(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンホールツールを用いて地下層の層境界を識別する方法であって、
地表下の累層を横断するボアホール内にダウンホールツールを導入する段階であって、前記ダウンホールツールが、音響信号を地下層の前記ボアホール内に送信する双極又は単極の複数の送信機と、これらの送信機から遠位側に離間して前記音響信号の少なくとも一部を受信する複数の受信機と、前記送信機と前記受信機との間の前記音響信号の伝送に基づいて前記地下層の層境界を識別するための識別手段と、を備えている、前記段階と、
地下層のボアホール内に前記送信機から音響信号を発信する段階と、
前記受信機で前記音響信号を受信する段階と、
前記ダウンホールツールが前記ボアホール内で移動される時に前記受信機によって受信した前記音響信号に関連付けられたエネルギ値をログする段階と、
前記識別手段を用いることによって、前記層境界を識別する地下層のインピーダンス変化で発信された音響信号のエネルギを受信することにより、深度並びに送信機と受信機との間の距離に関するログされたエネルギ値のコントラストに関連付けられた角度を識別する段階と、を含み、
前記ログされたエネルギ値の変化は、前記層境界の第１の側に位置する前記送信機と前記層境界の第２の側に位置する前記受信機とに関連付けられ、
前記ダウンホールツールに結合された前記複数の受信機に対応する複数のエネルギ値をログする段階と、前記インピーダンス変化に関連付けられた前記ログされたエネルギ値の変化を識別して前記層境界を識別する段階とを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記インピーダンス変化は、前記地下層の第２の隣接する層とは異なるインピーダンスを有する該地下層の第１の層に関連付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ログされたエネルギ値の前記変化は、該エネルギ値の実質的な減少であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ログされたエネルギ値の前記変化を識別する段階は、該ログされたエネルギ値の傾向を識別する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ログされたエネルギ値の前記変化を識別する段階は、前記受信機のうちの少なくとも２つのエネルギ値の比率を計算する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ボアホール内の前記受信機の深度に基づいて前記層境界の位置を判断する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ダウンホールツールを用いて地下層の層境界を識別する方法であって、
地表下の累層を横断するボアホール内にダウンホールツールを導入する段階であって、前記ダウンホールツールが、音響信号を地下層の前記ボアホール内に送信する双極又は単極の複数の送信機と、これらの送信機から遠位側に離間して前記音響信号の少なくとも一部を受信する複数の受信機と、前記送信機と前記受信機との間の前記音響信号の伝送に基づいて前記地下層の層境界を識別するための識別手段と、を備えている、前記段階と、
地下層のボアホール内に音響信号を発信する段階と、
前記受信機で前記音響信号を受信する段階と、
前記受信機の各々に対して前記音響信号の経過時間を計算する段階と、
この計算経過時間の変動を識別して層境界を識別する段階と、
前記識別手段を用いることによって、前記層境界を識別する地下層のインピーダンス変化で発信された音響信号のエネルギを受信することにより、深度並びに前記送信機と前記受信機との間の距離に関するログされたエネルギ値のコントラストに関連付けられた角度を識別する段階と、を含み、
前記ログされたエネルギ値の変化は、前記層境界の第１の側に位置する前記送信機と前記層境界の第２の側に位置する前記受信機とに関連付けられ、
前記ダウンホールツールに結合された前記複数の受信機に対応する複数のエネルギ値をログする段階と、前記インピーダンス変化に関連付けられた前記ログされたエネルギ値の変化を識別して前記層境界を識別する段階とを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記計算経過時間の前記変動を識別する段階は、前記受信機の少なくとも１つに関連付けられた該計算経過時間の実質的な変化を識別する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記受信機の前記少なくとも１つに関連付けられた前記計算経過時間の前記実質的な変化は、該計算経過時間の実質的な増加であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ボアホール内の前記少なくとも１つの受信機の深度に基づいて前記層境界の位置を判断する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記計算経過時間を前記送信機と前記受信機の間の対応する距離に関連付ける段階と、該計算経過時間と該対応する距離の該関係に基づいて該計算経過時間の前記変動を識別する段階とを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記計算経過時間と前記対応する距離の前記関係に基づいて該計算経過時間の前記変動を識別する段階は、該関係の勾配の変化を識別する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記関係の前記勾配の前記変化を識別する段階は、前記層境界の第１の側の前記地下層の第１の層に関連付けられた第１のスローネスと該層境界の第２の側の第２の層に関連付けられた第２のスローネスとを識別する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記計算経過時間の前記変動を識別する段階は、前記複数の受信機で受信した前記音響信号の相対時間遅延の変動を識別する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
地下層のボアホール内に音響信号を発信する複数の送信機と、
これらの送信機から遠位側に離間して前記音響信号の少なくとも一部分を受信する複数の受信機と、
前記送信機と前記受信機の間の前記音響信号の伝送に基づいて地下層の層境界を識別するための手段と、
前記層境界を識別するための手段を用いることによって、前記層境界を識別する地下層のインピーダンス変化で発信された音響信号のエネルギを受信することにより、深度並びに前記送信機と前記受信機との間の距離に関するログされたエネルギ値のコントラストに関連付けられた角度を識別する手段と、
前記ログされたエネルギ値の変化は、前記層境界の第１の側に位置する前記送信機と前記層境界の第２の側に位置する前記受信機とに関連付けられ、
前記ダウンホールツールに結合された前記複数の受信機に対応する複数のエネルギ値をログする手段と、前記インピーダンス変化に関連付けられた前記ログされたエネルギ値の変化を識別して前記層境界を識別する手段とを更に含むことを特徴とするダウンホールツール。
【請求項１６】
前記層境界を識別するための前記手段は、前記受信機によって受信した前記音響信号に関連付けられたエネルギ値を計算し、かつダウンホールツールが前記ボアホール内で移動される時に該エネルギ値を他の計算エネルギ値と比較して該層境界を識別するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする請求項１５に記載のダウンホールツール。
【請求項１７】
前記層境界を識別するための前記手段は、前記受信機によって受信した前記音響信号に関連付けられたエネルギ値を計算し、かつ前記受信機の各々の該エネルギ値を比較して該エネルギ値の傾向を識別し、該層境界を識別するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする請求項１５に記載のダウンホールツール。
【請求項１８】
前記層境界を識別するための前記手段は、前記受信機の各々への前記音響信号の経過時間を計算し、かつ該経過時間の傾向を識別して該層境界を識別するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする請求項１５に記載のダウンホールツール。
【請求項１９】
前記層境界を識別するための前記手段は、前記受信機の各々への前記音響信号の経過時間を計算し、かつ該経過時間の実質的な変化を識別して該層境界を識別するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする請求項１５に記載のダウンホールツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許は、一般的に累層解析に関し、より具体的には、地下層の層境界を識別する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サンプリング及び／又は掘削作動中に、例えば、半径方向に累層を画像化する有線ツールを使用して音波測定値を取得することができる。半径方向の画像化は、累層の理解を深めるために使用することができる。しかし、一部の場合には、半径方向の画像化は、累層の各部分の識別が不正確であるので、解釈が適正でない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，３０８，１３７号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐ．Ｂｒｅｔｏｎ他著「良好に位置決めされ地震測定」、油田展望、３２〜４５頁、２００２年春
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
