(57)【要約】  速度較正（２８）およびマッピングのために地震源タイミング測定を使用して脈動フラクチャマッピングするためのシステムおよび方法。システムは、配備されて、ワイヤ線（３６）および地震源トリガに結合され、センサと、センサに結合され、第１信号の時間値を送信する送信器と、受信器と、第１信号の受信および送信、ならびに分析装置（２８）に送信された第２信号の受信および送信を使用する脈動速度分析装置とを有する。脈動速度は、第１時間値と第２信号に関連付けられた第２時間値との時間差に基づいて較正される。
2007534001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈動フラクチャ分析のために速度を決定するシステムであって、
ワイヤ線および地震源トリガに結合された地震源と、
前記地震源トリガからの第１信号を検出することができるセンサと、
前記センサに結合され、前記第１信号に関連付けられた時間値を送信することができる送信器と、
前記地震源によって生成された事象を検出することができる受信器と、
前記事象の脈動速度を計算することができる分析装置とを備える、システム。
【請求項２】
前記センサが、前記ワイヤ線に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサに結合されたフィルタをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記事象をデジタル信号に変換することができる変換器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記事象を記録することができる記録装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記地震源トリガが電源であり、前記センサが電流の変化を検出することができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記事象を検出することができる第２受信器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記地震源が、第１井戸ボアに配置され、前記受信器が、第２井戸ボアに配置され、前記第２受信器が、第３井戸ボアに配置される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記地震源が、第１井戸ボアに配置され、前記受信器および前記第２受信器が、第２井戸ボアに配置される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
脈動フラクチャ分析のために速度を決定するシステムであって、
第１井戸ボアに配置された電源およびワイヤ線に結合された地震源と、
前記ワイヤ線に結合され、前記ワイヤ線の電流の変化を検出することができるセンサと、
第１増幅器に結合され、前記センサからの信号を第１分割信号および第２分割信号に分割することができるフィルタと、
前記フィルタに結合され、前記第２分割信号から高振幅タイミング・パルスを生成することができる機能生成装置と、
前記第１分割信号および前記高振幅タイミング・パルスを送信することができる送信器と、
第２井戸ボアに配置され、前記地震源によって生成された事象を検出することができる受信器と、
前記事象をデジタル信号に変換することができる変換器と、
前記高振幅タイミング・パルスおよびデジタル信号を使用して、前記事象の脈動速度を計算することができる分析装置とを備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、脈動事象（ｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｉｃ  ｅｖｅｎｔ）に関し、より具体的には、地中構成（ｓｕｂｔｅｒｒａｎｅａｎ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）におけるフラクチャ（ｆｒａｃｔｕｒｅ）の分布および配向をその場で決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中岩盤構成（ｓｕｂｔｅｒｒａｎｅａｎ  ｒｏｃｋ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の地下事象（ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ  ｅｖｅｎｔ）を監視するために、地震データが多くの科学分野において使用されている。これらの地下事象を調査するために、脈動としても知られる微小地震が検出されて、監視される。