УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ СКВАЖИННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
DEVICE AND METHOD FOR COMBINING WELL MEASUREMENTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам, имеющим возможность геофизического исследования скважин.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В процессе бурения скважин разведки месторождений нефти и газа, знания о структуре и характеристиках геологического пласта, окружающего буровую скважину, предоставляют информацию, способствующую такой разведке. Кроме того, во время буровых работ важным фактором может быть определение глубины компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Применимость таких измерений может быть отнесена к точности или качеству измерений с тем, чтобы получить точную информацию о пласте.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему варианта реализации устройства, имеющего блок обработки данных и скважинный прибор для определения внутрискважинных характеристик в скважине, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 2 иллюстрирует скважинный прибор, имеющий наклонную конфигурацию конструкции антенны, чтобы таким образом можно было получить многокомпонентные измерения при любом ненулевом угле наклона передатчика и приемника в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует скважинный прибор, имеющий ассиметричную конфигурацию антенны, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 4 иллюстрирует график примеров амплитудных показаний месторождения со скважинного прибора по Фиг. 3 в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 5 иллюстрирует график амплитудных показаний месторождения по Фиг. 5 после применения механизма переключения глубины в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 6 иллюстрирует график примеров амплитудных показаний по Фиг. 4 во временном интервале, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 7 иллюстрирует график глубины бурового долота во временном интервале, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 8A-8B иллюстрируют график амплитудных показаний месторождения во временном интервале по Фиг. 6 после применения механизма переключения во временном интервале, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 9A-9B иллюстрируют сравнительные графики инверсии по Фиг. 5 и Фиг. 7, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 10 иллюстрирует пример модуля скважинного прибора, имеющего наклонную конфигурацию конструкции антенны, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 11 иллюстрирует способ совмещения измерений множества скважинных электромагнитных измерений, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему примера системы, имеющей блок обработки данных и прибор для совмещения измерений, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения;
Фиг. 13 иллюстрирует, в общем, пример бурового устройства, такого, как включающее возможность измерений во время бурения (ИВБ) и каротажа во время бурения (КВБ).
Фиг. 14 иллюстрирует, в общем, пример проводного каротажного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее подробное описание относится к приложенным графическим материалам, которые описывают, с целью иллюстрации, но не ограничения, различные варианты реализации, в которых может применяться настоящее изобретение. Эти варианты реализации описаны достаточно подробно, чтобы специалисты в данной области техники могли использовать эти и другие варианты реализации изобретения. Могут быть использованы другие варианты реализации, а также могут быть выполнены структурные, логические и электрические изменения для этих вариантов реализации. Различные варианты реализации не обязательно являются взаимоисключающими, поскольку некоторые варианты реализации изобретения могут сочетаться с одним или более другими вариантами реализации, чтобы сформировать новые варианты реализации изобретения. Приведенное далее подробное описание, таким образом, не должно рассматриваться как имеющее ограничительный характер.
Описаны устройства и способы, такие как для совмещения скважинных электрических импульсов, включая электромагнитные измерения в реальном времени. Скважинный прибор, имеющий по меньшей мере два наклонных передатчика и по меньшей мере один наклоненный приемник в коммуникации по меньшей мере с двумя наклонными передатчиками, в данной конфигурации может передавать и принимать множество сигналов в режиме реального времени. Этот прибор может быть дополнительно сконфигурирован таким образом, что фиксированное физическое размежевание между наклонным передатчиком и наклонным приемником каждого комплекта антенны выбрано для всех комплектов антенн, также как расстояние от каждого комплекта наклонных антенн к другим комплектам антенн является известным, причем комплект антенны содержит по меньшей мере один наклонный передатчик и по меньшей мере один наклонный приемник. В качестве примера, один комплект наклонной антенны с наклонным передатчиком и наклонным приемником может быть расположен на известном расстоянии от устройства измерения глубины, такого как устройство измерения глубины на буровом долоте. Кроме того, комплект антенны может быть расположен на известном расстоянии от другого комплекта антенны с наклонным передатчиком и наклонным приемником.
Авторы настоящего изобретения признают, среди прочего, что решаемая проблема может включать существующие способы измерения характеристик пласта или глубины во время буровых работ, такие, как с помощью устройства на буровом долоте или вблизи него, которые вводят ошибку, особенно в реальном времени. Например, скважинный прибор, имеющий наклонную конструкцию антенны, может обеспечить сигналы в реальном времени, такие как амплитуда, которыми затем можно манипулировать во временной области так, чтобы обеспечить точное измерение характеристик пласта или измерение глубины в реальном времени, по сравнению с предыдущими способами.
Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему варианта реализации устройства 100, имеющего блок обработки данных 120 и скважинный прибор 105 для определения внутрискважинных характеристик скважины 102, таких как глубина скважинного прибора 105 внутри скважины 102. Скважинный прибор 105 содержит компоновку из передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110- (N-1), 110-N для работы в сочетании с блоком обработки данных 120 для приема сигналов в реальном времени от передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N с целью определения глубины прибора 105. Эквивалентные, аналогичные, или идентичные управление и изготовление компоновки передатчиков и приемников, как описано в различных вариантах реализации данного изобретения, обеспечивают для этой компоновки механизм совмещения сигналов передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N, например, во временном интервале. Несмотря на то, что на Фиг.1 проиллюстрированы несколько передатчиков и приемников, в примере скважинный прибор 105 может содержать по меньшей мере два передатчика и один приемник, таким образом чтобы один приемник мог обеспечить несколько сигналов (например, по меньшей мере от двух передатчиков).
В одном варианте реализации изобретения, компоновка из передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110- (N-1), 110-N может работать в сочетании с блоком обработки данных 120 для обеспечения корреляции измерения глубины положения первого передатчика 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N и положения второго передатчика 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N. Передатчики и приемники 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N могут быть ориентированы относительно продольной оси 107 скважинного прибора 105. Каждый из передатчиков и приемников 110-1, 110-...110-(N-1), 110-N может быть наклонен относительно продольной оси 107. Например, каждый из передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N может быть наклонен относительно продольной оси 107 так, как угол, не параллельный к продольной оси 107 (например, отличный от 0 градусов). Каждый чувствительный элемент (т.е. передатчики и приемники) в компоновке передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N может быть выполнен в виде петлевого элемента, наклонного петлевого элемента, проволочного элемента, тороидального элемента, соленоидного элемента, элемента электродного типа, преобразователя или другого подходящего электромагнитного датчика. Выбранные датчики могут работать в различных частотных диапазонах.
В одном варианте реализации изобретения, компоновка из передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110- (N-1), 110-N может работать в сочетании с блоком обработки данных 120 для обеспечения корреляции измерения глубины положения первого передатчика 110-1, 110-2...110-(N-1), 110-N и положения второго передатчика 110-1, 110-2...110- (N-1), 110-N во временном интервале таким образом, чтобы регулировать (например, корректировать) глубину в режиме реального времени, высшие типы колебаний, или измерения характеристик пласта между двумя или более положениями компоновки низа бурильной колонны (КНБК). В таком варианте реализации изобретения, устройство может обеспечить более точное измерение глубины или измерение характеристика пласта для полевых операторов как в режиме реального времени.
Блок обработки данных 120 обеспечивает сигналы для выборочной или непрерывной активации передатчиков и приема сигналов измерения компоновкой передатчиков и приемников 110-1, 110-2...110- (N-1), 110-N. Блок обработки данных 120 может быть расположен внутри скважины, так как на скважинном приборе 105 или буровом долоте. В качестве примера, блок обработки данных 120 может находиться на поверхности. Блок обработки данных 120 может управлять активацией передатчиков прибора 105 и может принимать и обрабатывать сигналы, полученные от приемников и передатчиков скважинного прибора 105 в режиме реального времени. В таких примерах, режим "реального времени" включает общие задержки, связанные с передающимися сигналами из скважины 102 к блоку обработки данных 120, такими как материальные или физические характеристики атрибутов задержки данных. Как обсуждалось в данной заявке, сигналы или измерения включают электромагнитные измерения.
Блок обработки данных 120 может быть расположен на поверхности скважины 102 и функционально связан со скважинным прибором 105 с помощью коммуникационного механизма. Такой коммуникационный механизм может быть реализован как средство коммуникации, которое является стандартным при эксплуатации скважин. Блок обработки данных 120 может быть распределен по механизму, с помощью которого прибор 105 размещается внутри скважины 102. Блок обработки данных 120 может быть интегрирован со скважинным прибором 105 таким образом, что блок обработки данных 120 эксплуатируется внутри скважины 102. Блок обработки данных 120 может быть распределен по скважинному прибору 105 или по конструкции, которая доставляет прибор 105 в скважину.