地下層の層境界を識別する例示的な方法は、地下層のボアホール内に送信機から音響信号を発信する段階と、ダウンホールツールに結合され、かつ送信機から離間した受信機で音響信号を受信する段階とを含む。更に、例示的な方法は、ダウンホールツールがボアホール内で移動される時に、受信機によって受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値をログする段階と、地下層のインピーダンス変化に関連付けられたログされたエネルギ値の変化を識別して層境界を識別する段階とを含む。
【０００６】
地下層の層境界を識別する例示的な方法は、地下層のボアホール内で音響信号を発信する段階と、ダウンホールツールに結合され、かつ送信機から離間した複数の受信機で音響信号を受信する段階とを含む。更に、例示的な方法は、受信機の各々に対して音響信号の経過時間を計算する段階と、計算経過時間の変動を識別して層境界を識別する段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】例示的な有線ツールを示す図である。
【図１Ｂ】例示的な坑井サイト掘削システムを示す図である。
【図２】例示的な音波式掘削時ロギングツールを示す図である。
【図３】１つ又はそれよりも多くの震源及び１つ又はそれよりも多くの受信機を有する音波式掘削時ツールを示す図である。
【図４】１つ又はそれよりも多くの震源及び１つ又はそれよりも多くの受信機を有する音波式掘削時ツールを示す図である。
【図５】１つ又はそれよりも多くの震源及び１つ又はそれよりも多くの受信機を有する音波式掘削時ツールを示す図である。
【図６】１つ又はそれよりも多くの震源及び１つ又はそれよりも多くの受信機を有する音波式掘削時ツールを示す図である。
【図７】本明細書で説明する実施例を実施するのに使用することができる例示的な装置を示す図である。
【図８】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図９】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１０】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１１】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１２】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１３】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１４】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１５】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１６】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１７】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果を示す図である。
【図１８Ａ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図１８Ｂ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図１８Ｃ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図１９Ａ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図１９Ｂ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図１９Ｃ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図２０Ａ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図２０Ｂ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図２０Ｃ】本明細書で説明する実施例を使用して取得した結果のプロットを示す図である。
【図２１】本明細書で説明する実施例を実施するのに使用することができる例示的な方法の流れ図である。
【図２２】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２３】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２４】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２５】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２６】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２７】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２８】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図２９】ボアホール内の装置の異なる位置を示す図である。
【図３０】図２２〜図２９の装置の受信機により異なる位置で受信したエネルギ値を示す図である。
【図３１】本明細書で説明する例示的な方法及び装置のいずれか又は全てを実施するように使用及び／又はプログラムすることができる例示的なプロセッサプラットフォームの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
好ましい実施形態の以下の詳細説明において、本明細書の一部を成し、かつ本発明を実施することができる特定の実施形態を例示的に示す添付図面を参照する。他の実施形態を利用することができ、かつ本発明の範囲から逸脱することなく構造上の変更を行うことができることは理解されるものとする。
【０００９】
本明細書で説明する例示的な方法及び装置は、ツールがボアホールを横断する時の地下層の層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストを識別するのに使用することができる。層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストを識別するこのような手法は、有利な態様では、解析中の累層のより良好な理解を可能にすることができる。
【００１０】
一部の例においては、層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストは、１つ又はそれよりも多くの受信機に音響信号を発信し、次に、累層の音響インピーダンスに関連付けられたエネルギ値のログを生成することによって識別することができる。ログを精査することにより、層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストの存在及び位置決めは、エネルギ値の変化（例えば、低下）を識別し、次に、変化が起こった時のツール及び／又は受信機の位置を判断することによって判断することができる。他の例においては、ログを精査することにより、層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストの存在及び位置決めは、隣接受信機のエネルギ値の傾向を識別することによって判断することができる。
【００１１】
他の例においては、層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストは、１つ又はそれよりも多くの受信機に音響信号を発信し、次に、受信機の各々に対して音響信号の経過時間及び／又は相対時間遅延を判断することによって識別することができる。受信及び関連データを反転することにより、層境界及び／又は音響インピーダンスコントラストの存在及び位置決めを判断することができる。具体的には、受信及び関連データ（例えば、経過時間、送信機に対する受信機間隔）を反転することにより、データ内の線の数を識別することができ、データ内の勾配の数を識別することができ、及び／又はデータ内の線を相互接続する点の数を識別することができる。上述の識別された情報の全部又は一部は、鉱床境界の数、すなわち、累層の速度の推定値を判断し（例えば、自動的に判断し）、及び／又は例えば鉱床境界指標を生成するのに使用することができる。
【００１２】
図１Ａは、本明細書で説明する実施例を使用することができる例示的な有線ツール（例えば、双極子音波画像化ツール）１０を示している。例示的な有線ツール１０は、地表でウインチ（図示せず）上に巻かれた多導体ケーブル１４の下端から坑井１２内に吊り下げられる。地表で、ケーブル１４は、電子機器及び処理システム１６に通信的に結合されている。例示的な有線ツール１０は、処理及び遠隔測定カートリッジ２０及び音響ツール２２を含む細長本体１８を含む。音響ツール２２は、音波受信機区画２４及び音波送信機区画２６を含む。
【００１３】