地震と同様に、脈動は、圧縮（「ｐ波」）および剪断「ｓ波」」の弾性波を放出するが、脈動は、地震の周波数よりはるかに高い周波数において生じ、一般に、２００Ｈｚから２０００Ｈｚを超える音響周波数の範囲内にある。標準的な脈動分析技法は、流体圧入法（ｆｌｕｉｄ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）またはハイドロリックフラクチャリング（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）によって脈動の活動源を特定する。多くのガス田では、浸透性が低過ぎて、経済的な量において気体を有効に生成することができない。ハイドロリックフラクチャリングは、気体の流れを改善するために導管を提供するフラクチャをガス田において意図的に創出することによってこの問題に対処する。流体は、岩盤を破砕するのに十分な圧力において井戸の中にポンピングされる。流体は、プロップ剤（「プロパント」としても知られる）もフラクチャに移送する。プロパントは、通常は砂またはセラミックの球粒であり、フラクチャにおいて沈殿し、破砕作業が停止されるとき、フラクチャを開いて維持するのを助ける。気体の生成は、リザーバ内の流れの向上した能力の結果として加速される。同様に、ほとんどが消費された油田の水攻法（ｗａｔｅｒ  ｆｌｏｏｄｉｎｇ）は、原油が生成される他の井戸に原油を押し出すことを追求する。フラクチャが、このプロセスにおいてしばしば創出され、原油を潜在的に未知の方向に向ける。このプロセスでは、水または可能であれば蒸気が、原油をより好ましい生成位置に変位させるように、圧力および／または温度を増大させるために使用される。
【０００３】
脈動の検出は、創出されたフラクチャをマッピングするために、ハイドロリックフラクチャリングまたは水攻法と関連してしばしば使用される。ハイドロリックフラクチャリングは、正味の破砕圧力に比例する構成応力の増大、ならびに破砕流体の漏れ出しによる間げき圧（ｐｏｒｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の増大を誘起する。大きな引張り応力が割れ目の先端より前に形成され、これにより大量の剪断応力が創出される。間げき圧の増大および構成応力の増大の両方の機構が、水圧フラクチャを囲む弱い平面の安定性（天然のフラクチャおよび層理面など）に影響を与え、平面が剪断滑りを受ける原因となる。これらの剪断滑りは、断層に沿った小さい地震と同様である。
【０００４】
脈動は、１つまたは複数のずれた井戸ボア（ｗｅｌｌ  ｂｏｒｅ）においてワイヤ線アレイの上に配備された複数の受信器（変換器）で検出される。いくつかの井戸に配備されている受信器で、脈動の位置は、地震検出において行われるように三角測量される。三角測量は、様々なｐ波およびｓ波の到着時間を決定し、構成速度を使用して脈動の最適適合位置（ｂｅｓｔ−ｆｉｔ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）を見つけることによって達成される。しかし、複数のずれている井戸は、通常は利用可能ではない。唯一の付近のずれた観測井戸と共に、受信器の複数レベル垂直アレイが、脈動を特定するために使用される。次いで、データは、水圧フラクチャのジオメトリおよび方位角のマップをもたらすその後の処理のために、表面に転送される。脈動が特定された後、実際のフラクチャは、マッピングされた包絡線の内部において解釈される。しかし、創出されたフラクチャの精密な長さ、方向、および高さは、脈動事象が開始から終了まで精確に検出されない限り、獲得可能ではない。
【０００５】
本発明は、脈動事象に関し、より具体的は、地中構成におけるフラクチャの分布および配向をその場で決定する方法に関する。しかし、以下の開示は、多くの異なる実施形態または例を提供することを理解されたい。構成要素および構成の特定の例が、本開示を簡単にするために以下において記述される。当然、これらは単なる例であり、限定を意図するものではない。さらに、本開示は、様々な例において参照符号および／または参照文字を繰り返すことがある。この繰返しは、簡略化および明瞭化が目的であり、議論される様々な実施形態および／または構成間の関係をそれ自体は指示しない。さらに、図面は、本開示を容易にするために使用され、必ずしも縮尺調整して描かれていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ここで図１を参照すると、１つまたは複数の地質層１４ａ〜１４ｅを経て地層１２の中に下方に延びる処置井戸１８を有する部分破断図１０が示されている。井戸は従来は垂直であるが、本発明は、垂直井戸と共に使用されることに限定されない。したがって、「垂直」および「水平」という用語は、様々な配向の井戸の言及において一般的な意味で使用される。
