EA010068B1 - Method for imaging subterranean formations - Google Patents

Method for imaging subterranean formations Download PDF

Info

Publication number
EA010068B1
EA010068B1 EA200700137A EA200700137A EA010068B1 EA 010068 B1 EA010068 B1 EA 010068B1 EA 200700137 A EA200700137 A EA 200700137A EA 200700137 A EA200700137 A EA 200700137A EA 010068 B1 EA010068 B1 EA 010068B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
formation
tool
apparent
conductivity
time
Prior art date
Application number
EA200700137A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200700137A1 (en
Inventor
Эрик Ян Баннинг
Терухико Хагивара
Ричард Мартин Остермейер
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/897,585 external-priority patent/US7538555B2/en
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority claimed from PCT/US2005/015709 external-priority patent/WO2006022921A1/en
Publication of EA200700137A1 publication Critical patent/EA200700137A1/en
Publication of EA010068B1 publication Critical patent/EA010068B1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Disclosed is a method for imaging a subterranean formation traversed by a wellbore using a tool comprising a transmitter for transmitting electromagnetic signals through the formation and a receiver for detecting response signals. In the method the tool is brought to a first position inside the wellbore, after which the transmitter is energized to propagate an electromagnetic signal into the formation. A response signal that has propagated through the formation is detected, and a derived quantity for the formation is calculated based on the detected response signal for the formation. The derived quantity for the formation is plotted against time. The tool is moved to at least one other position within the wellbore and the procedure above is repeated. Then an image of the formation within the subterranean formation is created based on the plots resulting from the repeated procedure above.

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу для построения изображения подземного пласта, пересекаемого буровой скважиной. В конкретном варианте осуществления изобретение относится к способу для определения местоположения аномалии и, в частности, к нахождению местоположения резистивной или проводящей аномалии в пласте, окружающем ствол скважины в прикладных задачах бурения. В другом аспекте изобретение относится к способу для обеспечения возможности быстрой идентификации и построения изображения аномалии пласта.The present invention relates to a method for imaging an underground formation intersected by a borehole. In a specific embodiment, the invention relates to a method for determining the location of an anomaly and, in particular, to locating a resistive or conductive anomaly in a formation surrounding a wellbore for drilling applications. In another aspect, the invention relates to a method for enabling rapid identification and imaging of formation anomalies.

Уровень техникиState of the art

В прикладных задачах управления параметрами бурения каротажа во время бурения (БАУЭ) выгодно детектировать присутствие аномалии пласта впереди или вокруг буровой коронки или оборудования низа бурильной колонны. Существует много примеров, в которых прогностические возможности желательны в средах ЬУО каротажа. Прогностический каротаж состоит в том, чтобы детектировать аномалию на некотором расстоянии впереди буровой коронки. Некоторые примеры упреждения включают в себя заблаговременное прогнозирование зоны повышенного давления, или детектирование сбоя фронта буровой коронки в горизонтальных скважинах, или определение профиля массивной солевой структуры впереди буровой коронки. Хотя доступные в настоящее время методы способны детектировать присутствие аномалии, они не способны определять местоположение аномалии с достаточной глубиной или скоростью, они не способны детектировать аномалию на достаточном расстоянии впереди буровой коронки или оборудования низа бурильной колонны.In applied tasks of controlling the parameters of drilling while logging (BAUE), it is advantageous to detect the presence of formation anomalies in front of or around the drill bit or the bottom of the drill string equipment. There are many examples in which prognostic capabilities are desirable in LUT logging environments. Prognostic logging is to detect an anomaly at some distance ahead of the drill bit. Some lead examples include predicting a pressure zone in advance, or detecting a failure of a drill bit front in horizontal wells, or determining the profile of a massive salt structure ahead of a drill bit. Although currently available methods are able to detect the presence of an anomaly, they are not able to locate the anomaly with sufficient depth or speed, they are not able to detect an anomaly at a sufficient distance ahead of the drill bit or the bottom of the drill string.

При оценке пласта глубина исследования большинства каротажных инструментов, проводной линии или ЬУО каротажа ограничивается несколькими футами от ствола скважины. Один из таких инструментов раскрывается в патенте США № 5678643 автора РоЬЬнъ и соавт. Патент США № 5678643 ВоЬЫи8 и соавт. раскрывает инструмент для определения местоположения аномалии. Инструмент передает акустические сигналы в буровую скважину и принимает возвращающиеся акустические сигналы, включающие отражения и преломления. Приемники детектируют возвращающиеся акустические сигналы и можно измерить время между передачей и приемом. Расстояния и направления до детектируемых аномалий определяются микропроцессором, который обрабатывает информацию временной задержки из приемников. Как утверждалось выше, глубина исследования при помощи инструмента является ограниченной.When evaluating a formation, the depth of exploration of most logging tools, wireline, or LUO logging is limited to a few feet from the wellbore. One such tool is disclosed in US Pat. No. 5,678,643 to PoBn et al. U.S. Patent No. 5,678,643 BioBi8 et al. discloses an anomaly location tool. The instrument transmits acoustic signals to the borehole and receives returning acoustic signals including reflections and refractions. Receivers detect returning acoustic signals and the time between transmission and reception can be measured. The distances and directions to the detected anomalies are determined by the microprocessor, which processes the time delay information from the receivers. As stated above, the depth of research with the tool is limited.

Другой метод, который обеспечивает ограниченную глубину исследования, раскрывается в патенте США № 6181138 автора Надгетага. Этот метод для определения местоположения аномалии использует индукционные инструменты с наклоняемой катушкой и методы исследования с возбуждением на различных частотах. Чтобы достичь глубины исследования с таким инструментом, потребовался бы более длинный инструмент. Однако более длинные инструменты, вообще говоря, приводят к худшему пространственному разрешению.Another method that provides a limited depth of study is disclosed in US Patent No. 6181138 by Nadgetag. This method for determining the location of the anomaly uses tilt-coil induction tools and research methods with excitation at different frequencies. To achieve depth of study with such an instrument, a longer instrument would be required. However, longer instruments, generally speaking, result in poorer spatial resolution.

Чтобы повысить возможности увеличения глубины исследования, предложены способы переходных электромагнитных (ЕМ) процессов. Один из таких способов для увеличения глубины исследования предложен в патенте США № 5955884 авторами РауЮп и соавт. Инструмент, раскрытый в указанном патенте, применяет электрические и электромагнитные передатчики для подачи электромагнитной энергии к пласту на выбранных частотах и формах волн, которые максимизируют радиальную глубину проникновения в проектный пласт. В упомянутом способе переходных ЕМ процессов ток в основном заканчивается на антенне передатчика, и во времени отслеживается изменение напряжения, наведенного в антенне приемника. Такой метод обеспечил возможность детектирования аномалии на расстояниях в глубину от десяти до сотен метров. Однако, хотя Рау!оп раскрывает способ переходных ЕМ процессов, обеспечивающий возможность детектирования аномалии, он не обеспечивает метод детектирования аномалий впереди буровой коронки.To increase the possibility of increasing the depth of research, methods for transient electromagnetic (EM) processes are proposed. One such method for increasing the depth of research is proposed in US Pat. No. 5,955,884 by RauJup et al. The tool disclosed in this patent uses electric and electromagnetic transmitters to supply electromagnetic energy to the formation at selected frequencies and waveforms that maximize the radial penetration depth into the design formation. In the aforementioned EM transient process method, the current mainly ends at the transmitter antenna, and the change in voltage induced in the receiver antenna is monitored over time. This method made it possible to detect anomalies at distances in depth from ten to hundreds of meters. However, although Rau! Op discloses a transient EM process that provides the ability to detect anomalies, it does not provide a method for detecting anomalies in front of the drill bit.

Другие ссылки, как например, опубликованная заявка РСТ ХУ0/03/019237, также раскрывают использование направленных измерений удельного сопротивления в прикладных задачах каротажа. Эта ссылка использует измерения для генерации изображения земного пласта после измерения акустической скорости пласта и объединение результатов. Упомянутая ссылка не раскрывает специфический способ для определения расстояния и направления к аномалии.Other references, such as the published PCT application XU0 / 03/019237, also disclose the use of directional resistivity measurements in logging applications. This link uses measurements to generate an image of the earth formation after measuring the acoustic velocity of the formation and combining the results. The reference does not disclose a specific method for determining the distance and direction to the anomaly.

Когда для размещения скважины используются измерения во время бурения, детектирование или идентификация аномалий могут быть критическими. Такие аномалии могут включать себя, например, разлом, неработающий продуктивный пласт, соляной купол, или смежный слой породы или водонефтяной контакт. Было бы выгодно определять как расстояние, так и направление аномалии от буровой площадки.When measurements are taken during drilling to locate a well, the detection or identification of anomalies can be critical. Such anomalies may include, for example, a fault, an idle reservoir, a salt dome, or an adjacent rock layer or water-oil contact. It would be beneficial to determine both the distance and the direction of the anomaly from the well site.

Трехосные индукционные каротажные инструменты, включая проводные и БАУЭ устройства, способны обеспечить направленные измерения удельного сопротивления. Однако не были предложены способы для использования этих направленных измерений удельного сопротивления для идентификации направления к аномалии.Triaxial induction logging tools, including wireline and BAUE devices, are capable of providing directional resistivity measurements. However, no methods have been proposed for using these directional resistivity measurements to identify the direction to the anomaly.

Кроме того, нет экспресс-метода для быстрого представления информации расстояния в видимой форме, чтобы позволить буровику точно регулировать направленность БАУЭ оборудования низа бурильIn addition, there is no express method for quickly presenting distance information in a visible form to allow the driller to precisely control the direction of the BAUE of the bottom hole equipment

- 1 010068 ной колонны в нужное местоположение. Настоящие способы обычно применяют инверсионное моделирование для оценки расстояния до особенностей пласта. Этот инверсионный процесс представляет собой процесс, в котором данные используются для построения модели пласта, которая согласуется с данными. Ресурсы времени и вычислений, требуемые для выполнения инверсии, могут быть значительными, что может привести к задержке идентификации особенностей пласта, таких как местоположения.- 1 010068 column to the desired location. These methods typically use inverse modeling to estimate the distance to formation features. This inversion process is a process in which data is used to construct a reservoir model that is consistent with the data. The time and computational resources required to complete the inversion can be significant, which can lead to a delay in identifying formation features, such as locations.

Соответственно, необходимо новое решение для определения расстояния от инструмента до аномалии. В частности, такое решение необходимо для обзора впереди буровой коронки.Accordingly, a new solution is needed to determine the distance from the instrument to the anomaly. In particular, such a solution is necessary for viewing ahead of the drill bit.

Кроме того, необходимо решение в реальном масштабе времени, имеющее увеличенную глубину анализа, так чтобы измерения могли быть сразу доступны для операторов оборудования. Наконец, необходимо средство для быстрой идентификации или построения изображения особенностей или границ пласта для прикладных задач управления параметрами бурения.In addition, a real-time solution with an increased analysis depth is needed so that measurements can be immediately available to equipment operators. Finally, a means is needed for quick identification or imaging of features or formation boundaries for applied tasks of controlling drilling parameters.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно настоящему изобретению обеспечивается способ для построения изображения подземного пласта, пересекаемого буровой скважиной. Способ может быть реализован с использованием инструмента, содержащего передатчик для передачи электромагнитных сигналов через пласт и приемник для детектирования сигналов отклика.According to the present invention, there is provided a method for imaging an underground formation traversed by a borehole. The method can be implemented using a tool containing a transmitter for transmitting electromagnetic signals through the formation and a receiver for detecting response signals.

Способ содержит этапы, на которых инструмент вводится в первое положение внутри буровой скважины;The method comprises the steps of introducing a tool into a first position inside a borehole;

передатчик возбуждается для распространения электромагнитного сигнала в пласт;the transmitter is excited to propagate the electromagnetic signal into the formation;

детектируется сигнал отклика, который распространяется через пласт;a response signal is detected that propagates through the formation;

вычисляется производная величина для пласта на основе детектированного сигнала отклика для пласта;calculating a derived value for the formation based on the detected response signal for the formation;

строится график производной величины для пласта от времени.a graph of the derivative value for the formation versus time is constructed

Затем инструмент перемещается по меньшей мере в еще одно положение внутри скважины, после чего описанные выше этапы повторяются.Then the tool is moved to at least one more position inside the well, after which the steps described above are repeated.

Дополнительно, указанная процедура может быть проведена снова. Затем изображение пласта в пределах подземного пласта создается на основе графиков производной величины.Additionally, this procedure can be carried out again. An image of the formation within the subterranean formation is then created based on the plots of the derived quantity.

Дополнительно, затем инструмент снова перемещается по меньшей мере в еще одно положение внутри скважины, и вся процедура может повторяться снова.Additionally, then the tool again moves to at least one more position inside the well, and the whole procedure can be repeated again.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 - блок-схема, показывающая систему согласно варианту осуществления изобретения;The invention is further explained in the description of specific embodiments with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a block diagram showing a system according to an embodiment of the invention;

фиг. 2 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ согласно варианту осуществления изобретения;FIG. 2 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment of the invention;

фиг. 3 - график, иллюстрирующий направляющие углы между координатами инструмента и координатами аномалии;FIG. 3 is a graph illustrating guide angles between tool coordinates and anomaly coordinates;

фиг. 4А - график, показывающий аномалию удельного сопротивления в координатной системе инструмента;FIG. 4A is a graph showing resistivity anomaly in a tool coordinate system;

фиг. 4В - график, показывающий аномалию удельного сопротивления в координатной системе аномалии;FIG. 4B is a graph showing the resistivity anomaly in the coordinate system of the anomaly;

фиг. 5 - график, иллюстрирующий вращение инструмента внутри ствола скважины;FIG. 5 is a graph illustrating tool rotation inside a wellbore;

фиг. 6 - график, показывающий направляющие компоненты;FIG. 6 is a graph showing guide components;

фиг. 7 - график, показывающий отклик напряжения для коаксиальных νζζ(1), копланарных νχχ(1) и перекрестных νζχ(ΐ) измерений для Ь=1 м, для θ=30° и на расстоянии до соли Ό=10 м;FIG. 7 is a graph showing the voltage response for coaxial ν ζζ (1), coplanar ν χχ (1) and cross ν ζχ (ΐ) measurements for b = 1 m, for θ = 30 ° and at a distance to the salt of Ό = 10 m;

фиг. 8 - график, показывающий отклик напряжения для коаксиальных νζζ(1), копланарных νχχ(1) и перекрестных νζχ(ΐ) измерений для Ь=1 м, для θ=30° и на расстоянии до соляной залежи Ό=100 м;FIG. 8 is a graph showing the voltage response for coaxial ν ζζ (1), coplanar ν χχ (1) and cross ν ζχ (ΐ) measurements for b = 1 m, for θ = 30 ° and at a distance to the salt deposit Ό = 100 m ;

фиг. 9 - график, показывающий кажущееся падение (θαρρ(1)) для компоновки как на фиг. 7;FIG. 9 is a graph showing an apparent drop (θ αρρ (1)) for the arrangement as in FIG. 7;

фиг. 10 - график, показывающий кажущуюся удельную электропроводность (σαρρ(1)), вычисленную из обоих коаксиального νζζ(ΐ) и копланарного νχχ(1) откликов для таких же условий, как на фиг. 9;FIG. 10 is a graph showing apparent conductivity (σ αρρ (1)) calculated from both coaxial ν ζζ (ΐ) and coplanar ν χχ (1) responses for the same conditions as in FIG. nine;

фиг. 11 - график, показывающий отношение σ3ρρ-οορι3η3Γ (1)/старр-соах1а1 (1) для такого же угла (θ) сближения и расстояния (Ό) до плоскости соляной залежи, как на фиг. 3;FIG. 11 is a graph showing the ratio σ 3ρρ-οορ ι 3η3Γ (1) / st arr-coax1a1 (1) for the same approach angle (θ) and distance (Ό) to the plane of the salt deposit, as in FIG. 3;

фиг. 12 - график, показывающий кажущееся падение (θαρρ(1)) для инструмента в сборке с Ь=1 м, когда расстояние до соляной залежи составляет Ό=10 м, для различных углов между осью инструмента и объектом;FIG. 12 is a graph showing the apparent drop (θ αρρ (1)) for a tool in an assembly with b = 1 m, when the distance to the salt deposit is Ό = 10 m, for different angles between the tool axis and the object;

фиг. 13 - график, подобный фиг. 12, в соответствии с которым расстояние до соляной залежи от инструмента составляет Ό=50 м;FIG. 13 is a graph similar to FIG. 12, according to which the distance to the salt deposit from the tool is Ό = 50 m;

фиг. 14 - график, подобный фиг. 12, в соответствии с которым расстояние до соляной залежи от инструмента составляет Ό=100 м;FIG. 14 is a graph similar to FIG. 12, according to which the distance to the salt deposit from the tool is Ό = 100 m;

фиг. 15 - схематическое изображение, показывающее кажущуюся удельную электропроводность с коаксиальным инструментом;FIG. 15 is a schematic diagram showing apparent conductivity with a coaxial tool;

- 2 010068 фиг. 16 - график, показывающий отклик напряжения коаксиального инструмента фиг. 15 в однородном пласте для различных удельных сопротивлений пласта;- 2 010068 FIG. 16 is a graph showing the voltage response of the coaxial tool of FIG. 15 in a uniform formation for various resistivities of the formation;

фиг. 17 - график, показывающий отклик напряжения в однородном пласте как функцию удельного сопротивления пласта в различные моменты времени (1) для одного и того же коаксиального инструмента;FIG. 17 is a graph showing the stress response in a homogeneous formation as a function of formation resistivity at different times (1) for the same coaxial tool;

фиг. 18 - график, показывающий отклик напряжения в однородном пласте как функцию удельного сопротивления пласта для большего разнесения передатчика-приемника, чем на фиг. 17;FIG. 18 is a graph showing the stress response in a uniform formation as a function of formation resistivity for a greater transmitter-receiver diversity than in FIG. 17;

фиг. 19 - схематическое изображение, показывающее кажущуюся удельную электропроводность с копланарным инструментом;FIG. 19 is a schematic view showing apparent conductivity with a coplanar instrument;

фиг. 20 графически изображает отклик напряжения копланарного инструмента фиг. 19 с разнесением передатчика-приемника Ь=1 м в однородном пласте как функцию удельного сопротивления пласта в различные моменты времени (1);FIG. 20 graphically depicts the voltage response of the coplanar instrument of FIG. 19 with spacing of the transmitter-receiver L = 1 m in a homogeneous formation as a function of the resistivity of the formation at different points in time (1);

фиг. 21 - отклик напряжения в однородном пласте как функцию удельного сопротивления пласта для большего разнесения передатчика-приемника, чем на фиг. 20;FIG. 21 is a voltage response in a homogeneous formation as a function of formation resistivity for greater transmitter-receiver diversity than in FIG. twenty;

фиг. 22 - график, показывающий отклик напряжения как функцию времени 1, задаваемого коаксиальным инструментом фиг. 15, в двухслойном пласте на различных расстояниях от залежи;FIG. 22 is a graph showing the voltage response as a function of time 1 defined by the coaxial tool of FIG. 15, in a two-layer formation at different distances from the reservoir;

фиг. 23 - график, показывающий данные отклика напряжения фиг. 22 в терминах кажущейся удельной электропроводности (σαρρ(1));FIG. 23 is a graph showing the voltage response data of FIG. 22 in terms of apparent conductivity (σ αρρ (1));

фиг. 24 подобна фиг. 23, за исключением того, что удельные сопротивления слоев 1 и 2 были взаимно изменены;FIG. 24 is similar to FIG. 23, except that the resistivities of layers 1 and 2 were mutually changed;

