ГЛУБОКАЯ АЗИМУТАЛЬНАЯ СИСТЕМА С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОПОЛЮСНЫХ ДАТЧИКОВ

1. Система, содержащая:
ряд передающих датчиков, расположенных на структуре прибора;
ряд приемных датчиков, расположенных на структуре прибора, при этом приемный датчик выполнен с возможностью приема сигнала в ответ на выборочную активацию ряда передающих датчиков, так что ряд передающих датчиков, ряд приемных датчиков или как ряд передающих датчиков, так и ряд приемных датчиков содержат один или более датчиков, структурированных в виде многополюсного датчика, и ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков расположены с возможностью создания глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка; и
блок управления, расположенный с возможностью управления выборочной активацией ряда передающих датчиков и выборочного приема сигналов от ряда приемных датчиков в ответ на выборочную активацию.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков расположены с возможностью установления глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка посредством применения комбинации магнитных диполей.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков, так что размещение n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
а
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики и приемные дипольные датчики.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков, так что размещение n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
a
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики и приемные дипольные датчики.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и только одного приемного датчика, так что размещение n передающих дипольных датчиков и только одного приемного датчика относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
a
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков расположены с возможностью установления глубокой азимутальной фокусировки посредством применения комбинации мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков, расположенных с возможностью создания глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка, содержат провод передатчика и провод приемника, выполненные с возможностью функционального управления в паре, при этом каждый из провода передатчика и провода приемника расположены в виде обмотки с периодическим шагом вокруг структуры прибора, при этом каждая обмотка с периодическим шагом содержит первый участок и второй участок, при этом второй участок направлен по азимуту обратно к первому участку, так что во время работы ток протекает в одном азимутальном направлении в первом участке и во втором участке.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что обмотка с периодическим шагом расположена в виде одного провода, имеющего два конца для соединения с источником, при этом второй участок сдвинут на 180° от первого участка относительно структуры прибора.
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что один провод содержит сегменты провода, которые последовательно соединены.
10. Система по п. 7, отличающаяся тем, что первый участок и второй участок представляют собой отдельные провода, при этом первый участок имеет два конца для соединения с первым источником, а второй участок имеет два конца для соединения со вторым источником, при этом второй участок сдвинут на 180° от первого участка относительно структуры прибора.
11. Система по п. 7, отличающаяся тем, что каждая обмотка с периодическим шагом содержит проводку внутри структуры прибора.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что обмотка с периодическим шагом расположена в виде одного провода, имеющего два конца.
13. Система по п. 7, отличающаяся тем, что система содержит две обмотки с периодическим шагом на структуре прибора, при этом каждая из двух обмоток с периодическим шагом имеет шаг, отличный друг от друга.
14. Система по п. 7, отличающаяся тем, что система содержит ряд проводов передатчика и ряд проводов приемника, выполненных с возможностью функционального управления в паре, при этом каждый провод передатчика и каждый провод приемника расположены в виде обмотки с периодическим шагом вокруг структуры прибора, при этом каждая обмотка с периодическим шагом содержит первый участок и второй участок, при этом второй участок направлен по азимуту обратно к первому участку, так что во время работы ток протекает в одном азимутальном направлении в первом участке и во втором участке, при этом каждая обмотка с периодическим шагом передатчика имеет шаг, равный шагу обмотки с периодическим шагом приемника, с которым он функционально состоит в паре, при этом по меньшей мере одна пара имеет шаг, отличный от шага другой пары.
15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что провода передатчика расположены вдоль продольной оси структуры прибора в последовательном порядке относительно периодичности шага каждого передатчика, а провода приемника расположены вдоль продольной оси структуры прибора в последовательном порядке относительно периодичности шага каждого приемника.
16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что последовательный порядок как для проводов передатчика, так и проводов приемника идет от наибольшего шага к наименьшему шагу в порядке размера шага.
17. Система по п. 7, отличающаяся тем, что обмотка с периодическим шагом передатчика является синусоидальной, треугольной или прямоугольной.
18. Система по п. 7, отличающаяся тем, что система содержит блок обработки данных, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка блок обработки данных структурирован с возможностью искусственного сложения мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
19. Система по п. 7, отличающаяся тем, что система содержит сумматор мод, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка сумматор мод структурирован с возможностью сложения мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
20. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков, расположенных с возможностью создания глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка, включают многоэлементные дипольные антенны, имеющие управляемую полярность, при этом блок управления расположен с возможностью выборочного управления полярностью многоэлементных дипольных антенн.
21. Система по п. 20, отличающаяся тем, что передающие датчики многоэлементных дипольных антенн расположены в передающей станции, при этом каждый передающий датчик находится в различном угловом положении по окружности структуры прибора, при этом передающая станция расположена в группе передающих станций.