【０００７】
ハイドロリックフラクチャリングの処置井戸１８の準備は、通常、ボア２０を穴あけすることを備える。ボア２０は、任意の望ましい深さまで穴あけすることが可能である。ケーシング２２が、地質層１４からボア２０を封止するために、井戸１８の中にセメントで結合される。
【０００８】
速度較正のために地震源タイミング測定を使用して脈動フラクチャマッピングを実施するために、穿孔タイミング集合体（ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ  ｔｉｍｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）２８を使用することができる。一実施形態では、穿孔タイミング集合体２８は、光ファイバ・ケーブル、ワイヤ・ケーブル、無線、または他の従来の送信システムなど、送信媒体３４を介して結合された送信器システム３０およびデータ分析システム３２を備える。
【０００９】
一実施形態では、送信器システム３０は、井戸１８の中に延びるワイヤ線３６に添付される。地震源３８が、ワイヤ線３６に結合されることが可能である。当業者なら理解するように、地震源３８は、穿孔銃（ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ  ｇｕｎ）、ストリング・ショット（ｓｔｒｉｎｇ  ｓｈｏｔ）、穿孔銃または他の器具の回りに巻かれた導爆線（ｐｒｉｍａｃｏｒｄ）、あるいはあらゆる他のトリガされた地震源など、地震事象を生成することができるあらゆるタイプの装置とすることが可能である。一実施形態では、地震源は、ワイヤ線３６により電気的にトリガされる。試験目的で、穿孔銃３８の他に、またはその代わりに、穿孔銃シミュレータをワイヤ線３６に結合することができる。
【００１０】
一実施形態では、穿孔銃３８は、ケーシング２２を通る穿孔４０を創出する。本発明の実施形態は、封入された井戸において実施することが可能であるが、本発明の実施形態は、封入されていない井戸において実施することも可能であることが考慮される。
【００１１】
穿孔銃３８は、ワイヤ線３６の長さを調節することによって、井戸１８の内部において上昇および下降させることが可能である。穿孔４０の位置は、井戸２０の内部において任意の望ましい深さにあることが可能であるが、通常、地質層１４ａ〜１４ｅの１つまたは複数の内部にあることが可能である岩盤構成１６のレベルにある。岩盤構成１６は、原油および／または気体、ならびに流体状の特性を有する他の流体および物質からなることが可能である。
【００１２】
一実施形態では、データ分析システム３２は、ワイヤ線４４を井戸４２の中に延ばすことが可能である。１つまたは複数の受信器ユニット４６が、ワイヤ線４４に結合されることが可能である。一実施形態では、受信器ユニット４６のアレイが、ワイヤ線４４に結合される。受信器ユニット４６は、受振器または加速度計などの３軸地震受信器（変換器）、すなわち３つの直交する受振器または加速度計を含むことが好ましいが、いくつかの応用分野では、受信器がすべての３つの方向について使用されることは必要ではない。選択される受信器ユニットのタイプは、検出される事象の特性に依存する。一実施形態では、特性は、事象の周波数とすることが可能である。
【００１３】
望ましい量の独立情報、ならびに地震事象から得られる情報の精度の程度は、使用される受信器ユニット４６の最小数に影響を与える。水圧破砕技法を含むいくつかの応用分野では、重要な情報には、個々の受信器ユニット４６に関する脈動波の源の高度、および所与の受信器ユニット４６からの距離がある。地震事象の発生時間も同様に、しばしば使用されるメトリックである。図１に示されるように、少なくとも１つの受信器ユニット６０が、ワイヤ線４４の上において井戸４２の内部に垂直に配置される。本発明のある実施形態によれば、複数の受信器ユニット４６が、ワイヤ線４４の上において間隔をおいて配置されることが可能である。複数ユニット・アレイにおける個々の受信器ユニット４６間の距離は、井戸１８から生じる地震事象から音響波が到着する時間について測定可能な差を可能にするのに十分であるように選択される。
【００１４】
