(57)【要約】  開示主題は、掘削同時音響検層に関する。ボアホールを横切る累層の音響探査を行うために送信機および少なくとも１つの受信機がドリルカラーに取り付けられる。【選択図】図１
2014531535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボアホール音響検層ツールであって、
音源、および音響受信機を備え、
前記音源が複数の音源素子を含み、前記音源が前記ツールに対して異なる方向に沿って多重極音響信号を生成できるように、前記複数の音源素子の各々が独立に制御される、ボアホール音響検層ツール。
【請求項２】
前記ツールが、掘削同時検層ツールである、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項３】
前記複数の音源素子が、ツールカラーの外周の周りに分散して配置される請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項４】
前記音響信号が、双極子または四極子、またはより高い多重極である、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項５】
瞬時ツール面角測定用の複数のセンサーをさらに含む、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項６】
前記複数のセンサーが、加速度計、ジャイロメーターおよび磁力計の組み合わせである、請求項５に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項７】
音源放射電子機器をさらに含み、前記音源により生成される前記多重極音響信号の方向が全体として１つまたは複数の所定の方向となるように、前記音源放射電子機器が前記瞬時ツール面角を用いて前記複数の音源素子の放射を制御する、請求項５に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項８】
相互に４５°の２つの所定の方向を含み、前記音源が四極子音源である、請求項７に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項９】
相互に９０°の２つの所定の方向を含み、前記音源が双極子音源である、請求項７に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の所定の方向が、地球に対して静止状態である、請求項７に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１１】
地球に対して静止状態を保つ方向が、累層の異方性特性の平均化を行うことなく、前記１つまたは複数の所定の方向に関連する複数の検層イベントの加算を容易にする、請求項１０に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１２】
前記音響受信機が、複数の音響検知素子を含み、前記複数の音響検知素子の各々が独立に記録される、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１３】
各音響受信機の前記複数の検出素子の各々からの検知信号の振幅および瞬時ツール面角から前記音響信号を計算することをさらに含む、請求項１２に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１４】
前記複数の検出素子が、前記ツールのカラーハウジングのカラー壁の周りに分散して配置され、前記複数の検出素子の各々が、独立に記録され、複数の記録信号の適切な重み付けにより、井戸のいずれかの所望の方向に沿って伝播する前記音響信号の異なる多重極成分が抽出できる、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１５】
前記音源素子の数が４個または４の倍数の個数であり、前記音響信号が双極子である、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１６】
前記音源素子の数が８個または８の倍数の個数であり、前記音響信号が双極子または四極子である、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１７】
