ПРЯМЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ АНАЛИЗА ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ

1. Способ прогнозирования отклика инструмента для измерения гамма-излучения, расположенного в скважине, окруженной формацией, содержащий этапы, на которых:
рассчитывают отклик измерительного инструмента в соответствии с одним или более свойствами во множестве пространственных местоположений относительно измерительного инструмента с использованием прямой модели, которая допускает нелинейные отношения между одним или более свойствами во множестве пространственных местоположений и соответствующим откликом измерительного инструмента.
2. Способ по п.1, в котором множество пространственных местоположений включает в себя множество местоположений в формации, окружающей скважину.
3. Способ по п.1, в котором одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: плотности формации, фотоэлектрического фактора формации, толщины зазора, плотности бурового раствора, или фотоэлектрического фактора бурового раствора.
4. Способ по п.3, в котором одно или более свойств включает в себя плотность формации для множества слоев пластов формации, каждый из которых имеет отличную от других плотность.
5. Способ по п.4, в котором одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: угла падения скважины по отношению ко множеству слоев пластов формации, количества слоев пластов формации, или толщины для одного или более слоев пластов формации.
6. Способ по п.1, в котором прямая модель включает в себя одну или более зависимостей второго порядка для плотности.
7. Способ по п.6, в котором, по меньшей мере, одна зависимость второго порядка аппроксимирована зависимостями первого порядка прямой модели.
8. Способ по п.6, в котором, по меньшей мере, одна зависимость 2-го порядка является, по меньшей мере, частично, полученной с использованием признака искажения транспортным кодом метода Монте-Карло для N частиц.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
генерируют гамма-излучение с использованием источника гамма-излучения, установленном на измерительном инструменте, расположенном в скважине;
обнаруживают гамма-излучение с использованием одного или более детекторов гамма-излучения, установленных на измерительном инструменте; и
итеративно выполняют этап вычисления так, чтобы одно или более свойств для, по меньшей мере, некоторых из множества пространственных местоположений, оценивалось в соответствии с обнаруженным гамма-излучением.
10. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы, на которых:
бурят формацию буровым долотом для прохождения скважины в соответствии с заранее определенной буровой траекторией; и
изменяют заранее определенную буровую траекторию на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
11. Способ по п.1, в котором этап вычисления отклика измерительного инструмента выполняется менее чем за одну секунду.
3
3
12. Способ по п.1, в котором этап вычисления имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазор и небаритовый буровой раствор.
13. Способ по п.1, в котором измерительный инструмент является кабельным инструментом.
14. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором перемещают измерительный инструмент в новое положение в скважине, и в котором этап вычисления отклика измерительного инструмента повторяется для нового положения измерительного инструмента.
15. Система для оценки свойств формации, окружающей скважину, содержащая:
инструмент, размещаемый в скважине;
источник гамма-излучения, установленный на инструменте, размещенный и выполненный с возможностью передачи гамма-излучения в формацию;
один или более детекторов гамма-излучения, установленные на инструменте, каждый на заранее определенном расстоянии от источника гамма-излучения, один или более детекторов, размещенных и выполненных с возможностью обнаружения гамма-излучения; и
систему обработки, выполненную с возможностью принимать данные, представляющие излучение, обнаруженное одним или более детекторами, систему обработки, сконфигурированная и запрограммированная для вычисления отклика инструмента в соответствии с одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений относительно инструмента, с использованием прямой модели, которая допускает нелинейное отношение между одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений и соответствующего отклика инструмента.
16. Система по п.15, в которой одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: плотности формации, фотоэлектрического фактора, толщины зазора, плотности бурового раствора, или фотоэлектрического фактора бурового раствора.
17. Система по п.16, в которой одно или более свойств включает в себя плотность формации для множества слоев пластов формации, каждый из которых имеет отличную от других плотность.
18. Система по п.17, в которой одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: угла падения скважины по отношению ко множеству слоев пластов формации, количества слоев пластов формации, или толщины для одного или более слоев пластов формации.
19. Система по п.15, в которой прямая модель включает в себя одну или более зависимостей второго порядка для плотности.
20. Система по п.19, в которой, по меньшей мере, одна зависимость второго порядка аппроксимирована зависимостями первого порядка прямой модели.
