ABSTRACT. Until about ten years ago, all commercial borehole induction devices were built up with the traditional coaxial coil arrays. Since then, those apparatus incorporated the unconventional coplanar coil arrays, in order to investigate thinly laminated reservoirs and to locate axially asymmetrical anomalies like vugs and fractures. In order to comprehend the fundamentals of the coplanar array in induction probes, we present a comparative study with the coaxial array through onedimensional modeling of some borehole environments, like: 1) homogeneous, isotropic and unlimited conducting media; 2) invaded thick bed with annulus; 3) horizontal and dipping multilayer sequences; 4) gradational transition zone between two thick beds; and 5) thinly laminated formations. The comparative study allows us to conclude that: 1) the skin effect is strongest in the coplanar array responses; 2) the coplanar array responses are more sensitive to mud filtrate invasion and annulus zones, which are direct indicators of movable oil; 3) polarization "horns" on the coplanar array profiles can be good bed boundary indicators; 4) coplanar arrays present the greatest sensitivity to detect and delineate thinly laminated reservoirs.Keywords: well logging, induction tools, thinly reservoirs, coplanar array. RESUMO.Por meio século, dede sua criação, todas as sondas comerciais por indução eletromagnética (EM) utilizavam o tradicional arranjo coaxial de bobinas.Somente a partir da virada do século XX que estas sondas passaram a incorporar o arranjo coplanar, devidoà necessidade de investigar reservatórios finamente laminados ou anomalias sem simetrias de rotação (fraturas ou cavidades). Com o objetivo de melhor compreender a aplicação do arranjo coplanar nas sondas de indução, elaboramos um estudo comparativo de suas respostas com as do tradicional arranjo coaxial, através de modelagem unidimensional, em alguns ambientes comunsà geofísica de poço: 1) meios homogêneos, isotrópicos e ilimitados; 2) camadas espessas com invasão de filtrado de lama e formação de annulus; 3) sequências de multicamadas horizontais e inclinadas; 4) transição gradacional entre duas camadas espessas; e 5) formações finamente laminadas. Este estudo comparativo entre os arranjos coaxial e coplanar permite concluir que: 1) o efeito pelicularé mais acentuado nas respostas do arranjo coplanar; 2) as respostas do arranjo coplanar são mais sensíveis a movimentação de fluidos na formação, principalmente nas zonas de annulus; 3) os perfis do arranjo coplanar apresentam picos devidosà polarização nas interfaces, que podem ser bons indicadores das fronteiras entre camadas; 4) o arranjo coplanaré mais sensível para detectar e delinear reservatórios finamente laminados.Palavras-chave: perfilagem em poço, ferramentas de indução, reservatório laminado, arranjo coplanar.
ABSTRACT. This paper describes a method to invert marine CSEM data from anisotropic layered media. The method uses two types of constraints to generate stable solutions that improve the positioning of interfaces in anisotropic layers: applying the L 1 norm equality constraints of the Total Variation method to parameters in adjacent layers, and imposing L 2 norm equality constraints between the different components of the conductivity tensor in each layer. The solutions are compared favorably with those from previously published smoothing methods. The results show that the simultaneous application of the two constraints is able to improve the delineation of the anisotropic layers, including the resistive target commonly sought in the inversion of marine CSEM data. As an example application, the method is applied to real data from an offshore Brazilian basin.Keywords: anisotropic layered media, inversion, CSEM. RESUMO.Este artigo descreve um método para inverter dados do método marinho de fonte controlada CSEM de meios anisotrópicos estratificados. O método usa dois tipos de vínculos para gerar soluções estáveis que melhoram o posicionamento de interfaces entre camadas anisotrópicas: aplicando os vínculos de norma L 1 do método de Variação Total a parâmetros de camadas adjacentes, e impondo vínculos de igualdade de norma L 2 entre as componentes do tensor de impedância em cada camada. As soluções obtidas se mostram melhores que soluções encontradas na literatura com apenas o método de suavidade. Os resultados indicam que a aplicação simultânea dos dois vínculosé capaz de melhorar o delineamento de camadas anisotrópicas, incluindo as camadas-alvo resistivas normalmente buscadas na inversão de dados CSEM. O método foi aplicado a um conjunto de dados reais de uma bacia marinha brasileira.Palavras-chave: meios estratificados anisotrópicos, inversão, CSEM.
ABSTRACT. This paper studies the electromagnetic field from a horizontal electrical dipole inside a layered earth model with TIV anisotropy, including a visualization of the geometric patterns of the field through the medium. The objective here is to present a detailed formulation of the problem, as an aid to those who have an interest in modeling data from the Marine Controlled-Source ElectroMagnetic method -mCSEM, but find it hard to follow the usually abridged, often incomplete, descriptions found in the technical literature. We present a detailed vector potential formulation, with a semi-analytical solution, that allows the calculation of the fields with the source located in a finite thickness ocean layer over N-layered earth models. As an application, we use the implemented solution to study the geometrical distribution of the electric field generated by the dipole source in anisotropic layered media.Keywords: mCSEM, TIV electrical anisotropy, 1D electromagnetic modeling. RESUMO. Este artigo estuda o campo eletromagnético de um dipolo elétrico horizontal no interior de um modelo estratificado com anisotropia TIV, incluindo umavisualização da geometria das linhas de campo através do meio. O objetivoé apresentar a formulação detalhada do problema, para aqueles que têm interesse na modelagem de dados do método eletromagnético de fonte controlada marinho -mCSEM, mas encontram dificuldades em seguir as descrições geralmente muito resumidas, diversas vezes incompletas, na literatura técnica. Apresentamos uma formulação detalhada em termos do potencial vetorial, com uma solução semi-analítica que permite o cálculo dos campos com a fonte localizada em um oceano de espessura finita sobre uma terra estratificada com N camadas. Como aplicações, usamos a solução implementada para estudar a distribuição geométrica do campo elétrico gerado pelo dipolo fonte em meios estratificados anisotrópicos.Palavras-chave: mCSEM, anisotropia elétrica TIV, modelagem eletromagnética 1D.
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