有線ツール１０が坑井１２から出て移動する間に、測定値を取得して、例えば、累層Ｆの特性を判断することができる。一部の例においては、このような測定値は、音響ツール２２により取得することができ、かつ半径方向に累層Ｆを画像化するのに使用することができる。しかし、鉱床境界、裂け目、層境界、又は累層Ｆに存在する場合がある音響インピーダンスコントラストは、識別されない場合、半径方向の画像化の解釈に悪影響を与える場合がある。従って、例示的な音波送信機区画２６は、１つ又はそれよりも多くの送信機（例えば、単極送信機、双極送信機）２８、３０、３２、及び３４を含むことができ、音波受信機区画２４は、有線ツール１０に結合され、かつ送信機２８〜３４から離間した受信機３６のアレイを含むことができる。以下でより詳細に説明するように、送信機２８〜３４及び受信機３６は、このような鉱床境界、裂け目、層境界、及び／又は音響インピーダンスコントラストを識別するように構成することができる。図示していないが、音響ツール２２は、同じか又は異なるとすることができるあらゆる数の送信機（例えば、１つ、２つ、３つ、４つなど）を含むことができる。例えば、送信機２８〜３４の１つは、単極送信機とすることができ、送信機２８〜３４の別の１つは、有線ツール１０のｘ軸に沿って位置決めされた双極送信機とすることができ、及び／又は送信機２８〜３４の別の１つは、例えば、有線ツール１０のｙ軸に沿って位置決めされた双極送信機とすることができる。更に、図示していないが、音響ツール２２は、各々が複数のセンサ（例えば、水中聴音器）を含むことができるあらゆる数の受信機（例えば、１つ、２つ、３つ、４つなど）を含むことができる。センサは、有線ツール１０の周囲の周りに配分する（例えば、方位角的に配分する）ことができる。一部の例においては、受信機の各々は、８つのセンサを含むことができるが、受信機の各々は、その代わりにあらゆる他の数のセンサ（例えば、１つ、２つ、３つ、４つなど）を含むことができる。
【００１４】
有線ツール１０が坑井１２から出て移動すると、送信機２８〜３４を通じて坑井１２内に音響信号を発信することにより、鉱床境界、裂け目、層境界、及び／又は音響インピーダンスコントラストを識別する測定値を取得することができる。これらの音響信号は、受信機３６により受信することができる。送信される異なる音響信号に対して、受信機３６は、例えば、所定のボアホール深度である一定の期間（例えば、約１から２ミリ秒の間）にわたって所定の時間間隔で（例えば、１０マイクロ秒毎に）音響信号に関連付けられた情報（例えば、振幅）を記録又はログすることができる。作動時に、受信機３６が音響信号を受信すると、音響信号に関連付けられた情報は、格納に向けてデータストア３８に送信することができる。
【００１５】
有線ツール１０が坑井１２から出て移動されるか又は坑井１２内で移動される時に、データストア３８内に格納された音響信号の送信に付随する情報は、異なるボアホール深度で受信機３６により検出されたエネルギ含量又は値のログを生成するために電子機器及び処理システム１６及び／又は処理及び遠隔測定カートリッジ２０により使用することができる。エネルギ値は、累層Ｆのインピーダンス（例えば、音響インピーダンス）に関連付けることができる。累層Ｆ内の層が異なれば、異なる音響インピーダンスを有する可能性がある。従って、エネルギ値の変化（例えば、減少）は、エネルギの一部が層境界により反射される場合があり、従って、受信機３６に到達しないことになるので音響インピーダンス変化を示すことができる。エネルギ値の変化は、送信機２８〜３４と受信機３６との間の層境界の存在を示すことができる。これとは対照的に、一定のエネルギ値は、送信機２８〜３４と受信機３６の間の層境界の不在を示すことができる。
【００１６】
例えば、送信機２８〜３４及び受信機３６が層境界の同じ側に位置決めされている場合、受信機３６により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値は、比較的一定のままであるか、比較的高いか、及び／又は小さい変動を示す場合がある。しかし、送信機２８〜３４及び受信機３６が層境界の異なる側に位置決めされている場合、受信機３６により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値は、比較的低めであり、及び／又は減少すると考えられ、その理由には、エネルギの一部が、層境界により反射される場合があり、従って、受信機３６に到達しないことになるからである。一部の例においては、エネルギ値の実質的な減少は、約２０〜４０デシベル（ｄＢ）の間とすることができる。追加的又は代替的に、例えば、エネルギ値の実質的な減少は、エネルギ値内のほぼ５０％の減少に対応するほぼ３ｄＢの変化とすることができる。しかし、特定の事例及び／又は坑井条件によっては、エネルギ値の実質的な減少は、異なる値である場合がある。
【００１７】
他の例においては、受信機３６により受信したエネルギ値の比率のログは、有線ツール１０が坑井１２から出て移動されている時に得られる情報から生成することができる。２つの隣接ボアホール位置間のエネルギ値の差は、２つの位置間の層境界の存在を示すことができる。従って、２つの隣接位置のエネルギ値がほぼ同じである場合、これらのエネルギ値の比率は、ほぼ１になり、これは、２つの位置間には恐らく層境界が存在しないことを示している。しかし、２つの隣接ボアホール位置のエネルギ値が異なる場合、エネルギ値の比率は、１にはならず、これは、２つの位置間に層境界が存在することを示すことができる。有線ツール１０が複数の受信機３６を含む場合、層境界の存在は、複数の受信機３６のエネルギ含量を精査することによって識別することができる。
【００１８】
他の例においては、データストア３８内に格納された音響信号の送信に付随する情報は、電子機器及び処理システム１６及び／又は処理及び遠隔測定カートリッジ２０により使用され、異なるボアホール深度での送信機２８〜３４と受信機３６の間の距離の関数として受信機３６により受信した音響信号の相対時間遅延のログ又はプロットを生成することができる。受信機３６が有線ツール１０に沿って均一に離間している場合、音響信号が隣接受信機３６間を進む時間間隔又は遅延はほぼ同じになる。しかし、層境界が隣接受信機３６間に位置決めされている場合、音響信号が隣接受信機３６間を進む時間間隔又は遅延は異なるものになる（例えば、層境界の送信機２８〜３４と反対側の受信機３６の相対時間遅延の方が実質的に大きいか又は増大することになる）。一部の例においては、音響信号が所定の受信機に到達する経過時間（例えば、相対的な経過時間）の実質的な増加は、サンプリング速度の数倍の変動である場合がある。しかし、特定の事例及び／又は坑井条件によっては、経過時間の増加は、異なる値である場合がある。
【００１９】
２つの隣接ボアホール位置間の音響信号の相対時間遅延の実質的な変化は、２つの位置の間の層境界に関連付けることができる。層境界を識別するために及び／又は累層の速度を推定するために、受信及び関連データは、例えば、非線形反転を使用して反転することができる。受信及び関連データを反転することにより、データ内の線の数を自動的に識別することができ、データ内の勾配の数を自動的に識別することができ、及び／又はデータ内の線を相互接続する点の数を自動的に識別することができる。例えば、データ内の線を相互接続する点の数は、一部の累層Ｆ内の層境界の数に関連付けることができる。
【００２０】
層境界が２つの隣接ボアホール位置の間にない場合、受信機３６の１つにより受信した音響信号の相対時間遅延は、受信機３６のうちの別の受信機によって受信した音響信号の相対時間遅延と類似のものである場合がある。この類似性は、受信及び関連データがプロットされた場合、送信機２８〜３４と受信機３６の間の距離の関数として音響信号の経過時間の比較的一定の勾配によって示すことができる。しかし、層境界が２つの隣接ボアホール位置の間にある場合、受信機３６の１つにより受信した音響信号の相対時間遅延は、受信機３６の別の受信機によって受信した音響信号の相対時間遅延と異なる（例えば、低い）場合がある。この差は、受信及び関連データがプロットされた場合、送信機２８〜３４と受信機３６の間の距離の関数としての音響信号の経過時間の一貫しない勾配及び／又はその変化よって示すことができる。
【００２１】
図１Ｂは、本明細書で説明する実施例を使用することができる坑井サイトシステム１００を示している。坑井サイトシステム１００は、陸上又は沖合にあるとすることができる。この例においては、ボアホール１０２は、回転式掘削により地表下の累層Ｆ内に形成されている。しかし、他の掘削方法（例えば、傾斜掘削）を用いることができる。
【００２２】
ドリルストリング１０４は、ボアホール１０２内に吊り下げられ、かつ下端にドリルビット１０８を含むボトムホールアセンブリ１０６を有する。地表で、坑井サイトシステム１００は、ボアホール１０２の上に位置決めされたプラットフォーム及びデリックアセンブリ１１０を含む。プラットフォーム及びデリックアセンブリ１１０は、回転台１１２、ケリー１１４、フック１１６、及び回転継手１１８を含む。回転台１１２は、ドリルストリング１０４の上端でケリー１１４と係合してドリルストリング１０４に回転を与えることができる。回転台１１２は、図示していないデバイス又はシステムにより通電することができる。ドリルストリング１０４は、移動ブロック（同じく図示せず）に装着されているフック１１６から吊り下げられる。更に、ドリルストリング１０４は、ケリー１１４及び回転継手１１８を通じて位置決めされ、それによってフック１１６に対するドリルストリング１０４の回転が可能である。追加的又は代替的に、上部駆動システムは、ドリルストリング１０４に回転を与えるために使用することができる。
【００２３】
図１１Ｂに示す例においては、表面で、坑井サイトシステム１００は、坑井サイトで形成されたピット１２２内に貯蔵することができる掘削流体又はマッド１２０を含む。ポンプ１２４は、回転継手１１８内のポートを通じてドリルストリング１０４の内部に掘削流体１２０を供給し、掘削流体１２０は、方向矢印１２６によって示めされるようにドリルストリング１０４を通じて下方へ流れる。掘削流体１２０は、ドリルビット１０８内のポートを通じてドリルストリング１０４を出て、次に、方向矢印１３０によって示めされるようにドリルストリング１０４の外側とボアホール１０２の壁部１２８の間の環状区域を通って上方へ循環する。掘削流体１２０は、ドリルビット１０８を滑らかにして、掘削流体１２０が再循環に向けてピット１２２に戻される時に表面まで累層堀屑を搬送する。
【００２４】
図１Ｂに示す例のボトムホールアセンブリ１０６は、掘削時ロギング（ＬＷＤ）モジュール１３２、掘削時測定（ＭＷＤ）モジュール１３４、回転操縦可能システム又はマッドモータのような別のドリルストリング構成要素１３６及びドリルビット１０８を含む。
【００２５】