В различных вариантах реализации способ обработки оперативно совмещает сигналы в реальном времени без предназначенного для этого датчика измерения глубины. Скважинный прибор 105 может быть использован в качестве прибора для измерений во время бурения (ИВБ), такого как прибор для каротажа во время бурения (КВБ). Кроме того, скважинный прибор 105 может быть выполнен как тросовый инструмент.
Фиг. 2 иллюстрирует каротажный прибор 200 (например, антенну) с наклонной конструкцией антенны. Антенна 200 может быть оборудована во вращающемся КВБ или тросовом инструменте. При возбуждении передающей антенны 204, измеренный сигнал, принятый наклонным приемником 202 по Фиг.2, может быть выражен в понятиях сигнального напряжения . Ответное напряжение азимутальных сигналов на наклонном приемнике 202 в ответ на возбуждение наклонного передатчика 204, может быть предоставлено с уравнением (1), которое выражается в виде:
где:
;
и где,
t
r
Vij
j
i
Кроме того, где β является азимутом прибора, θ является углом наклона передатчика относительно оси Z 201, θ является углом наклона приемника относительно направления оси Z,  является комплексной величиной, представляющей амплитуду сигнала и сдвиг фаз, измеренных приемником , ориентированным в x-, y-, или z- направленном диполе в ответ на возбуждение передатчика , ориентированного в x-, y-, или z- направленном диполе. Следовательно, могут быть получены девять различных присоединяющихся компонентов, как показано в приведенных выше уравнениях.
double
single
const
double
single
double
Как показано в уравнении (1), путем применения синусоидальной функции приближения или преобразования Фурье, азимутальные сигналы могут быть разделены на три различных сигнала V(β), V(β), и V, которые представляют синусоидальную волну с двумя периодами, синусоидальную волну с одним периодом, и постоянный сигнал относительно азимутального угла β скважинного прибора 200 за оборот, соответственно, причем V(β) и V(β) в общем случае могут рассматриваться как сигналы с высшим типом колебаний. Двойной синусоидальный ответ, V(β), может выражаться как:
где
double
double
Поэтому, учитывая ту же модель пласта, ту же рабочую частоту и тот же промежуток между передатчиками и антенной приемника, амплитуда A остается постоянной при любом угле наклона для передатчика и для приемника, пока угол наклона не равен нулю. Это может быть увидено далее на Фиг. 4-8, где A относительно постоянна для данного измерения, когда учитывается сдвиг по глубине или временной сдвиг, как описано в настоящей заявке.
up
dn
up
dn
Фиг. 3 иллюстрирует скважинный прибор 302, включая конфигурацию асимметричной антенны, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения. Скважинный прибор 302 содержит две передающие антенны T 304-1 и T 304-2. Кроме того, скважинный прибор 302 содержит две приемные антенны R 306-1 и R 306-2. Передатчики 304-1, 304-2 и приемники 306-1, 306-2 наклонены относительно продольной оси 300 скважинного прибора 302. Например, углы 310, 312, 314, 316 могут быть любыми ненулевыми углами относительно продольной оси 300, такими как 45°. Конфигурация на Фиг. 3 показана только для простоты описания и не должна рассматриваться как ограничивающая. Например, как описано в отношении Фиг. 10, этот прибор может содержать по меньшей мере два модуля, где каждый модуль оснащен одним передатчиком и одним приемником. В соответствии с принципом обратимости, следует ожидать, что одна антенна может быть применена в качестве передатчика в одном варианте исполнения и в качестве приемника в другом. Конфигурации системы приемо-передающих антенн, раскрытые в настоящей заявке, могут быть взаимозаменяемыми (например, передатчики могут быть использованы в качестве приемников и приемники могут быть использованы в качестве передатчиков).
Первая передающая антенна 304-1 может быть расположена выше в продольном направлении (например, в положительном направлении оси z) второй передающей антенны 304-2. Первая приемная антенна 306-1 и вторая приемная антенна 306-2 могут быть расположены на продольном расстоянии 318 друг от друга. Кроме того, приемные антенны 306-1, 306-2 можно расположить на одинаковом расстоянии вдоль продольной оси 300 по обе стороны от базисной точки, такой как осевая линия С, которая расположена посредине между двумя приемными антеннами 306-1, 306-2. Первая приемная антенна 306-1 может быть расположена между первой передающей антенной 304-1 и второй приемной антенной 306-2. Первое продольное расстояние 322-1 от первой передающей антенны 304-1 ко второй приемной антенне 306-2 может быть равно второму продольному расстоянию 322-2 из второй передающей антенны 304-2 к первой приемной антенне 306-1. Например, первая передающая антенна 304-1 может быть расположена в положительном направлении оси z от первой приемной антенны 306-1 на расстоянии 320-1. Вторая передающая антенна 304-2 может быть расположена в отрицательном направлении оси Z от второй приемной антенны 306-2 на расстоянии 320-2. В качестве примера, расстояния 320-1 и 320-2 равны.
Кроме того, скважинный прибор 302 может содержать первую и вторую базисные точки 305-1 и 305-2, причем первая базисная точка 305-1 связана с первым передатчиком 304-1 и первым приемником 306-1 и вторая базисная точка 305-2 связана со вторым передатчиком 304-2 и вторым приемником 306-2. В общем, как описано в настоящей заявке, базисная точка определяется как центральная точка набора из передатчика и приемника, в котором измерение связано. Например, первой базисной точкой 305-1 может быть центральная точка между первым передатчиком 304-1 и первым приемником 306-1, а именно на половине расстояния 320-1.
В качестве примера, скважинный прибор 302 может содержать блок обработки данных (не показан), выполненный с возможностью управлять активацией передающих и приемных антенн и обрабатывать сигналы, связанные с передатчиками и приемниками, в соответствии с различными способами, описанными в настоящей заявке.
double
up
up
dn
dn
double
Фиг. 4 иллюстрирует график 400 амплитуды A ответных сигналов месторождения со скважинного прибора 302 по Фиг. 3, которые были подвержены пост-обработке, чтобы обеспечить заданную глубину для каждого ответного сигнала. Как описано в настоящей заявке, глубина относится к измеренной глубине скважины, в отличие от фактического значения глубины (ФЗГ), которая перпендикулярна к горизонтальной плоскости, такой как поверхность. Подверженные пост-обработке ответные сигналы, полученные на верхнем приемнике R306-1 в ответ от верхнего передатчика T304-1, показаны в виде линии 402 и подверженные пост-обработке ответные сигналы, полученные на нижнем приемнике R306-2 в ответ от нижнего передатчика T 304-2, показаны в виде линии 404. Как описано в настоящей заявке, пост-обработка включает время после буровой работы, такой как КВБ или ИВБ, описанной здесь (например, не в реальном времени). Режим реального времени может включать время в процессе буровой работы, такой как КВБ или ИВБ, как описано в настоящей заявке. Глубина в футах откладывается на оси y и амплитуда A в вольтах откладывается на оси x.
double
up
up
dn
dn
up
dn
up
up
up
up
dn
dn
dn
dn
up
up
dn
dn
Фиг. 4 предоставляет примерные расчетные значения A для расстояния в 71,2 см (28 дюймов) между T 304-1 и R 306-1 (например, 320-1) и между T 304-2 и R 306-2 (например, 320-2), и для расстояния 318 в 20,3 см (8 дюймов) между R 306-1 и R 306-2, хотя варианты реализации изобретения не настолько ограничены. Как описано в настоящей заявке, расстояния 320-1 и 320-2 могут быть любым известным расстоянием, например от около 20,3 см (8 дюймов) до приблизительно 10,87 м (50 футов) на основании различных рабочих частот и различных режимов использования. Как описано в настоящей заявке, расстояние 322 должно быть известным для точной корреляции ответных сигналов, полученных на R 306-1 от T 304-1 (например, T-R) с полученными на R 306-2 от T 304-2 (например, T-R). То есть, для того, чтобы обработать множество азимутальных измерений, используя уравнения (1) и (2), связанные с обоими T-Rи T-R скважинный прибор должен соответствовать описанию конфигурации, изложенному в настоящей заявке.