21. Система по п.15, в которой система обработки дополнительно запрограммирована и сконфигурирована для итеративного выполнения вычисления отклика инструмента так, чтобы одно или более свойств, по меньшей мере, для некоторых из множества пространственных местоположений, оценивалось в соответствии с обнаруженным гамма-излучением.
22. Система по п.21, дополнительно содержащая систему направленного бурения, выполненную с возможностью прохождения скважины с использованием бурового долота в соответствии с заранее определенной буровой траекторией; и в которой заранее определенная буровая траектория изменяется на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
23. Система по п.15, в которой система обработки запрограммирована так, что вычисление отклика инструмента выполняется менее чем примерно за одну секунду.
3
3
24. Система по п.15, в которой система обработки запрограммирована так, что вычисление отклика инструмента имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазора и небаритового бурового раствора.
25. Способ оценки свойств подземной формации, окружающей скважину, содержащий этапы, на которых:
генерируют гамма-излучение с использованием источника гамма-излучения, установленного на инструменте, расположенном в скважине;
обнаруживают гамма-излучение с использованием одного или более детекторов гамма-излучения, установленных на измерительном инструменте каждый на заранее определенном расстоянии от источника гамма-излучения; и
3
3
вычисляют отклик инструмента в соответствии с одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений относительно измерительного инструмента с использованием прямой модели, где вычисление одного отклика выполняется менее чем примерно за одну секунду, и где вычисление отклика имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазор и небаритовый буровой раствор.
26. Способ по п.25, в котором вычисление одного отклика выполняется менее чем примерно за 3 мс.
3
3
27. Способ по п.25, в котором вычисление отклика для детектора, удаленного на 38,1 см или более от источника гамма-излучения, имеет точность 0,02 г/см для диапазона плотности 1-3 г/см, диапазона зазора от примерно 0 см до примерно 2,54 см, и бурового раствора, имеющего фотоэлектрический фактор в диапазоне между примерно 0 и примерно 150.
3
3
28. Способ по п.25, в котором вычисление отклика для детектора, удаленного на 17,78 см или менее от источника гамма-излучения, имеет точность примерно 0,06 г/см для диапазона плотности примерно 1-3 г/см, диапазона зазора от примерно 0 см до примерно 2,54 см, и бурового раствора, имеющего фотоэлектрический фактор в диапазоне между примерно 0 и примерно 150.
29. Способ по п.25, дополнительно содержащий этапы, на которых итеративно выполняют этап вычисления так, чтобы одно или более свойств, по меньшей мере, для некоторых из множества пространственных местоположений оценивают в соответствии с обнаруженным гамма-излучением.
30. Способ по п.29, дополнительно содержащий этапы, на которых:
бурят формацию буровым долотом для прохождения скважины в соответствии с заранее определенной буровой траекторией; и
изменяют заранее определенную буровую траекторию на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
31. Способ по п.25, в котором прямая модель допускает нелинейное отношение между одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений и соответствующего отклика инструмента.
32. Система для оценки свойств формации, окружающей скважину, содержащая:
инструмент, размещаемый в скважине;
источник гамма-излучения, установленный на инструменте, выполненный с возможностью и размещенный для передачи гамма-излучения в формацию;
один или более детекторов гамма-излучения, установленные на инструменте, каждый на заранее определенном расстоянии от источника гамма-излучения, один или более детекторов, размещенных и выполненных с возможностью обнаружения гамма-излучения; и
3
3
систему обработки, выполненную с возможностью принимать данные, представляющие излучение, обнаруженное одним или более детекторами, причем система обработки, сконфигурирована и запрограммированная для вычисления отклика инструмента в соответствии с одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений относительно инструмента, с использованием прямой модели так, что вычисление одного отклика выполняется менее чем примерно за одну секунду, и где вычисление отклика имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазор и небаритовый буровой раствор.
33. Система по п.32, в которой вычисление одного отклика выполняется менее чем примерно за 3 миллисекунды.
3
3
34. Система по п.32, в которой вычисление отклика для детектора из одного или более детекторов, удаленного на 38,1 см или более от источника гамма-излучения, имеет точность 0,02 г/см для диапазона плотности 1-3 г/см, диапазона зазора от примерно 0 см до примерно 2,54 см, и бурового раствора, имеющего фотоэлектрический фактор в диапазоне между примерно 0 и примерно 150.