ＬＷＤモジュール１３２は、ドリルカラー１３８内に収容することができ、かつ１つ又はそれよりも多くのロギングツールを含むことができる。一部の例においては、ボトムホールアセンブリ１０６は、参照番号１４０により表される更に別のＬＷＤモジュール及び／又はＭＷＤモジュールを含むことができる。従って、参照番号１３２に対するこの説明を通した参照は、追加的又は代替的に参照番号１４０を含むことができる。ＬＷＤモジュール１３２は、測定し、処理し、及び情報を格納し、並びに地表機器と通信する機能を含むことができる。追加的又は代替的に、ＬＷＤモジュール１３２は、地震測定デバイス１４２を含むことができる。
【００２６】
ＭＷＤモジュール１３４も、ドリルカラー１４３内に収容することができ、かつドリルストリング１０４、及び／又はドリルビット１０８の特性を測定する１つ又はそれよりも多くのデバイスを含むことができる。追加的又は代替的に、ＭＷＤモジュール１３４は、例えば、ボトムホールアセンブリ１０６の少なくとも各部に向けて電力を発生するための装置（図示せず）を含むことができる。電力を発生する装置は、掘削流体の流動により動力が供給されるマッドタービン発電機を含むことができる。しかし、追加的又は代替的に、他の電力及び／又はバッテリシステムを使用することができる。ＭＷＤモジュール１３４は、例えば、ビット上重量測定デバイス、トルク測定デバイス、振動測定デバイス、ショック測定デバイス、スティックスリップ測定デバイス、方向測定デバイス、及び／又は傾き測定デバイスのような１つ又はそれよりも多くのツール又は測定デバイスを含むことができる。
【００２７】
掘削作動中、例示的な音響ツール１４４は、例えば、累層Ｆを半径方向に画像化するための情報を得るために使用することができる。しかし、鉱床境界、層境界、又は累層Ｆに存在する場合がある音響インピーダンスコントラストは、識別されない場合、半径方向の画像化の解釈に悪影響を与える場合がある。従って、例示的な音響ツール１４４は、累層Ｆに存在する層境界１４６を識別するように構成された送信機１４８及び第１及び第２の受信機１５０及び１５１を含む。層境界１４６を識別することに加えて、音響ツール１４４は、例えば、層境界１４６の傾き又は層自体の厚みのような層境界１４６の特性を識別するのに使用することができる。坑井サイトシステム１００は、ダウンホールの送信機１４８及び受信機１５０及び１５１を示しているが、送信機１４８は、アップホールに位置決めすることができ、受信機１５０及び１５１は、ダウンホールに位置決めすることができ、又は送信機１４８は、ダウンホールに位置決めすることができ、受信機１５０及び１５１は、例えば、アップホールに位置決めすることができる。あらゆる数の送信機（例えば、１つ、２つ、３つ、４つなど）及び／又は受信機（例えば、１つ、２つ、３つ、４つなど）を音響ツール１４４と共に使用することができる。
【００２８】
一部の例においては、層境界１４６を識別するために、送信機１４８は、ボアホール１０２に音響信号を発信することができる。音響信号は、次に、第１の受信機１５０及び／又は第２の受信機１５１により受信される。送信された異なる音響信号に対して、例えば、受信機１５０及び／又は１５１は、所定のボアホール深度である一定の期間にわたって所定の時間間隔で音響信号に関連付けられた情報（例えば、振幅）を記録又はログすることができる。この情報は、あらゆる他の関連の情報と共に格納に向けてデータストア１５６及び／又は１５８に送信することができる。
【００２９】
データストア１５６及び／又は１５８内に格納された音響信号の送信に付随する情報は、異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機１５０及び／又は１５１により受信した音響信号の振幅のログを生成するためにロギング及び制御コンピュータ１６０により使用することができる。更に、ロギング及び制御コンピュータ１６０は、異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機１５０及び／又は１５１により受信した音響信号のエネルギ値のログを生成するのに使用することができる。一部の例においては、特定の受信機１５０又は１５１に関する特定のボアホール深度でのエネルギ値は、期間の二乗にわたって対応する受信機１５０又は１５１により受信した音響信号の振幅の合計（ΣＡ2）（例えば、トレース全体にわたる振幅の二乗の合計）に関連付けることができる。エネルギ値の減少は、送信機１４８と受信機１５０及び／又は１５１との間の層境界の存在を示すことができる。従って、異なるボアホール深度でのエネルギ値に関連付けられたログを精査することにより、層境界１４６は、エネルギ値が落ちた時、及び／又はエネルギ値が比較的低い時、及び／又は受信機１５０と１５１間のエネルギ値の傾向（例えば、変化）を識別することによって識別することができる。これとは対照的に、異なるボアホール深度でのエネルギ値に関連付けられたログを精査することにより、層境界１４６の不在は、エネルギ値が比較的一定であり、及び／又は比較的高い時に識別することができる。
【００３０】
例えば、送信機１４８及び第１の受信機１５０が層境界１４６の第１の側１５２に位置決めされている場合（例えば、層境界１４６は、送信機１４８及び第１の受信機１５０の間に位置決めされていない）、第１の受信機１５０により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値は、比較的一定のままであり、比較的高いままであり、及び／又は増加する場合があり、その理由には、累層Ｆの音響インピーダンスは、比較的首尾一貫しており、つまり一定とすることができるからである。しかし、送信機１４８が層境界１４６の第１の側１５２に位置決めされ、第１の受信機１５０が層境界１４６の第２の側に位置決めされている場合（例えば、層境界１４６は、送信機１４８及び第１の受信機１５０の間に位置決めされている）、第１の受信機１５０により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値は、比較的低く、及び／又は減少する場合がある。これらのエネルギ値は、第１の側１５２が第１の音響インピーダンスに関連付けることができるので減少する場合があり、第２の側１５４は、第２の音響インピーダンスに関連付けることができ、信号エネルギの一部は層境界１４６で反射される場合があり、従って、この反射されたエネルギは、第１の受信機１５０に到達することができない。
【００３１】
他の例においては、第１の受信機１５０及び第２の受信機１５１により受信したエネルギ値の比率のログを生成することができる。隣接ボアホールの位置に関連付けられたエネルギ値の差は、層境界１４６の存在を示すことができるので、層境界１４６は、隣接位置に関連付けられたエネルギ値の比率が１又は１に近くない場合に識別することができる。
【００３２】
他の例においては、異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機１５０及び／又は１５１により受信した音響信号の振幅のログは、受信機１５０及び／又は１５１により受信した音響信号の相対時間遅延の変化を識別するためにロギング及び制御コンピュータ１６０により使用することができる。第１の受信機１５０及び次に第２の受信機１５１により受信した音響信号の相対時間遅延の変化は、受信機１５０及び１５１間の層境界１４６の存在を示すことができる。追加的又は代替的に、２つの隣接ボアホール位置間で受信機１５０及び／又は１５１により受信した音響信号の相対時間遅延の変化は、２つの位置間に位置決めされた層境界１４６に関連付けることができる。
【００３３】
例えば、層境界１４６が第１の受信機１５０と第２の受信機１５１との間に位置決めされている場合、第１の受信機１５０により受信した音響信号の相対時間遅延は、第２の受信機１５１により受信した音響信号の相対時間遅延と異なる場合がある。この相対時間遅延の差は、受信及び関連データがプロットされた場合、送信機１４８と対応する受信機１５０又は１５１との間の距離の関数として音響信号の経過時間の勾配の変化により表すことができる。これとは対照的に、層境界１４６が第１の受信機１５０と第２の受信機１５１との間に位置決めされていない場合、第１の受信機１５０により受信した音響信号の相対時間遅延は、第２の受信機１５１により受信した音響信号の相対時間遅延と類似のものであるとすることができる。この類似性は、受信及び関連データがプロットされた場合、送信機１４８と対応する受信機１５０又は１５１との間の距離の関数として音響信号の経過時間の比較的一定の勾配により表すことができる。
【００３４】
ロギング及び制御コンピュータ１６０は、ＬＷＤモジュール１３２、地震測定デバイス１４２、ＭＷＤモジュール１３４、及び／又は音響ツール１４４から送信された情報及び／又はデータを受信することができる。ロギング及び制御コンピュータ１６０は、掘削中及び／又は例えば掘削が一時的に停止されている間に、取得した結果を解析することができる。ロギング及び制御コンピュータ１６０は、パラメータ（例えば、処理パラメータ）を入力し、及び／又は出力を表示することを可能にするユーザインタフェースを含むことができる。ログ及び統制コンピュータ１６０は、アップホールで及び坑井サイトシステムの近くに示されているが、ロギング及び制御コンピュータ１６０の一部又は全体は、ドリルストリング１０４、ボトムホールアセンブリ１０６、及び／又は遠く離れた位置に位置決めすることができる。
【００３５】
図１Ａ及び図１Ｂの構成要素は、特定の運搬形式で実施されるように図示して説明するが、本明細書で説明する例示的な方法及び装置は、特定の運搬形式に限定されず、代替的に、例えば、業界で公知のコイル状の配管、有線ドリルパイプ、及び／又はあらゆる他の運搬形式を含む異なる運搬形式に関連して実施することができる。
【００３６】