井戸４２は、井戸１８から横方向に間隔をおいて配置されることが可能であり、岩盤１６を経て下方に延びることが可能である。多くの例において唯一のずれた井戸ボアが処置井戸の付近において利用可能であるが、複数の井戸４２が井戸１８に近接して存在することが可能であり、複数データ分析システム３２が、複数井戸４２において使用されることが可能であることが理解されるであろう。井戸１８と井戸４２との距離は、既存の井戸の位置および局所的地層の浸透性にしばしば依存する。たとえば、ある位置では、回りの地層は、井戸１８および井戸４２が比較的に共に接近して位置することを必要とする可能性がある。他の位置では、回りの地層は、井戸１８および井戸４２が比較的遠くに離れて位置することを可能にする可能性がある。また、井戸４２は、ケーシングを含む、または封入されることが可能であることも理解されるであろう。
【００１５】
ここで図２を参照すると、例示的な送信器集合体３０が示されている。この実施形態では、送信器集合体３０は、センサまたは電流探針４８、増幅器５０、フィルタ５２、機能生成装置またはトリガ検出回路５４、オシロスコープ５６、および送信器５８を含む。送信器集合体３０のある実施形態は、マイクロフォン６２を含むことも可能である。送信器システム３０のいくつかまたはすべての構成要素は、１つまたは複数の計算デバイスに組み合わせることができることが本発明によって考慮される。
【００１６】
一実施形態では、穿孔銃３８が、ワイヤ線３６を介して地震源トリガ６８に接続される。一実施形態では、地震源６８トリガは、穿孔銃２８が井戸において穿孔を創出するのを可能にするように電気エネルギーを提供する電源である。ワイヤ線３６のいくつかまたはすべてのセクションは、電気ワイヤ、ケーブル、または光ファイバを非限定的に含めて、穿孔銃３８を電源６８に接続するのに適切な任意のタイプの電気接続手段とすることが可能であることが理解されるであろう。一実施形態では、点火線クロが使用できる。
【００１７】
センサ４８は、Ｆｌｕｋｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｖｅｒｅｔｔ［ワシントン在］によって販売されている５２００センサ探針など、電流を搬送するワイヤまたはケーブルの付近の電磁場を測定する、または電流自体を測定することができる任意のセンサまたはセンサ探針とすることが可能である。一実施形態では、センサ４８は、中心導体を外部導体から絶縁することができる場合、点火線（ｆｉｒｉｎｇ  ｌｉｎｅ）７０の中心導体または外部導体の回りに配置される。他の実施形態では、迂回ワイヤが、２つの位置においてワイヤ線３６のセクションの暴露されている外装に圧締めされることが可能であり、センサ４８は、迂回ワイヤ、または迂回されているワイヤ線３６のセクションの回りに配置されることが可能である。迂回ワイヤの抵抗がワイヤ線３６の外装の抵抗より著しく大きくない場合、電源６８から穿孔銃３８に送られた電流をセンサ４８が検出することを可能にするように、十分な電流が迂回ワイヤの中に分路されることが可能である。
【００１８】
センサ４８は、増幅器５０に接続することも可能である。増幅器５０は、Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ  ｏｆ  Ｂｅａｖｅｒｔｏｎ［オレゴン在］によって販売されているＡＭ５０３Ｓ増幅器（５０ＭＨｚ、２０Ａ連続／５０Ａピークに対するＤＣ、最大導体直径０．１５インチ）など、電流探針増幅器とすることが可能である。増幅器５０は、信号をフィルタ５２に送信する。フィルタ５２は、任意の外部信号の振幅を低減するのに適切な任意のフィルタ・システムである。一実施形態では、フィルタ５２は、信号のろ過に対する遅延を最小限に抑えるために、最小限の遷移ひずみを有する。
【００１９】
フィルタ５２は、少なくとも２つの出力信号を提供する。フィルタ５２からの第１出力信号は、送信媒体３４を介して送信するために送信器５８に送られる。フィルタ５２からの第２出力信号は、機能生成装置５４に送られる。機能生成装置５４は、ろ過済みパルスを検出して、高振幅タイミング・パルス（基準）［ｆｉｄｕ］を生成するために使用される従来の機能生成装置である。一実施形態では、好ましい機能生成装置５４は、１ｍＳにおいて５Ｖのパルス出力を有する。送信器５８は、送信媒体３４を介して高振幅タイミング・パルスを送信することができる。
【００２０】
一実施形態では、オペレータが、フィルタ５２から送信されるろ過済み信号および機能生成装置５４からの出力を監視するために、オシロスコープ５６を使用することが可能である。増幅器５０、フィルタ５２、および機能生成装置５４のセッティングを正確に調節するために、試験システムを使用して試験信号を提供することもできる。
【００２１】
ここで図３を参照すると、例示的なデータ分析システム３２が示されている。この実施形態では、データ分析システム３２は、受信器７２、増幅器７４、デジタル変換器７６、アナログ信号記録装置７８、デジタル・トリガ記録装置８０、スピーカ８２、分析装置８４、および記憶メモリ８６を含む。データ分析システム３２のいくつかまたはすべての構成要素を１つまたは複数の計算デバイスに組み合わせることができることが、本発明によって考慮される。