前記ツールが回転するとき、前記音源により生成される前記音響信号の方向が、地球に対して静止状態である請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１８】
前記地球に対して静止状態の方向が、音響データの処理を容易にする、請求項１７に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項１９】
前記受信機が、地質特性からの帰還音響信号を記録するために用いられ、前記音源の方向が、前記帰還音響信号が予測される方向の地点に制御され、複数の放射が行われて、位置をより明確に決定し得る、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項２０】
前記音源が双極子音源である、請求項１９に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項２１】
複数の音源を含む、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項２２】
複数の音響受信機を含む、請求項１に記載のボアホール音響検層ツール。
【請求項２３】
ボアホール音響検層ツールの音源の各音源素子を独立に制御する方法であって、
瞬時ツール面角を検知するステップと、
前記瞬時ツール面角に従って、複数の音源素子中の各音源素子に対する放射信号の振幅を変調するステップと、
音響信号を放射するステップと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記振幅を変調するステップが、
生成される音場の多重極性、
前記音場の方向が地球に対して静止状態である座標系であること、
所望の多重極音源方向に対して、個別の音源素子の各々の相対的方向
に基づいている、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示主題は、一般的には、地層評価に関する。さらに具体的には、開示主題は、掘削同時音響計測または有線音響検層に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダウンホール音響検層ツールは、通常、１つまたは複数の音源および音響受信機アレイを含む。１つまたは複数の音源は、多重極性（通常、単極、双極子および四極子）であってよい。多重極音源は、ツールの同じ軸方向位置に、通常、外周に沿って等間隔で配置された、さらに２個の素子から構成される。双極子音場に対しては少なくとも２個の音源素子が必要であり、四極子音場に対しては少なくとも４個の音源素子が必要である。音響受信機アレイは、伝播する音場の多重極性を捕らえるように配置される。一般的に、４〜１２個の音響受信機が、ツール軸に沿って配置され、各受信機は、ツールの外周に沿って配置された１つまたは複数の音響検知素子（双極子を捕らえるには少なくとも２個が必要であり、四極子を捕らえるには少なくとも４個が必要である）を含む。
【０００３】
検層イベントは、１つまたは複数の個別音源素子を放射させて、ボアホール中で所望の音場（通常、単極、双極子または四極子）を生成すること、およびそれが坑井に沿って伝播するに伴って、各受信機の検出素子での音響（圧力）信号を記録することを含む。出力記録は、異なる音場成分（単極、双極子または四極子）を抽出する処理がなされる。これらの音場成分のそれぞれは、坑井を横切る累層の音響特性をさらに抽出する処理が行われる。
【０００４】
掘削同時音響検層では、ドリル作業により生成される強い音響ノイズのために、通常、いくつかの個別検層イベントによる出力記録を積み重ねて（加算して）（典型的な例では、１６〜６４出力）信号対雑音比率を高める必要があることは広く知られている。基本的な考え方は、音源の反復放射により送信されてくる信号が、正確に相関が取られ、その結果、加算されるということである。対照的に、掘削ノイズ由来の信号は、ほとんど無相関であると思われるため、打ち消し合う傾向がある。信号の加算により、その後の処理の質が改善される。
【０００５】
音源放射中のツールが回転していない場合、または、坑井を横切る累層が坑井軸の周りで等方性音響挙動を示す場合には、すなわち、ツールが回転するときに、多重極音源の放射により坑井中で生成される音場が、音源の方向に無関係に同じである場合には、加算は効果的に機能する。しかし、大半の場合、特に、掘削が井戸から極度に外れる場合は、これが当てはまらない。この状況下では、加算は、累層の異方性特性に関する重要な情報を平均化してしまうことになる。
