendications ci-jointes, aucune limitation des revendications ne doit être déduite en se basant sur les caractéristiques ou agencement donnés, étant donné qu'un homme du métier serait en mesure de dériver une grande diversité d'implémentations. En outre et même si certains des objets de l'invention ont été décrits dans 25 un langage spécifique aux caractéristiques structurales et/ou aux étapes du procédé, il doit être compris que l'objet de l'invention défini dans les revendications ci-jointes n'est pas nécessairement limité à ces caractéristiques ou actions décrites. Une telle fonctionnalité peut être distribuée différemment ou réalisée dans 30 des composants autres que ceux identifiés ici. Au lieu de cela, les caractéristiques et les étapes décrites sont divulguées sous forme de composants possibles des systèmes et procédés à l'intérieur de 3061506 37 la portée des revendications ci-jointes. En outre, le langage de la revendication indiquant « au moins un » d'un jeu indique qu'un élément du jeu ou de multiples éléments du jeu satisfont la revendication. REVENDICATIONS1. Procédé comprenant : la réception d'un signal de réponse total par un réseau de capteurs placé dans un trou de forage, le signal de réponse représente une onde de pression se propageant dans le trou de forage ; l'extraction d'un signal secondaire à partir du signal de réponse total ; la détermination d'un emplacement de profondeur pour au moins une source secondaire qui correspond au signal secondaire ; la détermination d'une réponse de réflectivité estimée pour le signal secondaire comme une fonction de la fréquence ; l'inversion de la réponse de réflectivité estimée pour déterminer la source secondaire comprend au moins l'un d'une fracture potentielle ou d'un lavage potentiel ; et la comparaison d'au moins l'un d'une conductivité de fracture ou d'un volume de lavage pour la source secondaire à une ou plusieurs images de trou de forage correspondant à l'emplacement de profondeur de la source secondaire pour déterminer si la fracture potentielle est une fracture réelle ou si le lavage potentiel est un lavage réel. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la réception du signal de réponse total comprend également : la réception du signal de réponse total sur une pluralité d'emplacements de profondeur dans le trou de forage. 3061506 2 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'extraction du signal secondaire du signal de réponse total comprend également : la séparation du signal secondaire du signal de réponse total en décalant par empilement une ou de plusieurs formes d'onde dans le signal de réponse total. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le signal de réponse total comprend une pluralité de formes d'onde, le procédé comprenant également : la corrélation croisée d'un premier jeu de formes d'onde de la pluralité de formes d'onde correspondant à une première profondeur à un second jeu de formes d'onde de la pluralité de formes d'onde correspondant à une seconde profondeur pour estimer un coefficient de décalage temporel pour le décalage par empilement de l'une ou des plusieurs formes d'onde dans le signal de réponse total, et dans lequel, la séparation d'un signal direct et du signal secondaire comprend également la séparation du signal direct et du signal secondaire en se basant sur le décalage par empilement de l'une ou des plusieurs formes d'onde basé sur le coefficient de décalage temporel. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les opérations de cimentation sont déterminées en se basant sur la conductivité de la fracture ou le volume de lavage et le poids de la boue est déterminé en se basant sur la conductivité de la fracture et le volume de lavage. 3061506 3 6. Outil de trou de forage, comprenant : un ou plusieurs capteurs pour détecter des changements de pression dans un trou de forage ; un processeur couplé à l'un ou les plusieurs capteurs et conçus pour exécuter un ou plusieurs procédés ; et une mémoire configurée pour stocker un procédé exécutable par le processeur, le procédé, lorsqu'il est exécuté, fonctionne pour : recevoir un signal de réponse total par l'un ou les plusieurs capteurs, le signal de réponse représente une onde de pression se propageant dans le trou de forage ; extraire un signal secondaire à partir du signal de réponse total ; déterminer un emplacement de profondeur pour au moins une source secondaire qui correspond au signal secondaire ; déterminer une réponse de réflectivité estimée pour le signal secondaire comme une fonction de la fréquence ; inverser la réponse de réflectivité estimée pour déterminer la source secondaire comprend au moins une d'une fracture potentielle ou d'un lavage potentiel ; et comparer l'au moins une de la conductivité de fracture ou du volume de lavage à des images de trou de forage correspondant à l'emplacement de profondeur pour déterminer si la fracture potentielle est une fracture réelle ou si le lavage potentiel est un lavage réel. 3061506 4 7. Outil de trou de forage selon la revendication 6, dans lequel le procédé pour recevoir le signal de pression total, lorsqu'il est exécuté, fonctionne également pour : recevoir le signal de réponse total sur une pluralité d'emplacements de profondeur dans le trou de forage. 8. Outil de trou de forage selon la revendication 6, dans lequel le procédé pour extraire le signal secondaire, lorsqu'il est exécuté, fonctionne également pour : séparer le signal secondaire du signal de réponse total en décalant par empilement d'une ou de plusieurs formes d'onde dans le signal de réponse total ; et le signal de pression total comprend une pluralité de formes d'onde, dans lequel le procédé, lorsqu'il est exécuté, fonctionne également pour : faire la corrélation croisée d'un premier jeu de formes d'onde de la pluralité de formes d'onde correspondant à une première profondeur à un second jeu de formes d'onde de la pluralité de formes d'onde correspondant à une seconde profondeur pour estimer un coefficient de décalage temporel pour le décalage par empilement de l'une ou des plusieurs formes d'onde dans le signal de réponse total, et dans lequel, le procédé pour séparer le signal direct et le signal secondaire, lorsqu'il est exécuté, fonctionne également pour : séparer un signal direct et le signal secondaire en se basant sur le décalage par empilement de l'une ou des plusieurs formes d'onde basé sur le coefficient de décalage temporel. 3061506 9. Outil de trou de forage selon la revendication 6, dans lequel les opérations de cimentation sont déterminées en se basant sur la conductivité de la fracture ou le volume de lavage ; et le poids de la boue est déterminé en se basant sur la conductivité de la fracture ou le volume de lavage. 10. Support tangible non transitoire lisible par ordinateur ayant un logiciel codé sur celui-ci, le logiciel, lorsqu'il est exécuté par un processeur, fonctionne pour : réaliser le procédé selon la revendication 1.