【００２２】
地震事象が生じるとき、受信器ユニット６０は、地震波を検出する。受信器ユニット６０は、検出波を信号線８８に沿って受信器７２に送信する。一実施形態では、検出波は、増幅器７４を使用して増幅される。
【００２３】
デジタル変換器７６は、検出波をデジタル信号に変換することができる。分析装置８４は、地震事象に関する特性を識別するために、デジタル信号を分析する。パーソナル・コンピュータが、分析装置８４として使用されることが可能である。
【００２４】
さらに、検出波は、アナログ信号記録装置７８によって元のアナログの形態で記録することが可能である。アナログ信号は、記憶メモリ８６に記憶し、ならびにスピーカ８２によって音で配信することが可能である。
【００２５】
記憶メモリ８６は、テープ・バックアップ、ハード・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの媒体とすることが可能である。ＳＥＧ２フォーマットなどの標準的なファイル・フォーマットが、使用されることが可能である。一実施形態では、単一の脈動事象が、約２８６キロバイトのファイル空間を占有することが可能である。他の実施形態では、４秒の連続モードで４，０００Ｈｚのサンプリング周波数において信号を記録することにより、約２メガバイトのファイル空間となる。
【００２６】
ここで図４を参照すると、本発明の実施形態の例示的な動作の流れ４００が示されている。ステップ４０２において、地震事象が開始される。一実施形態では、電源が、井戸を下降して穿孔銃に電気信号を送信する。他の実施形態では、地震エネルギーの他の爆発源を使用することもできる。具体的には、ストリング・ショット（金属の１部品の回りに巻かれた導爆線）が、繰返しショットについて、穿孔がすでに実施されている場合について、および処置井戸が封入されていない場合（通常は水平井戸）についてしばしば使用される。
【００２７】
ステップ４０４において、地震事象の時間が観測される。一実施形態では、電気信号を検出することができるセンサが、電源と穿孔銃との間においてワイヤに結合される。センサは、電源と穿孔銃との間のワイヤにおいて電流の変化を検出するとき、信号を送信する。
【００２８】
ステップ４０６において、地震事象検出信号は、増幅されることが可能である。ステップ４０８において、信号は、地震事象のトリガの前にしばしば作動される音響安全警報によって生じる信号など、他のデバイスまたは事象によって生じる雑音または他の信号を除去するためにろ過される。
【００２９】
次いで、ステップ４１０において、地震事象検出信号は、分割されることが可能である。第１分割信号は、データ分析システムに送信されることが可能である、ステップ４１２。ステップ４１４において、機能生成装置が、第２分割信号からろ過済みパルスを検出し、高振幅タイミング・パルスを生成する。ステップ４１６において、高振幅タイミング・パルスは、データ分析システムに送信され、それにより、地震事象が生じた正確な時間を確定する。
【００３０】
ステップ４１８において、穿孔銃を点火することによって生成された音響信号が検出される。音響信号は、ｐ波およびｓ波の両方を含む。ステップ４２０において、地震事象の発生と受信器ユニットにおける音響信号の到着との時間差は、地震事象が生じた井戸と受信器ユニットが配置された井戸との間隔距離が与えられると、構成速度を計算するために使用される。
【００３１】
本発明の穿孔タイミング手続きにおいて、交差井戸速度データが、受信器配向穿孔（またはストリング・ショット）からの点火パルスを監視し、到着データと共にタイミング・パルスを記録することによって得られる。タイミング分解能は、通常、データ獲得システムのサンプル率によって設定される。この条件の一例は、通常、１２５から２５０マイクロ秒である。これらの結果から、速度の簡単な１次元モデルを抽出して、詳細な双極子音響データを確認し、精巧にし、または補正し、あるいは矛盾の警告を提供するために使用することができる。
【００３２】
穿孔タイミング・データは、穿孔の付近において生じる事象を補正する目的で、穿孔と各受信器との間の平均速度を計算するために使用することができる。限定数の主な層の境界を決定するのに十分な情報がある場合、および層のそれぞれが一定のｐ波速度およびｓ波速度を有すると仮定する場合、進行時間の情報は、それらの層における速度について反転することができる。層の境界を画定する追加の情報は、双極子音響ログから最適に得られるが、様々な岩質ログから決定することもできる。