【０００６】
各検層イベントに伴う瞬時ツール面角（すなわち、ツールが回転している間の、その瞬間の方向）を測定し、記録するセンサーをツールに備えることは可能である。その後、加算は、類似の（または同じ）瞬時ツール方向に対応する検層イベントに対し行うことができる。しかし、加算されるイベントは、通常、かなりのツール回転数にわたり延長し、ツールは、その時間の間、かなり動くことになるであろう（ドリル作業のために）。加算は、坑井に沿った岩石物性の変動を平均化する傾向がある。
【０００７】
従って、累層が音波の異方性を示す場合、掘削同時音響検層の質を改善するためのより優れた解決策が望まれる。
【発明の概要】
【０００８】
この概要は、下記の詳細説明でさらに記載される概念選択の導入のために提供される。この概要は、請求主題の重要な、または基本的な特徴を特定する意図も、また、請求主題の範囲を限定するのに役立つものとして使われることも意図していない。
【０００９】
実施形態では、ボアホール音響検層ツールが開示される。ツールは、音源及び音響受信機を含む。音源は、複数の音源素子を含む。それぞれの複数の音源素子は、独立に制御され、それにより、音源は、ツールに対して異なる方向に沿って多重極音響信号を生成できる。
【００１０】
さらなる実施形態では、ボアホール音響検層ツールの音源の各音源素子を独立に制御する方法が開示される。方法は、瞬時ツール面角を検知すること、瞬時ツール面角に従って複数の音源素子の内の各音源素子に対する放射信号の振幅を変調すること、および音響信号を放射させること、を含む。
【００１１】
開示主題のさらなる特徴と利点は、付随する図と合わせて行われる下記の詳細説明から容易に明らかとなろう。
【００１２】
開示主題は、開示主題の実施形態の非制限的例として示された複数の図に関連して、後で示される詳細説明でさらに記載される。これらの図の内のいくつかでは、類似の参照番号は、類似の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】開示主題を採用可能な坑井システム（ｗｅｌｌｓｉｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）の図である。
【図２】掘削同時音響検層ツールを示す図である。
【図３】アクティブ音源方向制御を備えた掘削同時音響検層ツールの図である。
【図４】アクティブ音源方向制御を備えた掘削同時音響検層ツールの代替実施形態を示す図である。
【図５】掘削同時検層ツールの音源を通る断面図である。
【図６】各音源素子で、独立した制御を行うためのフローダイアグラムである。
【図７】各検知素子で、独立した記録を行うためのフローダイアグラムである。
【図８】開示主題の代替実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書で示される詳細事項は、例を挙げる目的および開示主題の実施形態の説明的考察のみのためのものであり、開示主題の原理と概念態様の最も有用で容易に理解される説明と考えられることを提供するために提示されている。この点で、開示主題の基本的理解、すなわち、どのようにして、開示主題のいくつかの形態が実施において具体化できるかを当業者に明らかにするために図と一緒に行われる説明に必要である程度より詳細に構造的詳細を示す意図はない。さらに、種々の図中の類似の参照番号および記号は、類似の要素を示す。
【００１５】
図１は、開示主題を採用可能な坑井システムを示す。坑井元は、岸辺近くにあっても、沖合にあってもよい。この代表的システムでは、ボアホール１１は、よく知られた方式の回転掘削を使って、地表の下の累層中に形成される。また、後で本明細書に記載されるように、開示主題の実施形態は、傾斜掘削を使うことができる。
【００１６】
ドリルストリング１２は、ボアホール１１中につり下げられ、下端に掘削ビット１０５を含むボトムホールアセンブリー１００を有する。表層システムは、ボアホール１１の上に設置されたプラットホームおよび油井やぐらアセンブリー１０を含み、アセンブリー１０は、回転テーブル１６、ケリー１７、フック１８およびロータリースイベル１９を含む。上端でケリー１７と係合するドリルストリング１２は、回転テーブル１６（図示していない手段により駆動される）により回転される。ドリルストリング１２は、移動滑車（これも図示せず）に取り付けられたフック１８から、ケリー１７およびフックに対してドリルストリングの回転を可能とするロータリースイベル１９を介して、つり下げられる。よく知られているように、代わりに、トップドライブシステムを使うこともできる。