図２は、図１ＢのＬＷＤモジュール１３２の少なくとも一部を実施するのに使用することができ、又は米国特許第６，３０８，１３７号に記載されているようにＬＷＤモジュール１４０の一部とすることができる音波式掘削時ロギングツール２００を示すものであり、この特許は、全体が本明細書において引用により組み込まれている。音波送信源又はアレイ又は送信機２０４を有する沖合リグ２０２は、水２０８の表面２０６の近くに配備することができる。追加的に又は代替的に、あらゆる他の形式のアップホール又はダウンホール源又は送信機は、音波信号を発信するために設けることができる。一部の例においては、アップホールプロセッサ（図示せず）は、送信機２０４の発信を制御することができる。
【００３７】
アップホール機器２１０はまた、音響受信機（図示せず）及び信号源（例えば、送信機２０４）の近くで基準信号を捕捉する記録器（図示せず）を含むことができる。アップホール機器２１０は、ダウンホール機器２１２からＭＷＤ信号を受信する遠隔測定機器（図示せず）を含むことができる。遠隔測定機器及び記録器は、一般的に、アップホール及びダウンホールクロック（図示せず）を使用してログを同期させることができるようにプロセッサ（図示せず）に結合されている。この例においては、ダウンホールＬＷＤモジュール２１４は、１つ又はそれよりも多くの音響受信機２１６及び２１８を含む。音響受信機２１６及び２１８は、一般的に、信号源（例えば、送信機２０４）の発信と同期して受信機２１６及び／又は２１８により検出された信号のログを行うことができるように信号プロセッサ２２０に結合されている。
【００３８】
図３〜図６は、図１ＢのＬＷＤモジュール１３２の少なくとも一部を実施するのに使用することができ、又は全体が本明細書において引用により組み込まれているＰ．Ｂｒｅｔｏｎ他著「良好に位置決めされ地震測定」、油田展望、３２〜４５頁、２００２年春に説明されているようなＬＷＤモジュール１４０の一部とすることができる掘削時地震探査ツール３００、４００、５００、及び／又は６００を示すものである。掘削時地震探査ツール３００、４００、５００、及び６００は、単一の震源又は送信機３０４（図３）、５０８（図５）、又は複数の震源又は送信機４０４〜４１４（図４）又は６１８〜６３２（図６）と共に使用することができる単一の受信機３０２（図３）及び４０２（図４）、又は複数の受信機５０２〜５０６（図５）、６０２〜６１６（図６）を含むことができる。
【００３９】
図３は、鉱床境界３０８から反射する信号３０６を示しており、かつ「ゼロオフセット」垂直地震探査プロフィール構成と呼ぶことができる。図４は、鉱床境界４３０から反射する信号４１６〜４２６を示しており、かつ「ウォークアウェイ」垂直地震探査プロフィール構成と呼ぶことができる。図５は、岩塩ドーム境界５１６を通って反射する信号５１０〜５１４を示しており、かつ「ソルトプロキシミティ」垂直地震探査プロフィールと呼ぶことができる。図６は、一部が鉱床境界６５０から反射している信号６３４〜６４８を示しており、「ウォークアバブ」地震探査プロフィールと呼ぶことができる。
【００４０】
図７は、層７０４を有する累層Ｆ内に形成されたボアホール７０２内に位置決めされた例示的な装置７００を示している。層７０４は、ボアホール７０２の縦軸７０６に対する傾きを有し（例えば、非垂直角度に位置決めされており）、かつ第１の層境界７０８及び第２の層境界７１０を含む。
【００４１】
層７０４及び／又は層境界７０８及び／又は７１０の特性を識別するために、例示的な装置７００には、送信機７１４及び第１〜第４の受信機７１６〜７２２を有する音響ツール７１２が設けられている。この例においては、受信機７１６〜７２２の各々には、第１及び第２の対向センサ（例えば、水中聴音器）７２４〜７３８が設けられている。しかし、受信機７１６〜７２２の各々は、例えば、８つのセンサのようなあらゆる数のセンサを含むことができる。この例は、１つの送信機７１４及び４つの受信機７１６〜７２２を有する例示的な装置７００を示すが、例示的な装置７００は、あらゆる数の送信機（例えば、１つ、２つ、３つなど）及び／又はあらゆる数の受信機（例えば、１つ、２つ、３つなど）を含むことができる。
【００４２】
一部の例においては、層７０４及び／又は層境界７０８及び／又は７１０を識別するために、送信機７１４は、ボアホール７０２に音響信号を発信することができる。音響信号は、次に、対応する受信機７１６〜７２２のセンサ７２４〜７３８により受信することができる。送信された異なる音響信号に対して、センサ７２４〜７３８は、所定のボアホール深度である一定の期間にわたって所定の時間間隔で音響信号に関連付けられた情報（例えば、信号振幅）を記録又はログすることができる。この情報は、あらゆる他の関連の情報と共に格納に向けてデータストア７４０に送信することができる。
【００４３】
データストア７４０内に格納された音響信号の送信に付随する情報は、異なるボアホール深度である一定の期間にわたってセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号の振幅のログを生成するためにプロセッサ７４２により使用することができる。更に、プロセッサ７４２は、例えば、装置７００がボアホール７０２内で移動された時に、異なるボアホール深度である一定の期間にわたってセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号のエネルギ値のログを生成するのに使用することができる。エネルギ値の減少は、層境界７０８及び／又は７１０の１つの傾き及び／又はその存在、及び／又は送信機７１４と対応するセンサ７２４〜７３８との間の累層Ｆ内の音響インピーダンス変化を示すことができる。エネルギ値の減少は、層境界７０８及び／又は７１０で反射されている音響信号のエネルギの一部から生じる場合がある。例えば、例示的な装置７００がボアホール７０２から出て移動されている有線ツールである場合、エネルギ値に関連付けられたログを精査して、例えば、第１の層境界７０８の傾きを示すことができる第１及び第２の対向センサ７２４及び７２６に関連付けられたエネルギ値の差を識別することができる。具体的には、図７に示すように、送信機７１４及び第１のセンサ７２４が、第１の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第１の側７４４に位置決めされているので、第１のセンサ７２４により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値は、比較的高いと考えられる。しかし、第２のセンサ７２６は、第２の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第２の側７４６に位置決めされており、送信機７１４は、第１の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第１の側７４４に位置決めされているので、第２のセンサ７２６により受信した音響信号に関連付けられたエネルギ値の方が、比較的低いと考えられ、その理由には、音響信号のエネルギの一部は、第１の層境界７０８で反射されると考えられるからである。
【００４４】
他の例においては、異なるボアホール深度である一定の期間にわたってセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号の振幅のログは、センサ７２４〜７３８により受信した音響信号の相対時間遅延の変化を識別するためにプロセッサ７４２により使用することができる。センサ７２４〜７３８により受信した音響信号の相対時間遅延の変化は、層境界７０８及び／又は７１０の１つの傾き及び／又はその存在、及び／又は送信機７１４と対応するセンサ７２４〜７３８との間の累層Ｆ内の音響インピーダンス変化を示すことができる。例えば、例示的な装置７００がボアホール７０２から出て移動されている有線ツールである場合、それぞれのセンサ７２４〜７３８により受信した時の音響信号に関連付けられたデータを反転することにより、第１の層境界７０８の傾きは、第１及び第２の対向センサ７２４及び７２６により受信した時の音響信号の相対時間遅延の変化により識別することができる。具体的には、図７に示すように、送信機７１４及び第１のセンサ７２４は、第１の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第１の側７４４に位置決めされているので、音響信号は、第１のセンサ７２４により受信した時に第１の相対時間遅延を有すると考えられる。しかし、第２のセンサ７２６は、第２の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第２の側７４６に位置決めされており、送信機７１４は、第１の音響インピーダンスを有する第１の層境界７０８の第１の側７４４に位置決めされているので、音響信号は、第２のセンサ７２６により受信した時に、第１の相対時間遅延と異なる第２の相対時間遅延を有すると考えられる。
【００４５】
図２２〜図２９は、層境界２２０４に対するボアホール２２０２内のツール２２００の異なる位置を示している。ツール２２００は、送信機２２０６及び第１〜第６の受信機２２０８〜２２１８を含む。図３０は、ボアホール２２０２内の異なる位置の受信機２２０８〜２２１８により受信したエネルギ値のプロット３０００を示している。プロット３０００のＲＩ〜Ｒ６は、それぞれの受信機２２０８〜２２１８に対応し、位置１〜８は、それぞれ、図２２〜図２９のツール２２００の位置に対応する。
【００４６】
上述のように、送信機２２０６は、ボアホール２２０２に音響信号を発信することができ、それは、次に、受信機２２０８〜２２１８により受信される。受信機２２０８〜２２１８の全てが、図２２に示すように最初に層境界２２０４の送信機２２０６と同じ側に位置決めされた場合、受信機２２０８〜２２１８により受信したエネルギ値は、実質的に全て同じになる（図３０の位置１）。しかし、受信機２２０８〜２２１８が、図２３〜図２８に示すように層境界２２０４の送信機２２０６と異なる側にあるように移動した時、受信機２２０８〜２２１８により受信したエネルギ値は、送信機２２０６及び層境界２２０４に対してそれぞれの受信機２２０８〜２２１８の位置によっては異なるものになる（図３０の位置２〜７）。受信機２２０８〜２２１８の全てが、再び図２９に示すように層境界２２０４の送信機２２０６と同じ側に位置決めされた時、受信機２２０８〜２２１８により受信したエネルギ値は、実質的に全て同じものになる（図３０の位置８）。