3
3
35. Система по п.32, в которой вычисление отклика для детектора, удаленного на 17,78 см или менее от источника гамма-излучения, имеет точность примерно 0,06 г/см для диапазона плотности примерно 1-3 г/см, диапазона зазора от примерно 0 см до примерно 2,54 см, и бурового раствора, имеющего фотоэлектрический фактор в диапазоне между примерно 0 и примерно 150.
36. Система по п.32, в которой система обработки дополнительно запрограммирована и сконфигурирована для итеративного выполнения вычисления отклика инструмента так, чтобы одно или более свойств для, по меньшей мере, некоторых из множества пространственных местоположений, оценивалось в соответствии с обнаруженным гамма-излучением.
37. Система в соответствии с п.36, дополнительно содержащая систему направленного бурения, выполненную с возможностью прохождения скважины с использованием бурового долота в соответствии с заранее определенной буровой траекторией; и в которой заранее определенная буровая траектория изменяется на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
38. Система по п.32, в которой инструмент является кабельным инструментом.
39. Способ оценки свойств подземной формации, окружающей скважину, содержащий этапы, на которых:
бурят подземную формацию буровым долотом для прохождения скважины в соответствии с заранее определенной буровой траекторией;
генерируют гамма-излучение с использованием источника гамма-излучения, установленного на инструменте, расположенном в скважине;
обнаруживают гамма-излучение с использованием одного или более детекторов гамма-излучения, установленных на измерительном инструменте;
итеративно вычисляют отклик инструмента в соответствии с одним или более свойствами множества пространственных местоположений относительно инструмента с использованием прямой модели, так что одно или более свойств для, по меньшей мере, некоторых из множества пространственных местоположений оценивают в соответствии с обнаруженным гамма-излучением; и
изменяют заранее определенную буровую траекторию на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
40. Способ по п.39, в котором прямая модель допускает нелинейное отношение между одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений и соответствующего отклика инструмента.
41. Способ по п.39, в котором одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: плотности формации, фотоэлектрического фактора, толщины зазора, плотности бурового раствора, или фотоэлектрического фактора бурового раствора.
3
3
42. Способ по п.41, в котором вычисление отклика имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазор и небаритовый буровой раствор.
43. Способ по п.39, в котором вычисления откликов выполняют со скоростью большей чем примерно одна секунда на одно вычисление отклика.
44. Способ по п.39, в котором этап итеративного вычисления выполняют на поверхности и траектория изменяется вручную буровым персоналом.
45. Способ по п.39, в котором этап итеративного вычисления выполняют в скважине и траектория изменяется автоматически в скважине.
46. Система для оценки свойств формации, окружающей скважину, содержащая:
инструмент, размещаемый в скважине;
источник гамма-излучения, установленный на инструменте, размещенный и выполненный с возможностью передачи гамма-излучения в формацию;
источник гамма-излучения, установленный на инструменте, размещенный и выполненный с возможностью передачи гамма-излучения в формацию; один или более детекторов, выполненных и размещенных с возможностью для обнаружения гамма-излучения; и
систему обработки, выполненную с возможностью принимать данные, представляющие излучение, обнаруженное одним или более детекторами, систему обработки, сконфигурированную и запрограммированную для итеративного вычисления отклика инструмента в соответствии с одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений относительно инструмента, с использованием прямой модели, так что одно или более свойств для, по меньшей мере, некоторых из множества пространственных местоположений оценивается в соответствии с обнаруженным гамма-излучением; и
систему направленного бурения, выполненную с возможностью прохождения скважины с использованием бурового долота в соответствии с заранее определенной буровой траекторией; и в которой заранее определенная буровая траектория изменяется на основании, по меньшей мере, частично, оцененных свойств.
47. Система по п.46, в которой прямая модель допускает нелинейное отношение между одним или более свойствами на множестве пространственных местоположений и соответствующего отклика инструмента.
48. Система по п.46, в которой одно или более свойств включает в себя одно или более свойств, выбранных из группы, состоящей из: плотности формации, фотоэлектрического фактора, толщины зазора, плотности бурового раствора, или фотоэлектрического фактора бурового раствора.
3
3
49. Система по п.48, в которой система обработки запрограммирована так, что вычисление отклика инструмента имеет точность около 0,05 г/см для плотности около 2,2 г/см плотности формации, около 1,27 см зазора и небаритового бурового раствора.
50. Система по п.46, в котором система обработки запрограммирована так, чтобы вычисления откликов выполнялись со скоростью большей, чем примерно 1 с на одно вычисление отклика.