【００１７】
この実施形態の例では、表層システムは、井戸元に形成されたピット２７中に貯まった掘削泥水またはマッド２６をさらに含む。ポンプ２９は、スイベル１９中のポートを介してドリルストリング１２の内側に掘削泥水２６を送り込み、方向矢印８で示されるように、ドリルストリング１２を通って下方へ掘削泥水を流す。掘削泥水は、ドリルストリング１２から掘削ビット１０５のポートを経由して出て行き、次に、方向矢印９で示されるように、ドリルストリングの外側とボアホールの壁の間の環形の領域を通って上方へ循環する。このよく知られた方式で、掘削泥水は、掘削ビット１０５を潤滑し、再循環のために掘削泥水がピット２７に戻されるにつれて、累層掘り屑を表面に運び上げる。
【００１８】
図示実施形態の坑底アセンブリー１００は、掘削同時検層（ＬＷＤ）モジュール１２０、掘削同時計測（ＭＷＤ）モジュール１３０、回転操舵システムおよびモーター、ならび掘削ビット１０５を備える。
【００１９】
ＬＷＤモジュール１２０は、当技術分野で知られているように、特殊タイプのドリルカラー内に収納され、１つまたは複数の既知のタイプの検層ツールを含むことができる。また、例えば、１２０Ａで示されるように、２つ以上のＬＷＤおよび／またはＭＷＤモジュールを採用できることも理解されよう（明細書を通して、１２０の位置のモジュールへの言及は、代わりに、同様に、１２０Ａの位置のモジュールを意味してもよい）。ＬＷＤモジュールは、測定、処理、および情報保存のための機能、ならびに地表の装置との通信のための機能を含む。本実施形態では、ＬＷＤモジュールは、音響測定装置を含む。
【００２０】
また、ＭＷＤモジュール１３０は、当技術分野で既知の特殊タイプのドリルカラーに収容され、１つまたは複数のドリルストリングおよび掘削ビットの特性測定装置を含んでもよい。ＭＷＤツールは、ダウンホールシステム用の発電装置（図示せず）をさらに含む。これは、典型的な例では、掘削泥水の流れで駆動されるマッドタービン発電機を含んでもよく、また、他の発電、および／またはバッテリーシステムを採用できることも理解されよう。本実施形態では、ＭＷＤモジュールは、１つまたは複数の次のタイプの測定装置を含む：ビット荷重測定装置、トルク測定装置、振動測定装置、衝撃測定装置、スティックスリップ測定装置、方向測定装置、および傾斜測定装置。
【００２１】
図２は、掘削同時音響検層ツールを示し、これは、ＬＷＤツール１２０、または米国特許第６，３０８，１３７号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載のタイプのＬＷＤツールセット１２０Ａの一部であってもよい。図２は、開示主題の実施形態による掘削同時音響検層ツール１２０の選択部分を模式的に示す。パイプ部（２０３）は、マッドチャネル（２０５）を画定し、少なくとも単極、双極子および四極子の放射が可能な１つまたは複数の送信機（２０１）が、パイプ部（２０３）上に分散設置される。１個または複数の受信機（２０７）、および受信機の電子機器（２１１）がパイプ部（２０３）上に分散設置される。処理システムは、送信機（２０１）および受信機の電子機器（２１１）の作動を制御する。処理施設が、坑井元の１つまたは複数の位置に配置できる。一部の実施形態では、坑井元から離れた１つまたは複数の位置で、ツールからのデータの処理および判読が行われる。処理施設は、１つまたは複数の中央処理装置、記憶システム、通信および入／出力モジュール、ユーザーディスプレイおよびユーザー入力システムを含んでもよい。
【００２２】
一部の実施形態では、音響ＬＷＤツールが開示される。ツールは、ドリルカラーの周囲に配置された複数の音源素子を備えた少なくとも１個の音源を含み、各音源素子は、独立に制御され、それにより、音源が、全体として、ツール本体を基準として異なる方向に沿って多重極性音響信号を生成できる。また、ツールは、ツールが回転するのと一緒に、瞬時ツール面角またはカラー方向を測定するために使用される１つまたは複数のセンサーを有する。一部の実施形態では、１つまたは複数のセンサーは、加速度計、ジャイロメーターおよび／または磁力計の組み合わせであってもよい。
【００２３】
また、ツールは、音響受信機アレイを含む。各受信機は、カラー壁の周りに分散配置された複数の音響検知素子で作られる。受信機中の各検知素子は独立に記録され、記録信号に適切な重みをつけることにより、井戸に沿っていずれかの所望の方向に沿って伝播する音響信号の異なる多重極成分を抽出できる。