【００４７】
図８〜図１３は、３つの送信機及び１４個の受信機を有する有線ツールと共に本明細書で説明する実施例を使用して取得及び／又は生成された結果を示している。第１の送信機は、単極送信機とすることができ、第２の送信機は、有線ツールのｘ軸に沿って位置決めされた双極送信機とすることができ、第３の送信機は、有線ツールのｙ軸に沿って位置決めされた双極送信機とすることができる。第１の受信機は、送信機に比較的近い方であり及び／又は最も近く、第１４の受信機は、送信機から比較的遠い方であり及び／又は最も遠い。受信機の各々は、例えば、有線ツールの周りに軸線方向に位置決めされた８つのセンサを含む。
【００４８】
図８は、ある一定の期間にわたって所定の時間間隔で単極送信機により送信されて受信機（例えば、第３の受信機）により受信した音響信号の振幅のログ又はコラム８００を示している。ｘ軸８０２は、時間に関連し、ｙ軸８０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム８００の濃い方の部分は、負の振幅に対応し、コラム８００の淡い方の部分は、正の振幅に対応する。
【００４９】
図９は、ある一定の期間にわたって１４個の受信機によって受信した図８の音響信号の振幅に関連付けられたエネルギ含量のログ又はコラム９００を示している。ｘ軸９０２は、それぞれの受信機に関連し、ｙ軸９０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。この例においては、特定のボアホール深度のエネルギ値は、期間二乗にわたって対応する受信機によって受信した音響信号の振幅の合計（ΣＡ2）（例えば、トレース全体にわたる二乗振幅の合計）に関連している。コラム９００の濃い方の部分は、低い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の存在を示すことができる。コラム９００の淡い方の部分は、高い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の不在を示すことができる。例えば、参照番号９０６により表された区域は、明暗間の鮮明なコントラストのために層境界の存在を示すことができる。参照番号９０８により表された濃い方の部分及び淡い方の部分の角度は、第１の受信機が送信機の最も近くに位置決めされ、第１４の受信機が送信機から最も離れて位置決めされるので存在する。従って、有線ツールがボアホールから出てかつ層境界にわたって移動される時に、第１の受信機は、層境界の送信機と同じ側にある最初のものであり、第１４の受信機は、層境界の送信機と同じ側にある最後のものであることになる。
【００５０】
図１０は、ある一定の期間にわたって所定の時間間隔内の受信機（例えば、第３の受信機）により受信した時に有線ツールのｘ軸に沿って位置決めされた双極送信機により送信された音響信号の振幅のログ又はコラム１０００を示している。ｘ軸１００２は、時間に関連し、ｙ軸１００４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。双極送信機が有線ツールのｘ軸に沿って位置決めされているので、それぞれの受信機のセンサにより受信した振幅の値は重み付けされる。具体的には、正及び負のｘ方向に沿って位置決めされたセンサは、それぞれ正及び負のものの値で重み付けされ、ｘ軸に対して正及び負の４５度の角度に沿って位置決めされたセンサは、２の平方根を２で割ったもの（√２／２）の値で重み付けされ、ｘ軸に対して正及び負の１３５度の角度に沿って位置決めされたセンサは、負の２の平方根を２で割ったもの（√２／２）の値で重み付けされ、正及び負のｙ方向に沿って位置決めされたセンサは、ゼロの重み付けされる。コラム１０００の濃い方の部分は、負の振幅に対応し、コラム１０００の淡い方の部分は、正の振幅に対応する。
【００５１】
図１１は、ある一定の期間にわたって１４個の受信機によって受信した図１０の音響信号の振幅に関連付けられたエネルギ含量のログ又はコラム１１００を示している。ｘ軸１１０２は、それぞれの受信機に関連し、ｙ軸１１０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム１１００の濃い方の部分は、低い方のエネルギ値に対応し、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の存在を示すことができる。コラム１１００の淡い方の部分は、高い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の不在を示すことができる。例えば、参照番号１１０６により表された区域は、明暗間の鮮明なコントラストのために層境界の存在を示すことができる。
【００５２】
図１２は、ある一定の期間にわたって所定の時間間隔内の受信機によって受信した時に有線ツールのｙ軸に沿って位置決めされた双極送信機により送信された音響信号の振幅のログ又はコラム１２００を示している。ｘ軸１２０２は、時間に関連し、ｙ軸１２０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。双極送信機が、有線ツールのｙ軸に沿って位置決めされているので、それぞれの受信機のセンサにより受信した振幅の値は重み付けされる。具体的には、正及び負のｙ方向に沿って位置決めされたセンサは、それぞれ正及び負のものの値で重み付けされ、ｙ軸に対して正及び負の４５度の角度に沿って位置決めされたセンサは、√２／２の値で重み付けされ、ｘ軸に対して正及び負の１３５度の角度に沿って位置決めされたセンサは、負の√２／２の値で重み付けされ、正及び負のｘ方向に沿って位置決めされたセンサは、重み付けはゼロである。コラム１２００の濃い方の部分は、負の振幅に対応し、コラム１２００の淡い方の部分は、正の振幅に対応する。
【００５３】
図１３は、ある一定の期間にわたって１４個の受信機によって受信した図１２の音響信号の振幅に関連付けられたエネルギ含量のログ又はコラム１３００を示している。ｘ軸１３０２は、それぞれの受信機に関連し、ｙ軸１３０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム１３００の濃い方の部分は、低い方のエネルギ値に対応し、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の存在を示すことができる。コラム１３００の淡い方の部分は、高い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の不在を示すことができる。例えば、参照番号１３０６により表された区域は、明暗間の鮮明なコントラストのために層境界の存在を示すことができる。
【００５４】
図１４〜図１７は、１５個の受信機及び送信機を有する有線ツールを使用する本明細書で説明する実施例を使用して取得及び／又は生成した結果を示している。送信機は、少なくとも１つの単極送信機及び少なくとも１つの双極送信機として機能することができる。第１の受信機は、送信機に比較的近い方であり及び／又は最も近く、第１５の受信機は、送信機から比較的遠い方であり及び／又は最も遠い。受信機の各々は、例えば、有線ツールの周りに軸線方向に位置決めされた８つのセンサを含む。
【００５５】
図１４は、ある一定の期間にわたって所定の時間間隔で送信機により送信されて受信機（例えば、第３の受信機）により受信した音響信号の振幅のインライン双極成分のログ又はコラム１４００を示している。ｘ軸１４０２は、時間に関連し、ｙ軸１４０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム１４００の濃い方の部分は、負の振幅に対応し、コラム１４００の淡い方の部分は、正の振幅に対応する。
【００５６】
図１５は、ある一定の期間にわたって１５個の受信機によって受信した図１４の音響信号のインライン双極成分の振幅に関連付けられたエネルギ含量のログ又はコラム１５００を示している。ｘ軸１５０２は、それぞれの受信機に関連し、ｙ軸１５０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。この例においては、所定のボアホール深度のエネルギ値は、期間二乗にわたって対応する受信機によって受信した音響信号の振幅の合計（ΣＡ2）（例えば、トレース全体にわたる二乗振幅の合計）に関連している。コラム１５００の濃い方の部分は、低い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の存在を示すことができる。コラム１５００の淡い方の部分は、高い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の不在を示すことができる。例えば、参照番号１５０６により表された区域は、明暗間の鮮明なコントラストのために層境界の存在を示すことができる。参照番号１５０８により表された濃い方の部分及び淡い方の部分の角度は、第１の受信機が送信機の最も近くに位置決めされ、第１５の受信機が送信機から最も離れて位置決めされるので存在する。従って、有線ツールがボアホールから出て移動された時、第１の受信機は、層境界の送信機と同じ側にある最初のものであり、第１５の受信機は、層境界の送信機と同じ側にある最後のものであることになる。
【００５７】
図１６は、ある一定の期間にわたって所定の時間間隔内の送信機により送信されて受信機によって受信した音響信号の振幅の単極成分のログ又はコラム１６００を示している。ｘ軸１６０２は、時間に関連し、ｙ軸１６０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム１６００の濃い方の部分は、負の振幅に対応し、コラム１６００の淡い方の部分は、正の振幅に対応する。
【００５８】