фиг. 25 представляет график, сравнивающий σαρρ(1) фиг. 23 и 24, отнесенные к 6=1 м;FIG. 25 is a graph comparing σ αρρ (1) of FIG. 23 and 24, assigned to 6 = 1 m;

фиг. 26 - график σαρρ(1) для различных разнесений Ь передатчика-приемника в случае 6=1 м;FIG. 26 is a graph of σ αρρ (1) for various spacings b of the transmitter-receiver in the case 6 = 1 m;

фиг. 27 изображает графические кривые σαρρ(1) для 6=1 м и Ь=01 м для двух отношений удельного сопротивления;FIG. 27 shows graphical curves σ αρρ (1) for 6 = 1 m and b = 01 m for two resistivity ratios;

фиг. 28 - график σαρρ(1) для случая 6=1 м и Ь=01 м, для различных отношений удельного сопротивления, тогда как проектное удельное сопротивление фиксировано на значении К2=1 Ом-м;FIG. 28 is a graph of σ αρρ (1) for the case 6 = 1 m and b = 01 m, for different ratios of resistivity, while the design resistivity is fixed at K 2 = 1 Ohm-m;

фиг. 29 изображает сравнение кажущейся удельной электропроводности на больших значениях 1 для коаксиальных откликов, где 6=01 м и Ь=01 м, как функцию удельной электропроводности проектного слоя, тогда как проектная локальная удельная электропроводность фиксирована на значении 1См-м;FIG. 29 depicts a comparison of apparent electrical conductivity at large values of 1 for coaxial responses, where 6 = 01 m and b = 01 m, as a function of the electrical conductivity of the design layer, while the design local electrical conductivity is fixed at 1 cm-m;

фиг. 30 графически изображает такие же данные, как на фиг. 29, построенные в виде отношения проектной удельной электропроводности по локальному слою в зависимости от отношения кажущейся удельной электропроводности при больших временах по удельной электропроводности локального слоя;FIG. 30 graphically depicts the same data as in FIG. 29, constructed in the form of the ratio of the design conductivity of the local layer, depending on the ratio of the apparent conductivity at large times of the conductivity of the local layer;

фиг. 31 - график, содержащий кажущуюся удельную электропроводность σαρρ(1) в зависимости от времени для различных комбинаций 6 и Ь;FIG. 31 is a graph containing apparent conductivity σ αρρ (1) versus time for various combinations of 6 and b;

фиг. 32 графически изображает отношение между расстоянием по лучу и временем перехода (1с);FIG. 32 graphically depicts the relationship between beam distance and transition time (1 s );

фиг. 33 - графические кривые кажущейся удельной электропроводности σαρρ(ζ; 1) в обеих координатах ζ- и 1-;FIG. 33 - graphs of apparent conductivity σ αρρ (ζ; 1) in both coordinates ζ- and 1-;

фиг. 34 - схематическое изображение, показывающее кажущуюся удельную электропроводность с коаксиальным инструментом;FIG. 34 is a schematic diagram showing apparent conductivity with a coaxial tool;

фиг. 35 - график, показывающий отклик напряжения как функцию времени 1, задаваемого коаксиальным инструментом фиг. 34, на различных расстояниях от залежи;FIG. 35 is a graph showing the voltage response as a function of time 1 specified by the coaxial tool of FIG. 34, at various distances from the reservoir;

фиг. 36 - график, показывающий данные отклика напряжения фиг. 35 в терминах кажущейся удельной электропроводности σαρρ(1);FIG. 36 is a graph showing the voltage response data of FIG. 35 in terms of apparent conductivity σ αρρ (1);

фиг. 37 подобна фиг. 36, за исключением того, что удельные сопротивления слоев 1 и 2 были взаимно изменены;FIG. 37 is similar to FIG. 36, except that the resistivities of layers 1 and 2 were mutually changed;

фиг. 38 представляет график, сравнивающий σαρρ(1) фиг. 36 и 37, отнесенные к 6=1 м;FIG. 38 is a graph comparing σ αρρ (1) of FIG. 36 and 37, assigned to 6 = 1 m;

фиг. 39 - график таких же данных, которые отображены на фиг. 36, но теперь в линейном масштабе кажущейся удельной электропроводности;FIG. 39 is a graph of the same data that is displayed in FIG. 36, but now on a linear scale of apparent conductivity;

фиг. 40 - график σαρρ(1) в линейном масштабе для различных разнесений Ь передатчика-приемника, в случае 6=1 м;FIG. 40 is a graph of σ αρρ (1) on a linear scale for various spacings b of the transmitter-receiver, in the case 6 = 1 m;

фиг. 41 - график удельной электропроводности при больших временах как функцию различных разнесений Ь передатчика-приемника;FIG. 41 is a graph of electrical conductivity at large times as a function of various spacings b of the transmitter-receiver;

фиг. 42 - графические кривые σαρρ(1) для 6=5 м и Ь=01 м для различных отношений удельного сопротивления;FIG. 42 - graphical curves σ αρρ (1) for 6 = 5 m and b = 01 m for different ratios of resistivity;

фиг. 43 - график σαρρ(1) для случая 6=5 м и Ь=01 м, но для различных отношений удельного сопротивления, тогда как проектное удельное сопротивление фиксировано на значении К2=1 Ом-м;FIG. 43 is a graph of σ αρρ (1) for the case 6 = 5 m and b = 01 m, but for different ratios of resistivity, whereas the design resistivity is fixed at K 2 = 1 Ohm-m;

фиг. 44 графически изображает сравнение кажущейся удельной электропроводности при больших временах в момент 1=1 с с модельным расчетом, для случая проектного удельного сопротивления К2=1 Ом*м;FIG. 44 graphically depicts a comparison of the apparent conductivity at large times at 1 = 1 s with a model calculation, for the case of design resistivity K 2 = 1 Ohm * m;

фиг. 45 - такие же данные, как на фиг. 44, построенные в виде более кажущейся удельной электропроводности при больших временах в момент 1=1 с в зависимости от отношения кажущейся удельнойFIG. 45 is the same data as in FIG. 44, constructed in the form of a more apparent conductivity at large times at 1 = 1 s, depending on the ratio of the apparent specific conductivity

- 3 010068 электропроводности при больших временах в момент 1=1 с по удельной электропроводности локального окружения;- 3 010068 electrical conductivity at large times at the moment 1 = 1 s in the specific conductivity of the local environment;

фиг. 46 графически изображает расстояние до аномалии впереди инструмента в зависимости от времени перехода (1с), определенного из данных фиг. 36;FIG. 46 graphically depicts the distance to the anomaly in front of the instrument versus the transition time (1 s ) determined from the data of FIG. 36;

фиг. 47 изображает графическую кривую кажущейся удельной электропроводности σαρρ(ζ; 1) в обеих координатах ζ- и 1-;FIG. 47 depicts a graph of the apparent conductivity σ αρρ (ζ; 1) in both coordinates ζ- and 1-;

фиг. 48 - схематическое изображение, показывающее кажущуюся удельную электропроводность с копланарным инструментом;FIG. 48 is a schematic diagram showing apparent conductivity with a coplanar instrument;

фиг. 49 - график, показывающий данные отклика напряжения в терминах кажущейся удельной электропроводности (σαρρ(1)) как функцию от 1, обеспеченную копланарным инструментом фиг. 48 на различных расстояниях от залежи;FIG. 49 is a graph showing voltage response data in terms of apparent conductivity (σ αρρ (1)) as a function of 1 provided by the coplanar instrument of FIG. 48 at various distances from the reservoir;

фиг. 50 - сравнение более кажущейся удельной электропроводности парр(1^-да) при больших временах для копланарных откликов, где 6=05 м и Ь=01 м, как функцию удельной электропроводности локального слоя, тогда как проектная удельная электропроводность фиксирована на значении 1 См/м;FIG. 50 is a comparison of the more apparent specific conductivity p arr (1 ^ -ye) at large times for coplanar responses, where 6 = 05 m and b = 01 m, as a function of the specific conductivity of the local layer, while the design specific conductivity is fixed at 1 cm / m;

фиг. 51 графически изображает такие же данные, как на фиг. 50, построенные в виде отношения проектной удельной электропроводности по локальному слою в зависимости от отношения кажущейся удельной электропроводности при больших временах по удельной электропроводности локального слоя;FIG. 51 graphically depicts the same data as in FIG. 50, constructed in the form of the ratio of the design conductivity of the local layer, depending on the ratio of the apparent conductivity at large times of the conductivity of the local layer;

фиг. 52 графически изображает расстояние до аномалии впереди инструмента в зависимости от времени перехода (1с), определенного из данных фиг. 49;FIG. 52 graphically depicts the distance to the anomaly in front of the instrument as a function of the transition time (1c) determined from the data of FIG. 49;

фиг. 53 - изображение двухслойной модели профилирования соляного купола с использованием коаксиального инструмента;FIG. 53 is an image of a two-layer model for profiling a salt dome using a coaxial tool;

фиг. 54 - график, подобный фиг. 22, показывающий отклик напряжения как функцию времени 1, задаваемого коаксиальным инструментом фиг. 53, в двухслойном пласте на различных расстояниях от соляной залежи;FIG. 54 is a graph similar to FIG. 22, showing the voltage response as a function of time 1 defined by the coaxial tool of FIG. 53, in a two-layer formation at different distances from the salt deposit;

фиг. 55 - модель коаксиального инструмента в проводящем локальном слое, очень резистивном слое и дополнительном проводящем слое;FIG. 55 is a model of a coaxial tool in a conductive local layer, a very resistive layer and an additional conductive layer;

фиг. 56 - график, показывающий отклик удельного сопротивления в зависимости от времени для геометрии, заданной на фиг. 55 для различных толщин очень резистивного слоя;FIG. 56 is a graph showing the response of the resistivity versus time for the geometry defined in FIG. 55 for various thicknesses of a very resistive layer;

фиг. 57 - модель коаксиального инструмента в резистивном локальном слое, проводящем слое и дополнительном проводящем слое;FIG. 57 is a model of a coaxial tool in a resistive local layer, a conductive layer and an additional conductive layer;

фиг. 58 - график, подобный фиг. 56, показывающий отклик удельного сопротивления в зависимости от времени для геометрии, заданной на фиг. 57 для различных толщин проводящего слоя;FIG. 58 is a graph similar to FIG. 56, showing the response of the resistivity versus time for the geometry defined in FIG. 57 for various thicknesses of the conductive layer;

фиг. 59 схематически изображает модель коаксиального инструмента в проводящем локальном слое (1 Ом-м) в окрестности высокорезистивного слоя (100 Ом-м) с разделительным слоем между ними варьирующейся толщины, имеющим промежуточное удельное сопротивление (10 Ом-м);FIG. 59 schematically depicts a model of a coaxial tool in a conductive local layer (1 Ohm-m) in the vicinity of a highly resistive layer (100 Ohm-m) with a separation layer between them of varying thickness having an intermediate resistivity (10 Ohm-m);

фиг. 60 - график, подобный фиг. 56, показывающий отклик удельного сопротивления в зависимости от времени для геометрии, заданной на фиг. 59 для различных толщин разделительного слоя;FIG. 60 is a graph similar to FIG. 56, showing the response of the resistivity versus time for the geometry defined in FIG. 59 for various thicknesses of the separation layer;

фиг. 61 схематически изображает модель структуры, включающей высокорезистивный слой (100 Ом-м), покрытый проводящим локальным слоем (1 Ом-м), который покрывается резистивным слоем (10 Ом-м), в соответствии с чем коаксиальный инструмент изображается в резистивным слое и проводящем слое;FIG. 61 schematically depicts a model of a structure comprising a highly resistive layer (100 ohm-m) coated with a conductive local layer (1 ohm-m) that is coated with a resistive layer (10 ohm-m), whereby a coaxial tool is imaged in a resistive layer and a conductive layer;

фиг. 62 на левой стороне изображает кажущуюся удельную электропроводность в обеих координатах ζ- и 1-, в соответствии с которой точки перегиба соединяются с использованием кривых подогнанных линий;FIG. 62 on the left side shows the apparent conductivity in both ζ and 1 coordinates, according to which the inflection points are connected using fitted line curves;

фиг. 62 на правой стороне изображает образную каротажную диаграмму, выведенную из левой стороны;FIG. 62 on the right side depicts an imaginary logs derived from the left side;

фиг. 63 на правой стороне схематически изображает коаксиальный инструмент, видимый как приближающийся к высокорезистивному пласту под углом падения пласта приблизительно 30°, и фиг. 63 на левой стороне изображает отклик кажущегося угла падения пласта в обеих координатах ζ- и 1- для местоположений ζ, соответствующих тем, которые изображены на правой стороне.FIG. 63 on the right side schematically depicts a coaxial tool visible as approaching a highly resistive formation at an incidence angle of approximately 30 °, and FIG. 63 on the left side depicts the response of the apparent dip angle in both coordinates ζ and 1 for locations ζ corresponding to those depicted on the right side.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

Варианты осуществления изобретения относятся к системе и способу для определения расстояния и направления к аномалии в пласте в буровой скважине. Для возбуждения электромагнитных полей с целью использования при детектировании аномалии использовались как активизация частотного анализа, так и активизация временного анализа. При активизации частотного анализа устройство передает незатухающую волну с фиксированной или смешанной частотой и измеряет отклики в такой же полосе частот. При активизации временного анализа устройство передает в качестве исходного сигнала сигнал прямоугольной формы, сигнал треугольной формы, импульсный сигнал или псевдослучайную двоичную последовательность и измеряет широкополосный отклик земли. Внезапные изменения тока передатчика вызывают появление сигналов в приемнике, вызванных индукционными токами в пласте. Сигналы, которые появляются в приемнике, называются переходными откликами, поскольку сигналы приемникаEmbodiments of the invention relate to a system and method for determining distance and direction to anomalies in a formation in a borehole. To excite electromagnetic fields in order to use anomalies in detection, we used both activation of the frequency analysis and activation of the time analysis. When the frequency analysis is activated, the device transmits an undamped wave with a fixed or mixed frequency and measures the responses in the same frequency band. When the time analysis is activated, the device transmits a rectangular waveform, a triangular waveform, a pulse signal or a pseudo-random binary sequence as the initial signal and measures the broadband response of the earth. Sudden changes in the transmitter current cause signals to appear in the receiver caused by induction currents in the formation. The signals that appear in the receiver are called transient responses, since the signals of the receiver

- 4 010068 начинаются от начального значения и затем затухают или увеличиваются со временем до постоянного уровня. Раскрываемый здесь метод реализует метод активизации временного анализа.- 4 010068 start from the initial value and then fade out or increase over time to a constant level. The method disclosed here implements a method for invoking a temporary analysis.

Как упоминалось ранее, варианты осуществления изобретения предлагают общий способ определения направления к резистивной или проводящей аномалии с использованием переходных ЕМ откликов. Как будет объясняться подробно далее, направление к аномалии определяется посредством угла падения пласта и азимутального угла. Варианты осуществления изобретения предлагают задавать кажущееся падение пласта 0арр(1) и кажущийся азимут φ,ι|Φ(1) посредством комбинаций трехосных переходных измерений. Кажущееся направление ({θαρρ(ΐ), φαρρ(ΐ)}) достигает истинного направления ({θ, φ}) по мере увеличения времени (1). Оба значения θαρρ(ΐ) и φαρρ(ΐ) первоначально показывают ноль, когда кажущаяся удельная электропроводность псоах1а1(1) и σοορ1αηαΓ(ΐ) из коаксиальных и копланарных измерений обе показывают удельную электропроводность вокруг инструмента. Кажущаяся удельная электропроводность будет дополнительно объясняться ниже и может быть использована для определения местоположения аномалии в буровой скважине.As previously mentioned, embodiments of the invention provide a general method for determining the direction of a resistive or conductive anomaly using transient EM responses. As will be explained in detail below, the direction to the anomaly is determined by the dip angle and the azimuth angle. Embodiments of the invention propose to set the apparent dip of the formation to 0 arr (1) and the apparent azimuth φ, ι | Φ (1) through combinations of triaxial transient measurements. The apparent direction ({θ αρρ (ΐ), φ αρρ (ΐ)}) reaches the true direction ({θ, φ}) as time increases (1). Both values of θ αρρ (ΐ) and φ αρρ (первоначально) initially show zero, when the apparent electrical conductivity in coax1a1 (1) and σ οορ1αηαΓ (ΐ) from coaxial and coplanar measurements both show the electrical conductivity around the instrument. The apparent conductivity will be further explained below and can be used to locate the anomaly in the borehole.

Фиг. 1 иллюстрирует систему, которая может быть использована для реализации вариантов осуществления способа настоящего изобретения. Вычислительный блок 10, расположенный на поверхности, может быть соединен с инструментом 2 электромагнитных измерений, расположенным в буровой скважине 4 и поддерживаемым кабелем 12. Кабель 12 может быть сконструирован из любого кабеля известного типа для передачи электрических сигналов между инструментом 2 и вычислительным блоком 10, расположенным на поверхности. Один или несколько передатчиков 16, и один или несколько приемников 18 могут быть обеспечены для передачи и приема сигналов. Блок 14 сбора данных может быть обеспечен для передачи данных из передатчиков 16 и приемников 18 в измерительный блок 10, расположенный на поверхности.FIG. 1 illustrates a system that can be used to implement embodiments of the method of the present invention. The computing unit 10 located on the surface can be connected to an electromagnetic measurement tool 2 located in the borehole 4 and supported by the cable 12. The cable 12 can be constructed from any cable of a known type for transmitting electrical signals between the tool 2 and the computing unit 10 located on the surface. One or more transmitters 16, and one or more receivers 18 may be provided for transmitting and receiving signals. A data acquisition unit 14 may be provided for transmitting data from transmitters 16 and receivers 18 to a measurement unit 10 located on the surface.

Каждый передатчик 16 и каждый приемник 18 может быть трехкоординатным и поэтому может содержать компоненты для отправки и приема сигналов вдоль каждой из трех осей. Соответственно, каждый модуль передатчика может содержать по меньшей мере одну одно- или многокоординатную антенну и может представлять собой передатчик 3-х ортогональных компонентов. Каждый приемник может включать в себя по меньшей мере один одно- или многокоординатный электромагнитный приемный компонент и может представлять собой приемник 3-х ортогональных компонентов.Each transmitter 16 and each receiver 18 may be three-coordinate and therefore may contain components for sending and receiving signals along each of the three axes. Accordingly, each transmitter module may comprise at least one single or multi-axis antenna and may be a transmitter of 3 orthogonal components. Each receiver may include at least one single or multi-axis electromagnetic receiving component and may be a receiver of 3 orthogonal components.

Блок 14 сбора данных может включать в себя контроллер для управления работой инструмента 2. Блок 14 сбора данных предпочтительно собирает данные из каждого передатчика 16 и приемника 18 и обеспечивает подачу данных в вычислительный блок 10, расположенный на поверхности.The data acquisition unit 14 may include a controller for controlling the operation of the tool 2. The data acquisition unit 14 preferably collects data from each transmitter 16 and receiver 18 and provides data to a computing unit 10 located on the surface.