【００２４】
また、ツールは、測定された瞬時ツール面（カラー方向）を使用して、音源により生成される多重極音響信号の全体としての方向が、１つまたは複数の所定の方向になるように個別音源素子の放射を制御する音源放射電子機器を含む。２つの直交方向（双極子の方向の間では９０°の角度、四極子では４５°）での放射を使って、異方性岩石物性の抽出に繋がる処理を促進できる。「掘削同時異方性計測（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｗｈｉｌｅ  ｄｒｉｌｌｉｎｇ）」という名称の米国特許第７，６２３，４１２号を参照されたい。この特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
一部の実施形態では、ツールが回転するに伴い、音源により生成される１つまたは２つの方向の多重極音響信号が地球に対して静止状態に保持され、各音源方向に関する複数の個別検層イベントの加算を容易にする。これは、上述のように累層の異方性特性を平均化しないで、信号対雑音比率を高めることになる。
【００２６】
一部の実施形態では、多重極音場の方向の適切な制御を可能とするために、複数の音源素子が必要である。非制限的例では、双極子に対し、音源素子の数は、少なくとも４個であり、他の例では、双極子または四極子に対し、音源素子の数は、少なくとも８個であり、さらに他の非制限的例では、全体として、ツール軸の周りの任意の方向で双極子および四極子音場を生成できる音源に対して、音源素子の数は、少なくとも１６個である。
【００２７】
図３は、アクティブ音源方向制御を備えた掘削同時検層（ＬＷＤ）音響ツール（３０９）の実施形態を示す。図３は、一実施形態によるＬＷＤツール（３０９）の選択された部分を模式的に示す。図１のドリルストリング（１２）は、複数のドリルカラーを含む。ＬＷＤツール（３０９）は、１つまたは複数のドリルカラーとして、パイプ部分（３１３）などの同じ一般的形状を含んでもよい。パイプ部分（３１３）は、マッドチャネル（３１５）を画定する。ＬＷＤツール（３０９）は、カラーの外周の周りに分散配置された複数の音源素子を備えた少なくとも１個の音源（３０５）を有し、各音源素子は、独立に制御され、それにより、音源（３０５）が全体として、ツール本体を基準として異なる方向に沿って単極、双極子および四極子を含む多重極性信号を生成できる。また、ＬＷＤツール（３０９）は、カラーが回転するあいだに、瞬時ツール面角、すなわち、カラー方向を測定するのに使用される１つまたは複数のセンサー（３０１）を有する。複数のセンサー（３０１）は、加速度計、ジャイロメーターおよび／または磁力計の組み合わせを含んでもよい。ＬＷＤツール（３０９）は、音響受信機アレイまたは音響センサー（３０７）をさらに含む。各音響受信機（３０７）は、カラー壁（３１１）の周りに分散配置された複数の音響検知素子から構成される。音響受信機中の各音響検知素子は、独立に記録され、記録信号の適切な重み付けにより、井戸に沿っていずれかの所望の方向に沿って伝播する音響信号の異なる多重極成分が抽出できる。
【００２８】
また、ＬＷＤツール（３０９）は、音源（３０５）により生成される多重極音響信号の方向が、全体として、１つまたは複数の所定の方向になるように、測定された瞬時ツール面（カラー方向）を使って個別音源素子の放射を制御する音源放射電子機器（３０３）を含むことができる。
【００２９】
図４は、アクティブ音源方向制御を備えた掘削同時検層（ＬＷＤ）音響ツール（４０９）の代替実施形態を示す。音響検知素子は、ＬＷＤツールの外表面に設置された軸方向溝（４１１）中に配置される。ＬＷＤツール上への音響検知素子の他の配置方法も意図され、例えば、各音響検知素子は、ＬＷＤツールカラー上の加工された空孔中にあってもよい。ＬＷＤツール（４０９）は、音源電子機器（４０３）、カラー方向センサー（４０５）、音響センサー（４０７）および図３のＬＷＤツール（３０９）に類似の、１つまたは複数の多重極音源（４０１）を備える。
【００３０】