22. Система по п. 21, отличающаяся тем, что многоэлементная дипольная антенна, выполненная в виде одного из приемных датчиков, расположена в виде приемной станции в группе приемных станций.
23. Система по п. 22, отличающаяся тем, что приемная станция имеет многоэлементные дипольные антенны, выполненные в виде приемных датчиков, при этом каждый приемный датчик приемной станции находится в различном угловом положении по окружности структуры прибора относительно других приемных датчиков в станции.
24. Система по п. 23, отличающаяся тем, что передающие станции и приемные станции расположены вдоль продольной оси прибора специально с возможностью обеспечения диапазона глубин исследования.
25. Система по п. 20, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков представляет собой магнитные диполи, выбранные из группы, включающей катушки и соленоиды, или ряд передающих датчиков представляет собой электрические диполи, выбранные из группы, включающей проволочные антенны, тороиды и электроды.
26. Система по п. 20, отличающаяся тем, что передающие датчики включают тороид, содержащий обмотку, так что плотность обмоток на тороиде меняется по азимуту.
27. Система по п. 20, отличающаяся тем, что система содержит блок обработки данных, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка блок обработки данных структурирован с возможностью искусственного сложения мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
28. Система по п. 20, отличающаяся тем, что система содержит сумматор мод, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка сумматор мод структурирован с возможностью сложения мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
29. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ряд передающих датчиков и ряд приемных датчиков, расположенных с возможностью создания глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка, включают многоэлементные дипольные антенны, выполненные с возможностью управляемого вращения с помощью блока управления.
30. Система по п. 29, отличающаяся тем, что одна или более многоэлементных дипольных антенн выполнены в виде передающих датчиков, расположенных в кожухе, отличном от кожуха одной или более многоэлементных дипольных антенн, выполненных в виде приемных датчиков.
31. Система по п. 29, отличающаяся тем, что блок управления выполнен с возможностью вращения одной или более многоэлементных дипольных антенн, выполненных в виде передающих датчиков, со скоростью вращения, отличной от скорости вращения одной или более многоэлементных дипольных антенн, выполненных в виде приемного датчика.
32. Система по п. 29, отличающаяся тем, что только одна из многоэлементных дипольных антенн работает как вращающийся датчик передатчика.
33. Система по п. 29, отличающаяся тем, что система содержит блок обработки данных, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка этот блок обработки данных выполняет искусственное сложение мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка для установления глубокой азимутальной фокусировки.
34. Система по п. 29, отличающаяся тем, что система содержит сумматор мод, подключенный к блоку управления, так что из созданного ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка сумматор мод структурирован с возможностью сложения мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
35. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система содержит блок обработки данных, выполненный с возможностью:
разделения принятых сигналов на различные азимутальные моды и калибровки одного или более сигналов с созданием разделенных и откалиброванных данных сигнала;
выполнения азимутальной фокусировки, радиальной фокусировки, осевой фокусировки и инверсии на основании разделенных и откалиброванных данных сигнала; и
создания данных, относящихся к одному или более из ствола скважины и пласта.
36. Способ, включающий следующие стадии:
стадию, в которой выполняют активацию одного или более передающих датчиков прибора, расположенного в стволе скважины, для передачи в пласт;
стадию, в которой выполняют выборочный прием одного или более сигналов одним или более приемными датчиками прибора в ответ на передачу одним или более передающими датчиками, при этом один или более передающих датчиков, один или более приемных датчиков или как один или более передающих датчиков, так и один или более приемных датчиков включают один или более датчиков, структурированных в виде многополюсного датчика; и
стадию, в которой управляют активацией и выборочным приемом, создают глубокую азимутальную чувствительность высокого порядка.
37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что создание глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка включает установление глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с применением комбинации магнитных диполей.
38. Способ по п. 36, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков, так что размещение n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
a
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики и приемные дипольные датчики.
39. Способ по п. 36, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков, так что размещение n передающих дипольных датчиков и n приемных дипольных датчиков относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
a
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики и приемные дипольные датчики.
40. Способ по п. 36, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков имеют конфигурацию n передающих дипольных датчиков и только одного приемного датчика, так что размещение n передающих дипольных датчиков и только одного приемного датчика относительно структуры прибора, при условии ,  и  единичных векторов в цилиндрических координатах в радиальном, азимутальном направлении и направлении вдоль оси z, причем направление вдоль оси z - направление вдоль оси структуры прибора, задается формулами
a
где , , , , , и  означают радиальное положение i-го передатчика, угловое положение i-го передатчика в градусах, вектор ориентации i-го передатчика, радиальное положение i-го приемника, угловое положение i-го приемника в градусах и вектор ориентации i-го приемника, соответственно, а  представляет собой расстояние от оси, на которой расположены передающие дипольные датчики.
41. Способ по п. 36, отличающийся тем, что создание глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка включает установление глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с применением комбинации мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка.