Вычислительный блок 10, расположенный на поверхности, может включать в себя компоненты компьютера, включающие в себя процессор 30, пульт 32 оператора и интерфейс 34 инструмента. Вычислительный блок 10, расположенный на поверхности, также может включать в себя память 40, включающую данные преобразования соответствующей координатной системы и предположения 42, вспомогательный блок 44 вычисления направления, вспомогательный блок 46 вычисления кажущегося направления и блок 48 вычисления расстояния. Вычислительный блок 10, расположенный на поверхности, может дополнительно включать в себя шину 50, которая связывает различные компоненты системы, включая системную память 40, с процессором 30. Среда вычислительной системы 10 представляет собой только один пример подходящей вычислительной среды и не предполагает никакого ограничения на рамки использования или функциональные возможности изобретения. Кроме того, хотя вычислительная система 10 описана как вычислительный блок, расположенный на поверхности, она может быть расположена в других вариантах под поверхностью, встроена в инструмент, расположена в удаленном местоположении или расположена в любом другом удобном местоположении.A computing unit 10 located on the surface may include computer components including a processor 30, an operator console 32, and a tool interface 34. The computing unit 10 located on the surface may also include a memory 40 including transformation data of the corresponding coordinate system and assumptions 42, an auxiliary direction calculating unit 44, an auxiliary apparent direction calculating unit 46, and a distance calculating unit 48. The computing unit 10 located on the surface may further include a bus 50 that couples various components of the system, including the system memory 40, to the processor 30. The environment of the computing system 10 is only one example of a suitable computing environment and does not imply any limitation on the scope use or functionality of the invention. In addition, although computing system 10 is described as a computing unit located on a surface, it may be located in other embodiments below the surface, embedded in a tool, located at a remote location, or located at any other convenient location.

Память 40 предпочтительно сохраняет модули 44, 46 и 48, которые могут быть описаны как программные модули, содержащие выполняемые компьютером инструкции, которые выполняются вычислительным блоком 10, расположенным на поверхности. Программный модуль 44 содержит выполняемую компьютером инструкцию, необходимую для вычисления направления к аномалии внутри буровой скважины. Программный модуль 46 включает в себя выполняемую компьютером инструкцию, необходимую для вычисления кажущегося направления, что будет объясняться далее. Программный модуль 48 содержит выполняемые компьютером инструкции, необходимые для вычисления расстояния до аномалии. Хранимые данные 42 включают в себя данные относительно системы координат инструмента и системы координат аномалии и другие данные, требуемые для использования программными модулями 44, 46 и 48. Указанные программные модули 44, 46 и 48, а также хранимые данные 42, будут объясняться ниже в сочетании с вариантами осуществления способа настоящего изобретения.The memory 40 preferably stores modules 44, 46 and 48, which can be described as program modules containing computer-executable instructions that are executed by a computing unit 10 located on the surface. The software module 44 contains computer-executable instructions necessary to calculate the direction of the anomaly inside the borehole. The software module 46 includes computer-executable instructions necessary to calculate the apparent direction, which will be explained later. The software module 48 contains computer-executable instructions necessary to calculate the distance to the anomaly. The stored data 42 includes data regarding the tool coordinate system and the anomaly coordinate system and other data required for use by the program modules 44, 46 and 48. These program modules 44, 46 and 48, as well as the stored data 42, will be explained below in combination with embodiments of the method of the present invention.

Вообще говоря, программные модули включают в себя подпрограммы, программы, компоненты, структуры данных и т. п., которые выполняют конкретные задачи или исполняют конкретные абстрактные типы данных. Более, того, специалисты могут понять, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике с другими конфигурациями вычислительной системы, включая ручные устройства, многопроцессорные системы, основанную на микропроцессоре или программируемую потребителем электронику, миникомпьютеры, главные компьютеры вычислительного центра и т.п. Изобретение такжеGenerally speaking, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform specific tasks or perform specific abstract data types. Moreover, specialists can understand that the present invention can be practiced with other computer system configurations, including hand-held devices, multiprocessor systems, microprocessor-based or consumer-programmable electronics, minicomputers, host computers, etc. Invention also

- 5 010068 может быть реализовано на практике в распределенных вычислительных средах, в которых задачи выполняются посредством удаленных процессоров, которые связаны через коммуникационную сеть. В распределенных вычислительных средах программные модули могут быть расположены как на локальных, так и на удаленных носителях данных, включая запоминающие устройства.- 5 010068 can be implemented in practice in distributed computing environments in which tasks are performed by remote processors that are linked through a communications network. In distributed computing environments, program modules can be located on both local and remote storage media, including storage devices.

Хотя вычислительная система 10 показана как имеющая обобщенную память 40, вычислительная система 10 обычно включает в себя разнообразные считываемые компьютером носители. На не ограничивающем примере считываемые компьютером носители могут содержать компьютерные носители данных или средства коммуникации. Память 40 вычислительной системы может включать в себя компьютерные носители данных в форме энергозависимой и/или энергонезависимой памяти, такой как постоянное запоминающее устройство (КОМ, ПЗУ), и оперативное запоминающее устройство (КАМ, ОЗУ). Базовая система ввода/вывода (В1О8), содержащая базовые подпрограммы, которые помогают переносить информацию между элементами внутри компьютера 10, как например, во время запуска, обычно запоминается в ПЗУ. ОЗУ обычно содержит данные и/или программные модули, которые сразу становятся доступными и/или в настоящее время находятся в работе процессора 30. На не ограничивающем примере вычислительная система 10 включает в себя оперативную систему, прикладные программы, другие программные модули и данные программы.Although computing system 10 is shown as having a generalized memory 40, computing system 10 typically includes a variety of computer-readable media. In a non-limiting example, computer-readable media may comprise computer storage media or communication media. The memory 40 of the computing system may include computer storage media in the form of volatile and / or non-volatile memory, such as read-only memory (KOM, ROM), and random access memory (KAM, RAM). A basic input / output system (B1O8), containing basic routines that help transfer information between elements within the computer 10, such as during startup, is usually stored in ROM. RAM typically contains data and / or program modules that are immediately available and / or currently in operation by processor 30. In a non-limiting example, computing system 10 includes an operating system, application programs, other program modules, and program data.

Компоненты, показанные в памяти 40, также могут входить в другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители данных. Например, дисковод жестких дисков может производить считывание или запись только с несъемного, энергонезависимого магнитного диска, дисковод магнитных дисков может производить считывание или запись только со съемного, энергонезависимого магнитного диска, и дисковод оптических дисков может производить считывание или запись только со съемного, энергонезависимого оптического диска, такого как СОКОМ или другие оптические носители. Другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители данных, которые могут использоваться в иллюстративной операционной среде, включают в себя кассеты с магнитной лентой, карты флэш-памяти, универсальные цифровые диски, цифровые видеоленты, твердотельные ОЗУ, твердотельные ПЗУ и т.п. Дисководы и другие соответствующие им компьютерные носители данных, описанные выше и иллюстрируемые на фиг. 1, обеспечивают хранение считываемых компьютером инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для вычислительной системы 10.The components shown in memory 40 may also be included in other removable / non-removable, volatile / non-volatile computer storage media. For example, a hard disk drive can only read or write from a non-removable, non-volatile magnetic disk, a magnetic disk drive can read or write only from a removable, non-volatile magnetic disk, and an optical drive can read or write only from a removable, non-volatile optical disk such as SOKOM or other optical media. Other removable / non-removable, volatile / non-volatile computer storage media that can be used in an illustrative operating environment include magnetic tape cartridges, flash memory cards, universal digital disks, digital video tapes, solid state RAM, solid state ROMs, and the like. The drives and other corresponding computer storage media described above and illustrated in FIG. 1 provide storage of computer readable instructions, data structures, program modules and other data for computing system 10.

Пользователь может вводить команды и информацию в вычислительную систему 10 через входные устройства, такие как клавиатура и координатно-указательное устройство, обычно называемое мышью, шаровым манипулятором или сенсорной кнопкой. Входные устройства могут включать в себя микрофон, джойстик, спутниковую параболическую антенну и т.п. Эти и другие входные устройства часто присоединяются к процессору 30 через пульт 32 оператора, который присоединяется к системной шине 50, но также может быть соединен посредством других структур интерфейса и шины, таких как параллельный порт или универсальная последовательная шина (И8В). Монитор или другой тип устройства отображения может быть присоединен к системной шине 50 через интерфейс, такой как видеоинтерфейс. В дополнение к монитору, компьютеры также могут включать в себя другую вычислительную систему, операционную систему, прикладные программы, другие программные модули и данные программы.The user can enter commands and information into the computer system 10 through input devices, such as a keyboard and pointing device, usually called a mouse, trackball or touch button. Input devices may include a microphone, joystick, satellite dish antenna, and the like. These and other input devices are often connected to the processor 30 via an operator console 32, which is connected to the system bus 50, but can also be connected via other interface and bus structures, such as a parallel port or universal serial bus (I8V). A monitor or other type of display device may be connected to the system bus 50 via an interface, such as a video interface. In addition to the monitor, computers may also include another computing system, an operating system, application programs, other program modules, and program data.

Хотя многие другие внутренние компоненты вычислительной системы 10 не показаны, специалистам должно быть понятно, что такие компоненты и межкомпонентное соединение хорошо известны. Соответственно, дополнительные детали, касающиеся внутренней конструкции компьютера 10, необязательно обсуждать в связи с настоящим изобретением.Although many other internal components of computing system 10 are not shown, those skilled in the art will appreciate that such components and interconnects are well known. Accordingly, additional details regarding the internal structure of computer 10 need not be discussed in connection with the present invention.

Фиг. 2 изображает схему последовательности операций, иллюстрирующую процедуры, входящие в способ изобретения. В общем, в процедуре А передатчики 16 передают электромагнитные сигналы. В процедуре В приемники 18 принимают переходные отклики. В процедуре С система обрабатывает переходные отклики, чтобы определить расстояние и направление к аномалии.FIG. 2 is a flowchart illustrating procedures included in a method of the invention. In general, in procedure A, the transmitters 16 transmit electromagnetic signals. In procedure B, receivers 18 receive transient responses. In procedure C, the system processes the transient responses to determine the distance and direction to the anomaly.

Фиг. 3-6 иллюстрируют метод для выполнения процедуры С для определения расстояния и направления к аномалии.FIG. 3-6 illustrate a method for performing procedure C to determine the distance and direction to the anomaly.

Трехосные переходные откликиTriaxial Transitional Responses

Фиг. 3 иллюстрирует направляющие углы между координатами инструмента и координатами аномалии. Катушка передатчика Т расположена в начале координат, которое служит началом координат для каждой системы координат. Приемник К расположен на расстоянии Ь от передатчика. Система координат земли включает в себя ось Ζ в вертикальном направлении и оси X и Υ в восточном и северном направлениях, соответственно.FIG. 3 illustrates guide angles between tool coordinates and anomaly coordinates. The transmitter coil T is located at the origin, which serves as the origin for each coordinate system. The receiver K is located at a distance b from the transmitter. The Earth coordinate system includes the Ζ axis in the vertical direction and the X and оси axes in the east and north directions, respectively.

Искривленный ствол скважины задается в координатах земли углом 0ь отклонения и его азимутальным углом фь. Аномалия А удельного сопротивления расположена на расстоянии Э от передатчика в направлении, заданном углом (0а) падения пласта и его азимутом (фа).Curved wellbore is specified in coordinates land angle deviation s 0 and s f azimuth angle. The resistivity anomaly A is located at a distance E from the transmitter in the direction given by the formation dip angle (0 a ) and its azimuth (f a ).

Чтобы осуществить на практике варианты осуществления способа, фиг. 4А показывает задание системы координат инструмент/ствол скважины, имеющей оси х, у и ζ. Ось ζ задает направление от передатчика Т к приемнику К. Координаты инструмента на фиг. 4А определяются вращением координат земIn order to put into practice embodiments of the method, FIG. 4A shows the definition of a tool / wellbore coordinate system having the x, y, and ζ axes. The ζ axis sets the direction from transmitter T to receiver K. The tool coordinates in FIG. 4A are determined by the rotation of the earth

- 6 010068 ли (X, Υ, Ζ) на фиг. 3 на азимутальный угол (фЬ) вокруг оси Ζ и затем вращением на угол 0ь вокруг оси у, чтобы достичь координат инструмента (х, у, ζ). Направление аномалии задается углом (θ) падения и азимутальным углом (φ), где соз >9=· ά)=οο50α 008¾ +8ίη<9β είη^ соз(<ра -(¾) ¢1)- 6010068 whether (X, Υ, Ζ) in FIG. 3 by the azimuthal angle (φ b ) around the оси axis and then rotation by the angle 0 b around the y axis in order to reach the tool coordinates (x, y, ζ). The direction of the anomaly is determined by the angle (θ) of incidence and the azimuthal angle (φ), where cos> 9 = · ά) = οο50 α 008¾ + 8ίη <9 β είη ^ cos (<p a - (¾) ¢ 1)

СО8#а 8111¾ СО8(ра -(¾) 008¾ (2)СО8 # а 8111¾ СО8 (р а - (¾) 008¾ (2)

Аналогично, фиг. 4В показывает задание системы координат аномалии, имеющей оси а, Ь и с. Ось с задает направление от передатчика Т до центра аномалии А. Координаты аномалии на фиг. 4В определяются вращением координат земли (X, Υ, Ζ) на фиг. 3 на азимутальный угол (фа) вокруг оси Ζ и последующим вращением на угол θ3 вокруг оси Ь, чтобы достичь координат аномалии (а, Ь, с). В указанной системе координат направление ствола скважины определяется в обратном порядке азимутальным углом (φ) и углом падения (3).Similarly, FIG. 4B shows the definition of an anomaly coordinate system having axes a, b, and c. The axis c sets the direction from the transmitter T to the center of the anomaly A. The coordinates of the anomaly in FIG. 4B are determined by rotating the earth coordinates (X, Υ, Ζ) in FIG. 3 by an azimuthal angle (f a ) around the Ζ axis and then rotating by an angle θ 3 around the b axis to reach the coordinates of the anomaly (a, b, c). In the indicated coordinate system, the direction of the wellbore is determined in the reverse order by the azimuthal angle (φ) and dip angle (3).

Переходные отклики в двух системах координатTransitional responses in two coordinate systems

Способ дополнительно основан на соотношении между переходными откликами в двух системах координат. Переходные отклики магнитного поля на приемниках [Вх, Ву, ВД которые ориентированы в направлении осей [х, у, ζ] координат инструмента, соответственно, обозначаются какThe method is further based on the relationship between transition responses in two coordinate systems. The transient responses of the magnetic field at the receivers [V x , V y , VD which are oriented in the direction of the tool coordinate axes [x, y, ζ], respectively, are denoted as

г г хкg r hk Ч 1 Part 1 У р At R я? I? л, к и, и,] l, k and, and,] (3) (3) У т кU t to уа at a л! l!

из магнитного дипольного источника в направлении каждой оси [Мх, Му, Μζ].from a magnetic dipole source in the direction of each axis [M x , M y , Μ ζ ].

Когда аномалия удельного сопротивления удалена от инструмента, пласт вблизи инструмента виден как однородный пласт. Для простоты, в способе можно предположить, что пласт является изотропным. В однородном изотропном пласте существует только три только ненулевых переходных отклика. Упомянутые отклики включают в себя коаксиальный отклик и два копланарных отклика. Коаксиальный отклик νζζ(ΐ) является откликом в случае, когда оба - и передатчик Т, и приемник В - ориентированы в общем осевом направлении инструмента. Копланарные отклики, νχχ(ΐ) и ν^ΐ), являются откликами, в случае, когда оба - и передатчик Т, и приемник В - выстроены параллельно друг другу, но их ориентация перпендикулярна к оси инструмента. Все отклики перекрестных компонентов идентичны нулю в однородном изотропном пласте. Отклики перекрестных компонентов бывают либо из продольно ориентированного приемника с поперечным передатчиком, либо наоборот. Другой отклик перекрестных компонентов также является нулевым между взаимно ортогональными поперечным приемником и поперечным передатчиком.When the resistivity anomaly is removed from the tool, the formation near the tool is visible as a uniform formation. For simplicity, in the method it can be assumed that the formation is isotropic. In a homogeneous isotropic reservoir, there are only three only nonzero transient responses. Mentioned responses include a coaxial response and two coplanar responses. The coaxial response ν ζζ (ΐ) is the response when both the transmitter T and receiver B are oriented in the general axial direction of the instrument. The coplanar responses, ν χχ (ΐ) and ν ^ ΐ), are responses in the case when both the transmitter T and receiver B are aligned parallel to each other, but their orientation is perpendicular to the axis of the instrument. All responses of the cross components are identical to zero in a homogeneous isotropic reservoir. Cross-component responses come either from a longitudinally oriented receiver with a transverse transmitter, or vice versa. Another cross-component response is also zero between mutually orthogonal transverse receiver and transverse transmitter.

Эффект аномалии удельного сопротивления виден в переходных откликах по мере увеличения времени. В дополнение к коаксиальным и копланарным откликам, отклики перекрестных компонентов ν^ζΐ) (Щ: ί, _) х, у, ζ) становятся ненулевыми.The effect of the resistivity anomaly is visible in the transient responses as time increases. In addition to coaxial and coplanar responses, the responses of the cross components ν ^ ζΐ) (Щ: ί, _) x, y, ζ) become nonzero.

Переходные отклики магнитного поля также могут быть исследованы в системе координат аномалии. Переходные отклики магнитного поля на приемниках [Ва, Вь, Вс], которые ориентированы в направлении осей [а, Ь, с] координат аномалии, соответственно, могут быть обозначены какTransitional responses of the magnetic field can also be investigated in the coordinate system of the anomaly. Magnetic field transient responses at the receivers [B a, B b, B c] which are oriented in the direction of axes [a, b, c] anomaly coordinates, respectively, may be designated as

из магнитного дипольного источника в направлении каждой оси [Ма, Мь, Мс].from a magnetic dipole source in the direction of each axis [M a , M b , Ms].

Когда аномалия велика и удалена по сравнению с разнесением передатчика-приемника, эффектом разнесения можно пренебречь, и переходные отклики могут быть аппроксимированы откликами приемников, находящихся вблизи передатчика. Затем в способе предполагается, что существует аксиальная симметрия относительно оси с, которая ориентирована в направлении от передатчика к центру аномалии. В такой аксиально симметричной конфигурации отклики перекрестных компонентов в координатах ано малии идентичны нулю в измерениях временного анализа.When the anomaly is large and removed compared to the transmitter-receiver spacing, the diversity effect can be neglected, and the transient responses can be approximated by the responses of receivers located near the transmitter. Then, the method assumes that there is axial symmetry about the c axis, which is oriented in the direction from the transmitter to the center of the anomaly. In this axially symmetric configuration, the responses of the cross components in the anomaly coordinates are identical to zero in the time analysis measurements.

Уца Uza УаЪ UAB у^' y ^ ' 'У<ш 'Y <w 0 0 0 ' 0 ' У* Y * Ы S УЬс Bc г= r = 0 0 У<ш Y <w 0 0 Геа Gea УсЬ Us 0 0 0 0 Усс. Uss.

Переходные отклики магнитного поля в координатах инструмента соотносятся с таковыми в коор динатах аномалии простым координатным преобразованием Р(3, φ), заданным углом (3) падения и азимутальным углом (φ).The transient responses of the magnetic field in the coordinates of the tool are correlated with those in the coordinates of the anomaly by a simple coordinate transformation P (3, φ), a given angle of incidence (3), and an azimuthal angle (φ).

- 7 010068- 7 010068

У** Y ** Уф Уа Pooh УаЬ Yb ^«1 ^ "1 у* y * У? У„ U At „ Уьь Ух Yoo wow рсад garden (б> (b> у* y * Уф V Phew v Уса Mustache У*> Y *> 'се. 'se. сов £ СО 8^ ow £ CO 8 ^ οοδ>9εϊη^ οοδ> 9εϊη ^ -т& -t & -8Ш^ -8W ^ СО5^ СО5 ^ 0 0 (Ί) (Ί) яп<9соз^ nn <9soz ^ 005.9 005.9

Определение проектного направленияDefinition of the project direction

Предположения, сформулированные выше, вносят вклад в определение проектного направления, которое задается как направление аномалии от начала координат. Когда предполагается аксиальная сим метрия в координатах аномалии, измерения переходного отклика в координатах инструмента связываются ограничениями, и два направляющих угла могут быть определены посредством комбинаций трехосных откликов.The assumptions formulated above contribute to the determination of the project direction, which is defined as the direction of the anomaly from the origin. When axial symmetry is assumed in anomaly coordinates, the transient response measurements in the tool coordinates are constrained, and two guide angles can be determined using combinations of triaxial responses.