dn
dn
up
up
dn
dn
up
up
Как показано на Фиг. 4, запаздывание глубины от ответных сигналов нижнего передатчика T 304-2, полученное на R 306-2, линия 404, видно по "отставанию" ответных сигналов R 306-1 относительно T 304-1, линия 402. То есть, когда сигнал, связанный со второй базисной точкой 305-2, поступает на R 306-2 от передатчика T 304-2 сигнал, связанный с первой базисной точкой 305-1, поступает на R 306-1 от передатчика T 304-1, глубина второй базисной точки 305-2 будет больше, чем глубина первой базисной точки 305-1 благодаря расположению каждого передатчика на скважинном приборе. Базисная точка измерения, как описано в настоящей заявке, может быть использована для интерпретации глубины скважины конкретного измерения прибора на основании глубины устройства на буровом долоте. Таким образом, продолжая пример расстояний 320-1 и 320-2, составляющих 71,2 см (28 дюймов), и расстояния 318, составляющего 20,3 см (8 дюймов), "отставание", изображенное на Фиг. 4, поэтому коррелирует с расстоянием в 91,4 см (36 дюймов) в связи с физическим расположением антенны на приборе. То есть, запаздывание глубины или отставание соответствует расстоянию между первой и второй базисными точками 305-1, 305-2.
double
dn
dn
up
up
dn
dn
dn
dn
up
up
dn
dn
dn
dn
Фиг. 5 иллюстрирует график 500, отражающий график амплитуд A по Фиг. 4 после пост-обработки процедурой сдвига глубины. Например, запаздывание глубины, как описано в связи с Фиг.4, может применяться к измерению T-R таким образом, чтобы ответные сигналы T-R 502 и T-R 504 больше соответствовали. Например, определенное запаздывание глубины в 91,4 см (36 дюймов) может быть исключено из измерений глубины, связанных с ответными сигналами T-R. Таким образом, график 500 изображает ответные сигналы от T-R 502 соответствующие ответным сигналам T-R 504 после применения пост-обработки механизмом переключения глубины. Механизм переключения глубины включает учет физического расстояния между первой и второй базисными точками 305-1, 305-2 каждого измеренного сигнала для определения заданного запаздывания глубины для измерений T-R, такого как, например, 91,4 см (36 дюймов), как показано на Фиг. 3. Существенно совпадающие результаты на Фиг. 5 демонстрирует имитацию работы антенны симметричной конструкции скважинного прибора, основанной на асимметричной структуре прибора по Фиг. 3.
double
up
dn
Важно отметить, что это измерение сдвига глубины выполняется в пост-обработке (например, не в режиме реального времени), в отличие от механизма временного сдвига, описанного в настоящей заявке. Фиг. 4 и 5 приведены с целью показать, что для асимметричной конструкции, показанной на Фиг. 3 ответные сигналы A для передатчиков T и T являются по существу равными при одинаковых глубине и частоте. Следовательно, эта корреляция амплитуды может быть использована в режиме реального времени. Сдвиг глубины в режиме реального времени может потребовать точных измерений глубины для каждого прибора в каждом местоположении. В сущности говоря, глубина бурового долота является известной в устройстве КВБ в режиме реального времени, и глубина в режиме реального времени для приборов в других частях КНБК может быть интерпретирована на основании глубины бурового долота. Тем не менее, из-за резкого искривления ствола скважины или других условий бурения для КВБ (например, температуры, давления и т.д.), интерпретируемая глубина в режиме реального времени может быть недостаточно точной, таким образом, применение сдвига глубины на основании измерений глубины в реальном масштабе времени может не дать удовлетворительного результата. Более точные расчеты запаздывания глубины или запаздывания времени по измерениям скважинного прибора позволяют соответствующим инверсионным характеристикам (например, анизотропия пласта, относительный угол наклона или другие характеристики пласта) быть более точными, как описано в настоящей заявке.
double
up
up
up
up
dn
dn
dn
dn
double
up
up
dn
dn
double
Фиг. 6 иллюстрирует график 600 первого и второго множества сигналов с высшим типом колебаний, таких как амплитуда A в режиме реального времени ответных сигналов месторождения (например, электромагнитных измерений), измеренных в приемнике R 306-1 от передатчиков T304-1 (T-R) и измеренных в R 306-2 сот передатчика T(T-R) 304-2 по Фиг.3, во временном интервале. Таким образом, рассчитанные величины A азимутальных измерений T-R, показанных в виде линии 602, и T-R, показанных в виде линии 604, отложены на оси x и время получения каждого ответного сигнала отложено на оси y. Фиг. 6 может создаваться путем расчета A, используя уравнение (2) для множества полученных ответных сигналов месторождения, таких как азимутальные измерения.
Время начала записи может устанавливаться, например, на 0 секунд для генерации графика по Фиг. 6. Время начала записи может включать любое время с начала буровой работы до конца буровой работы, так чтобы время конца записи могло обеспечить достаточное количество данных для применения механизма временного сдвига, описанного в настоящей заявке. Достаточные данные могут включать достаточное количество данных во временном интервале, которые коррелируют по меньшей мере с расстоянием от первой базисной точки 305-1 ко второй базисной точки 305-2 или с расстоянием от устройства измерения глубины бурового долота к первой или второй базисной точки 305-1 и 305-2, как описано в настоящей заявке. В качестве примера, в момент начала записи, устройства измерения глубины бурового долота записывает глубину в то время как по меньшей мере один комплект антенн измеряет характеристики пласта.
dn
dn
up
up
В качестве примера, измерения пласта в режиме реального времени для одного набора измерений, таких как T-R 604 по Фиг. 6, могут быть получено или записаны, и коррелируют с устройством измерения глубины на буровом долоте, как описано со ссылкой на Фиг. 10. Например, расстояние от устройства измерения глубины на буровом долоте ко второй базисной точке 305-2 может быть известно, так чтобы вычитание этого расстояния от измеренной глубины на буровом долоте давало значение глубины второй базисной точки 305-2 в скважине. В качестве примера, расстояние от выбранной базисной точки до устройства измерения глубины бурового долота минимизировано, так чтобы уменьшить потенциальную ошибку от нелинейной скважины. Другой набор измерений, таких как T-R в виде линии 602, может коррелировать с результатами измерений 604, так что более точные измерения глубины для набора измерений 602 можно рассчитать путем применения способов совмещения к Фиг. 6.
double
dn
dn
up
up
double
dn
dn
dn
dn
up
up
double
up
up
double
double
up
up
dn
dn
double
Например, как показано на Фиг. 6, на отметке в 2600 секунд наблюдается пик амплитуды A для измерений 604 T-R. Можно определить, например, описанным настоящей заявке способом со ссылкой по меньшей мере на Фиг. 8, что к моменту времени около 2782 секунд измерения 602 T-R записывают подобный пик амплитуды A что и измерения 604 T-R. Как описано в настоящей заявке, комплект антенн T-R и комплект антенн T-R имеют одинаковую амплитуду A при данной глубине и рабочей частоте. Поэтому можно определить, что когда измерения 602 T-R записывают такой же пик амплитуды Aпри 2782 секундах, первая базисная точка 305-1 находится в том же месте в скважине, как и вторая базисная точка 305-2 в момент записи пика амплитуды A при 2600 секундах. Таким образом, время запаздывания в режиме реального времени между второй базисной точкой 305-2 и первой базисной точкой 305-1 составляет 182 секунды. Следовательно, сдвиг временного интервала либо измерений 602 T-Rвверх (например, назад во времени) на 182 секунды или сдвиг измерений 604 T-Rвниз (например, вперед во времени) на 182 секунды совместит амплитуды A измерений во временном интервале в режиме реального времени. Как описано в настоящей заявке, может быть выгодным сдвиг базисной (базисных) точки (точек), связанной (связанных) с измерениями, дальше от измерительного устройства бурового долота (например, 305-1), для корреляции с измерениями, связанными с базисной точкой, ближайшей к измерительному устройству бурового долота (например, 305-2), с тем, чтобы уменьшить ошибку при определении глубины в скважине в режиме реального времени.
double
double
double
double
Кроме того, как показано на Фиг. 7, глубина в режиме реального времени, полученная с устройства измерения глубины бурового долота, на 2600 секундах составляет 2481,07 м (8140 футов). Глубина бурового долота может быть скоррелирована с глубиной второй базисной точки 305-2 на 2600 секундах путем вычитания известного расстояния между измерительным устройством и второй базисной точкой 305-2. В качестве примера, предполагая, что расстояние от второй базисной точки к устройству измерения глубины бурового долота составляет 60,9 см (24 дюйма), хотя варианты реализации изобретения не настолько ограничены, глубина второй базисной точки 305-2 на 2600 секундах составляет 2480,46 м (8138 футов), и, соответственно, амплитуда A на 2480,46 м (8138 футах)равна пиковой амплитуде A. Кроме того, расстояние от первой базисной точки 305-1 ко второй базисной точки 305-2 известно и составляет 91,4 см (36 дюймов), как описано в настоящей заявке. Поэтому, так как значения пиковой амплитуды A совмещаются с временным сдвигом в 182 секунды и значения A равны на той же глубине, известно, что первая базисная точка 305-1 прошла 91,4 см (36 дюймов) за период времени в 182 секунды. Это может дополнительно обеспечить приблизительную скорость прибора или бурового долота около 91,4 см (36 дюймов)/182 секунды или 0,5022 см/секунду (0,1978 дюйма/секунду).