【００３３】
層状の構成を通過するあらゆる波は、あらゆる場合について以下
【００３４】
【数１】
2007534001.tif 000003
によって与えられるシェルの法則に従わなくてはならない。上式でＶｊは層における速度、θｊは入射角である。
【００３５】
角度の１つが既知になった後、その他の角度のすべては、シェルの法則から計算することができる。角度を得るために、受信局における到着を与える射出角（たとえば、穿孔を去る角度）を見つけることのみが必要である。これは、どんなに多数の層についても、ｒ＝ｘｊ＋ｘｊ＋１＋ｘｊ＋２＋・・・＋ｘｊ＋ｎであることを規定することによって保証される。射出角の結果的な式は、以下によって、効率的な反復解を見込む形態で書くことができる。
【００３６】
【数２】
2007534001.tif 000004
【００３７】
この式において、ｄｊは、ｊ番目の層において波が進行する垂直距離である。これは、層の厚さ、あるいは層の境界から穿孔または受信器までの距離とすることが可能である。この式は、θｊについて初期推測を選択し、それが適切な値に収束するまで反復することによって解かれる。次いで、すべての他の角度が、シェルの法則から計算される。しかし、臨界角より大きい角度が展開されないことを保証するために、各反復ステップにおいて角度を試験することが必要である。
【００３８】
しかし、この計算は速度の知識を必要とし、したがって、初期推測が行われ（一様な速度が妥当な初期推測である）、角度が計算される。次に、穿孔到着時間のデータは、速度の更新された推定値を見つけるために、回帰において使用される。穿孔から受信器までの進行時間は、以下によって与えられる。
【００３９】
【数３】
2007534001.tif 000005
上式で、Δｔｉは、穿孔からｉ番目の受信器までの全進行時間を表す（全時間は、タイミング測定から得られる）。
【００４０】
ここで、ｎ層のそれぞれについて、以下の形態の式の体系をもたらす複数線形回帰を使用して、速度を決定することができる。
【００４１】
【数４】
2007534001.tif 000006
【００４２】
この場合、ｄの下付き文字は、層の番号、次いで受信器／穿孔の対を指す。すなわち、各穿孔について、各受信器は、リザーバを通る異なる進行経路を有し、その結果、ｄ値の異なるセットを有する。
【００４３】
式の結果的な体系は、速度について直接解くことができる（先行更新または初期推測が与えられると、和の項のすべてが既知である）。新しい速度を使用して、角度は再計算され、速度は再び解かれる。これは、収束が生じるまで行われる。
【００４４】
十分な条件が存在する場合、１つの他の状況は、ヘッド波の出現である。幸い、ヘッド波が存在する場合、入射角は既知であり（臨界角は、ヘッド波層において出現する）、射出角について反復する必要はない。シェルの法則を使用して受信器および穿孔に後方に外挿し（ヘッド波層において進行した距離が正であることを保証する）、次いで、進行時間が、通常の屈折経路を通る場合よりヘッド波層を通る場合に短いことを認識するために検査することのみを必要とする。ヘッド波が存在する場合、式の体系は同じであるが、他の層がヘッド波層について追加され、追加の項が、追加の経路を説明するために追加される。ヘッド波が可能であるかを判定するために、任意の数の層を検査することができる。
【００４５】
一般的に、抽出することができる層速度の数は、穿孔−受信器対の数の約１／３から１／２であり、各層が少なくとも２対のデータによって審問されるという追加の制約を有する。この分析は、十分なデータが利用可能である場合、ｐ波およびｓ波の両方について実施される。
【００４６】
傾斜地層（ｄｉｐｐｉｎｇ  ｂｅｄ）または狭窄地層（ｐｉｎｃｈｉｎｇ  ｂｅｄ）において、あるいは断層（ｆａｕｌｔ）の付近においてなど、層（ｌａｙｅｒ）が一様ではない場合、付近の井戸または表面地震の調査などの他の情報から層のジオメトリが既知である場合には、より複雑な手法を使用することができる。そのような場合、穿孔の位置を正確に特定し、一方、残差（計算された進行時間と観測された進行時間との差）を最小限にするように速度を最適化する手続きにおいて、ＶｉｄａｌｅおよびＮｅｌｓｏｎの順方向モデルおよび格子探索アルゴリズムを使用することができる。
【００４７】
穿孔タイミング結果から１次元速度モデルを抽出する１つの手続きは、簡略化された光線追跡反転であるが、他の手法も適用することが可能である。ごく少数の光線経路が存在するので（いくつかの穿孔ショットが監視される場合でも）、速度構造の詳細な断層写真を展開することはできない。しかし、それらの層内において一定速度を有すると想定される限定数の主な層を識別するために、標準的な地球物理学ログを使用することができる場合、光線追跡技法（ヘッド波を含む）を使用して、速度データの反転を得ることができる。断層が存在することが既知であり、断層の変位が既知である場合など、より複雑な場合、一般的な順方向モデルを使用する反復（たとえば、Ｖｉｄａｌｅ）を適用することも可能である。