図５は、多重極音源（５１５）の断面を示し、この非制限的例では、これは、多重極音源（５１５）送信機を形成する１６個の個々に制御される音源素子（５０１）から構成される。個々に制御される音源素子（５０１）は、ドリルカラー（５０５）中の絶縁材料（５０７）中に配置された溝中に埋め込まれる。保護シールド（５１１）は、個々に制御される音源素子（５０１）を取り囲み、保護する。一非制限的例では、この保護シールド（５１１）は、鋼である。また、ドリルカラー（５０５）のマッドチャネル（５０３）も存在する。各音源素子（５０１）の放射は、独立に制御される。多重極音場の適切な方向制御を可能とするために、音源素子（５０１）の数は、少なくとも８個である。他の非制限的実施形態では、音源素子（５０１）の数は、双極子に対し、少なくとも４個であり、双極子および四極子に対し、８個である。これは、全体として、ツール軸の周りの任意の方向で双極子および四極子音場を生成できる音源に対する個数である。
【００３１】
図６は、開示主題の一部の実施形態の簡略フローダイアグラムである。図６は、音源を放射させる場合に従うべき過程を示す。個別音源素子の変調振幅は、生成される音場の所望の多重極性、地球に対して静止状態の座標中の所望の音場の方向、および所望の多重極音源の方向に対してそれぞれの個別素子の相対的方向に基づくべきである。各音源素子の振幅の典型的な表現は、次の式１のようになる：
【数１】
2014531535.tif 000003
【００３２】
式中、Ａは、全体としての音源の強さを表すパラメータであり、ｎは、生成される音場のタイプを示し（単極は０、双極子は１、四極子は２）、θtは、ツール中の１つまたは複数のツール面方向センサーにより測定された瞬時ツール面の方向であり、θiは、参照ツール面を基準にした個別音源素子の方向であり、θSは、音源により生成される全体としての多重極音場の所望の方向であり、さらに、Ａiは、音源素子に適用される信号の強度である。θtとθSの両方は、地球に対して静止状態の座標系に対して測定される（典型的な例では、θS＝０で「上方向」を示し、９０°で東方向を、１８０°で下方向を、２７０°で西方向を示す）。
【００３３】
連続的個別検層イベントの間に音源により生成される多重極音場を地球に対して静止状態の一定の方向に保持することにより（ツールが回転する場合でも）、これらのイベントに対し、岩石の異方性特性の平均化を生ずることなく、加算してノイズに対し信号を強化できる。
【００３４】
図６を参照すると、音源の放射過程は、瞬時ツール面角を検知する第１ステップ（６０１）を含む。第２ステップ（６０３）は、上記式１を使って、その瞬間のツールの方向および個別センサーの方向に従って音源アレイ中の各アクティブ素子に対する放射信号の振幅を変調することである。第３ステップ（６０５）は、個別音源素子（６０６）のそれぞれへ複数の信号（６０５）を発信することである。
【００３５】
図７は、検層イベントに関連する全音響受信機の出力の捕捉を示すフローダイアグラムである。音場の異なる多重極成分を抽出する過程、および、それに続く記録データから異方性特性などを含む音響岩石物性を抽出する過程は、「音響検層（Ｓｏｎｉｃ  Ｗｅｌｌ  Ｌｏｇｇｉｎｇ）」という名称の米国特許第４，５９４，６９１号、および「掘削同時異方性計測（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｗｈｉｌｅ  ｄｒｉｌｌｉｎｇ）」という名称の米国特許第７，６２３，４１２号に記載されている。両特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３６】
図７を参照すると、フローダイアグラムの最初のステップは、ツール面角（７０１）のその瞬間の検知である。非制限的例では、このステップ（７０１）は、ステップ（６０１）と同じステップであり、または他の例では、ステップ（６０１）およびステップ（７０１）は、同時に行われる。次のステップ（７０３）は、異なるボアホール伝播モードが計算できるか、または抽出できるように、各受信機の各検知素子（７０５）からの検知信号の振幅、ならびに瞬時ツール面角を保存するステップである。
【００３７】