ν» Уф у» ν »UV Цо 0' Tso 0 ' Ууе Woo 0 Ум 0 0 Um 0 у у у ггх гхуy y y g g x g h . 0 0 У*. . 0 0 Y *.

(В)(IN)

В терминах каждого трехосного откликаIn terms of each triaxial response

К» =(Е*СО5’ £+^60^5)006^ + ^8111^K "= (E * CO5 '£ + ^ 60 ^ 5) 006 ^ + ^ 8111 ^

Ϊ» = (Би 0ОВа £ + 8Ш1 £)Я»’ + «ОЗ1 Ϊ "= (Bi 0OV a £ + 8W 1 £) I"' + "OZ 1

К, ЯП* £ + ^008^K, NP * £ + ^ 008 ^

V# = =<Κσα -К«)яп2£сО8^8т^V # = = < Κ σα -K ") for 2 £ cO8 ^ 8m ^

Уалсе)сов£!Ш1£со8^At a = g -r l se) cos £! £ SH1 CD8 ^

У^ = =-(^-^)0(^8^8111^Y ^ = = - (^ - ^) 0 (^ 8 ^ 8111 ^

Могут быть отмечены следующие соотношения:The following ratios may be noted:

Ууугг = -Е^Хсоз2 £-яц2 £яп2 ф) Ув-У^ (Усс -ЦДсоа2 5-δίπ2 £οοδ2 ¢) (9) (10) /и;Do yy gg -I = -E ^ Hsoz -yats 2 £ 2 £ 2 £ nn) -You have to ^ (Uss -TsDsoa May 2-δίπ 2 ¢ £ οοδ 2) (9) (10) / and;

Можно отметить несколько особых случаев. В первом из этих случаев, когда ни один из перекрестных компонентов не равен нулю, Уху(1)±0, Уу2(1)±0, УЦЩ0, тогда азимутальный угол (φ) не равен ни нулю, ни π/2 (90°), и может быть определен выражениемSeveral special cases can be noted. In the first of these cases, when none of the cross components is equal to zero, Y xy (1) ± 0, Y y2 (1) ± 0, UTSC0, then the azimuthal angle (φ) is neither zero nor π / 2 ( 90 °), and can be defined by the expression

Отмечая отношение у , у —^- = 1ап£ып^ яп4 -— = 1ап£со8<>Noting the relation y, y - ^ - = 1ap £ nn ^ nn4 - - = 1ap £ co8 <>

угол падения (отклонения) определяется выражением (13)the angle of incidence (deviation) is determined by the expression (13)

Во втором случае, когда Уху(1)=0 и Уу2(1)=0, тогда 3=0 или φ=0 или π (180°), или φ=±π/2 (90°) и 3=±π/2 (90°), поскольку коаксиальный и копланарный отклики должны отличаться друг от друга (Уаа+Усс).In the second case, when Y xy (1) = 0 and Y y2 (1) = 0, then 3 = 0 or φ = 0 or π (180 °), or φ = ± π / 2 (90 °) and 3 = ± π / 2 (90 °), since the coaxial and coplanar responses must differ from each other (At aa + Uss).

Если φ=0, то угол 3 падения определяется выражениемIf φ = 0, then the angle of incidence 3 is determined by the expression

- 8 010068- 8 010068

Если φ=π (180°), то угол 3 падения определяется выражениемIf φ = π (180 °), then the angle of incidence 3 is determined by the expression

Также, что касается второго случая, если 3=0, то У^У^, и Уи=0. Если φ=±π/2 (90°) и 3=±π/2 (90°), то Угг=Ухх и Уи=0. Эти примеры обсуждаются ниже со ссылкой на пятый случай.Also, with regard to the second case, if 3 = 0, then V ^ V ^, and V u = 0. If φ = ± π / 2 (90 °) and 3 = ± π / 2 (90 °), then Uy = Uxx and Y u = 0. These examples are discussed below with reference to the fifth case.

В третьем случае, когда Уху=0 и УХ2=0, тогда φ=±π/2 (90°) или 3=0, или φ=0 и 3=±π/2 (90°).In the third case, when Y xy = 0 and Y X2 = 0, then φ = ± π / 2 (90 °) or 3 = 0, or φ = 0 and 3 = ± π / 2 (90 °).

Если φ=π/2, то угол 3 падения определяется выражением ,9 = —1хап~If φ = π / 2, then the angle of incidence 3 is determined by the expression, 9 = –1hap ~

в (17)-g in (17)

Если φ=-π/2, то угол 3 падения определяется выражениемIf φ = -π / 2, then the angle of incidence 3 is determined by the expression

Также, что касается третьего случая, если 3=0, то Уххуу и Уух=0. Если φ=0 и 3=±π/2 (90°), то Ууу и Уу/=0. Перечисленные примеры обсуждаются ниже со ссылкой на четвертый случай.Also, with regard to the third case, if 3 = 0, Y = Y xx yy and Y yx = 0. If φ = 0 and 3 = ± π / 2 (90 °), then Yy = Y / x and Yy / = 0. The listed examples are discussed below with reference to the fourth case.

В четвертом случае, когда Ухх=0 и Уух=0, тогда 3=0, или π(180°), или ±π/2 (90°).In the fourth case, when V xx = 0 and V y = 0, then 3 = 0, or π (180 °), or ± π / 2 (90 °).

Если 3=±π/2, то азимутальный угол φ определяется выражениемIf 3 = ± π / 2, then the azimuthal angle φ is determined by the expression

У^+Уу* Ухк-Ууу (19)U ^ + Uy * Uhk-Uuu (19)

Также, что касается четвертого случая, если 3=0 или π(180°), то Уххуу и Уу2=0. Если φ=0 и 3=±π//2 (90°), то Ууууу и Ууу=0. Данная ситуация также показана ниже со ссылкой на пятый случай.Also, with regard to the fourth case, if 3 = 0 or π (180 °), then Y xx = Y yy and Y y2 = 0. If φ = 0 and 3 = ± π // 2 (90 °), then Yyy = Yyy and Yyy = 0. This situation is also shown below with reference to the fifth case.

В пятом случае, когда все перекрестные компоненты стремятся к нулю Ууууууу=0. тогда 3=0 или ±π/2 (90°) и φ=0 или ±π/2 (90°).In the fifth case, when all the cross components tend to zero, Yyy = Yyy = Yyy = 0. then 3 = 0 or ± π / 2 (90 °) and φ = 0 or ± π / 2 (90 °).

Если Ухх=Ууу, то 3=0 или π (180°).If Uxx = Uyu, then 3 = 0 or π (180 °).

Если Ууу22, то 3=±π/2 (90°) и φ=0.If у уу = У 22 , then 3 = ± π / 2 (90 °) and φ = 0.

Если У22хх, то 3=±π/2 (90°) и φ=±π/2 (90°).If Y 22 = Y xx , then 3 = ± π / 2 (90 °) and φ = ± π / 2 (90 °).

Вращение инструмента вокруг оси инструмент/ствол скважиныTool rotation around tool axis / wellbore

В вышеупомянутом анализе все переходные отклики УД!) (ί, _)=х, у, ζ) определяются направлениями осей х-, у- и ζ-координат инструмента. Однако инструмент вращается внутри ствола скважины, и азимутальная ориентация передатчика и приемника больше не совпадает с направлением оси х- или у-, как показано на фиг. 5. Если измеренные отклики равны где осиIn the above analysis, all the transient responses UD!) (Ί, _) = x, y, ζ) are determined by the directions of the axes of the x-, y- and ζ-coordinates of the tool. However, the tool rotates inside the wellbore, and the azimuthal orientation of the transmitter and receiver no longer matches the direction of the x- or y- axis, as shown in FIG. 5. If the measured responses are equal to where axis

представляют собой направление антенн, прикрепленных к вращающемуся инструменту, и ψ представляет собой угол вращения инструмента, тоrepresent the direction of the antennas attached to the rotating tool, and ψ represents the angle of rotation of the tool, then

гхх g xx гхг g xg Уух Wooh 'яс 'clear У* Y *

(20) (21)(20) (21)

ТогдаThen

- 9 010068- 9 010068

Применяются следующие соотношения:The following ratios apply:

Следовательно,Consequently,

Азимутальный угол ф измеряется из трехосных откликов, если угол ψ вращения инструмента известен. Наоборот, угол 3 падения (отклонения) определяется выражениемThe azimuthal angle φ is measured from triaxial responses if the rotation angle ψ of the tool is known. On the contrary, the angle of 3 incidence (deviation) is determined by the expression

(26) не зная ориентацию ψ инструмента.(26) not knowing the orientation ψ of the tool.

Кажущийся угол падения и азимутальный угол и расстояние до аномалииApparent angle of incidence and azimuth angle and distance to anomaly

Угол падения и азимутальный угол, описанные выше, показывают направление аномалии удельного сопротивления, определяемое комбинаций трехосных переходных откликов в момент времени (1), когда углы отклоняются от нулевого значения. Когда время мало или близко к нулю, эффект такой аномалии не виден в переходных откликах, поскольку все отклики перекрестных компонентов принимают нулевое значение. Чтобы идентифицировать аномалию и оценить не только ее направление, но также расстояние, полезно задать кажущийся азимутальный угол фарр(1) выражениемThe angle of incidence and the azimuthal angle described above show the direction of the resistivity anomaly determined by combinations of triaxial transient responses at time (1), when the angles deviate from zero. When the time is small or close to zero, the effect of such an anomaly is not visible in the transient responses, since all the responses of the cross components take a zero value. To identify the anomaly and evaluate not only its direction, but also the distance, it is useful to set the apparent azimuthal angle f arr (1) by the expression

и эффективный угол падения Зарр (1) выражениемand effective angle of incidence Z arr (1) by the expression

для временного интервала, когда ни фарр(1)^0, ни π/2 (90°). Для простоты, случай, рассматриваемый ниже, представляет собой случай, в котором ни одно из измерений перекрестных компонентов не идентично нулю: У..(1) -Ό. и У....(1С0.for the time interval when neither f arr (1) ^ 0 nor π / 2 (90 °). For simplicity, the case considered below is a case in which none of the cross-component measurements is identical to zero: Y .. (1) -Ό. and U .... (1C0.

Для временного интервала, когда фарр(1)=0, Зарр(1) задается выражениемFor the time interval when f arr (1) = 0, 3 arr (1) is given by

Для временного интервала, когда фарр(1)=п/2 (90°), Зарр(1) задается выражениемFor the time interval when f arr (1) = n / 2 (90 °), 3 arr (1) is given by the expression

- 10 010068- 10 010068

сзо?SZO?

Когда ΐ мало и переходные отклики не чувствуют эффект аномалии удельного сопротивления на расстоянии, эффективные углы идентичны нулю, фарр(1)=Эарр(1)=0. По мере увеличения ΐ, когда переходные отклики чувствуют эффект аномалии, углы фарр(1) и Зарр(1) начинают показывать истинный азимутальный угол и угол падения. Расстояние до аномалии может быть показано в момент времени, когда фарр(1) и Зарр(1) начинают отклоняться от исходных нулевых значений. Как видно ниже в примере моделирования, наличие аномалии детектируется намного раньше по времени в эффективных углах, чем в кажущейся удельной электропроводности (парр(1)). Даже если удельное сопротивление аномалии может быть неизвестно до тех пор, пока на старр(1) не начнет влиять аномалия, ее присутствие и направление могут быть измерены по кажущимся углам. С ограничениями в измерениях времени, расстояние аномалии не может быть заметно в изменении парр(1), но заметно в фарр(1) и Зарр(1).When ΐ few and transient responses do not feel the effect of the resistivity anomaly at a distance effective zero angles are identical, app p (1) = E app (1) = 0. As ΐ increases, when the transient responses feel the anomaly effect, the angles f arr (1) and Z arr (1) begin to show the true azimuthal angle and angle of incidence. The distance to the anomaly can be shown at the point in time when f arr (1) and 3 arr (1) begin to deviate from the initial zero values. As can be seen in the modeling example below, the presence of an anomaly is detected much earlier in time at effective angles than in the apparent conductivity (n arr (1)). Even if the resistivity of the anomaly may not be known until the anomaly begins to influence st arr (1), its presence and direction can be measured at apparent angles. With limitations in time measurements, the distance of the anomaly cannot be noticeable in the change of n arr (1), but noticeable in f arr (1) and 3 arr (1).

Пример моделированияSimulation example

Фиг. 6 показывает упрощенный пример моделирования, в котором аномалия А удельного сопротивления представляет собой массивный соляной купол, и поверхность 55 раздела соли может рассматриваться как плоская поверхность раздела. Для дальнейшего упрощения можно предположить, что азимут поверхности соли известен. Соответственно, остальные неизвестные представляют собой расстояние до поверхности соли от инструмента, удельное сопротивление изотропного или анизотропного пласта и угол сближения (или угол падения) θ, как показано на фиг. 6. Фиг. 6 также показывает коаксиальную (60), копланарную (62) и перекрестных компонентов (64) компоновки измерения.FIG. 6 shows a simplified simulation example in which the resistivity anomaly A is a massive salt dome, and the salt interface 55 can be considered a flat interface. For further simplification, we can assume that the azimuth of the salt surface is known. Accordingly, the remaining unknowns represent the distance to the surface of the salt from the tool, the resistivity of the isotropic or anisotropic formation and the approach angle (or angle of incidence) θ, as shown in FIG. 6. FIG. 6 also shows coaxial (60), coplanar (62) and cross-component (64) measurement arrangements.

Фиг. 7 и 8 показывают напряжение из коаксиальных νζζ(ΐ), копланарных νχχ(ΐ) и перекрестных νζχ(ΐ) измерений для Ь=1 м, для θ=30° и на расстоянии от соли Ό=10 м и Ό=100 м, соответственно. Кажущийся угол падения θ^ΐ) задается выражениемFIG. 7 and 8 show the voltage from coaxial ν ζζ (ΐ), coplanar ν χχ (ΐ) and cross ν ζχ (ΐ) measurements for b = 1 m, for θ = 30 ° and at a distance from the salt Ό = 10 m and Ό = 100 m, respectively. The apparent angle of incidence θ ^ ΐ) is given by

Кж(,)-Г„(0 (311К ж (,) - Г „(0 (311

Фиг. 9 показывает кажущееся падение фарр(1)) для инструмента в сборке с Ь=1 м, когда расстояние до поверхности соли составляет Ό=10 м, и под углом сближения θ=30°.FIG. 9 shows the apparent drop of f arr (1)) for an instrument in an assembly with b = 1 m, when the distance to the salt surface is Ό = 10 m, and at an approach angle θ = 30 °.

Кроме того, на фиг. 10 показана кажущаяся удельная электропроводность (парр(1)), вычисленная из обоих коаксиального νζζ(ΐ) и копланарного νχχ(ΐ) откликов, причем угол (θ) сближения и расстояние (Ό) от поверхности соли такие же, как на фиг. 9.In addition, in FIG. Figure 10 shows the apparent conductivity (n arr (1)) calculated from both coaxial ν ζζ (ΐ) and coplanar ν χχ (ΐ) responses, with the approach angle (θ) and distance (Ό) from the salt surface being the same as on FIG. nine.

Также на фиг. 11 построен график, показывающий отношение (старр-сор1апаг(1)/парр-соах1а1(1), который доступен без перекрестных νζχ(ΐ) измерений, причем угол (θ) сближения и расстояние (Ό) до поверхности соли такие же, как на фиг. 3,Also in FIG. 11 a graph is plotted showing the ratio (st arr-sor 1 apag (1) / n arr-coax1a 1 (1), which is accessible without cross ν ζχ (ΐ) measurements, with the approach angle (θ) and the distance (Ό) to the surface salts are the same as in Fig. 3,

Заметим, что направление к поверхности соли непосредственно идентифицируется в графике кажущегося угла падения (0арр(1)) фиг. 9 как 10-4 с, когда присутствие аномалии удельного сопротивления просто детектируется в графике кажущейся удельной электропроводности (парр(1)) фиг. 10. Чтобы кажущаяся удельная электропроводность достигла асимптотического значения (на больших ΐ) и чтобы отношение кажущейся удельной электропроводности показывало θ=30°, необходимо время почти 10-3 с.Note that the direction to the surface of the salt is directly identified in the graph of the apparent angle of incidence (0 arr (1)) of FIG. 9 as 10 −4 s, when the presence of the resistivity anomaly is simply detected in the apparent conductivity graph (n arr (1)) of FIG. 10. In order for the apparent conductivity to reach an asymptotic value (at large и) and for the ratio of the apparent conductivity to show θ = 30 °, a time of almost 10 −3 s is required.

Фиг. 12 показывает кажущееся падение (старр(1)) для инструмента в сборке с Ь=1 м, когда расстояние до поверхности соли составляет Ό=10 м, но под различными углами между осью инструмента и объектом. Угол (θ) сближения может быть идентифицирован под любым углом.FIG. 12 shows the apparent drop (st arr (1)) for the tool in the assembly with b = 1 m, when the distance to the salt surface is Ό = 10 m, but at different angles between the axis of the tool and the object. The approach angle (θ) can be identified at any angle.

Фиг. 12, 13 и 14 сравнивают кажущийся угол 0арр(1) падения для различных расстояний (Ό) до поверхности соли и для различных углов между осью инструмента и объектом.FIG. 12, 13 and 14 compare the apparent angle of 0 arr (1) of incidence for various distances (Ό) to the surface of the salt and for different angles between the axis of the tool and the object.

Расстояние до поверхности соли также может быть определено по времени перехода, на котором θ^ΐ) принимает асимптотическое значение. Даже если расстояние (Ό) до поверхности солевой залежи составляет 100 м, ее можно идентифицировать и ее направление можно измерить по кажущемуся углу паденияThe distance to the salt surface can also be determined by the transition time at which θ ^ ΐ) assumes an asymptotic value. Even if the distance (Ό) to the surface of the salt deposit is 100 m, it can be identified and its direction can be measured by the apparent angle of incidence

Итак, способ рассматривает координатное преобразование переходных ЕМ откликов между координатами, привязанными к инструменту, и координатами, привязанными к аномалии. Когда аномалия велика и далека по сравнению с разнесением передатчика-приемника, можно пренебречь эффектом разнесения и аппроксимировать переходные ЕМ отклики с откликами приемников вблизи передатчика. Далее можно предположить, что существует аксиальная симметрия относительно оси с, которая задает направление от передатчика к аномалии. В такой аксиально-симметричной конфигурации отклики перекрестных компонентов в координатах аномалии идентичны нулю. С этим предположением обеспечивается общий способ для определения направления к аномалии удельного сопротивления с использованием трехосных переходных ЕМ откликов.So, the method considers the coordinate transformation of transient EM responses between the coordinates tied to the tool and the coordinates tied to the anomaly. When the anomaly is large and far compared with the diversity of the transmitter-receiver, we can neglect the diversity effect and approximate the transient EM responses with the responses of the receivers near the transmitter. Further, it can be assumed that there is axial symmetry about the c axis, which sets the direction from the transmitter to the anomaly. In this axially symmetric configuration, the responses of the cross components in the coordinates of the anomaly are identical to zero. With this assumption, a general method is provided for determining the direction of resistivity anomaly using triaxial transient EM responses.