double
up
up
up
up
dn
dn
up
up
Кроме того, сдвиг времени-глубины в режиме реального, совмещающий пиковую амплитуду A измерений комплектов 602 и 604 антенн может определять глубину оставшейся базисной точки 305-1. Расчетная глубина измерения T-R базисной точки 305-1 при 2782 секундах равна глубине второй расчетной точки с вычетом известно расстояния между двумя базисными точками или 2479,54 м (8135 футов) (например, 2480,46 м (8138 футов). -91,4 см (-36 дюймов)). То есть, в данном примере время запаздывания T-R измерения 602 составляет 182 секунды, указывающая физическое запаздывание глубины в 91,4 см (36 дюймов) (например, 322-1 на Фиг. 3). Ссылаясь на график по Фиг. 7 устройство измерения глубины бурового долота указывает 90,62 см (35,68) дюймов в измерениях глубины в режиме реального времени в течение периода времени 182 секунд. Эта разница может быть уменьшена путем установки комплекта наклонных антенн T-R на буровом долоте или ближе к буровому долоту так чтобы все расчетные измерения глубины для других комплектов антенн, такие как сигналы T-R, могли быть приведены к глубине бурового долота в режиме реального времени. В другом примере устройство измерения глубины может быть установлено в базисной точке, таким образом, чтобы все другие комплекты антенн могли получать расчетные значения глубины в режиме реальном времени с помощью предлагаемых способов совмещения в сигналах временного интервала и получать ссылки на устройство измерения глубины в базисной точке. Следует отметить, что в связи с прерывистым сдвигом пород или тому подобному, предоставленные измерения глубины в режиме реального времени на Фиг. 7 могут регистрировать такую же глубину (на оси х па Фиг. 7) в течение заданного периода времени (на оси у по Фиг. 7).
N
up
up
dn
dn
Фиг. 8A и 8B иллюстрируют один способ временного сдвига, в режиме реального времени, скважинных измерений. Например, выборочная дисперсия S каждого сигнала может быть использована для совмещения ответных сигналов T-R и T-Rместорождения, где:
(3)
i
double
double
N
up
up
dn
dn
N
up
up
dn
dn
up
up
dn
dn
up
up
dn
dn
up
up
dn
dn
где, x является сигналом в точке I, N - число выбранных точек и  является выборочным средним в пределах выбранных точек. Как обсуждалось в связи с уравнением (1), амплитуда A, в теории, остается такой же относительно к тем же интервалам и теми же измерениями рабочих частот в том же положении внутри скважины. Однако, на практике амплитуда A может изменяться из-за влияния температуры, условий бурения, или шумов системы. Путем использования выборочной дисперсии S для совмещения сигналов месторождения T-R и T-R влияние этих дисперсий может быть уменьшено. Фиг. 8A иллюстрирует график выборочных дисперсий S каждого полевого измерения для обоих T-R 802 и T-R 804 для измерений на Фиг. 6. Выбранные точки N могут быть определены как временное окно, соответствующее пику, такому как, например, пик на отметке 2600 секунд, показанный на Фиг. 6. Кроме того, наклон каждого отдельного сигнала может быть рассчитан и использован для корреляции ответных сигналов от T-R и T-R. Другие способы распознавания образов, известные в техники, могут быть использованы для корреляции сигналов T-R и T-R. В качестве примера, выбранные точки N могут быть определены на основании предпочтений пользователя. То есть, T-R 602 и T-R 604 могут быть коррелированы (например, временным сдвигом) по подобию или общему параметру, как описано в настоящей заявке.
up
up
dn
dn
dn
dn
up
up
Один сдвиг во временном интервале может быть рассчитан по выбранному временному окну. Таким образом, больше временных данных собрано (например, большее временное окно), тем больше подобий может быть определено и лучшее совмещение между сигналами T-R и T-R может быть получено. Тем не менее, меньшее количество собранных временных данных (например, меньшее временное окно) может повысить точность КВБ измерений глубины при бурении. В теории, расчетный сдвиг глубины на основании сдвига во временном интервале должен быть таким же, как фактическое расстояние (например, 322-1, 322-2). Тем не менее, температура или давление в скважине (например, 102, на Фиг. 1) может повлиять на расстояние 322-1 или 322-2, таким образом, как увеличение или уменьшение расстояния. Механизм сдвига во временном интервале в настоящей заявке может определить эту разницу, если таковая имеется. Как показано на Фиг. 8A, и описывалось в настоящей заявке, существует временная задержка 182 между измерениями 802 и 804. Фиг. 8B сдвигает измерения, связанные с комплектом антенн T-R 804 вниз (например, вперед во времени) на 182 секунд, чтобы совместить их с измерениями, связанными с комплектом антенн T-R 802. В качестве примера, измерения 802 могут сдвигаться вверх (например, назад во времени) или два участка измерений 802 и 804 могут вместе сдвигаться таким образом, чтобы совместить общий сдвиг в 182 секунды.
double
up
up
dn
dn
up
up
dn
dn
up
up
dn
dn
В качестве примера, в связи с наклоненной конфигурацией антенны, и соответствующим уравнением (1), амплитуда A в режиме реального времени может быть использована для корреляции измерения T-R, и измерение T-R при неизвестности соответствующих записей глубины верхнего комплекта антенн и нижнего комплекта антенн. Например, по меньшей мере один из T-R или T-R комплектов антенн может располагаться на известном расстоянии от бурового долота, в том числе устройство измерения глубины бурового долота. Кроме того, расстояние между T-R и T-R может быть известным. Временной сдвиг, определяемый для получения Фиг. 8B, может быть скоррелирован с известным расстоянием между буровым долотом и по меньшей мере одним комплектом наклонных антенн, как описано в настоящей заявке.
Фиг. 9А и 9В иллюстрируют, что характеристики пласта, определенные с использование механизма временного сдвига, описанного в настоящей заявке в связи с Фиг. 6-8B, коррелируют с различными способами, такими как механизм глубины. Например, определение по характеристикам пласта (например, Rh и Rv) может быть достигнуто на основе асимметричной конструкции антенны и компенсации запаздывания глубины. Другие механизмы сдвига, такие как сдвиг глубины, обозначенный сплошной линией 902 на Фиг. 9А и 9В, доступны в пост-обработке в связи с требованием высокой точности глубины в устройствах, работающих в режиме реального времени. Предложенный механизм сдвига во временном интервале, описанный в настоящей заявке, может предоставлять характеристики пласта после обработки или в режиме реального времени, как показано пунктирной линией 904 на Фиг. 9A и 9B.
Фиг. 10 иллюстрирует вариант реализации конфигурационного модуля 1000, содержащий множество конфигурационных модулей наклонных антенн 1002-(N-i), ...1002-N...1002-(N+i), где N представляет любое количество модулей 1002 и (i) представляет положение относительно модуля N, такие как -i, -3, -4, -2, -1, +1, +2, +3, +4, таким образом, чтобы положительное (i) местоположение обозначает положение далее в скважине в направлении бурового долота 1111. В таком примере, каждый модуль может содержать один передатчик и один приемник, причем каждый модуль, работает при по существу одинаковой частоте, чтобы произвести соответствующее измерение и в котором расстояние между передатчиком и приемником каждого модуля является одинаковым. Такая конфигурация, может иметь механизм временного сдвига, описанный в настоящей заявке, примененный к нескольким измерениям (например, по меньшей мере двум) из доступных нескольких модулей. Хотя показаны несколько модулей 1002-(N-i), ...1002-N...1002-(N+i), предполагается, что прибор (например, 302, на Фиг. 3) может содержать один модуль. В таком примере, один модуль содержит по меньшей мере два передатчика и по меньшей мере один приемник, работающие по существу на той же рабочей частоте и таким образом, что два измерения могут быть получены в приемнике (например, от каждого передатчика). По существу одинаковые частоты включают частоты с разницей около 5%, около 2%, около 1%, или около 0,5% или менее друг от друга. Как показано, каждый модуль 1002 может содержать по меньшей мере одну передающую антенну 1008 и по меньшей мере одну приемную антенну 1010, каждая передающая антенна 1008 и приемная антенны 1010 наклонены относительно продольной оси 1012. Передающие антенны 1008 и приемные антенны 1010 могут быть сконфигурированы так, как описано в настоящей заявке. То есть, положение передатчика 1008 или приемника 1010 может быть перевернуто или переключено в каждом модуле 1002-(N-i),...1002-N...1002-(N+i).