42. Способ по п. 36, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков, расположенных с возможностью создания глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка, содержат провод передатчика и провод приемника, выполненные с возможностью функционального управления в паре, при этом каждый из провода передатчика и провода приемника расположены в виде обмотки с периодическим шагом вокруг структуры прибора, при этом каждая обмотка с периодическим шагом содержит первый участок и второй участок, при этом второй участок направлен по азимуту обратно к первому участку, так что во время работы ток протекает в одном азимутальном направлении в первом участке и во втором участке.
43. Способ по п. 42, отличающийся тем, что обмотка с периодическим шагом расположена в виде одного провода, имеющего два конца для соединения с источником, при этом второй участок сдвинут на 180° от первого участка относительно структуры прибора.
44. Способ по п. 42, отличающийся тем, что первый участок и второй участок представляют собой отдельные провода, при этом первый участок имеет два конца для соединения с первым источником и второй участок имеет два конца для соединения со вторым источником, при этом второй участок сдвинут на 180° от первого участка относительно структуры прибора.
45. Способ по п. 42, отличающийся тем, что каждая обмотка с периодическим шагом содержит проводку внутри структуры прибора.
46. Способ по п. 42, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков содержат две обмотки с периодическим шагом на структуре прибора, при этом каждая из двух обмоток с периодическим шагом имеет шаг, отличный друг от друга.
47. Способ по п. 42, отличающийся тем, что один или более передающих датчиков и один или более приемных датчиков содержат ряд проводов передатчика и ряд проводов приемника, выполненных с возможностью функционального управления в паре, при этом каждый провод передатчика и каждый провод приемника расположены в виде обмотки с периодическим шагом вокруг структуры прибора, при этом каждая обмотка с периодическим шагом содержит первый участок и второй участок, при этом второй участок направлен по азимуту обратно к первому участку, так что во время работы ток протекает в одном азимутальном направлении в первом участке и во втором участке, при этом каждая обмотка с периодическим шагом передатчика имеет шаг, равный шагу обмотки с периодическим шагом приемника, с которым он функционально состоит в паре, при этом по меньшей мере одна пара имеет шаг, отличный от шага другой пары.
48. Способ по п. 42, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и искусственное сложение мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
49. Способ по п. 42, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и сложение, с применением сумматора мод, мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
50. Способ по п. 36, отличающийся тем, что создание глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка включает выборочное управление полярностью многоэлементных дипольных антенн.
51. Способ по п. 50, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и искусственное сложение мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
52. Способ по п. 50, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и сложение, с применением сумматора мод, мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
53. Способ по п. 36, отличающийся тем, что создание глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка включает управляемое вращение ряда многоэлементных дипольных антенн.
54. Способ по п. 53, отличающийся тем, что управляемое вращение многоэлементных дипольных антенн включает вращение только одного датчика передатчика.
55. Способ по п. 53, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и искусственное сложение мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
56. Способ по п. 53, отличающийся тем, что способ включает создание ряда мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка и сложение, с применением сумматора мод, мод глубокой азимутальной чувствительности высокого порядка с установлением глубокой азимутальной фокусировки.
57. Способ по п. 36, отличающийся тем, что способ включает обработку одного или более сигналов, при этом обработка включает следующие стадии:
стадию, в которой выполняют разделение одного или более сигналов на различные азимутальные моды и калибровку одного или более сигналов с созданием разделенных и откалиброванных данных сигнала;
стадию, в которой выполняют азимутальную фокусировку, радиальную фокусировку, осевую фокусировку и инверсию на основании разделенных и откалиброванных данных сигнала; и
стадию, в которой создают данные, относящиеся к одному или более стволу скважины и пласту, при выполнении азимутальной фокусировки, радиальной фокусировки, осевой фокусировки и инверсии.
58. Способ по п. 57, отличающийся тем, что разделение и калибровка одного или более сигналов включает следующие стадии:
стадию, в которой пласт моделируют с импульсным сопротивлением;
стадию, в которой создают моделированное напряжение сигнала из моделирования пласта с импульсным сопротивлением; и
стадию, в которой выполняют обратную свертку измеренного напряжения сигнала с моделируемым напряжением сигнала.
59. Способ по п. 36, отличающийся тем, что перед развертыванием прибора в стволе скважины создают матрицу разделения и калибровки мод и сохраняют в памяти так, что один или более сигналов могут быть разделены и откалиброваны в процессе работы прибора в стволе скважины, при этом матрицу разделения и калибровки мод создают посредством:
работы прибора в известном пласте с азимутальной периодичностью;
выполнения измерений при выбранной моде;
построения матрицы чувствительности на основании измерений для выбранной моды и азимутальной периодичности; и
инвертирования матрицы чувствительности.
60. Машиночитаемое запоминающее устройство, содержащее команды, выполнение которых одним или более процессорами вычислительной машины приводит к выполнению вычислительной машиной операций, при этом операции включают способ по любому из пп. 36-59.