Способ задает кажущееся падение θ^ΐ) и кажущийся азимут фарр(1) пласта посредством комбинаций трехосных переходных измерений. Кажущееся направление ({θ^ΐ), фзрр(1)}) достигает истинногоThe method sets the apparent dip (θ ^ ΐ) and the apparent azimuth f arr (1) of the formation through combinations of triaxial transient measurements. The apparent direction ({θ ^ ΐ), f spr (1)}) reaches the true

- 11 010068 направления ({θ, φ}) на больших временах. Оба значения 0арр(1) и φαρρ(ΐ) показывают ноль, когда I мало и эффект аномалии не воспринимается в переходных откликах или в кажущейся удельной электропроводности. Удельные электропроводности (псоах1а1 (1) и псор1апаг(1)) из коаксиальных и копланарных измерений, обе, показывают удельную электропроводность вокруг инструмента.- 11 010068 directions ({θ, φ}) at long times. Both values 0 arr (1) and φ αρρ (ΐ) show zero when I is small and the anomaly effect is not perceived in the transient responses or in the apparent conductivity. Specific conductivity (n soah1a 1 (1) and n 1 litter APAGA (1)) from the coaxial and coplanar measurements both indicate the conductivity around the tool.

Отклонение кажущегося направления ({θ3ρρ(ί), φ3ρρ(ί)}) от нуля идентифицирует аномалию. Расстояние до аномалии измеряется по времени, когда кажущееся направление ({θ3ρρ(ί), <рарр(1)}) достигает истинного направления ({θ, φ}). Расстояние также может быть измерено из изменения кажущейся удельной электропроводности. Однако аномалия идентифицируется и измеряется намного раньше по времени в кажущемся направлении, чем в кажущейся удельной электропроводности.The deviation of the apparent direction ({θ 3ρρ ( ί ), φ 3ρρ ( ί )}) from zero identifies the anomaly. The distance to the anomaly is measured by the time when the apparent direction ({θ 3ρρ ( ί ), <p arr (1)}) reaches the true direction ({θ, φ}). Distance can also be measured from changes in apparent conductivity. However, the anomaly is identified and measured much earlier in time in the apparent direction than in the apparent conductivity.

Кажущаяся удельная электропроводностьApparent conductivity

Как утверждалось выше, кажущаяся удельная электропроводность может быть использована в качестве альтернативного метода для кажущихся углов для определения местоположения аномалии в буровой скважине. Зависящая от времени кажущаяся удельная электропроводность может быть задана в каждой точке временной последовательности на каждой глубине исследования. Кажущаяся удельная электропроводность на некоторой глубине исследования ζ задается как удельная электропроводность однородного пласта, которая может генерировать такой же отклик инструмента, измеренный в выбранном положении.As stated above, apparent conductivity can be used as an alternative method for apparent angles to locate an anomaly in a borehole. The time-dependent apparent conductivity can be set at each point in the time sequence at each depth of study. The apparent conductivity at a certain depth of study ζ is defined as the conductivity of a homogeneous formation, which can generate the same tool response measured in the selected position.

В каротаже способом переходных ЕМ процессов переходные данные собираются на некоторой глубине исследования или в местоположении ζ инструмента в виде временной последовательности наведенных напряжений в контуре приемника. Соответственно, зависящая от времени кажущаяся удельная электропроводность σ3ρρ(ζ; I) может быть задана в каждой точке временной последовательности на каждой глубине исследования, для соответствующего диапазона интервалов времени в зависимости от удельной электропроводности пласта и технических характеристик инструмента.In logging using EM transient processes, transient data is collected at a certain depth of investigation or at the location ζ of the instrument in the form of a time sequence of induced voltages in the receiver circuit. Accordingly, the time-dependent apparent conductivity σ 3ρρ (ζ; I) can be set at each point in the time sequence at each depth of study, for the corresponding range of time intervals depending on the conductivity of the formation and the technical characteristics of the tool.

Кажущаяся удельная электропроводность для коаксиального инструментаApparent conductivity for coaxial tool

Наведенное напряжение коаксиального инструмента с разнесением передатчика-приемника Ь в однородном пласте с удельной электропроводностью (σ) задается выражением ,, /Л -(/'Х’.-А в котором ίThe induced voltage of the coaxial instrument with the transmitter-receiver L spaced in a homogeneous formation with electrical conductivity (σ) is given by the expression ,, / Л - (/ 'Х ’.- And in which ί

и С является константой.and C is a constant.

Фиг. 15 иллюстрирует коаксиальный инструмент, в котором обе - и катушка передатчика (Т), и катушка приемника (В) наматываются вокруг общей оси ζ инструмента. Символы σ1 и σ2 представляют удельные электропроводности двух слоев пласта. Этот инструмент используется для иллюстрации отклика напряжения для различных значений 1 и Ь на фиг. 17-18 ниже, где σ12.FIG. 15 illustrates a coaxial tool in which both the transmitter coil (T) and the receiver coil (B) are wound around a common axis ζ of the tool. Symbols σ 1 and σ 2 represent the electrical conductivity of two layers of the reservoir. This tool is used to illustrate the voltage response for various values 1 and b in FIG. 17-18 below, where σ 1 = σ 2 .

Фиг. 16 изображает отклик напряжения коаксиального инструмента с Ь=01 м в однородном пласте для различных удельных сопротивлений (В) пласта от 1000 Ом-м до 0,1 Ом-м. Напряжение является положительным во все моменты времени 1 для 1>0. Наклон кривой напряжения является приблизительно постоянным <Э1тС 2 в интервале времени от 10-8 с до 1 с (или позже) для любого удельного сопротивления пласта, более 10 Ом*м. Наклон изменяет знак в более ранние моменты времени около 10-6 с, когда удельное сопротивление является таким низким, как 0,1 Ом-м.FIG. 16 depicts the voltage response of a coaxial tool with b = 01 m in a homogeneous formation for various resistivities (V) of the formation from 1000 Ohm-m to 0.1 Ohm-m. The voltage is positive at all times 1 for 1> 0. The slope of the voltage curve is approximately constant <E1tS 2 in the time interval from 10 -8 s to 1 s (or later) for any formation resistivity of more than 10 Ohm * m. The slope changes sign at earlier times about 10 -6 s, when the resistivity is as low as 0.1 ohm-m.

Фиг. 17 изображает отклик напряжения как функцию удельного сопротивления пласта в различные моменты времени (1) для одного и того же разнесения коаксиального инструмента (Ь=1 м). Для диапазона удельных сопротивлений от 0,1 до 100 Ом-м отклик напряжения является однозначным как функция удельного сопротивления пласта для времени (1) измерения позднее 10-6 с. На более ранних временах (1), например, в момент 10-7 с, напряжение больше не является однозначным. Одинаковый отклик напряжения реализуется при двух различных значениях удельного сопротивления пласта.FIG. 17 depicts a stress response as a function of formation resistivity at different times (1) for the same spacing of a coaxial tool (b = 1 m). For a range of resistivities from 0.1 to 100 Ohm-m, the voltage response is unambiguous as a function of formation resistivity for a measurement time (1) later than 10 -6 s. At earlier times (1), for example, at the moment of 10 -7 s, the voltage is no longer unique. The same stress response is realized at two different values of the formation resistivity.

Фиг. 18 изображает отклик напряжения как функцию удельного сопротивления для большего разнесения передатчика-приемника Ь=10 м на коаксиальном инструменте. Интервал времени, когда отклик напряжения является однозначным, сдвигается в сторону больших времен (1). Отклик напряжения является однозначным для удельных сопротивлений от 0,1 до 100 Ом-м для времени (1) измерения позднее 104 с. При меньших значениях 1, например в момент 10-5 с, напряжение более не является однозначным. Кажущаяся удельная электропроводность не определяется хорошо только из одного измерения (коаксиальный инструмент, одно разнесение).FIG. 18 depicts a voltage response as a function of resistivity for greater diversity of the transmitter-receiver L = 10 m on a coaxial instrument. The time interval when the voltage response is unambiguous shifts toward large times (1). The voltage response is unique for resistivities from 0.1 to 100 Ohm-m for a measurement time (1) later than 10 4 s. At lower values of 1, for example at the moment of 10 -5 s, the voltage is no longer unique. The apparent conductivity is not well defined from just one measurement (coaxial instrument, single spacing).

Для относительно компактного разнесения передатчика-приемника (Ь=1 до 10 м), и для интервалаFor a relatively compact spacing of the transmitter-receiver (b = 1 to 10 m), and for the interval

- 12 010068 измерения времени, где 1 больше 10-6 с, переходный ЕМ отклик напряжения в основном является однозначным как функция удельного сопротивления пласта между 0,1 и 100 Ом-м (и выше). Тем самым обеспечивается возможность определения изменяющейся во времени кажущейся удельной электропроводности из отклика напряжения (νζΖ(1)) в каждый момент времени измерения как- 12 010068 time measurements, where 1 is greater than 10 -6 s, the transient EM voltage response is mainly unambiguous as a function of the formation resistivity between 0.1 and 100 Ohm-m (and above). This makes it possible to determine the apparent time-varying electrical conductivity from the voltage response (ν ζΖ (1)) at each measurement time moment as

С ί33) C ί33)

3ί% в котором3ί% in which

и νζΖ(1) на правой стороне является измеренным откликом напряжения коаксиального инструмента. Из одного типа измерения (коаксиальный инструмент, одно разнесение), чем больше разнесение Ь, тем большее время (1) измерения могло бы применяться к концепции кажущейся удельной электропроводности. Значение σ,,,,,,(1) может быть постоянным или равным удельной электропроводности пласта в однородном пласте: старр(1)=п. Отклонение от постоянного значения (σ) в момент времени (I) предполагает аномалию удельной электропроводности в области, задаваемой временем (1).and ν ζΖ (1) on the right side is the measured voltage response of the coaxial tool. Of one type of measurement (coaxial instrument, one spacing), the larger the spacing b, the longer the measurement time (1) could be applied to the concept of apparent conductivity. The value of σ ,,,,,, (1) can be constant or equal to the electrical conductivity of the formation in a homogeneous formation: st arr (1) = p. Deviation from a constant value (σ) at time (I) implies an anomaly in electrical conductivity in the region specified by time (1).

Кажущаяся удельная электропроводность для компланарного инструментаApparent conductivity for coplanar instrument

Наведенное напряжение копланарного инструмента с разнесением передатчика-приемника Ь в однородном пласте с удельной электропроводностью (σ) задается выражением (34) в которомThe induced voltage of the coplanar instrument with the transmitter transmitter-receiver L spaced in a homogeneous formation with electrical conductivity (σ) is given by expression (34) in which

И»AND"

4г и С - константа. При малых значениях 1 копланарное напряжение изменяет полярность в зависимости от разнесения Ь и удельной электропроводности пласта.4d and C is a constant. At low values of 1, the coplanar voltage changes polarity depending on the spacing b and the electrical conductivity of the formation.

Фиг. 19 иллюстрирует копланарный инструмент, в котором передатчик (Т) и приемник (В) параллельны друг другу и ориентированы перпендикулярно оси инструмента. Символы σι и σ2 представляют удельные электропроводности двух слоев пласта. Указанный инструмент используется для иллюстрации отклика напряжения для различных значений ΐ и Ь на фиг. 21-22 ниже, где σ12.FIG. 19 illustrates a coplanar instrument in which the transmitter (T) and receiver (B) are parallel to each other and oriented perpendicular to the axis of the instrument. The symbols σι and σ 2 represent the electrical conductivities of the two layers of the formation. This tool is used to illustrate the voltage response for various values of ΐ and b in FIG. 21-22 below, where σ 1 = σ 2 .

Фиг. 20 изображает отклик напряжения копланарного инструмента с длиной Ь=1 м как функцию удельного сопротивления пласта в различные моменты времени (1). Для диапазона удельных сопротивлений (В) пласта от 0,1 до 100 Ом-м отклик напряжения является однозначным как функция удельного сопротивления пласта для значений больше чем 10-6 с. Для меньших значений 1, например при 10-7, напряжение изменяет полярность и больше не является однозначным.FIG. 20 depicts the stress response of a coplanar tool with a length of b = 1 m as a function of the formation resistivity at various times (1). For a range of resistivity (V) of the formation from 0.1 to 100 Ohm-m, the voltage response is unambiguous as a function of the resistivity of the formation for values greater than 10 -6 s. For lower values of 1, for example, at 10 -7 , the voltage changes polarity and is no longer unique.

Фиг. 21 изображает отклик напряжения как функцию удельного сопротивления пласта в различные моменты времени (1) для более длинного копланарного инструмента с длиной Ь=5 м. Интервал времени, когда отклик напряжения является однозначным, сдвигается в сторону более высоких значений ΐ.FIG. Figure 21 depicts the stress response as a function of the formation resistivity at various times (1) for a longer coplanar instrument with a length of b = 5 m. The time interval when the stress response is unambiguous shifts toward higher values of ΐ.

Подобно отклику коаксиального инструмента, изменяющаяся во времени кажущаяся удельная электропроводность задается из отклика копланарного инструмента νχΧ(1) в каждый момент времени измерения какSimilar to the response of a coaxial instrument, the time-varying apparent conductivity is specified from the response of the coplanar instrument ν χΧ (1) at each measurement time as

и νχΧ(ΐ) на правой стороне представляет собой измеренный отклик напряжения копланарного инструмента. Чем больше разнесение, тем большее значение (1) могло бы применяться к концепции кажущейся удельной электропроводности из одного типа измерения (копланарный, одно разнесение). Значение σ,,,,,,(1) может быть постоянным или равным удельной электропроводности пласта в однородном пласте: σарр(ΐ) =σ.and ν χΧ (ΐ) on the right side is the measured voltage response of the coplanar instrument. The larger the diversity, the greater the value (1) could be applied to the concept of apparent conductivity from one type of measurement (coplanar, single diversity). The value of σ ,,,,,, (1) can be constant or equal to the electrical conductivity of the formation in a homogeneous formation: σ arr (ΐ) = σ .

Кажущаяся удельная электропроводность для пары коаксиальных инструментовApparent conductivity for a pair of coaxial instruments

Когда имеется два коаксиальных приемника, отношение между парой измерений напряжения задается выражениемWhen there are two coaxial receivers, the relationship between a pair of voltage measurements is given by

- 13 010068 ι^(^ι = (36) в котором Ь1 и Ь2 - разнесения передатчика-приемника двух коаксиальных инструментов.- 13 010068 ι ^ (^ ι = (36) in which b 1 and b 2 are the diversity of the transmitter-receiver of two coaxial instruments.

Наоборот, изменяющаяся во времени кажущаяся удельная электропроводность задается для пары коаксиальных инструментов выражениемConversely, a time-varying apparent conductivity is defined for a pair of coaxial instruments by the expression

(37) в каждый момент времени измерения. Значение σαρρ(ΐ) может быть постоянным или равным удельной электропроводности пласта в однородном пласте: старр(1)=п.(37) at each instant of measurement time. The value of σ αρρ (ΐ) can be constant or equal to the electrical conductivity of the formation in a homogeneous formation: st arr (1) = p.

Кажущаяся удельная электропроводность подобным образом задается для пары копланарных инструментов или для пары копланарного и коаксиального инструментов. Значение σαρρ(ΐ) может быть постоянным или равным удельной электропроводности пласта в однородном пласте: старр(1)=п. Отклонение от постоянного значения (σ) в момент времени (1) предполагает аномалию удельной электропроводности в области, задаваемой временем (1).The apparent conductivity is similarly set for a pair of coplanar instruments or for a pair of coplanar and coaxial instruments. The value of σ αρρ (ΐ) can be constant or equal to the electrical conductivity of the formation in a homogeneous formation: st arr (1) = p. Deviation from a constant value (σ) at time (1) implies an anomaly in electrical conductivity in the region specified by time (1).

Анализ коаксиального переходного отклика в двухслойных моделяхCoaxial Transient Response Analysis in Two-Layer Models

Чтобы проиллюстрировать концепцию кажущейся удельной электропроводности, был исследован переходный отклик инструмента в двухслойной модели земли, например как на фиг. 15. Коаксиальный инструмент с разнесением передатчика-приемника Ь может быть помещен в горизонтальной скважине. Кажущаяся удельная электропроводность σ^ΐ)) обнаруживает три параметра, включающие в себя следующие:To illustrate the concept of apparent conductivity, the transient response of the instrument in a two-layer earth model was investigated, for example as in FIG. 15. A coaxial tool with diversity transmitter-receiver b can be placed in a horizontal well. The apparent conductivity σ ^ ΐ)) detects three parameters, including the following:

(1) удельная электропроводность (в настоящем примере принимается σ1=0,1 См/м) первого слоя, в котором помещается инструмент;(1) electrical conductivity (in the present example, σ 1 = 0.1 S / m is assumed) of the first layer in which the tool is placed;

(2) удельная электропроводность (в настоящем примере принимается σ2=1 См/м) смежной залежи и (3) расстояние инструмента (горизонтальный ствол скважины) до границ слоя, для которого в настоящем примере показаны значения 6=1, 5, 10, 25 и 50 м.(2) electrical conductivity (in the present example, σ 2 = 1 S / m is assumed) of an adjacent deposit and (3) the distance of the tool (horizontal wellbore) to the boundaries of the layer, for which 6 = 1, 5, 10 are shown in this example, 25 and 50 m.

При общих обстоятельствах относительное направление ствола скважины и инструмента до границы раздела залежи не известно. В случае каротажа горизонтальной скважины легко сделать вывод, что инструмент является параллельным границе раздела, поскольку отклик не изменяется, когда инструмент движется.Under general circumstances, the relative direction of the wellbore and tool to the interface between the deposits is not known. In the case of horizontal well logging, it is easy to conclude that the tool is parallel to the interface, since the response does not change when the tool moves.

Отклик напряжения коаксиального инструмента с разнесением передатчика-приемника Ь=01 м на различных расстояниях показан на фиг. 22. Информацию можно вывести из упомянутых откликов с использованием кажущейся удельной электропроводности, как будет объясняться далее со ссылкой на фиг. 23. Фиг. 23 показывает данные напряжения фиг. 22, построенные в терминах кажущейся удельной электропроводности. График кажущейся удельной электропроводности показывает удельную электропроводность на малых временах 1; удельную электропроводность на больших временах 1; и время перехода, которое сдвигается по мере изменения расстояния (6).The voltage response of the coaxial tool with the transmitter-receiver spacing b = 01 m at different distances is shown in FIG. 22. Information can be inferred from the responses using apparent conductivity, as will be explained below with reference to FIG. 23. FIG. 23 shows the voltage data of FIG. 22, constructed in terms of apparent conductivity. A graph of apparent electrical conductivity shows electrical conductivity at short times 1; electrical conductivity at large times 1; and transition time, which shifts as the distance changes (6).

Как будет объясняться ниже, в двухслойном профиле удельного сопротивления кажущаяся удельная электропроводность по мере приближения ΐ к нулю может идентифицировать удельную электропроводность слоя вокруг инструмента, тогда как кажущаяся удельная электропроводность по мере приближения ΐ к бесконечности, может быть использована для определения удельной электропроводности смежного слоя на расстоянии. Также из времени перехода, наблюдаемого на графике кажущейся удельной электропроводности, может быть измерено расстояние до границ залежи от инструмента. График кажущейся удельной электропроводности, как для времени, так и для местоположения инструмента может быть использован как образное представление переходных данных. Аналогично, фиг. 24 иллюстрирует кажущуюся удельную электропроводность в двухслойной модели, где σ1=1 См/м (В1=1 Ом-м) и σ2=0,1 См/м (К.2=10 Ом-м).As will be explained below, in the two-layer resistivity profile, the apparent conductivity as ΐ approaches zero can identify the conductivity of the layer around the tool, while the apparent conductivity as ΐ approaches infinity, can be used to determine the conductivity of an adjacent layer at a distance . Also, from the transition time observed on the apparent conductivity graph, the distance to the boundaries of the deposit from the instrument can be measured. The graph of apparent conductivity, both for time and for the location of the instrument can be used as a figurative representation of the transition data. Similarly, FIG. 24 illustrates the apparent conductivity in a two-layer model, where σ 1 = 1 S / m (B 1 = 1 Ohm-m) and σ 2 = 0.1 S / m (K. 2 = 10 Ohm-m).