Как показано, расстояние 1115 может быть известным и находиться между устройством измерения глубины 1113 бурового долота 1111 и известным местоположением, таким как центр 1004 модуля 1002-N, где центральная точка 1004 может содержать процессор, как описано в настоящей заявке.
double
up
dn
dn
Как описано в настоящей заявке в связи с Фиг. 6 и 7, во время начала записи (например, время в точке 0) может быть принята глубина устройства 1113 измерения глубины. Далее, во время начала записи передатчики модулей 1008-(N-i)...1008-N...1008-(N+i) могут начать дискретно или непрерывно записывать напряжение или амплитуду A. После того, как было получено желаемое количество амплитудных измерений, временной сдвиг между передатчиком 1008-N и другими передатчиками 1008-(N-i)...1008-(N+i) может быть определен, как описано настоящей заявке. Например, передатчик 1008-(N-i) может считаться T на известном расстоянии 1006-(N-i) от передатчика 1008-N, или T. Поскольку расстояние между 1008-N и 1113 известно, 1115, глубина на начальном времени записи T также может быть найдена простым сложением. Применяя известное расстояние 1006-(N-i) между передатчиками 1008-(N-i) и 1008-N, наряду с расчетным временным сдвигом, глубина каждого передатчика может быть определена в режиме реального времени.
Фиг.11 иллюстрирует блочную схему способа 1100 для совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, таких как в режиме реального времени или обработки после бурения. На этапе 1102, первая передающая антенна вдоль продольной оси конструкции может быть включена в начальный момент времени. Первая передающая антенна может быть выполнена с возможностью работы на рабочей частоте, как описано в настоящей заявке. На этапе 1104, вторая передающая антенна, размещенная вдоль продольной оси конструкции и на расстоянии от первой передающей антенны, может быть активирована в начальный момент времени. В качестве примера, вторая передающая антенна может быть выполнена с возможностью работы на, по существу, той же рабочей частоте. Первая и вторая передающие антенны может быть наклонены относительно продольной оси, как описано в настоящей заявке.
На этапе 1106, первое множество азимутальных измерений может быть собрано в режиме реального времени, например, на первом приемнике, вдоль продольной оси. Первая приемная антенна может быть наклонена относительно продольной оси. Первая приемная и первая передающая антенна могут быть на известном расстоянии друг от друга, так что первая базисная точка расположена на одинаковом расстоянии от первой приемной антенны и первой передающей антенны. Первое множество азимутальных измерений может быть связано с первой передающей антенной и, в частности, с первой базисной точкой.
На этапе 1108, второе множество азимутальных измерений может быть собрано в режиме реального времени, например, на втором приемнике вдоль продольной оси. Вторая приемная антенна может быть наклонена относительно продольной оси. Вторая приемная и вторая передающая антенна могут быть на известном расстоянии друг от друга, так что вторая базисная точка расположена на одинаковом расстоянии от второй приемной антенны и второй передающей антенны. Второе множество азимутальных измерений может быть связано со второй передающей антенной и, в частности, со второй базисной точкой. Первое множество азимутальных измерений и второе множество сигналов могут быть сдвинуты друг от друга во временном интервале, например так, как описано в настоящей заявке. В качестве примера, расстояние между первой передающей антенной и первой приемной антенной может быть по существу равным расстоянию между второй передающей антенной и второй приемной антенной. По существу равные расстояния включают расстояния с разницей в пределах около 5%, около 2%, около 1%, или около 0,5% или менее друг от друга. Далее, в качестве примера, первая и вторая приемные антенны могут быть расположены на известном расстоянии друг от друга, так чтобы первая и вторая базисные точки располагались на известном расстоянии друг от друга.
Кроме того, как только первая и вторая передающая / приемная антенны включаются, они могут работать непрерывно или периодически, например, на заданном интервале. Компоновка передатчиков и приемников могут быть включена в прибор, такой как скважинный прибор 302 по Фиг. 3 и описанный в настоящей заявке.
Первое и второе множество азимутальных измерений могут быть собраны в течение заранее определенного интервала времени, начиная с начального момента записи. Например, с начала буровых работ до конца буровых работ или любой временной интервал в этих пределах. В качестве примера, сбор множества азимутальных измерений может включать сбор в пределах временного интервала, таким образом, чтобы каждое измерение из множества азимутальных измерений было связано с временем, первой передающей/приемной антеннами или второй передающей/приемной антеннами, и амплитудой. То есть, каждое собранное измерение может быть связано с соответствующей передающей антенной и соответствующей приемной антенной.
double
double
На этапе 1110, первое множество азимутальных измерений может быть обработано для получения соответствующего первого множества сигналов с высшим типом колебаний, таких как сигналы A . На этапе 1112, второе множество азимутальных измерений может быть обработано для получения соответствующего второго множества сигналов с высшим типом колебаний, таких как сигналы A.
На этапе 1114, первое множество сигналов и второе множество сигналов могут быть совмещены во временном интервале путем временного сдвига. В различных способах, связанных со способом 1100, совмещение 1114 может включать идентификацию подобия между первым множества сигналов и вторым множества сигналов и временной сдвиг первого или второго множества сигналов таким образом, что определенное подобие первого или второго множества сигналов соответствует временному интервалу, как первого множества сигналов, так и второго множества сигналов. Подобие может включать по меньшей мере одно из: наклон, пик и выборочную дисперсию, производную, а также другие алгоритмы классификации образов, настроенные на распознавание подобия, образов или тому подобного.
В различных способах, связанных со способом 1100, способ может включать определения общего параметра, в том числе по меньшей мере одного из наклона, пика и выборочной дисперсии, по меньшей мере для части первого множества сигналов и по меньшей мере части второго множества сигналов и корреляцию части первого множества сигналов с частью второго множества сигналов во временном интервале на основании общего параметра. В качестве примера, выборочные дисперсии могут быть скоррелированы таким образом, что ответные сигналы первой передающей антенны или второй передающей антенны могут быть сдвинуты во времени. Использование способа выборочной дисперсии дает преимущество по меньшей мере от уменьшения дисперсий системы, таких как температурные эффекты, условия бурения, или системные шумы.
В различных способах, связанных со способом 1100, расчетный сдвиг во временном интервале, как описано в настоящей заявке, может быть использован в связи с измерением глубины для определения в режиме реального времени глубины скважинного прибора, содержащего передатчики и приемники. В качестве примера, способ 1100 может включать получение на буровом долоте измерения глубины бурового долота в начальный момент записи. Измерения глубины бурового долота могут быть получены дискретно или непрерывно в течение временного интервала. Буровое долото может быть расположенным на известном расстоянии по меньшей мере от одной из первой и второй базисных точек. Кроме того, глубина долота, такая как полученная от измерений глубины бурового долота, может быть скоррелирована с глубиной по меньшей мере одной из первой и второй базисных точек, как описано в настоящей заявке.
В качестве примера, временной сдвиг может быть скоррелирован с известным расстоянием между первой и второй базисными точками, чтобы таким образом определить скорость скважинного прибора, как описано в настоящей заявке.
double
double
double
double
double
В качестве примера способ может включать: 1) получение глубины бурового долота в начальный момент записи; 2) сбор в режиме реального времени первого множества электромагнитных измерений на рабочей частоте от первой наклонной передающей антенны и первой наклонной приемной антенны, отдаленных друг от друга на первое расстояние в продольном направлении и равноудалены относительно первой базисной точки, при этом первая базисная точка расположена на известном втором расстоянии в продольном направлении от бурового долота; 3) сбор в режиме реального времени второго множества электромагнитных измерений, по существу, на той же рабочей частоте, от второй наклонной передающей антенны и второй наклонной приемной антенны, отдаленных друг от друга, по существу, на то же первое расстояние в продольном направлении и равноудалены относительно второй базисной точки, отличной от первой базисной точки; 4) сбор в режиме реального времени третьего множества электромагнитных измерений, по существу, на той же рабочей частоте, от третьей наклонной передающей антенны и третьей наклонной приемной антенны, отдаленных друг от друга, по существу, на то же первое расстояние в продольном направлении и равноудалены относительно третьей базисной точки, отличной от первой и второй базисных точек; 5) обработку первого, второго и третьего множества электромагнитных измерений для получения соответствующих первого, второго, и третьего множество сигналов A, соответственно; 6) определение глубины первой базисной точки на основании глубины бурового долота в начальный момент записи и известного второго расстояния; 7) совмещение первого множества сигналов A со вторым множеством сигналов A во временном интервале путем первого временного сдвига; и 8) совмещение первого множества сигналов A с третьим множеством сигналов A во временном интервале путем второго временного сдвига. Примерный способ, описанный в настоящей заявке, пронумерован для облегчения организации и не должен рассматриваться как ограничивающий порядок выполнения способа.