音源の方向のアクティブ制御を有することから恩恵を受けると思われる開示主題のさらなる適用は、掘削同時ボアホール音響反射法（および／または屈折法）探査（ＬＷＤＢＡＲＳ）である。ＢＡＲＳツールは、反射面およびフラクチャーなどの貯留層特性の画像化を可能とする。音響イメージング一般およびＢＡＲＳツール一般に関する追加の情報は、次の文献で見つけることができる（それぞれが、参照により本明細書に組み込まれる）。Ｙａｍａｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．、「正しい井戸位置決めのための水平井戸のボアホール音響反射法探査実験（Ｂｏｒｅｈｏｌｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｗｅｌｌｓ  ｆｏｒ  Ａｃｃｕｒａｔｅ  Ｗｅｌｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）」, ＳＰＥ／Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  ＣＩＭ  ６５５３８ 、および、Ｊａｋｏｂ  Ｈａｌｄｏｒｓｅｎの「ボアホール音響データ処理法（Ｂｏｒｅｈｏｌｅ  Ｓｏｎｉｃ  Ｄａｔａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）」という名称の米国特許第６，９５６，７９０号。図８は、非制限的例の層境界における地質学上のマーカーの位置を明瞭に検出するために使用できる音源方向のアクティブ制御を示す。図８に示すように、坑井（８０９）は、掘削同時検層ツール（８００）と一緒に示されている。ドリルストリングの下端に連結されているのは、掘削ビット（８１３）である。一非制限的例の双極子音源である音源（８０３）が放射され、１つまたは複数の音響受信機（８０７）を使って、地質特性としての一非制限的例の層境界（８０５）から反射される全ての信号（８１１）が記録される。一非制限的例の双極子音源は、少なくとも４個の独立に制御される音源素子を含み、他の例では、８個以上の独立に制御される音源素子を含む。音源（８０３）の方向は、ツールが回転するに伴い（８１５）、または上述の方向のアクティブ制御に伴い、最初に、回転されうる。反射面の存在の初期徴候を得るための処理、および粗い方向の推定が行われる。処理は、以前既に説明した。Ｙａｍａｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．、「正しい井戸位置決めのための水平井戸のボアホール音響反射法探査実験（Ｂｏｒｅｈｏｌｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｗｅｌｌｓ  ｆｏｒ  Ａｃｃｕｒａｔｅ  Ｗｅｌｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）」、  ＳＰＥ／Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  ＣＩＭ  ６５５３８ 、および、Ｊａｋｏｂ  Ｈａｌｄｏｒｓｅｎの「ボアホール音響データ処理法（Ｂｏｒｅｈｏｌｅ  Ｓｏｎｉｃ  Ｄａｔａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）」という名称の米国特許第６，９５６，７９０号、を参照されたい。処理後、双極子音源の方向は、反射面が予測される方向の地点に、または、図８に示されるように、ツールが回転するときに、ツール回転とは無関係に、制御できる。また、複数の放射を行って、反射面の位置（方向と距離）をより明確に決定してもよい。双極子音源の制御については、上で記載した。
【００３８】
上記では、ほんの少しの実施形態例が詳細に記載されたにすぎないが、当業者なら、本発明から実質的に乖離することなく、実施形態例に対し多くの修正が可能であることを容易に理解するであろう。従って、全てのこのような修正は、次の請求項で定められる本開示の範囲内に含まれるべきであることが意図されている。請求項では、ミーンズ・プラス・ファンクション条項が意図され、列挙された機能を実行するものとして本明細書記載の構造が包含され、また構造的等価物のみではなく、等価構造も包含される。従って、釘およびネジは、釘が円柱状の表面を採用して木造部分を一緒に締め付けるのに対して、ネジがらせん状の表面を採用するという点で構造的には等価物ではないかもしれないが、木造部分を固定する環境においては、釘とネジは、等価な構造でありうる。請求項が関連機能と一緒に「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ」の用語を明示的に使用する場合を除き、本明細書のいずれの請求項のいずれの限定に対しても、３５合衆国法典１１２条６項を援用しないことは、出願者の意図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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