Удельная электропроводность при малых временахElectrical conductivity at short times

На малых временах ΐ инструмент воспринимает кажущуюся удельную электропроводность первого слоя вокруг инструмента. При больших значениях ΐ инструмент воспринимает 0,4 См/м для двухслойной модели, в которой σ1=0,1 См/м (В1=10 Ом-м) и σ2=1 См/м (К.2=1 Ом-м), что является средним значением между удельными электропроводностями двух слоев. Изменение расстояния (6) отражается на времени перехода.At short times ΐ the instrument perceives the apparent conductivity of the first layer around the instrument. For large values of ΐ, the instrument perceives 0.4 S / m for a two-layer model in which σ 1 = 0.1 S / m (B 1 = 10 Ohm-m) and σ 2 = 1 S / m (K. 2 = 1 Ohm-m), which is the average value between the conductivities of two layers. The change in distance (6) is reflected in the transition time.

Удельная электропроводность на малых значениях 1, представляет собой удельную электропроводность локального слоя, в котором находится инструмент. На малых временах ΐ сигнал достигает приемника непосредственно из передатчика, не интерферируя с границами залежи. Следовательно, на него влияет только удельная электропроводность вокруг инструмента. Обратно, удельная электропроводность слоя может легко измеряться по кажущейся удельной электропроводности на малых значениях ΐ.The electrical conductivity at low values of 1, represents the electrical conductivity of the local layer in which the tool is located. At short times ΐ the signal reaches the receiver directly from the transmitter, without interfering with the boundaries of the deposit. Therefore, it is affected only by the electrical conductivity around the instrument. Conversely, the conductivity of a layer can be easily measured by apparent conductivity at small values of ΐ.

- 14 010068- 14 010068

Удельная электропроводность при больших временах 1Electrical conductivity at large times 1

Удельная электропроводность при больших значениях 1 представляет собой некоторое среднее значение удельных электропроводностей двух слоев. При больших значениях 1 почти половина сигналов выходит из пласта под инструментом и остальные сигналы выходят из пласта над инструментом, если время для прохождения расстояния (б) инструмента до границ залежи мало.The electrical conductivity at large values of 1 represents a certain average value of the electrical conductivity of two layers. For large values of 1, almost half of the signals exit the reservoir under the instrument and the remaining signals exit the reservoir above the instrument if the time to travel the distance (b) of the instrument to the boundaries of the deposit is short.

Фиг. 25 сравнивает график парр(1) фиг. 23 и 24 для Ь=1 м и б=1 м, где отношение удельных сопротивлений К4/К.2 равно 10:1 на фиг. 23 и равно 1:10 на фиг. 24. Хотя не показано, но удельная электропроводность при больших значениях 1 имеет незначительную зависимость от б. Когда зависимостью пренебрегают, удельная электропроводность при больших значениях 1 определяется просто по отдельным удельным электропроводностям двух слоев, и на нее не влияет местоположение инструмента в слое 1 или слое 2.FIG. 25 compares the graph p arr (1) of FIG. 23 and 24 for b = 1 m and b = 1 m, where the ratio of resistivities K4 / K.2 is 10: 1 in FIG. 23 and equal to 1:10 in FIG. 24. Although not shown, the electrical conductivity at large values of 1 has a slight dependence on b. When the dependence is neglected, the conductivity at large values of 1 is determined simply by the individual conductivities of the two layers, and it is not affected by the location of the tool in layer 1 or layer 2.

Фиг. 26 сравнивает графики парр(1) для б=1 м, но с различными разнесениями Ь. Значение σαρρ(1) достигает почти постоянной удельной электропроводности при больших значениях 1 по мере увеличения Ь. Однако удельная электропроводность при больших значениях 1 почти не зависит от разнесения Ь для рассматриваемого диапазона б и удельных электропроводностей.FIG. 26 compares the plots p arr (1) for b = 1 m, but with different spacings b. The value of σ αρρ (1) reaches an almost constant electrical conductivity at large values of 1 with increasing b. However, the electrical conductivity at large values of 1 is almost independent of the spacing b for the considered range b and specific conductivities.

Фиг. 27 сравнивает графики парр(1) для б=1 м и для Ь=1 м, но для различных отношений удельных сопротивлений. Кажущаяся удельная электропроводность на больших временах 1 пропорциональна значению для одного и того же отношения (σ12). НапримерFIG. 27 compares the plots n arr (1) for b = 1 m and for b = 1 m, but for different ratios of resistivities. The apparent conductivity at large times 1 is proportional to the value for the same ratio (σ 1 / σ 2 ). for example

Сад,(4:-4 00^1 / К2 = Ю, “ 2.0 оЪт-т) (38)Sad, (4: -4 00 ^ 1 / K 2 = 10, “2.0 bt-t) (38)

20*σρ(ί-»«>;Βι / Ла β ш ЮО оЬт-т)20 * σ 4 Ρ ρ (»-»>>; Βι / La β sh Ю

Фиг. 28 показывает примеры графиков парр(1) для б=1 м и для Ь=1 м, но для различных отношений удельных сопротивлений проектного слоя 2, тогда как локальная удельная электропроводность (σι) фиксирована на значении 1 См/м (Κ.ι=1 Ом*м). Кажущаяся удельная электропроводность при больших значениях 1 определяется по удельной электропроводности проектного слоя 2, как показано на фиг. 29, когда σ1 фиксирована на значении 1 См/м.FIG. Figure 28 shows examples of graphs n arr (1) for b = 1 m and for b = 1 m, but for different ratios of resistivities of the design layer 2, while the local electrical conductivity (σι) is fixed at 1 S / m (Κ.ι = 1 Ohm * m). The apparent conductivity at large values of 1 is determined by the conductivity of the design layer 2, as shown in FIG. 29, when σ 1 is fixed at a value of 1 S / m.

Численно удельная электропроводность на больших временах может аппроксимироваться среднеквадратичным значением удельных электропроводностей двух слоев какNumerically, the electrical conductivity at large times can be approximated by the rms value of the electrical conductivity of the two layers as

(39)(39)

Подводя итог, удельная электропроводность при больших значениях 1 (когда 1 приближается к бесконечности), может быть использована для оценки удельной электропроводности (σ2) смежного слоя, когда локальная удельная электропроводность (σι) вблизи инструмента известна, например, из удельной электропроводности на временах, когда приближается к 0, как иллюстрируется на фиг. 30.To summarize, the electrical conductivity at large values of 1 (when 1 approaches infinity) can be used to estimate the electrical conductivity (σ 2 ) of an adjacent layer, when the local electrical conductivity (σι) near the instrument is known, for example, from the electrical conductivity at times, when approaching 0, as illustrated in FIG. thirty.

Оценка расстояния б до смежной залежиEstimation of the distance b to the adjacent deposits

Время перехода, в которое кажущаяся удельная электропроводность Щарр(1)) начинает отклоняться от локальной удельной электропроводности (σι) к удельной электропроводности при больших значениях времени 1, зависит от б и от Ь, как показано на фиг. 31. Для удобства, время перехода (1с) задается временем, в которое σ^ρ) принимает значение граничной удельной электропроводности Щс). В этом примере граничная удельная электропроводность представляет собой арифметическое среднее между удельной электропроводностью, когда 1 приближается к нулю, и удельной электропроводностью, когда 1 приближается к бесконечности. Время перехода (1с) диктуется расстоянием по лучуThe transition time, at which the apparent electrical conductivity Щ arr (1)) begins to deviate from the local electrical conductivity (σι) to the electrical conductivity at large values of time 1, depends on b and on b, as shown in FIG. 31. For convenience, the transition time (1 s ) is given by the time at which σ ^ ρ) takes the value of the boundary conductivity U c ). In this example, the boundary conductivity is the arithmetic mean between the conductivity when 1 approaches zero and the conductivity when 1 approaches infinity. Transition time (1 s ) is dictated by the distance along the beam

(40) то есть кратчайшим расстоянием, которое ЕМ сигнал должен пройти от передатчика до границ залежи, до приемника, независимо от удельного сопротивления двух слоев. Наоборот, расстояние (б) может быть оценено из времени перехода (1с). как показано на фиг. 32.(40) that is, the shortest distance that the EM signal must travel from the transmitter to the boundaries of the reservoir, to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers. Conversely, distance (b) can be estimated from the transition time (1 s ). as shown in FIG. 32.

Другие использования кажущейся удельной электропроводностиOther uses of apparent conductivity

Подобно известным индукционным инструментам, кажущаяся удельная электропроводность (σ^ζ)) полезна для анализа ошибки обработки переходных сигналов. Эффект шума в данных переходного отклика может исследоваться как ошибка определения удельной электропроводности.Like well-known induction tools, apparent conductivity (σ ^ ζ)) is useful for analyzing transient signal processing errors. The noise effect in the transient response data can be investigated as the error in determining the conductivity.

График кажущейся удельной электропроводности (σα^(ζ; 1)) для различных расстояний (б) в обеих координатах ζ- и 1- может служить как образное представление переходных данных, как показано на фиг. 33 для инструмента с разнесением Ь=1 м. Координата ζ представляет глубину инструмента вдоль ствола скважины. График σα^(ζ; 1) показывает приближение границ залежи по мере того, как инструмент перемещается вдоль ствола скважины.The plot of apparent conductivity (σ α ^ (ζ; 1)) for different distances (b) in both coordinates ζ- and 1- can serve as a figurative representation of the transition data, as shown in FIG. 33 for a tool with a spacing of b = 1 m. The coordinate ζ represents the depth of the tool along the wellbore. The graph σ α ^ (ζ; 1) shows the approximation of the boundaries of the reservoir as the tool moves along the wellbore.

Кажущаяся удельная электропроводность должна быть постоянна или равна удельной электропро- 15 010068 водности пласта в однородном пласте. Отклонение от постоянного значения удельной электропроводности в момент времени (ΐ) предполагает наличие аномалии удельной электропроводности в области, определяемой по времени (ΐ).The apparent electrical conductivity should be constant or equal to the electrical conductivity of the formation in a homogeneous formation. Deviation from a constant value of electrical conductivity at time (ΐ) implies the presence of anomalies in electrical conductivity in a time-domain (ΐ).

Прогностические возможности способа переходных ЕМ процессовPredictive capabilities of the method of transient EM processes

Посредством анализа кажущейся удельной электропроводности или ее собственного обратного эквивалента (кажущегося удельного сопротивления) настоящее изобретение может идентифицировать местоположение аномалии удельного сопротивления (например, проводящей аномалии или резистивной аномалии). Далее удельное сопротивление или удельная электропроводность могут быть определены из коаксиальных и/или копланарых переходных откликов. Как объяснялось выше, направление аномалии может быть определено, если также доступны данные перекрестных компонентов. Чтобы дополнительно проиллюстрировать применимость этих концепций, можно использовать предшествующий анализ для детектирования аномалии на расстоянии впереди буровой коронки.By analyzing the apparent conductivity or its own inverse equivalent (apparent resistivity), the present invention can identify the location of the resistivity anomaly (for example, a conductive anomaly or resistive anomaly). Further, the resistivity or conductivity can be determined from coaxial and / or coplanar transient responses. As explained above, the direction of the anomaly can be determined if cross-component data is also available. To further illustrate the applicability of these concepts, the previous analysis can be used to detect anomalies at a distance ahead of the drill bit.

Анализ коаксиальных переходных откликов в двухслойных моделяхAnalysis of coaxial transient responses in two-layer models

Фиг. 34 показывает коаксиальный инструмент с разнесением передатчика-приемника на расстояние Ь, расположенный, например, в вертикальной скважине, приближающейся к смежной залежи, которая представляет собой аномалию удельного сопротивления. Инструмент включает в себя и катушку передатчика Т, и катушку приемника Я, которые намотаны вокруг общей оси ζ инструмента и ориентированы в направлении оси инструмента. Символы σ1 и σ2 представляют удельные электропроводности двух слоев пласта.FIG. 34 shows a coaxial tool with transmitter-receiver spaced at a distance b located, for example, in a vertical well approaching an adjacent deposit, which is an resistivity anomaly. The tool includes both the transmitter coil T and the receiver coil I, which are wound around the common axis ζ of the tool and oriented in the direction of the tool axis. Symbols σ 1 and σ 2 represent the electrical conductivity of two layers of the reservoir.

Чтобы показать, что способ переходных ЕМ процессов может быть использован как прогностический способ каротажа на основе удельного сопротивления, можно проверить переходный отклик инструмента в двухслойной модели земли. Имеется три параметра, которые могут быть определены в двухслойной модели.To show that the method of transient EM processes can be used as a predictive method of logging based on resistivity, you can check the transient response of the tool in a two-layer model of the earth. There are three parameters that can be defined in a two-layer model.

Указанными параметрами являются следующие:The specified parameters are as follows:

(1) удельная электропроводность или удельное сопротивление (в настоящем примере σ1=0,1 См/м или Я1=10 Ом-м) локального слоя, в котором помещается инструмент;(1) electrical conductivity or resistivity (in the present example, σ 1 = 0.1 S / m or I 1 = 10 Ohm-m) of the local layer in which the tool is placed;

(2) удельная электропроводность или удельное сопротивление (в настоящем примере σ2=1 См/м или Я2=1 Ом-м) смежной залежи; и (3) расстояние инструмента до границ слоя, для которого в настоящем примере принимаются 6=1, 5, 10, 25 и 50 м. При общих обстоятельствах относительное направление ствола скважины и инструмента до границы раздела залежи не известно.(2) electrical conductivity or resistivity (in the present example, σ 2 = 1 S / m or Z 2 = 1 Ohm-m) of an adjacent deposit; and (3) the distance of the tool to the boundaries of the layer, for which 6 = 1, 5, 10, 25, and 50 m are assumed in the present example. Under general circumstances, the relative direction of the wellbore and the tool to the interface between the deposits is not known.

Отклик напряжения при Ь=1 м (смещение передатчика-приемника) коаксиального инструмента на различных расстояниях (6) как функция от ΐ показан на фиг. 35. Хотя среди откликов на различных расстояниях наблюдается разница, непосредственно из этих откликов нельзя идентифицировать аномалию удельного сопротивления.The voltage response at b = 1 m (transmitter-receiver offset) of the coaxial instrument at various distances (6) as a function of ΐ is shown in FIG. 35. Although there is a difference among the responses at different distances, the resistivity anomaly cannot be identified directly from these responses.

Такие же данные напряжения фиг. 35 построены в терминах кажущейся удельной электропроводности σ^ΐ) на фиг. 36. Из этой фигуры ясно, что коаксиальный отклик может идентифицировать смежную залежь более высокой удельной электропроводности на некотором расстоянии. Даже инструмент с разнесением Ь=1 м может детектировать залежь на расстоянии 10, 25 и 50 м, если отклик низкого напряжения может быть измерен за время от 0,1 до 1 с.The same voltage data of FIG. 35 are constructed in terms of apparent conductivity σ ^ ΐ) in FIG. 36. From this figure, it is clear that the coaxial response can identify an adjacent reservoir of higher conductivity at some distance. Even an instrument with a spacing of L = 1 m can detect a deposit at a distance of 10, 25, and 50 m if the low-voltage response can be measured over a period of 0.1 to 1 s.

График σ^ΐ) проявляет очень отчетливо по меньшей мере три параметра на фигуре: удельная электропроводность при малых временах; удельная электропроводность при больших временах; и время перехода, которое сдвигается по мере изменения расстояния (6). Следует отметить, что, как показано на фиг. 36, на малых временах инструмент воспринимает кажущуюся удельную электропроводность 0,1 См/м, соответствующую таковой слоя непосредственно вокруг инструмента. В более позднее время инструмент воспринимает значение, близкое к 0,55 См/м, арифметическое среднее между удельными электропроводностями двух слоев. Изменение расстояния (6) отражается на времени перехода.The graph σ ^ ΐ) exhibits very distinctly at least three parameters in the figure: electrical conductivity at short times; electrical conductivity at large times; and transition time, which shifts as the distance changes (6). It should be noted that, as shown in FIG. 36, at short times, the tool perceives an apparent conductivity of 0.1 S / m corresponding to that of the layer immediately around the tool. At a later time, the instrument perceives a value close to 0.55 S / m, the arithmetic mean between the electrical conductivities of the two layers. The change in distance (6) is reflected in the transition time.

Фиг. 37 иллюстрирует график σ^ΐ) коаксиального переходного отклика в двухслойной модели фиг. 34 для инструмента с разнесением Ь=1 м на различных расстояниях (6), за исключением того, что удельная электропроводность (σι) локального слоя составляет 1 См/м (Κι=1 Ом-м) локального слоя, и удельная электропроводность (σ2) проектного слоя составляет 0,1 См/м (Я2=10 Ом-м). Опять, на малых временах, инструмент воспринимает кажущуюся удельную электропроводность 0,1 См/м, которая составляет таковую слоя непосредственно вокруг инструмента. В более позднее время инструмент воспринимает значение приблизительно 0,55 См/м, такое же среднее значение удельной электропроводности как на фиг. 36. Изменение расстояния (6) отражается на времени перехода.FIG. 37 illustrates a graph of the coaxial transient response σ ^ ΐ) in the two-layer model of FIG. 34 for a tool with a spacing b = 1 m at different distances (6), except that the specific conductivity (σι) of the local layer is 1 S / m (Κι = 1 Ohm-m) of the local layer, and the specific conductivity (σ 2 ) of the design layer is 0.1 S / m (I 2 = 10 Ohm-m). Again, at short times, the tool perceives an apparent conductivity of 0.1 S / m, which is such a layer directly around the tool. At a later time, the instrument perceives a value of approximately 0.55 S / m, the same average conductivity as in FIG. 36. The change in distance (6) is reflected in the transition time.

Удельная электропроводность при малых временах (σΑΡΡ (1^0))Electrical conductivity at short times (σ ΑΡΡ (1 ^ 0))

Очевидно, что удельная электропроводность при малых временах, соответствующая маленьким значениям ΐ, представляет собой удельную электропроводность локального слоя, в котором находится инструмент. На таких малых временах сигнал достигает приемника непосредственно из передатчика, не интерферируя с границами залежи. Следовательно, на него влияет только удельная электропроводность вокруг инструмента. Обратно, удельная электропроводность слоя может легко измеряться по кажущейсяIt is obvious that the electrical conductivity at short times, corresponding to small values of ΐ, represents the electrical conductivity of the local layer in which the tool is located. At such small times, the signal reaches the receiver directly from the transmitter, without interfering with the boundaries of the reservoir. Therefore, it is affected only by the electrical conductivity around the instrument. Conversely, the conductivity of a layer can be easily measured by apparent

- 16 010068 удельной электропроводности в раннее время.- 16 010068 conductivity in the early time.

Удельная электропроводность при больших временах (σΑΡΡ (1^о>))Electrical conductivity at large times (σ ΑΡΡ (1 ^ о>))

С другой стороны, удельная электропроводность при больших временах должна представлять некоторое среднее значение удельных электропроводностей двух слоев. При больших временах почти половина сигналов выходит из пласта под инструментом и другая половина из пласта над инструментом, если время для прохождения расстояния (б) инструмента до границ залежи мало.On the other hand, the electrical conductivity at large times should represent some average value of the electrical conductivity of the two layers. At large times, almost half of the signals out of the reservoir under the tool and the other half out of the reservoir above the tool if the time to travel the distance (b) of the tool to the boundaries of the deposit is short.