Способ 1100, а также различные способы, описанные в связи со способом 100, может включать способ каротажа во время бурения.
Фиг. 12 иллюстрирует блочную схему компонентов примерной системы 1200, имеющей блок обработки данных и прибор для оперативного выполнения измерений, чтобы совмещать сигналы в режиме реального времени; Система 1210 содержит сенсорный прибор 1205, имеющий компоновку передатчиков 1215 и приемников 1210, в котором сигналы измерений могут быть получены на компоновке передатчиков и приемников в ответ на активацию одного или более передатчика в компоновке, где обработка собранных сигналов от приемников и передатчиков обеспечивает измерения таким образом, чтобы прибор мог определить измерение глубины без использования специального устройства измерения глубины. Сенсорный прибор 1205 может быть реализован с помощью асимметричного антенного устройства КВБ, которое может физически реализовываться иначе, чем устройство КВБ. Компоновки передатчиков и приемников сенсорного прибора 1205 могут быть реализованы аналогично или идентично компоновкам, описанным в настоящей заявке.
Система 1200 также может содержать контроллер 1262, память 1264, электронное устройство 1268, и блок связи 1266. Контроллер 1262, память 1264, и модуль связи 1266 могут быть выполнены с возможностью управления работой сенсорного прибора 1205 аналогично или идентично блоку обработки данных, описанному в настоящей заявке. Различные компоненты системы 1200 могут работать совместно в виде блока обработки данных, чтобы обеспечить управление и обработку для сенсорного прибора 1205 и коррелировать положение первой наклонной антенны с положением второй антенны во временном интервале. Контроллер 1262, память 1264, и электронное устройство 1268 может быть реализованы для активации передающих антенн и приемных антенн в соответствии с процедурами измерения и обработки сигналов, как описано настоящей заявке. Блок связи 1266 может включать скважинные линии связи при буровых работах. Такие скважинные линии связи могут включать телеметрическую систему.
Система 1200 также может содержать шину 1263, при этом шина 1263 обеспечивает электропроводность между компонентами системы 1200. Шина 1263 может содержать адресную шину, шину данных и шину управления, каждая из которых независимо сконфигурирована. Шина 1263 также может использовать общие токопроводящие линии для обеспечения одного или более из адреса, данных или управления, использование которых может регулироваться с помощью контроллера 1262. Шина 1263 может быть сконфигурирована таким образом, чтобы компоненты системы 1200 были распределены. Такое распределение может быть расположено между скважинными компонентами, такими как передатчики и приемники сенсорного прибора 1205 и компонентов, которые могут быть расположены на поверхности. В альтернативном варианте, компоненты могут быть совместно расположены, например, на одном или более хомутов бурильной колонны или на канатной структуре.
В различных вариантах реализации, периферийные устройства 1267 могут содержать дисплеи, дополнительную память для хранения и/или другие устройства управления, которые могут работать в сочетании с контроллером 1262 и/или памятью 1264. В варианте реализации изобретения, контроллер 1262 является процессором. Периферийные устройства 1267 могут быть оснащены дисплеем и могут быть использованы с инструкцией, хранящейся в памяти 1264 для реализации пользовательского интерфейса для управления работой сенсорного прибора 1205 и/или компонентов, распределенных в системе 1200. Такой пользовательский интерфейс может работать в сочетании с модулем связи 1266 и шиной 1263. Различные компоненты системы 1200 могут быть интегрированы с сенсорным прибором 1205 таким образом, чтобы обработка, идентична или аналогична схемам обработки, рассмотренным в отношении различных вариантов реализации изобретения в настоящей заявке, могла быть выполнена в скважине в окрестности измерения.
Термин "считываемый процессором носитель" следует понимать как любой материальный не носящее временного характера устройство, которое способно хранить или кодировать последовательность инструкций для выполнения машиной и которое заставляет машину выполнять любой один из описанных и/или заявленных способов. Такой считываемый процессором носитель включает машиночитаемый носитель или компьютерочитаемый носитель. Термин "не носящий временного характера носитель" специально включает все формы запоминающих устройств, в том числе дисков (оптических, магнитных и т.д.) и все формы устройств памяти (например, динамическое оперативное запоминающее устройство (ДОЗУ)), Flash (всех типов хранения данных, в том числе NAND или NOR топологий), статическое оперативное запоминающее устройство (СОЗУ), магнитное оперативное запоминающее устройство (МОЗУ), память с фазовым переходом, и т.д., а также все другие структуры, предназначенные для хранения информации любого типа с целью последующего извлечения.
В электрическом контексте, использование фразы "соединенный" или "соединение" может относиться либо к прямому соединению, например, проводящему электрическому соединению (например, как в примере токов возбуждения с проводящим соединением в пласт) или непрямому соединению (например, беспроводное, реактивное, или электромагнитное соединение). В механическом контексте, "соединенный" или "соединение" может относиться к прямому механическому соединению или непрямому, механическому соединению через один или более других механических участков, например.
Фиг. 13 иллюстрирует, в общем, пример бурового устройства 1300, которое включает возможность измерений во время бурения (ИВБ) и каротажа во время бурения (КВБ). Иллюстративный пример на Фиг. 13 может включать устройство, такое как показано на Фиг. 3, или может быть использован со способами, описанными со ссылкой на Фиг. 4-9. Буровая установка или платформа 1302 обычно содержит буровую вышку 1304 или другую опорную конструкцию, например соединенные с подъемной установкой 1306 или включенные в нее. Подъемная установка 1306 может быть использована для подъема или опускания оборудования или других устройств, таких как бурильная колонна 1308. Бурильная колонна 1308 может войти в скважину 1316, например, через устье скважины 1312. Нижний конец бурильной колонны 1308 может содержать различные устройства, такие как буровой наконечник 1314, например, для образования скважины 1316.
Буровой раствор или "шлам" может циркулировать в кольцевой области вокруг бурового наконечника 1314 или в другом месте, например, как это предусмотрено в скважине 1316 через подающую трубу 1322, циркулирует с помощью насоса 1320, и возвращается на поверхность, чтобы удерживаться в сточном пруде 1324 или шламовом амбаре. Различные элементы буровой установки или приспособления в сборе могут быть расположены вдоль бурильной колонны 1308, так чтобы включать компоновку низа бурильной колонны (КНБК) 1326 или второй элемент буровой установки 1328.
По мере того, как КНБК 1326 или второй элемент буровой установки 1328 проходит через различные области пласта 1318, может быть получена информация. Например, КНБК 1326 или второй элемент буровой установки 1328 может содержать устройства, такие как показано в примерах на Фиг. 3, для того чтобы получить измерение глубины. Второй элемент буровой установки 1328 может иметь беспроводные телеметрические или каротажные возможности, или оба, такие как передавать или позже предоставить информацию, указывающую на сопротивления пласта для операторов на поверхности или для последующего доступа к оценке характеристик пласта 1318, в том числе глубины. Например, части 1330 устройства 1300 на поверхности могут содержать одну или более беспроводную телеметрию, процессорную схему, устройства памяти, таким образом, чтобы поддерживать операции каротажа во время бурения (КВБ) или измерения во время бурения (ИВБ).
Фиг. 14 представляет, в общем, пример проводного каротажного устройства. Иллюстративный пример на Фиг. 14 может включать устройство, такое как показано на Фиг. 3, или может быть использован со способами, описанными со ссылкой на Фиг. 4-9. Аналогично примеру на Фиг. 13, подъемное устройство 1406 может быть включено как часть платформы 1402, например, соединено с буровой вышкой 1404, и используется для подъема или опускания оборудования, такого как проводной зонд 1450 внутрь или из ствола скважины. В этом примере проводного устройства, кабель 1442 может обеспечить коммуникативное соединение между каротажным устройством 1444 (например, включая процессорную схему 1445 или другое запоминающее устройство, или схему управления) и зондом 1450. Таким образом, информация о пласте 1418 может быть получена, например, с использованием прибора бокового каротажа с несколькими приемниками, включенного по меньшей мере в качестве части зонда 1450, как описано в других примерах в настоящей заявке.
Для целей иллюстрации, примеры на Фиг. 13 и 14 показывают вертикально ориентированную конфигурацию скважины. Однако устройство и способы, описанные в настоящей заявке, также могут быть использованы в других скважинных конфигурациях, таких как скважины, включающие горизонтальное направление проникновения, или наклонную конфигурацию скважины, например. Примеры с Фиг. 13 и 14 также обычно иллюстрируют примеры наземного базирования. Но устройство и способы, описанные в настоящей заявке, могут быть также использованы в средах морских месторождений, например, для подводных операций. В частности, морские или подводные операции могут включать использование проводных или КВБ/ИВБ устройств и способов, включая аспекты примеров данной заявки.