図１７は、ある一定の期間にわたって１５個の受信機によって受信した図１６の音響信号の単極成分の振幅に関連付けられたエネルギ含量のログ又はコラム１７００を示している。ｘ軸１７０２は、それぞれの受信機に関連し、ｙ軸１７０４は、ボアホール内の有線ツールの位置（例えば、垂直深度）に関連している。コラム１７００の濃い方の部分は、低い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の存在を示すことができる。コラム１７００の淡い方の部分は、高い方のエネルギ値に対応しており、従って、所定のボアホール深度での送信機と対応する受信機との間の層境界の不在を示すことができる。例えば、参照番号１７０６により表された区域は、明暗間の鮮明なコントラストのために層境界の存在を示すことができる。
【００５９】
図１８Ａは、本明細書で説明する実施例を使用して取得した情報から生成したグラフ又はプロット１８００を示している。グラフ１８００は、送信機から受信機（ＴＲ）の間隔の関数として音響信号の経過時間（ＴＴ）を示している。ｙ軸１８０２は、音響信号の経過時間（ＴＴ）に対応し、ｘ軸１８０４は、送信機から受信機の間隔に対応する。グラフ１８００は、累層の第１のスローネス及び第１の層に関連付けられた第１の部分１８０６、累層の第２のスローネス及び第２の層に関連付けられた第２の部分１８０８、及び累層の第３のスローネス及び第３の層に関連付けられた第３の部分１８１０を含む。異なる部分の各々は、異なる勾配１８０６〜１８０８を有し、この勾配は、例えば、２つの受信機及び／又は２つのボアホール位置間の層境界の存在を示すことができる。従って、点１８１２は、第１及び第２の部分１８０６及び１８０８間の層境界を示すことができ、点１８１４は、第２と第３の部分１８０８及び１８１０間の層境界を示すことができる。グラフ１８００のデータを反転することにより、部分１８０６〜１８１０、部分１８０６〜１８１０の勾配、及び／又は部分１８０６〜１８１０を相互接続する点１８１２及び／又は１８１４を識別することができる。グラフ１８００のデータを反転することによって取得した情報は、累層の少なくとも一部分内の鉱床境界の数を判断して（例えば、自動的に判断して）、例えば、累層の速度を推定し、及び／又は鉱床境界指標を生成するために使用することができる。
【００６０】
実施例の一部においては、部分１８０６〜１８１０は、以下の式１により表すことができる。ここで、Ｌiは、点Ｐi（ＴＲi，ＴＴi）及び角度θによって定めることができる直線（例えば、部分１８０６〜１８１０の１つ）を表している。
式１：
0006000515.tif 000002
【００６１】
ＴＴiが固定（例えば、均一）であり、従って、ＴＴiがＴＴi+1と同じであると考えることにより、ＴＲi+1は、関数Ｌiとして表すことができ、ＴＲiは、以下の式２（例えば、帰納式）を使用してＴＲi+1の関数として表すことができる。ここで、ＮSegmentは、データ（例えば、解析されたデータ及び／又はプロット１８００のデータポイント）内の部分又は直線（例えば、部分１８０６〜１８１０）の数を表している。
式２：
0006000515.tif 000003
【００６２】
式２は、以下の式３として書き換えることができる。式３は、各部分（例えば、部分１８０６〜１８１０）のＴＲ及び角度が式を解くのに必要であることを示している。
式３：
0006000515.tif 000004
【００６３】
ＴＴi、i+1、Nは、固定であり、ＴＲ及び角度は、以下の式４により表されるように推定することができる。
式４：
0006000515.tif 000005
【００６４】
部分１８０６〜１８１０のうちの１点の垂直誤差を推定することができる。線（例えば、部分１８０６〜１８１０の１つ）は、点Ｐi（ＴＲi，ＴＴi）及び角度θにより表すことができるので、この線に対するに垂直単位ベクトルは、式５を使用して定めることができる。
式５：
0006000515.tif 000006
【００６５】
部分１８０６〜１８１０のうちの１つの区域の近くの複数の点：
0006000515.tif 000007
を考える場合、考える部分１８０６〜１８１０ｉに対する全垂直平方誤差は、式６として定めることができる。
式６：
0006000515.tif 000008
【００６６】
部分１８０６〜１８１０の全てに対する全体誤差Ｅは、式７によって定めることができる。ここで、ＮSegmentは、セグメント又は部分（例えば、部分１８０６〜１８１０）の数を表し、Ｎiは、それぞれのセグメント又は部分内の点の数を表している。
式７：
0006000515.tif 000009
【００６７】
式７は、式８によって示される｛ＴＲ1；θ1、θ2、．．．、θNセグメント｝の関数として表すことができ、ここで、
0006000515.tif 000010
である。
式８：
0006000515.tif 000011
【００６８】
上述の式３を用いて、全体誤差は、式９を使用して求めることができる。式９は、ＮSegmentがデータに当て嵌められた後に全体誤差を求めるために使用することができる。
式９：
0006000515.tif 000012
【００６９】
一般的に、鉱床境界は、２つの連続的なセグメント（例えば、部分１８０６〜１８１０）が有意なスローネス差を有し、及び／又は例えば１０ｕｓ／ｆｔのような所定の量を超えるスローネス差を有する場合に存在する場合がある。しかし、所定の量は、可変である場合があり、従って、あらゆる他の適切な量をその代わりに使用することができる。
【００７０】
プロット１８００のデータ内の異常値を検出するために、Ｈａｍｐｅｌ識別子試験を使用することができる。アルゴリズムＰ＝｛ｐk｝により検出された一連のピーク及びその連続：
0006000515.tif 000013
の中間値は、式１０によって定めることができる。
式１０：
0006000515.tif 000014
【００７１】
中間絶対偏差（ＭＡＤ）スケール推定量を式１１を使用して計算することができる。式１１を用いることにより、Ｐmadは、このように正規化された時に標準偏差の不偏推定量とすることができる。
0006000515.tif 000015
は、ｐkが一般的に基準値：
0006000515.tif 000016
からどのくらい離れた場所にあるかを測定し、１．４８２６の正規化係数が使用されるが、その理由には、データシーケンス｛ｐk｝の公称部分は、ガウス分布を有するからである。
式１１：
0006000515.tif 000017
【００７２】
式１２は、スチューデント化偏差を求めるために使用することができる。一部の実施例においては、｜ｚk｜＞３の場合、点は、異常値及び／又は疑わしいと考えることができる。
式１２：
0006000515.tif 000018
【００７３】
上述の式の１つ又はそれよりも多くは、図１８Ｂに示すような鉱床境界指標１８５０を生成するのに使用することができる。ゼロに対応する値は、層境界が存在しないことを示すことができ、一方、１に対応するか又は１に近い値は、層境界の存在を示すことができる。追加的又は代替的に、上述の式の１つ又はそれよりも多くは、図１８Ｃに示すような部分１８０６〜１８１０の各々に対してスローネス評価を行うために使用することができる。近い勾配は、第１の部分１８０６に対応し、中間勾配は、第２の部分１８０８に対応し、遠い勾配は、第３の部分１８１０に対応する。
【００７４】
図１９Ａ〜図１９Ｃ及び図２０Ａ〜図２０Ｃを参照すると、図１９Ａ〜図２０Ａは、異なる受信機によって受信した生データ（例えば、経過時間、送信機から受信機の間隔）のプロット１９００及び２０００を示している。図１９Ｂ及び図２０Ｂは、当て嵌められた図１９Ａ及び図２０Ａのデータのプロット１９０２及び２００２を示している。図１９Ｂは、１つの勾配を含み、この勾配は、層境界の不在を示すことができ、図２０Ｂは、２つの勾配を含み、これらの勾配は、勾配間の変曲点で層境界を示すことができる。図１９Ｃ及び図２０Ｃは、それぞれ、プロット１９００、１９０２、２０００、及び／又は２００２からのデータを使用するスローネス推定値のプロット１９０４及び２００４を示している。
【００７５】
図２１は、累層内の層境界を識別するために本明細書で説明する例示的な装置に関連して使用することができる例示的な方法２１００の流れ図である。図２１の例示的な方法２１００は、音響ツール２２、１４４、及び／又は７１２のいずれか又は本明細書で説明する他の実施例のいずれかを実施するのに使用することができる。図２１の例示的な方法２１００は、ソフトウエア及び／又はハードウエアを使用して実施することができる。一部の例示的な実施例では、流れ図は、例示的な機械可読命令を表すことができ、流れ図の例示的な方法２１００は、機械可読命令を実行することによって完全に又はある程度実施することができる。このような機械可読命令は、例えば、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２によって実行することができる。
【００７６】
特に、機械可読命令を実行するプロセッサ又はあらゆる他の適切なデバイスは、データストア（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）など）からこのような命令を検索してそれらの命令を実行することができる。一部の例示的な実施例では、図２１の流れ図に示す作業の１つ又はそれよりも多くは、手動で実施することができる。例示的な方法２１００を図２１の流れ図を参照して説明したが、当業者は、音響ツール２２、１４４、及び／又は７１２、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２のいずれかを実施する他の方法を追加的又は代替的に使用することができることを容易に認めるであろう。例えば、図２１の流れ図に示すブロックの実行の順序は変えることができ、及び／又は説明したブロックの一部は、再編成、排除、又は組み合わせることができる。
【００７７】