Фиг. 38 сравнивает график σαρρ(1) фиг. 36 и 37 для Ь=01 м и б=01 м. Удельная электропроводность при больших временах определяется просто по отдельным удельным электропроводностям двух слоев № и σ2). На нее не влияет то, где расположен инструмент в двух слоях. Однако из-за большой глубины исследования удельная электропроводность при больших временах нелегко достигается даже при 1=1 с, как показано на фиг. 31 для такого же инструмента. На практике удельная электропроводность при больших временах, возможно, должна аппроксимироваться значением σαρρ(1=1 с), которое незначительно зависит от б, как иллюстрируется на фиг. 39.FIG. 38 compares the graph σ αρρ (1) of FIG. 36 and 37 for b = 01 m and b = 01 m. The electrical conductivity at large times is determined simply by the individual electrical conductivity of the two layers No. and σ 2 ). It is not affected by where the tool is located in two layers. However, due to the large depth of investigation, the electrical conductivity at large times is not easily achieved even at 1 = 1 s, as shown in FIG. 31 for the same tool. In practice, the electrical conductivity at large times should probably be approximated by the value of σ αρρ (1 = 1 s), which slightly depends on b, as illustrated in FIG. 39.

Фиг. 40 сравнивает графики σαρρ(1) для б=1 м, но с различными разнесениями Ь. Значение σαρρ(1) достигает почти постоянной удельной электропроводности при больших временах в более поздние моменты времени по мере увеличения Ь. Удельная электропроводность при больших временах σ, почти не зависит от Ь. Однако удельная электропроводность при больших временах, заданная при 1=1 с, зависит от расстояния (б), как показано на фиг. 41.FIG. 40 compares the graphs σ αρρ (1) for b = 1 m, but with different spacings b. The value of σ αρρ (1) reaches an almost constant electrical conductivity at large times at later times with increasing b. The electrical conductivity at large times σ, is almost independent of b. However, the electrical conductivity at large times given at 1 = 1 s depends on the distance (b), as shown in FIG. 41.

Фиг. 42 сравнивает графики σαρρ(1) для б=5 м и для Ь-01 м, но для различных отношений удельных сопротивлений. Указанная фигура показывает, что кажущаяся удельная электропроводность при больших временах пропорциональна значению σι для одного и того же отношения (σ12). Например σ,βρ№1 / «2 10 ί Κι - 10 оЪп-ш (41)FIG. 42 compares the graphs σ αρρ (1) for b = 5 m and for b-01 m, but for different ratios of resistivities. The indicated figure shows that the apparent conductivity at large times is proportional to the value of σι for the same ratio (σ 1 / σ 2 ). For example, σ, βρ№1 / «2 10 ί Κι - 10 bn-w (41)

2*адрр(±->оо) (¾ / д, = 10? Κι - 20 оЛт-ш)2 * adrr (± -> oo) (¾ / d, = 10? Κι - 20 oL-w)

Фиг. 43 показывает примеры графиков σαρρ(1) для б=5 м и для Ь=01 м, но для различных отношений удельных сопротивлений, тогда как проектное удельное сопротивление фиксировано на значении К2=1 Ом-м, кажущаяся удельная электропроводность при больших временах при 1=1 с определяется по удельной электропроводности локального слоя, как показано на фиг. 44. Численно удельная электропроводность при больших временах может аппроксимироваться арифметическим средним двух слоев какFIG. 43 shows examples of graphs σ αρρ (1) for b = 5 m and for b = 01 m, but for different ratios of resistivities, whereas the design resistivity is fixed at K 2 = 1 Ohm-m, the apparent conductivity at large times at 1 = 1 s, it is determined by the electrical conductivity of the local layer, as shown in FIG. 44. Numerically, the electrical conductivity at large times can be approximated by the arithmetic mean of two layers as

При сложившихся обстоятельствах рационально, что с коаксиальным инструментом, аксиальный передатчик индуцирует вихревой ток параллельно границам залежи. В более позднее время аксиальный передатчик принимает горизонтальный ток приблизительно равный от обоих слоев. В результате удельная электропроводность при больших временах должна учитывать удельную электропроводность обоих пластов с приблизительно равным весом.Under the circumstances, it is rational that with a coaxial tool, the axial transmitter induces an eddy current parallel to the boundaries of the reservoir. At a later time, the axial transmitter receives a horizontal current approximately equal from both layers. As a result, the electrical conductivity at large times should take into account the electrical conductivity of both formations with approximately equal weight.

Подводя итог, удельная электропроводность (σ3ρρ(1^ο)) при больших временах, 1=1 с, может быть использована для оценки удельной электропроводности (σ2) смежного слоя, когда локальная удельная электропроводность (σι) вблизи инструмента известна, например удельной электропроводности (σ3ρρ(1^0)=σι) при малых временах. Это иллюстрируется на фиг. 45.To summarize, the electrical conductivity (σ 3ρρ (1 ^ ο)) at large times, 1 = 1 s, can be used to estimate the electrical conductivity (σ 2 ) of the adjacent layer, when the local electrical conductivity (σι) near the instrument is known, for example, electrical conductivity (σ 3ρρ (1 ^ 0) = σι) at small times. This is illustrated in FIG. 45.

Оценка расстояния (б) до смежной залежиEstimation of the distance (b) to an adjacent deposit

Время перехода (1с), в которое кажущаяся удельная электропроводность начинает отклоняться от локальной удельной электропроводности (σι) к удельной электропроводности при больших временах, явно зависит от б, расстояния от инструмента до границ залежи, как показано на фиг. 36 для инструмента с Ь=01 м.The transition time (1 s ) at which the apparent electrical conductivity begins to deviate from the local electrical conductivity (σι) to the electrical conductivity at large times clearly depends on b, the distance from the instrument to the boundaries of the deposit, as shown in FIG. 36 for a tool with b = 01 m.

Для удобства время перехода (1с) задается временем, в которое σαρρ(ί<.) принимает значение граничной удельной электропроводности (ас), то есть, в этом примере арифметическое среднее между ранней и удельными электропроводностями при больших временах составляетFor convenience, the transition time (1 s ) is determined by the time at which σ αρρ ( ί <.) Takes the value of the boundary conductivity (a s ), that is, in this example, the arithmetic mean between the early and specific conductivities at large times is

Время перехода (1с) диктуется расстоянием по лучу (б) минус Ь/2, то есть половина того расстояния, которое ЕМ сигнал должен пройти от передатчика до границ залежи, до приемника, независимо от удельного сопротивления двух слоев. Наоборот, расстояние (б) может быть оценено из времени перехода (1с), как показано на фиг. 46, когда Ь=01 м.The transition time (1 s ) is dictated by the distance along the beam (b) minus b / 2, that is, half the distance that the EM signal must travel from the transmitter to the boundaries of the deposit, to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers. Conversely, the distance (b) can be estimated from the transition time (1 s ), as shown in FIG. 46 when b = 01 m.

Образное представление с кажущейся удельной электропроводностьюShaped representation with apparent conductivity

График кажущейся удельной электропроводности σαρρ(ζ; 1) в обеих координатах ζ- и 1- может служить как образное представление переходных данных, которые представляют собой графики кажущейся удельной электропроводности для одного и того же инструмента на различных глубинах, как показаноThe graph of the apparent conductivity σ αρρ (ζ; 1) in both coordinates ζ- and 1- can serve as a figurative representation of the transition data, which are graphs of the apparent conductivity for the same instrument at different depths, as shown

- 17 010068 на фиг. 47. Координата ζ представляет глубину инструмента вдоль ствола скважины. График σαρρ(ζ; ΐ) помогает явно визуализировать приближение границ залежи по мере того, как инструмент перемещается вдоль ствола скважины.- 17 010068 in FIG. 47. The ζ coordinate represents the depth of the tool along the wellbore. The graph σ αρρ (ζ; ΐ) helps to clearly visualize the approximation of the boundaries of the reservoir as the tool moves along the wellbore.

Анализ копланарных переходных откликов в двухслойных моделяхAnalysis of coplanar transient responses in two-layer models

Хотя выше рассматривались коаксиальные переходные данные, копланарные переходные данные из копланарного инструмента также полезны в качестве прогностического способа каротажа на основе удельного сопротивления. Фиг. 48 показывает такой копланарный инструмент с разнесением передатчика-приемника Ь, расположенный в скважине, приближающейся к смежной залежи, которая представляет собой аномалию удельного сопротивления. На копланарном инструменте как передатчик Т, так и приемник К ориентированы перпендикулярно к оси инструмента и параллельны друг другу. Символы σι и σ2 представляют удельные электропроводности двух слоев пласта.Although coaxial transient data has been discussed above, coplanar transient data from a coplanar tool is also useful as a predictive resistivity based logging method. FIG. 48 shows such a co-planar instrument with a transmitter transmitter-receiver L located in a borehole approaching an adjacent reservoir, which is an resistivity anomaly. On a coplanar instrument, both transmitter T and receiver K are oriented perpendicular to the axis of the instrument and are parallel to each other. The symbols σι and σ 2 represent the electrical conductivities of the two layers of the formation.

В соответствии с фиг. 36 для коаксиального инструмента, где Ь=01 м, кажущаяся удельная электропроводность (σαρρ(ΐ)) для копланарных откликов графически строится на фиг. 49 для различных расстояний инструмента от границ залежи. Ясно, что копланарный отклик также может идентифицировать смежную залежь более высокой удельной электропроводности на некотором расстоянии. Даже инструмент с разнесением Ь=1 м может детектировать залежь на расстояниях 10-, 25- и 50- м, если отклики низкого напряжения могут быть измерены за период 0,1-1 с. График σαρρ(ΐ) для копланарных откликов проявляет три параметра, так же, как для коаксиальных откликов.In accordance with FIG. 36 for a coaxial instrument, where b = 01 m, the apparent conductivity (σ αρρ (ΐ)) for coplanar responses is plotted graphically in FIG. 49 for various tool distances from the boundaries of the reservoir. It is clear that the coplanar response can also identify an adjacent reservoir of higher conductivity at a certain distance. Even an instrument with a spacing of L = 1 m can detect a deposit at distances of 10-, 25- and 50- m, if low-voltage responses can be measured over a period of 0.1-1 s. The graph σ αρρ (ΐ) for coplanar responses exhibits three parameters, the same as for coaxial responses.

Удельная электропроводность при малых временах (аАРР (1^0))Electrical conductivity at short times (and APP (1 ^ 0))

Для копланарных откликов также справедливо, что удельная электропроводность при малых временах (σ3ρρ(ΐ^0)) представляет собой удельную электропроводность σι локального слоя, в котором находится инструмент. Обратно, удельная электропроводность слоя может легко измеряться по кажущейся удельной электропроводности в раннее время.It is also true for coplanar responses that the electrical conductivity at short times (σ 3ρρ (ΐ ^ 0)) is the electrical conductivity σι of the local layer in which the instrument is located. Conversely, the conductivity of a layer can be easily measured by apparent conductivity in the early days.

Удельная электропроводность при больших временах (аАРР (ΐ^α>))Electrical conductivity at large times (and APP (ΐ ^ α>))

Удельная электропроводность при больших временах (σ3ρρ(ΐ^^)) представляет собой некоторое среднее значение удельных электропроводностей двух слоев. Выводы, сделанные для коаксиальных откликов, также могут применяться к копланарным откликам. Однако значение удельной электропроводности при больших временах для копланарных откликов не такое же, как для коаксиальных откликов. Для коаксиальных откликов удельная электропроводность при больших временах близка к арифметическому среднему удельных электропроводностей двух слоев в двухслойных моделях. Фиг. 49 показывает удельную электропроводность при больших временах Щарр(1^-да)) для копланарных откликов, где й=05 м и для Ь=01 м, но для различных удельных электропроводностей локального слоя, тогда как проектная удельная электропроводность фиксирована на значении 1 См/м. Кажущаяся удельная электропроводность при больших временах определяется по удельной электропроводности локального слоя и численно близка к среднеквадратичному значениюThe electrical conductivity at large times (σ 3ρρ (ΐ ^^)) is a certain average value of the electrical conductivity of two layers. Conclusions made for coaxial responses can also be applied to coplanar responses. However, the conductivity at large times for coplanar responses is not the same as for coaxial responses. For coaxial responses, the electrical conductivity at large times is close to the arithmetic average of the electrical conductivities of two layers in two-layer models. FIG. 49 shows the conductivity at large times app u (1 ≤ da)) for coplanar responses where D = 05 m and L = 01 m, but for different conductivities of the local layer while the target conductivity is fixed at a value of 1 See / m The apparent conductivity at large times is determined by the conductivity of the local layer and is numerically close to the rms value

Подводя итог, удельная электропроводность при больших временах (σΗμι,(1^^)) может быть использована для оценки удельной электропроводности (σ2) смежного слоя, когда локальная удельная электропроводность (σ1) вблизи инструмента известна, например, из ранней удельной электропроводности (σ^ΐ^-θ^σΟ. Это иллюстрируется на фиг. 51.To summarize, the electrical conductivity at large times (σ Ημι , (1 ^^)) can be used to estimate the electrical conductivity (σ 2 ) of the adjacent layer, when the local electrical conductivity (σ1) near the instrument is known, for example, from the early electrical conductivity ( σ ^ ΐ ^ -θ ^ σΟ. This is illustrated in Fig. 51.

Оценка расстояния (й) до смежной залежиEstimation of the distance (s) to an adjacent deposit

Переходное время, в которое удельная электропроводность начинает отклоняться от локальной удельной электропроводности (σ1) к удельной электропроводности при больших временах, явно зависит от расстояния (й) от инструмента до границ залежи, как показано на фиг. 48.The transition time at which the electrical conductivity begins to deviate from the local electrical conductivity (σ 1 ) to the electrical conductivity at large times clearly depends on the distance (s) from the tool to the boundaries of the deposit, as shown in FIG. 48.

Переходное время (1с) задается временем, за которое σαρρ(ί<.) принимает значение граничной удельной электропроводности (σ0), то есть, в этом примере арифметическое среднее между ранней и поздней удельными электропроводностями составляет σ0 * +σ^(ΐ:-*») )/2,The transition time (1 s ) is determined by the time for which σ αρρ ( ί <.) Takes the value of the boundary conductivity (σ 0 ), that is, in this example, the arithmetic mean between the early and late conductivities is σ 0 * + σ ^ ( ΐ: - * ")) / 2,

Переходное время (1с) диктуется расстоянием по лучу (й) минус Ь/2, то есть половина того расстояния, которое ЕМ сигнал должен пройти от передатчика до границ залежи, до приемника, независимо от удельного сопротивления двух слоев.The transition time (1 s ) is dictated by the distance along the beam (s) minus b / 2, that is, half the distance that the EM signal must travel from the transmitter to the boundaries of the deposit, to the receiver, regardless of the resistivity of the two layers.

Наоборот, расстояние (й) может быть оценено из времени перехода (1с), как показано на фиг. 52, когда Ь=1 м.Conversely, the distance (s) can be estimated from the transition time (1 s ), as shown in FIG. 52 when b = 1 m.

Быстрое построение изображения с использованием кажущейся удельной электропроводностиFast imaging using apparent conductivity

Использование кажущейся удельной электропроводности и кажущегося угла падения может быть использовано для создания изображения или представления особенностей пласта. Это выполняется посредством сбора данных о переходной кажущейся удельной электропроводности в различных положеThe use of apparent conductivity and apparent angle of incidence can be used to create images or represent features of the formation. This is accomplished by collecting transient apparent conductivity data at various positions.

- 18 010068 ниях внутри ствола скважины. Используя информацию расстояния и направленности, как получено выше, собранные данные могут быть использованы для создания изображения пласта относительно инструмента.- 18 010068 nines inside the borehole. Using the distance and directional information, as obtained above, the collected data can be used to create an image of the formation relative to the tool.

Первый пример может подтвердить изменение отклика напряжения, основываясь на расстоянии до проектного пласта с использованием коаксиального инструмента, исследующего двухслойную модель, в которой пласт был параллельным оси инструмента. Фиг. 53 изображает коаксиальный инструмент в двухслойном пласте, в котором ось инструмента параллельна поверхности раздела слоя. Это может быть случаем размещения горизонтальной скважины над контактом нефть-вода, когда слои являются горизонтальными и инструмент находится в горизонтальном положении. Ближний слой моделируется как слой, насыщенный соляным раствором, приводящим к низкому удельному сопротивлению (1 Ом-м). Альтернативно, может быть использована модель для представления инструмента в вертикальном стволе скважины, где инструмент используется для целей профилирования соляного купола, и соляной купол представляется слоем высокого удельного сопротивления, расположенным радиально или сбоку от скважины. В этой модели эффекты ствола скважины игнорируются из-за выполнения крупномасштабных измерений. Инструмент фиг. 53 моделируется как имеющий два разнесения, 1 м и 10 м, разнесение между катушками передатчика и приемника. Чтобы характеризовать модель, используются три базовых параметра: удельная электропроводность ближнего пласта, в котором находится инструмент (σι), удельная электропроводность проектного или удаленного пласта σ2, и расстояние Ό до поверхности раздела с пластом высокого удельного сопротивления. Фиг. 54 изображает отклик напряжения в двухслойной модели с разнесением антенны 1 м, с приближающимся инструментом, где σ1=1 См/м (В1=1 Ом-м), σ2=0,01 См/м (В2=100 Ом-м). На фиг. 54 можно явно видеть изменение отклика напряжения как функцию расстояния.The first example can confirm the change in the stress response based on the distance to the design formation using a coaxial tool exploring a two-layer model in which the formation was parallel to the axis of the tool. FIG. 53 depicts a coaxial tool in a two-layer formation in which the axis of the tool is parallel to the layer interface. This may be the case of placing a horizontal well above the oil-water contact when the layers are horizontal and the tool is in a horizontal position. The middle layer is modeled as a layer saturated with brine, resulting in a low resistivity (1 Ohm-m). Alternatively, a model can be used to represent the tool in a vertical wellbore, where the tool is used for profiling the salt dome, and the salt dome is represented by a high resistivity layer located radially or to the side of the well. In this model, borehole effects are ignored due to large-scale measurements. The tool of FIG. 53 is modeled as having two spacings, 1 m and 10 m, spacing between the coils of the transmitter and receiver. To characterize the model, three basic parameters are used: the electrical conductivity of the near formation where the tool is located (σι), the electrical conductivity of the project or remote formation, σ 2 , and the distance Ό to the interface with the high resistivity formation. FIG. 54 depicts the voltage response in a two-layer model with an antenna spacing of 1 m, with an approaching instrument, where σ 1 = 1 S / m (V 1 = 1 Ohm-m), σ 2 = 0.01 S / m (V 2 = 100 Ohm -m). In FIG. 54, you can clearly see the change in voltage response as a function of distance.

На основе отклика напряжения ясно, что переходный отклик может варьироваться с расстоянием более резистивного слоя.Based on the voltage response, it is clear that the transient response can vary with the distance of the more resistive layer.

Следующая модель применяет проводящий ближний слой, очень резистивный слой и еще проводящий слой. Применяемая конфигурация изображена на фиг. 55. Кажущееся удельное сопротивление (обратная величина кажущейся удельной электропроводности) из коаксиального инструмента, находящегося на расстоянии 10 м от резистивной залежи (соль), показано на фиг. 55 для различных толщин соляной залежи. Инструмент моделируется как параллельный поверхности раздела с резистивным слоем на расстоянии 10 м. Толщина резистивного слоя варьируется от фракции толщиной 1 м до фракции толщиной 100 м. Моделированный отклик кажущегося удельного сопротивления изображается на фиг. 56.The following model uses a conductive middle layer, a very resistive layer and another conductive layer. The applicable configuration is depicted in FIG. 55. The apparent resistivity (the reciprocal of the apparent conductivity) of a coaxial tool 10 m from the resistive deposit (salt) is shown in FIG. 55 for various thicknesses of salt deposits. The tool is modeled parallel to the interface with the resistive layer at a distance of 10 m. The thickness of the resistive layer varies from a fraction 1 m thick to a fraction 100 m thick. A simulated response of apparent resistivity is depicted in FIG. 56.