【００４８】
図５は、穿孔信号の穿孔基準および地震到着を有するデータ・セットを示す。上部トレースは、穿孔基準を示す。次のトレースは使用されないが、第３トレースは、センサ探針からのアナログ信号を示す。残りのトレースは、３つのグループの受信器ユニットからの地震データを示す。到着は、圧縮波（ｐ波）であり、穿孔基準と到着とのタイミング差は、穿孔位置と受信器ユニットの位置との間における速度を決定するために使用することができる。このデータ・セットでは、１２の受信器ユニットが使用された。
【００４９】
本発明の他の実施形態は、ドリル・カッティング注入（ｄｒｉｌｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、蒸気噴射（ｓｔｅａｍ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、水攻（ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ）、および他の改良された原油回収技法などの任意の注入プロセスを監視すること、ならびに生産中の全般的なリザーバ活動を監視すること（リザーバ管理）を含む。
【００５０】
本発明の要素／ステップの１つまたは複数（すべてを含む）は、汎用コンピュータ・システムまたはネットワーク・コンピュータ・システムにおいて実行されるソフトウエアを使用して、専用ハードウエア・ベース・コンピュータ・システムを使用して、あるいは専用ハードウエアおよびソフトウエアの組合せを使用して実施することが可能であることも、当業者なら理解するであろう。図６を参照すると、方法の実施形態を実施するための例示的なノード６００が示されている。ノード６００は、マイクロプロセッサ６０２、入力デバイス６０４、記憶デバイス６０６、ビデオ制御装置６０８、システム・メモリ６１０、およびディスプレイ６１４、ならびに通信デバイス６１６を含み、すべて、１つまたは複数のバス６１２によって相互接続される。記憶デバイス６０６は、フロッピ・ディスク、ハード・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、光学ドライブ、またはあらゆる他の形態の記憶デバイスとすることができる。さらに、記憶デバイス６０６は、コンピュータ実行可能命令を含むことが可能であるフロッピ・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、またはあらゆる他の形態のコンピュータ可読媒体を受信することができることが可能である。他の通信デバイス９１６は、ノードが他のノードと通信することを可能にするモデム、ネットワーク・カード、またはあらゆる他のデバイスとすることができる。パーソナル・コンピュータ、メインフレーム、ＰＤＡ、およびセル・フォンを非限定的に含めて、任意のノードが、複数の相互接続された（イントラネットまたはインターネットによるかにかかわらず）コンピュータ・システムを表すことができることを理解されたい。
【００５１】
コンピュータ・システムは、通常、機械可読命令を実行することができるハードウエア、ならびに望ましい結果を生成する行為（通常は機械可読命令）を実行するためのソフトウエアを少なくとも含む。さらに、コンピュータ・システムは、ハードウエアおよびソフトウエアの混成物、ならびにコンピュータ・サブシステムを含むことが可能である。
【００５２】
ハードウエアは、一般的に、クライアント機械（パーソナル・コンピュータまたはサーバとしても知られる）、およびハンドヘルド処理デバイス（たとえば、スマート・フォン、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、またはパーソナル計算デバイス（ＰＣＤ）など）などのプロセッサ可能なプラットフォームを少なくとも含む。さらに、ハードウエアは、メモリまたは他のデータ記憶デバイスなど、機械可読命令を記憶することができる任意の物理デバイスを含むことが可能である。ハードウエアの他の形態には、たとえば、モデム、モデム・カード、ポート、およびポート・カードなどの転送デバイスを含む、ハードウエア・サブシステムがある。
【００５３】