Чтобы лучше проиллюстрировать устройство и способ для совмещения скважинных измерений, описанные в настоящей заявке, приводится неограничивающий перечень примеров:
Пример 1 может включать способ совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, содержащий: активацию, в начальный момент записи, первой передающей антенны, в компоновке вдоль продольной оси, при этом первая передающая антенна активируется при рабочей частоте; активацию, в начальный момент записи, второй передающей антенны в компоновке, при этом вторая передающая антенна расположена в продольном направлении от первой передающей антенны вдоль продольной оси, при этом вторая передающая антенна активируется, по существу, при той же рабочей частоте, что и первая передающая антенна; сбор на первой приемной антенне первого множества азимутальных измерений, связанных с первой передающей антенной; сбор на второй приемной антенне второго множества азимутальных измерений, связанных со второй передающей антенной; обработку первого множества азимутальных измерений для выработки соответствующего первого множества сигналов с высшим типом колебаний; обработку второго множества азимутальных измерений для выработки соответствующего второго множества сигналов с высшим типом колебаний; и совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и второго множества сигналов с высшим типом колебаний в данном временном интервале путем временного сдвига.
Пример 2 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по Примеру 1, причем первая и вторая передающие антенны отделены первой и второй приемными антеннами и расположены вдоль продольной оси скважинного прибора, при этом первая передающая антенна, вторая передающая антенна, первая приемная антенна и вторая приемная антенна, имеют ненулевой угол относительно продольной оси.
Пример 3 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-2 или по любому их сочетанию, причем первое продольное расстояние от первой передающей антенны до первой приемной антенны является, по существу, равным второму продольному расстоянию от второй передающей антенны до второй приемной антенны.
Пример 4 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-3 или по любому их сочетанию, где рабочая частота выбрана в соответствии с первым или вторым продольным расстоянием.
Пример 5 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-4 или по любому их сочетанию, причем первая передающая антенна и первая приемная антенна расположены приблизительно равноудаленно от первой базисной точки, причем первое множество сигналов с высшим типом колебаний связано с первой базисной точкой; и вторая передающая антенна, и вторая приемная антенна расположены приблизительно равноудаленно от второй базисной точки, причем второе множество сигналов с высшим типом колебаний связано со второй базисной точкой.
Пример 6 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-5 или по любому их сочетанию, где первое и второе множество азимутальных измерений собраны в течение заданного интервала времени.
Пример 7 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-6 или по любому их сочетанию, где совмещение дополнительно включает: идентификацию подобия, как установленное подобие между первым множеством сигналов с высшим типом колебаний и вторым множеством сигналов с высшим типом колебаний; и временной сдвиг первого или второго множества сигналов с высшим типом колебаний таким образом, чтобы установленное подобие соответствовало временному интервалу любого из первого множества сигналов с высшим типом колебаний или второго множества сигналов с высшим типом колебаний.
Пример 8 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-7 или по любому их сочетанию, причем совмещение дополнительно включает: определение общего параметра, включая по меньшей мере одно из: наклона, пика, или выборочной дисперсии по меньшей мере для части первого множества сигналов с высшим типом колебаний, и по меньшей мере для части второго множества сигналов с высшим типом колебаний; и корреляцию части первого множества сигналов с высшим типом колебаний и части второго множества сигналов с высшим типом колебаний во временном интервале на основании общего параметра.
Пример 9 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-8 или по любому их сочетанию, получение на буровом долоте результата измерения глубины бурового долота приблизительно в начальный момент записи.
Пример 10 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-9 или по любому их сочетанию, получение значения измерения глубины бурового долота в течение заданного интервала времени.
Пример 11 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-10 или по любому их сочетанию, где продольное расстояние между буровым долотом и по меньшей мере одной из: первой или второй базисных точек является заданным.
Пример 12 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-11 или по любому их сочетанию, корреляцию глубины по меньшей мере одной из: первой или второй базисных точек со значением измерения глубины бурового долота.
Пример 13 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 1-12 или по любому их сочетанию, корреляцию временного сдвига с расстоянием между первой и второй базисными точками с тем, чтобы определить скорость скважинного прибора.
Пример 14 может включать способ совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, включающий: активацию в начальный момент записи и при рабочей частоте первой передающей антенны в компоновке, расположенной вдоль продольной оси, при этом первая передающая антенна наклонена относительно продольной оси; активацию в начальный момент записи и, по существу, при такой же рабочей частоте второй передающей антенны в компоновке, при этом вторая передающая антенна расположена в продольном направлении от первой передающей антенны вдоль продольной оси, причем вторая передающая антенна наклонена относительно продольной оси; сбор на приемной антенне первого множества азимутальных измерений, связанных с первой передающей антенной, и второго множества азимутальных измерений, связанных со второй передающей антенной, причем первое множество азимутальных измерений и второе множество азимутальных измерений смещены друг относительно друга во временном интервале, причем приемная антенна размещена между первой и второй передающими антеннами, при этом приемная антенна наклонена относительно продольной оси;
обработку первого множества азимутальных измерений для выработки соответствующего первого множества сигналов с высшим типом колебаний; обработку второго множества азимутальных измерений для выработки соответствующего второго множества сигналов с высшим типом колебаний; и совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и второго множества сигналов с высшим типом колебаний во временном интервале.
Пример 15 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по Примеру 14, причем указанная компоновка содержит первую и вторую передающие антенны, отделенные приемной антенной, причем первое продольное расстояние от первой передающей антенны до приемной антенны является, по существу, равным второму продольному расстоянию от второй передающей антенны до приемной антенны, таким образом, что приемная антенна находится в центральной точке продольного расстояния.
Пример 16 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-15 или по любому их сочетанию, рабочая частота выбрана в соответствии с первым или вторым продольным расстоянием.
Пример 17 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-16 или по любому их сочетанию, причем: первая передающая антенна и приемная антенна расположены приблизительно равноудаленно от первой базисной точки, причем первое множество сигналов с высшим типом колебаний связано с первой базисной точкой; и вторая передающая антенна, и приемная антенна расположены приблизительно равноудаленно от второй базисной точки, причем второе множество сигналов с высшим типом колебаний связано со второй базисной точкой.
Пример 18 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-17 или по любому их сочетанию, где первое и второе множество азимутальных измерений собраны в течение заданного интервала времени.
Пример 19 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-18 или по любому их сочетанию, причем совмещение дополнительно включает: идентификацию подобия, как установленное подобие между первым множеством сигналов с высшим типом колебаний и вторым множеством сигналов с высшим типом колебаний; и временной сдвиг первого или второго множества сигналов с высшим типом колебаний таким образом, чтобы установленное подобие первого и второго множества сигналов с высшим типом колебаний соответствовало во временном интервале любому из первого множества сигналов с высшим типом колебаний или второго множества сигналов с высшим типом колебаний.
Пример 20 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-19 или по любому их сочетанию, где совмещение дополнительно включает: определение общего параметра, включая по меньшей мере одно из: наклона, пика, или выборочной дисперсии по меньшей мере для части первого множества сигналов с высшим типом колебаний, и по меньшей мере для части второго множества сигналов с высшим типом колебаний; и корреляцию части первого множества сигналов с высшим типом колебаний и части второго множества сигналов с высшим типом колебаний во временном интервале на основании общего параметра.
Пример 21 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-20 или по любому их сочетанию, получение на буровом долоте результата измерения глубины бурового долота приблизительно в начальный момент записи.
Пример 22 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-21 или по любому их сочетанию, получение значения измерения глубины бурового долота в течение заданного интервала времени.
Пример 23 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-22 или по любому их сочетанию, причем продольное расстояние между буровым долотом и по меньшей мере одной из первой или второй базисных точек известно.
Пример 24 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-23 или по любому их сочетанию, корреляцию глубины по меньшей мере одной из: первой или второй базисных точек со значением глубины бурового долота.
Пример 25 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-24 или по любому их сочетанию, корреляцию временного сдвига с расстоянием между первой и второй базисными точками с тем, чтобы определить скорость скважинного прибора.
Пример 26 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-25 или по любому их сочетанию, обработку совмещенных первого и второго множества сигналов с высшим типом колебаний для осуществления измерения сопротивления пласта.
Пример 27 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 14-26 или по любому их сочетанию, где способ осуществляется в ходе выполнения каротажа во время бурения.