本方法は、送信機２８〜３４、１４８、７１４から音響信号を発信することによって開始することができ（ブロック２１０２）、この信号は、次に、受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２の１つ又はそれよりも多く、及び／又はセンサ７２４〜７３８の１つ又はそれよりも多くにより受信することができる（ブロック２１０４）。発信された音響信号に対して、対応する受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又は対応するセンサ７２４及び／又は７３８は、所定のボアホール深度である一定の期間にわたって所定の時間間隔で音響信号に関連付けられた情報（例えば、振幅）を記録又はログすることができる。この情報は、あらゆる他の関連の情報と共に格納に向けてデータストア３８、１５６、１５８、及び／又は７４０に送信することができる。
【００７８】
方法２１００は、次に、音響信号に関連付けられたエネルギ値及び／又は音響信号の相対時間遅延を識別することができる（ブロック２１０６）。例えば、音響信号に関連付けられたエネルギ値を識別するために、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２は、最初に、データストア３８、１５６、１５８、及び／又は７４０内に格納された音響信号の送信に付随する情報を利用して、異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機３６、１５０、１５１及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号の振幅のログを生成することができる。電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２は、次に、振幅に関連して先に生成されたログを利用して、異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号のエネルギ値のログを生成することができる。一部の例においては、特定のボアホール深度での特定の受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８に関するエネルギ値は、例えば、トレース全体にわたる振幅二乗の合計に関連付けることができる。
【００７９】
他の実施例においては、音響信号の相対時間遅延を識別するために、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２は、振幅に関連して先に生成したログを利用して、異なるボアホール深度でそれぞれの受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号の相対時間遅延のログ又はプロットを生成することができる。
【００８０】
例示的な方法２１００は、次に、層境界を識別するために、音響信号に関連付けられたエネルギ値及び／又は音響信号の相対時間遅延に変動が存在するか否かを識別することができる（ブロック２１０８）。変動が識別されなかった場合、これは、層境界の不在を示すことができる。一部の例においては、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２が異なるボアホール深度である一定の期間にわたって受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号のエネルギ値のログを生成した場合、変動は、２つの隣接ボアホール深度間のエネルギ値の変化によりログ上で識別することができる。このような変化は、２つの位置間の層境界の存在を示すことができる。他の例においては、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２が、異なるボアホール深度でそれぞれの受信機３６、１５０、１５１、及び／又は７１６〜７２２、及び／又はセンサ７２４〜７３８により受信した音響信号の相対時間遅延のログ又はプロットを生成した場合、非線形反転を用いて、データ内の線の間の相互接続により変動を自動的に識別することができる。線の間のこのような相互接続は、２つの位置間の層境界の存在を示すことができる。
【００８１】
方法２１００は、次に、別の音響信号を発信すべきであるか否かを判断する（ブロック２１１０）。方法２１００が、別の音響信号を発信すべきであると判断した場合、制御は、ブロック２１０２に進み、そうでなければ、例示的な方法２１００は終了される。
【００８２】
図３１は、電子機器及び処理システム１６、処理及び遠隔測定カートリッジ２０、ロギング及び制御コンピュータ１６０、及び／又はプロセッサ７４２を実施するように使用及び／又はプログラムすることができる例示的なプロセッサプラットフォームＰ１００の概略図である。例えば、プロセッサプラットフォームＰ１００は、１つ又はそれよりも多くの汎用プロセッサ、プロセッサコア、マイクロコントローラなどによって実施することができる。
【００８３】
図３１の実施例のプロセッサプラットフォームＰ１００は、少なくとも１つの汎用プログラマブルプロセッサＰ１０５を含む。プロセッサＰ１０５は、プロセッサＰ１０５の主メモリに（例えば、ＲＡＭのＰ１１５及び／又はＲＯＭのＰ１２０内に）存在する符号化された命令Ｐ１１０及び／又はＰ１１２を実行する。プロセッサＰ１０５は、プロセッサコア、プロセッサ、及び／又はマイクロコントローラのようなあらゆる形式の処理ユニットとすることができる。プロセッサＰ１０５は、とりわけ、本明細書で説明する例示的な方法及び装置を実行することができる。
【００８４】
プロセッサＰ１０５は、バスＰ１２５を通じて主メモリ（ＲＯＭのＰ１２０及び／又はＲＡＭのＰ１１５を含む）と通信している。ＲＡＭのＰ１１５は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、及び／又はあらゆる他の形式のＲＡＭデバイスによって実施することができ、ＲＯＭは、フラッシュメモリ及び／又はあらゆる他の望ましい形式のメモリデバイスによって実施することができる。メモリＰ１１５及びメモリＰ１２０へのアクセスは、メモリコントローラ（図示せず）により制御することができる。
【００８５】
プロセッサプラットフォームＰ１００は、インタフェース回路Ｐ１３０も含む。インタフェース回路Ｐ１３０は、外部メモリインタフェース、シリアルポート、汎用入力／出力などのようなあらゆる形式のインタフェース規格によって実施することができる。１つ又はそれよりも多くの入力デバイスＰ１３５及び１つ又はそれよりも多くの出力デバイスＰ１４０は、インタフェース回路Ｐ１３０に接続されている。
【００８６】
本明細書で説明する実施例は、例えば、鉱床境界の数、累層の速度の推定値を判断し（例えば、自動的に判断し）、及び／又は鉱床境界指標を生成するのに使用することができる。一部の例においては、このような累層特性を識別するために、音響信号を１つ又はそれよりも多くの受信機に発信することができ、次に、累層の音響インピーダンスに関連付けられたエネルギ値のログを生成することができる。他の例においては、このような累層特性を識別するために、音響信号を１つ又はそれよりも多くの受信機に発信することができ、次に、異なる受信機により受信される時の音響信号の相対時間遅延に関連付けられたログを生成することができる。
【００８７】
ある一定の例示的な方法、装置、及び製造物品を本明細書で説明したが、本特許の範囲は、これに限定されるものではない。逆に、本特許は、文字通り又は均等物の教義の下に添付の特許請求の範囲に正しく該当する全ての方法、装置、及び製造物品を含む。
【符号の説明】
【００８８】
１０  有線ツール
１２  坑井
１４  多導体ケーブル
２４  音波受信機区画
２６  音波送信機区画
【図１Ａ】
0006000515.tif 000019
【図１Ｂ】
0006000515.tif 000020
【図２】
0006000515.tif 000021
【図３】
0006000515.tif 000022
【図４】
0006000515.tif 000023
【図５】
0006000515.tif 000024
【図６】
0006000515.tif 000025
【図７】
0006000515.tif 000026
【図１８Ａ】
0006000515.tif 000027
【図１８Ｂ】
0006000515.tif 000028
【図１９Ａ】
0006000515.tif 000029
【図１９Ｂ】
0006000515.tif 000030
【図１９Ｃ】
0006000515.tif 000031
【図２０Ａ】
0006000515.tif 000032
【図２０Ｂ】
0006000515.tif 000033
【図２０Ｃ】
0006000515.tif 000034
【図２１】
0006000515.tif 000035
【図３０】
0006000515.tif 000036
【図３１】
0006000515.tif 000037
【図８】
0006000515.tif 000038
【図９】
0006000515.tif 000039
【図１０】
0006000515.tif 000040
【図１１】
0006000515.tif 000041
【図１２】
0006000515.tif 000042
【図１３】
0006000515.tif 000043
【図１４】
0006000515.tif 000044
【図１５】
0006000515.tif 000045
【図１６】
0006000515.tif 000046
【図１７】
0006000515.tif 000047
【図１８Ｃ】
0006000515.tif 000048
【図２２】
0006000515.tif 000049
【図２３】
0006000515.tif 000050
【図２４】
0006000515.tif 000051
【図２５】
0006000515.tif 000052
【図２６】
0006000515.tif 000053
【図２７】
0006000515.tif 000054
【図２８】
0006000515.tif 000055
【図２９】
0006000515.tif 000056