ソフトウエアは、ＲＡＭまたはＲＯＭなどの任意のメモリ媒体に記憶された任意の機械コード、および他のデバイス（たとえば、フロッピ・ディスク、フラッシュ・メモリ、またはＣＤＲＯＭなど）に記憶された機械コードを含む。ソフトウエアは、たとえば、ソース・コードまたはオブジェクト・コードを含むことが可能である。さらに、ソフトウエアは、クライアント機械またはサーバにおいて実行することができる命令の任意のセットを含む。
【００５４】
ソフトウエアおよびハードウエアの組合せは、開示される本発明のある実施形態について改良された機能および性能を提供するために使用することもできる。一例は、ソフトウエア機能をシリコン・チップの中に直接製造することである。したがって、ハードウエアおよびソフトウエアの組合せも、コンピュータ・システムの定義内に含まれ、したがって、可能な等価構造および等価方法として本発明によって考慮されることを理解されたい。
【００５５】
コンピュータ可読媒体は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ならびにコンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などの半永久的データ記憶装置など、受動記憶装置を含む。さらに、本発明の実施形態は、標準的なコンピュータを新しい特定の計算機械に変換するために、コンピュータのＲＡＭに埋め込むことが可能である。
【００５６】
データ構造は、本発明の実施形態を可能にする可能性があるデータの確定された構成である。たとえば、データ構造は、データの構成、または実行可能コードの構成を提供することが可能である。データ信号は、送信媒体にわたって搬送することができ、様々なデータ構造を記憶および移送することができ、したがって、本発明の実施形態を移送するために使用することが可能である。
【００５７】
システムは、任意の特定のアーキテクチャについて作用するように設計することが可能である。たとえば、システムは、単一のコンピュータ、ローカル・エリア・ネットワーク、クライアント・サーバ・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、インターネット、ハンドヘルドおよび他の携帯式でワイヤレスのデバイス、ならびにネットワークにおいて実行することが可能である。
【００５８】
データベースは、たとえば、オラクル（Ｏｒａｃｌｅ）、マイクロソフト・アクセス（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、サイベース（ＳｙＢａｓｅ）、またはディーベース（ＤＢａｓｅ）ＩＩなど、任意の標準的または所有権のあるデータベース・ソフトウエアとすることが可能である。データベースは、データベース特有ソフトウエアを経て関連付けることが可能であるフィールド、レコード、データ、および他のデータベース要素を有することが可能である。さらに、データは、マッピングすることが可能である。マッピングは、１つのデータ・エントリを他のデータ・エントリと関連付けるプロセスである。たとえば、文字ファイルの位置に含まれるデータは、第２表のフィールドにマッピングすることができる。データベースの物理的位置は限定的ではなく、データベースは分散することが可能である。たとえば、データベースは、サーバから離れて存在し、別々のプラットフォームにおいて実行されることが可能である。さらに、データベースは、インターネット上においてアクセス可能とすることが可能である。２つ以上のデータベースを実施することが可能であることに留意されたい。
【００５９】
以上の明細書において、本発明は、その特定の例示的な実施形態に関して記述された。しかし、添付の請求項において述べられる本発明のより広範な精神および範囲から逸脱せずに、本発明に対して様々な修正および変更を実施することが可能であることが明らかであろう。したがって、明細書および図面は、限定的意味ではなく、例示的意味において考慮されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における送信器システムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるデータ分析システムの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態における動作流れを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によって生成されるデータのグラフである。
【図６】本発明の一実施形態を実施するためのコンピュータ・システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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