Пример 28 может содержать Машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраняемые в нем команды, которые, при выполнении ЭВМ (машиной), являются причиной реализации машиной способа по одному из Примеров 1-27 или по любому их сочетанию.
Пример 29 может содержать устройство для совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, содержащее: скважинный прибор, имеющий компоновку передающих антенн и приемных антенн, при этом каждая передающая антенна выполнена с возможностью работы, по существу, при одинаковой рабочей частоте вдоль продольной оси скважинного прибора, при этом скважинный прибор содержит: первую и вторую наклонные передающие антенны, при этом первая наклонная передающая антенна расположена в продольном направлении выше второй наклонной передающей антенны; первую наклонную приемную антенну, расположенную на заданном первом расстоянии от первой наклонной передающей антенны, при этом первая наклонная передающая антенна и первая наклонная приемная антенна примерно равноудалены от первой базисной точки; и вторую наклонную приемную антенну, расположенную на заданном втором расстоянии от второй наклонной передающей антенны, при этом вторая наклонная передающая антенна и вторая наклонная приемная антенна примерно равноудалены от второй базисной точки, причем первая и вторая базисные точки расположены на заданном третьем расстоянии друг от друга; буровое долото, включающее прибор для измерения глубины, причем прибор для измерения глубины размещен на четвертом расстоянии по меньшей мере от одной из: первой или второй базисных точек; и блок обработки данных, выполненный с возможностью управления активацией передающих антенн и приемных антенн и обработки первого множества электромагнитных измерений, связанного с первой базисной точкой, и второго множества электромагнитных измерений, связанного со второй базисной точкой.
Пример 30 может включать объект изобретения Примера 29, в котором блок обработки данных сконфигурирован для работы в соответствии с одним из Примеров 1-28 или любым их сочетанием.
Пример 31 может содержать устройство для совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, содержащее: первую передающую антенну, расположенную вдоль продольной оси скважинного прибора, при этом первая передающая антенна выполнена с возможностью работы на первой рабочей частоте, причем первая передающая антенна наклонена относительно продольной оси; вторую передающую антенну, расположенную вдоль продольной оси скважинного прибора, при этом вторая передающая антенна выполнена с возможностью работы по существу на той же рабочей частоте, причем вторая передающая антенна наклонена относительно продольной оси; приемную антенну, расположенную вдоль продольной оси и наклоненную относительно продольной оси, при этом приемная антенна размещена на первом расстоянии от первой передающей антенны, и первая базисная точка расположена вдоль первого расстояния и приблизительно равноудалена от первой передающей и приемной антенны, при этом приемная антенна размещена на втором расстоянии по существу равном первому расстоянию, от второй передающей антенны, и вторая базисная точка расположена вдоль второго расстояния и приблизительно равноудалена от второй передающей и приемной антенны, при этом приемная антенна выполнена с возможностью предоставления первого множества электромагнитных измерений, связанного с первой базисной точкой, и второго множества электромагнитных измерений, связанного со второй базисной точкой; и буровое долото, включающее прибор для измерения глубины, причем прибор для измерения глубины размещен на заданном расстоянии по меньшей мере от одной из первой или второй базисных точек; и блок обработки данных, выполненный с возможностью управления активацией передающих антенн и приемных антенн и обработки первого множества электромагнитных измерений, связанного с передающими антеннами и приемными антеннами.
Пример 32 может включать объект изобретения Примера 31, в котором блок обработки данных сконфигурирован для работы в соответствии с одним из Примеров 1-28 или любым их сочетанием.
Пример 33 может включать способ совмещения множества скважинных электромагнитных измерений, содержащий: получение глубины бурового долота в начальный момент записи; сбор первого множества электромагнитных измерений при рабочей частоте от первой наклонной передающей антенны и первой наклонной приемной антенны, которые отдалены друг от друга на первое расстояние в продольном направлении и приблизительно равноудалены от первой базисной точки, при этом первая базисная точка расположена на втором расстоянии в продольном направлении от бурового долота; сбор второго множества электромагнитных измерений, по существу, при одинаковой рабочей частоте, от второй наклонной передающей антенны и второй наклонной приемной антенны, которые отделены, по существу, на одинаковое первое расстояние в продольном направлении и приблизительно равноудалены от второй базисной точки, которая отличается от первой базисной точки; сбор третьего множества электромагнитных измерений, по существу, при одинаковой рабочей частоте, от третьей наклонной передающей антенны и третьей наклонной приемной антенны, которые отделены, по существу, на одинаковое первое расстояние в продольном направлении и приблизительно равноудалены от третьей базисной точки, которая отличается от первой и второй базисных точек; обработку первого, второго и третьего множества электромагнитных измерений для выработки соответствующего первого, второго и третьего множества сигналов с высшим типом колебаний, соответственно; определение глубины первой базисной точки на основании глубины бурового долота в начальный момент записи и второго расстояния; совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и второго множества сигналов с высшим типом колебаний в данном временном интервале путем первого временного сдвига; и совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и третьего множества сигналов с высшим типом колебаний в данном временном интервале путем второго временного сдвига.
Пример 34 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения Примера 33, где совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и второго множества сигналов с высшим типом колебаний включает: определение общего параметра, включая по меньшей мере одно из: наклона, пика, или выборочной дисперсии по меньшей мере для части первого множества сигналов с высшим типом колебаний, и по меньшей мере для части второго множества сигналов с высшим типом колебаний; и корреляцию части первого множества сигналов с высшим типом колебаний и части второго множества сигналов с высшим типом колебаний во временном интервале на основании общего параметра.
Пример 35 может включать или может необязательно совмещаться с объектом изобретения по одному из Примеров 33-34 или по любому их сочетанию, в котором совмещение первого множества сигналов с высшим типом колебаний и третьего множества сигналов с высшим типом колебаний включает: определение общего параметра, включая по меньшей мере одно из: наклона, пика, или выборочной дисперсии по меньшей мере для части первого множества сигналов с высшим типом колебаний и по меньшей мере части третьего множества сигналов с высшим типом колебаний; и корреляцию части первого множества сигналов с высшим типом колебаний и части третьего множества сигналов с высшим типом колебаний в данном временном интервале на основании общего параметра.
Пример 36 может включать или может необязательно совмещаться с частью или сочетанием частей любого одного или более из Примеров 1-35, чтобы содержать объект изобретения настоящего устройства и способа совмещения скважинных измерений.
Сопроводительные графические материалы, составляющие его часть, неограничивающим образом изображают частные варианты реализации изобретения, посредством которых объект изобретения может быть реализован. Изображенные варианты реализации изобретения описаны достаточно подробно для того, чтобы специалисты в данной области техники могли использовать раскрытые в настоящем описании объекты. Могут использоваться другие варианты реализации изобретения, а также производные от них, причем структурные и логические изменения могут осуществляться без выхода за пределы объема данного изобретения. Следовательно, настоящее подробное описание не должно рассматриваться как имеющее ограничительный характер, а объем различных вариантов реализации определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения, а также полным объемом эквивалентов, которые может включать данная формула изобретения.
Такие варианты реализации объекта изобретения могут указываться в настоящей заявке индивидуально и/или коллективно под термином «изобретение» просто для удобства и без намерения добровольно ограничить объем данной заявки каким-либо одним изобретением или идеей изобретения, если на самом деле раскрывается более одного. Таким образом, несмотря на то, что в настоящей заявке были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты реализации изобретения, следует понимать, что любая конструкция, рассчитанная для достижения той же цели, может быть использована в представленных конкретных вариантах реализации. Настоящее раскрытие предназначено для охвата всех возможных усовершенствований и разновидностей различных вариантов реализации изобретения. Сочетания приведенных выше вариантов реализации изобретения, и другие варианты реализации, конкретно не описанные в настоящей заявке, будут очевидны для специалистов в данной области техники после рассмотрения приведенного выше описания.
Варианты реализации представлены с пониманием того, что они не будут использоваться для интерпретации или ограничения объема или смысла формулы изобретения. Кроме того, в приведенном выше подробном описании различные характерные элементы сгруппированы вместе в одном варианте реализации изобретения с целью оптимизации раскрытия. Такой способ раскрытия не подразумевает, что указанные в формуле изобретения варианты реализации требуют большее количество характерных элементов, чем явным образом указано в каждом пункте формулы изобретения. Однако в соответствии со следующей формулой изобретения объект изобретения заключается в меньшем количестве характерных элементов, чем все характерные элементы в одном раскрытом варианте реализации. Таким образом, приведенная ниже формула изобретения должна рассматриваться вместе с подробным описанием, при том, что каждый пункт формулы изобретения следует рассматривать, как собственный и отдельный вариант реализации изобретения.