НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

1. Способ, содержащий:
направление света от стенки ствола скважины к оптическому вычислительному элементу, причем оптический вычислительный элемент является оптическим устройством, осуществляющим вычисления по принимаемому свету при взаимодействии с принимаемым светом;
анализ светового сигнала, выходящего из оптического вычислительного элемента в ответ на прием оптическим вычислительным элементом света от стенки ствола скважины; и
определение характеристики, связанной со стенкой ствола скважины, на основании анализа светового сигнала, выходящего из оптического вычислительного элемента.
2. Способ по п. 1, причем данный способ включает в себя генерирование сигнала для направленного бурения на основании определенной характеристики.
3. Способ по п. 2, в котором генерирование сигнала для направленного бурения включает в себя геоуправление бурением.
4. Способ по п. 3, в котором геоуправление бурением включает в себя удержание ствола скважины в углеводородном продуктивном пласте.
5. Способ по п. 2, в котором генерирование сигнала для направленного бурения включает в себя генерирование мониторингового сигнала для обеспечения заблаговременного предупреждения об условиях безопасности бурения.
6. Способ по п. 1 или 2, в котором определение характеристики, связанной со стенкой ствола скважины, включает в себя определение одной или нескольких из следующих характеристик: пористость стенки ствола скважины, состав стенки ствола скважины или измерение пластовой текучей среды, соответствующей стенке ствола скважины.
7. Способ по п. 1, причем данный способ включает в себя генерирование зондирующего света, направленного на стенку ствола скважины таким образом, что перенаправление зондирующего сигнала от стенки ствола скважины обеспечивает свет, направленный от стенки ствола скважины к оптическому вычислительному элементу.
8. Способ по п. 7, в котором генерирование зондирующего света включает в себя использование зонда таким образом, что зонд физически контактирует со стенкой ствола скважины, а зондирующий свет проходит от зонда к стенке ствола скважины.
9. Способ по п. 8, причем данный способ включает в себя соскребание материала со стенки ствола скважины с использованием зонда.
10. Способ по п. 7, в котором генерирование зондирующего света включает в себя передачу зондирующего света от источника, расположенного в инструменте, содержащем оптическое вычислительное устройство, через текучую среду к стенке ствола скважины.
11. Способ по п. 1, причем данный способ включает в себя определение значений характеристики, связанной со стенкой ствола скважины, во время перемещения инструмента, на котором расположено оптическое вычислительное устройство, вдоль длины ствола скважины; и генерирование двухмерной карты стенки ствола скважины по этим значениям.
12. Способ по п. 11, причем данный способ включает в себя мониторинг загрязнения бурового раствора путем анализа светового сигнала, выходящего из оптического вычислительного элемента, с частотой света, в свете, направляемом к оптическому вычислительному элементу, для которого буровой раствор является прозрачным.
13. Способ, содержащий
использование одного или нескольких оптических вычислительных элементов для определения оптической характеристики бурового раствора в бурильной колонне при бурении, причем оптический вычислительный элемент является оптическим устройством, осуществляющим вычисления по принимаемому свету при взаимодействии с принимаемым светом;
использование одного или нескольких оптических вычислительных элементов для определения оптической характеристики текучей среды в кольцевом пространстве бурильной колонны; и
мониторинг разницы между оптической характеристикой бурового раствора и оптической характеристикой текучей среды в кольцевом пространстве.
14. Способ по п. 13, причем данный способ включает в себя измерение текучих сред, протекающих в пласт из-за бурения в месте нахождения бурового долота в процессе бурения.
15. Способ по п. 13, причем данный способ включает в себя использование только одного оптического вычислительного элемента.
16. Способ по п. 13, причем данный способ включает в себя определение характеристики, связанной с текучей средой в кольцевом пространстве, на основании мониторинга разницы между оптической характеристикой бурового раствора и оптической характеристикой текучей среды в кольцевом пространстве; и генерирование сигнала для направленного бурения на основании определенной характеристики.
17. Способ по п. 16, в котором генерирование сигнала для направленного бурения содержит геоуправление бурением или генерирование управляющего сигнала для заблаговременного предупреждения об условиях безопасности бурения.
18. Машиночитаемое устройство хранения, содержащее сохраненные на нем инструкции, которые, при их выполнении машиной, приводят к выполнению машиной операций, содержащих способ по любому из п.п. 1-17.
19. Система, содержащая:
оптический вычислительный элемент, расположенный в корпусе, выполненном с возможностью крепления к бурильной колонне;
окно в корпусе, выполненное с возможностью получения света извне корпуса таким образом, чтобы свет был направлен из области снаружи бурильной колонны к оптическому вычислительному элементу, когда корпус установлен на бурильной колонне; и
аналитический блок, предназначенный для обеспечения сигнала на основании сигнала, выходящего из оптического вычислительного элемента в ответ на прием оптическим вычислительным элементом света из области снаружи бурильной колонны, обеспечиваемый сигнал предназначен для направленного бурения на основании характеристики области, определенной по сигналу, выходящему из оптического вычислительного элемента.
20. Система по п. 19, причем данная система дополнительно содержит оптический источник для генерирования света, отражаемого извне корпуса таким образом, чтобы отраженный свет обеспечивал принимаемый свет, направленный к оптическому вычислительному элементу.
21. Система по п. 20, причем данная система содержит дополнительное окно, выполненное таким образом, чтобы сгенерированный оптическим источником, расположенным в корпусе, свет выходил из корпуса, отражаясь извне корпуса.
22. Система по п. 19, причем данная система содержит зонд, предназначенный для генерирования зондирующего света, при этом зонд физически расположен на корпусе для контакта со стенкой ствола скважины таким образом, чтобы зондирующий свет, проходящий от зонда к стенке ствола скважины, обеспечивал принимаемый извне корпуса свет.
23. Система по п. 22, в которой зонд выполнен с возможностью соскребания материала со стенки ствола скважины.
24. Система по любому из п.п. 19-23, причем данная система содержит оптические детекторы, расположенные соотносительно оптических вычислительных элементов для измерения света, направленного от оптического вычислительного элемента к соответствующему оптическому детектору.
25. Система по п. 24, в которой расположение оптических детекторов связано с аналитическим блоком для обеспечения сигналов к аналитическому блоку, выполненному с возможностью определения разницы между буровым раствором в бурильной колонне в процессе бурения и текучей средой в кольцевом пространстве бурильной колонны на основании сигналов.