Первый подъем Варр(!) представляет собой отклик на соль, измеренный с помощью инструмента с разнесением Ь=1 м, и происходит в момент 10-4 с, когда соль находится на расстоянии 10 м. Если соль полностью разрешена (бесконечно толстым слоем соли на расстоянии свыше Ό=10 м), то кажущееся удельное сопротивление может показывать асимптотически 3 Ом-м. Последующий спад Варр(!) представляет собой отклик на проводящий пласт ниже соли (резистивной залежи). Варр(на больших I) представляет собой функцию удельного сопротивления проводящей залежи и толщины соли. Если время измерения ограничивается временем 10-2 секунды, то спад Варр(!) может быть не обнаружен для соли толще 500 м.The first rise of B arr (!) Is the response to salt, measured with a tool with a spacing of b = 1 m, and occurs at the moment of 10 -4 s, when the salt is at a distance of 10 m. If the salt is fully resolved (an infinitely thick layer of salt at a distance above Ό = 10 m), the apparent resistivity may show asymptotically 3 Ohm-m. The subsequent decline of Warr (!) Represents the response to the conductive layer below the salt (resistive deposit). Warr (at large I) is a function of the resistivity of the conductive reservoir and the thickness of the salt. If the measurement time is limited to a time of 10 -2 seconds, then the Varr drop (!) May not be detected for salt thicker than 500 m.

Что касается разрешения резистивной залежи, коаксиальный инструмент реагирует на тонкую (толщиной 1-2 м) залежь. Время, в которое Варр(!) достигает максимума или начинает отклоняться, зависит от расстояния до проводящей залежи ниже соли. Как отмечалось ранее, при построении графика в терминах кажущейся удельной электропроводности σ^!), время перехода может быть использовано для определения расстояния до границ залежи.Regarding the resolution of the resistive deposit, the coaxial instrument responds to a thin (1-2 m thick) deposit. The time at which B arr (!) Reaches a maximum or begins to deviate depends on the distance to the conducting reservoir below the salt. As noted earlier, when plotting in terms of apparent conductivity σ ^!), The transition time can be used to determine the distance to the boundaries of the reservoir.

Также моделировали трехслойный пласт. В указанном случае промежуточный слой был более проводящим слоем. Изображение модели показано на фиг. 57. На ней коаксиальный инструмент, имеющий разнесение 1 м, расположен в стволе скважины в пласте, имеющем удельное сопротивление 10 Ом-м, и расположен на расстоянии 10 м от менее резистивного (более проводящего) слоя, имеющего удельное сопротивление 1 Ом-м. Третий слой находится ниже проводящей залежи и также имеет удельное сопротивление 10 Ом-м. Проводящую залежь моделировали для фракций варьируемой толщины от 1 м до бесконечности. Проводящая залежь могла бы рассматриваться как представляющая сланцевый слой. Удельное сопротивление показано на фиг. 58.A three-layer formation was also modeled. In this case, the intermediate layer was a more conductive layer. An image of the model is shown in FIG. 57. On it, a coaxial tool having a spacing of 1 m is located in the wellbore in the formation having a resistivity of 10 Ohm-m and is located at a distance of 10 m from a less resistive (more conductive) layer having a resistivity of 1 Ohm-m. The third layer is below the conductive deposit and also has a resistivity of 10 ohm-m. The conductive reservoir was modeled for fractions of varying thickness from 1 m to infinity. A conductive reservoir could be considered as representing a shale layer. The resistivity is shown in FIG. 58.

Снижение Варр (!) обусловлено введением сланцевого (проводящего) слоя и проявляется на временах !^10-5 с. Отклик сланца полностью разрешен бесконечно толстым проводящим слоем, который достигает удельного сопротивления 3 Ом-м. Последующий рост Варр(!) представляет собой отклик на резистивный пласт ниже сланцевого слоя. Время перехода используется для определения расстояния до поверхности раздела между вторым и третьим слоями. Варр (на больших !) представляет собой функцию удельного сопротивления проводящей залежи. По мере того как толщина проводящего слоя увеличивается, время измерения должно также увеличиваться (>10-2 с), чтобы измерять рост Варр(!) для проводящих слоев толще 100 м.The decrease in B arp (!) Is due to the introduction of a shale (conducting) layer and appears at times! ^ 10 -5 s. The shale response is fully resolved by an infinitely thick conductive layer that reaches a resistivity of 3 ohm-m. The subsequent growth of Warr (!) Represents the response to the resistive formation below the shale layer. Transition time is used to determine the distance to the interface between the second and third layers. Warr (at large!) Is a function of the resistivity of the conductive reservoir. As the thickness of the conductive layer increases, the measurement time should also increase (> 10 -2 s) in order to measure the growth of Varr (!) For conductive layers thicker than 100 m.

Другая трехслойная модель показана на фиг. 59, на которой, коаксиальный инструмент находится в проводящем слое (1 Ом-м), и имеется высокорезистивный слой (100 Ом-м), какой может иметь место в соляном куполе. Два слоя разделены слоем варьируемой толщины, имеющим промежуточное удельноеAnother three layer model is shown in FIG. 59, on which, the coaxial tool is in the conductive layer (1 Ohm-m), and there is a high-resistivity layer (100 Ohm-m), which can take place in the salt dome. The two layers are separated by a layer of variable thickness having an intermediate specific

- 19 010068 сопротивление (10 Ом-м). Отклик кажущегося удельного сопротивления показан на фиг. 60.- 19 010068 resistance (10 Ohm-m). The apparent resistivity response is shown in FIG. 60.

Отклик на промежуточный резистивный слой виден в момент 10-4 с, где Βαρρ(1) увеличивается. Если промежуточный слой полностью разрешен бесконечно толстой залежью, то кажущееся удельное сопротивление достигает асимптоты 2,6 Ом-м. Как отмечено на фиг. 60, Βαρρ(1) претерпевает повышение второй стадии в ответ на высокорезистивный слой (100 Ом-м). На основе времени перехода расстояние до поверхности раздела определяется равным 110 м.The response to the intermediate resistive layer is visible at the moment of 10 -4 s, where Β αρρ (1) increases. If the intermediate layer is fully resolved by an infinitely thick reservoir, then the apparent resistivity reaches an asymptote of 2.6 Ohm-m. As noted in FIG. 60, Β αρρ (1) undergoes an increase in the second stage in response to a highly resistive layer (100 Ohm-m). Based on the transition time, the distance to the interface is determined to be 110 m.

Ввиду сложности, кажущееся удельное сопротивление или кажущаяся удельная электропроводность в вышеописанных примерах намечает наличие многих слоев. Когда графики (1, Καρρ(1)) кажущегося удельного сопротивления в различных положениях инструмента располагаются вместе, весь график может быть использован как образная каротажная диаграмма для осмотра геометрии пласта, даже если удельное сопротивление слоя может не быть сразу точно определено. Пример показан на фиг. 61, на которой трехслойная модель используется в сочетании с коаксиальным инструментом, имеющим проектное разнесение, в двух различных положениях в пласте. Результаты графически изображены на фиг. 62.Due to complexity, the apparent resistivity or apparent conductivity in the examples described above indicates the presence of many layers. When the graphs (1, Κ αρρ (1)) of the apparent resistivity at different positions of the tool are located together, the entire graph can be used as a figurative log diagram to examine the geometry of the formation, even if the resistivity of the layer may not be immediately accurately determined. An example is shown in FIG. 61, in which a three-layer model is used in combination with a coaxial tool having design diversity in two different positions in the formation. The results are graphically depicted in FIG. 62.

Кажущаяся удельная электропроводность Βαρρ(1) строится графически в различных точках, по мере того, как коаксиальный инструмент приближается к резистивному слою. В начале, в слое 10 Ом-м, падение Κ_αρρ(1) может быть приписано слою 1 Ом-м, и последующее повышение Βαρρ(1) может быть приписано слою 100 Ом-м. Кривые могут быть легко подогнаны к точкам перегиба, чтобы идентифицировать отклики для различных залежей, эффективно формируя изображение пласта. Более того, кривая 1 Ом-м может быть легко приписана пику прямого сигнала между передатчиком и приемником, когда инструмент расположен в залежи 1 Ом-м.The apparent conductivity Β αρρ (1) is plotted at various points as the coaxial tool approaches the resistive layer. In the beginning, in the layer of 10 Ohm-m, the drop Κ_ αρρ (1) can be attributed to the layer 1 Ohm-m, and the subsequent increase Β αρρ (1) can be attributed to a layer of 100 ohm-m. The curves can easily be adjusted to inflection points to identify responses for different reservoirs, effectively forming an image of the formation. Moreover, the 1 Ohm-m curve can be easily attributed to the peak of the direct signal between the transmitter and receiver when the instrument is located in a 1 Ohm-m deposit.

Еще в одном примере для генерации образной каротажной диаграммы может быть использован кажущийся угол падения 0арр(1). На правой стороне фиг. 63 коаксиальный инструмент виден как приближающийся к высокорезистивному пласту под углом падения приблизительно 30°. Отклик кажущегося угла падения показан на левой стороне фиг. 63. Как отмечалось ранее, время, в которое происходит отклик кажущегося угла падения, характеризует расстояние до пласта. Когда отклики для различных расстояний графически строятся вместе, может быть начерчена кривая, характеризующая отклик в момент, когда инструмент достигает залежи, как показано в левой стороне фиг. 63.In yet another example, an apparent incidence angle of 0 arr (1) can be used to generate a shaped log. On the right side of FIG. 63, a coaxial tool is seen approaching a highresistive formation at an angle of incidence of approximately 30 °. The response of the apparent angle of incidence is shown on the left side of FIG. 63. As noted earlier, the time at which the response of the apparent angle of incidence occurs characterizes the distance to the formation. When the responses for different distances are plotted together, a curve can be drawn that characterizes the response when the instrument reaches the deposit, as shown on the left side of FIG. 63.

Таким образом, изображение пласта может быть создано с использованием кажущейся удельной электропроводности/удельного сопротивления и угла падения без дополнительной обработки, требуемой для инверсии и выделения информации. Эта информация способна обеспечить очередность управления параметрами бурения, а также способность профилировать подземные пласты.Thus, an image of the formation can be created using apparent conductivity / resistivity and dip angle without the additional processing required to invert and highlight information. This information is able to ensure the sequence of control of drilling parameters, as well as the ability to profile underground formations.

Настоящее изобретение было изложено в отношении конкретных вариантов осуществления, которые во всех аспектах являются иллюстративными, а не ограничивающими. Альтернативные варианты осуществления, которые не выходят за рамки настоящего изобретения, станут очевидными для специалистов, для которых оно предназначено.The present invention has been set forth in relation to specific embodiments, which in all aspects are illustrative and not limiting. Alternative embodiments that do not go beyond the scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art.

Из вышеприведенного должно быть видно, что настоящее изобретение хорошо адаптировано для достижения всех целей и задач, сформулированных выше, наряду с другими преимуществами, которые являются очевидными и присущими системе и способу. Должно быть понятно, что некоторые особенности и субкомбинации являются практичными и могут быть использованы без ссылки на другие особенности и суб-комбинации. Они рассматриваются и находятся в рамках пунктов формулы изобретения.From the above it should be seen that the present invention is well adapted to achieve all the goals and objectives set forth above, along with other advantages that are obvious and inherent in the system and method. It should be understood that some features and subcombinations are practical and can be used without reference to other features and sub-combinations. They are considered and are within the scope of the claims.

Claims (13)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ создания изображения подземного пласта, пересекаемого буровой скважиной с использованием инструмента, содержащего передатчик для передачи электромагнитных сигналов через пласт и приемник для детектирования сигналов отклика, причем способ содержит следующие этапы:1. A method of creating an image of a subterranean formation intersected by a borehole using a tool comprising a transmitter for transmitting electromagnetic signals through the formation and a receiver for detecting response signals, the method comprising the following steps: (a) введение инструмента в первое положение внутри буровой скважины;(a) inserting a tool into a first position within the borehole; (b) возбуждение передатчика для распространения электромагнитного сигнала в пласт;(b) initiating a transmitter to propagate an electromagnetic signal into the formation; (c) детектирование сигнала отклика, который распространяется через пласт;(c) detecting a response signal that propagates through the formation; (6) вычисление производной величины для пласта на основе детектированного сигнала отклика для пласта;(6) calculating the derived value for the reservoir based on the detected response signal for the reservoir; (е) построение графика производной величины для пласта от времени.(e) plotting the derivative value for the reservoir over time. (Г) перемещение инструмента по меньшей мере в еще одно положение внутри скважины и повторение этапов от (Ь) до (е), после которых следует этап (Г) или (д);(D) moving the tool to at least one more position within the well and repeating steps from (b) to (e), followed by step (d) or (e); (д) создание изображения пласта в пределах подземного пласта на основе графиков, получающихся с этапа (е).(e) creating an image of the formation within the subterranean formation based on the graphs resulting from step (e). 2. Способ по п.1, в котором этап (е) включает в себя построение графика производной величины для пласта, вычисленной относительно инструмента, по меньшей мере в еще одном положении на том же графике, на котором была построена производная величина для пласта, вычисленная относительно инструмента в первом положении, и в котором создание изображения особенностей пласта этапа (д) включает в себя идентификацию одной или нескольких точек перегиба на каждой построенной кривой производной величины и подгонку кривой к одной или нескольким точкам перегиба.2. The method of claim 1, wherein step (e) involves plotting a derivative of the value for the reservoir calculated with respect to the tool, at least in yet another position on the same graph as the derivative value for the reservoir, calculated relative to the tool in the first position, and in which imaging the characteristics of the formation of step (e) involves identifying one or several inflection points on each constructed curve of the derived quantity and fitting the curve to one or more points ne egiba. - 20 010068- 20 010068 3. Способ по п.1 или 2, в котором после этапа (д) следует этап ()) перемещения инструмента по меньшей мере в еще одно положение внутри буровой скважины и повторение этапов от (ь) до (е), после которых следует этап (Г) или (д).3. The method according to claim 1 or 2, wherein after step (e) there follows a step ()) of moving the tool to at least one more position inside the borehole and repeating steps (b) to (e), followed by a step (D) or (e). 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором после возбуждения вносится изменение в передаваемый электромагнитный сигнал, и в котором построение кривой производной величины для пласта в зависимости от времени содержит построение кривой производной величины для пласта в зависимости от времени, истекшего после изменения.4. A method according to any one of the preceding claims, in which, after excitation, a change is made in the transmitted electromagnetic signal, and in which the construction of the derivative curve for the formation versus time comprises constructing the derivative curve for the formation depending on the time that has elapsed after the change. 5. Способ по п.4, в котором изменение, внесенное в передаваемый электромагнитный сигнал, содержит окончание сигнала.5. The method according to claim 4, in which the change made to the transmitted electromagnetic signal contains the end of the signal. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором производная величина представляет собой одно из: кажущейся удельной электропроводности, кажущегося удельного сопротивления, кажущегося угла падения и кажущегося азимутального угла.6. A method according to any one of the preceding claims, in which the derived quantity is one of: apparent conductivity, apparent resistivity, apparent dip angle, and apparent azimuth angle. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором изображение пласта представляет один или несколько слоев пласта, каждый из которых отображает отличающуюся от других особенность пласта.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the image of the formation represents one or more layers of the formation, each of which represents a feature of the formation that is different from the others. 8. Способ по п.7, в котором для каждого положения инструмента внутри буровой скважины определяется расстояние от инструмента до по меньшей мере одного слоя пласта.8. The method according to claim 7, in which for each position of the tool inside the borehole determines the distance from the tool to at least one layer of the reservoir. 9. Способ по п.7, в котором определение расстояния содержит определение момента времени, в который одно из кажущейся удельной электропроводности и кажущегося удельного сопротивления начинает отклоняться от соответствующего одного из кажущейся удельной электропроводности и кажущегося удельного сопротивления пласта, в котором расположено устройство.9. The method according to claim 7, wherein determining the distance comprises determining a point in time at which one of the apparent conductivity and apparent resistivity begins to deviate from the corresponding one of the apparent conductivity and apparent resistivity of the formation in which the device is located. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором детектирование сигнала отклика содержит детектирование наведенного сигнала отклика напряжения.10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the detection of the response signal comprises the detection of the induced voltage response signal. 11. Способ по п.10, в котором вычисление производной величины включает в себя конвертирование наведенного сигнала напряжения в производную величину.11. The method of claim 10, wherein calculating the derived value includes converting the induced voltage signal to the derived value. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором детектирование сигнала отклика содержит детектирование сигнала переходного отклика в зависимости от времени, и в котором производная величина для пласта вычисляется в зависимости от времени из сигнала переходного отклика.12. The method according to any one of the preceding claims, in which the detection of the response signal comprises detecting the transient response signal as a function of time, and in which the derivative value for the formation is calculated as a function of time from the transient response signal. 13. Способ по п.4 или 5, в котором сигнал отклика детектируется в зависимости от времени после изменения.13. The method according to claim 4 or 5, in which the response signal is detected depending on the time after the change.
EA200700137A 2004-07-23 2005-05-04 Method for imaging subterranean formations EA010068B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/897,585 US7538555B2 (en) 2003-11-05 2004-07-23 System and method for locating an anomaly ahead of a drill bit
US63994104P 2004-12-29 2004-12-29
PCT/US2005/015709 WO2006022921A1 (en) 2004-07-23 2005-05-04 Method for imaging subterranean formations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200700137A1 EA200700137A1 (en) 2007-08-31
EA010068B1 true EA010068B1 (en) 2008-06-30

Family

ID=40566772

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200700137A EA010068B1 (en) 2004-07-23 2005-05-04 Method for imaging subterranean formations
EA200701411A EA011963B1 (en) 2004-12-29 2005-12-20 Method for determining distances from a device to at least a first and a second layer in a formation

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701411A EA011963B1 (en) 2004-12-29 2005-12-20 Method for determining distances from a device to at least a first and a second layer in a formation

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BRPI0519425A2 (en)
EA (2) EA010068B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596909C2 (en) * 2011-04-18 2016-09-10 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Device and method of well logging by radar multicomponent signals
RU2606249C1 (en) * 2013-01-17 2017-01-10 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. System and method for formation angle of incidence quick assessment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10408965B2 (en) 2011-09-09 2019-09-10 Schlumberger Technology Corporation Adaptive inversion for vertical resistivity logs from multiaxial induction measurements

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3090910A (en) * 1959-05-21 1963-05-21 Schlumberger Well Surv Corp System for measuring by induction the conductivity of a medium
WO2005047934A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. System and method for locating an anomaly in a formation surrounding a borehole

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181138B1 (en) * 1999-02-22 2001-01-30 Halliburton Energy Services, Inc. Directional resistivity measurements for azimuthal proximity detection of bed boundaries
US6541975B2 (en) * 2001-08-23 2003-04-01 Kjt Enterprises, Inc. Integrated borehole system for reservoir detection and monitoring

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3090910A (en) * 1959-05-21 1963-05-21 Schlumberger Well Surv Corp System for measuring by induction the conductivity of a medium
WO2005047934A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. System and method for locating an anomaly in a formation surrounding a borehole

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596909C2 (en) * 2011-04-18 2016-09-10 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Device and method of well logging by radar multicomponent signals
RU2606249C1 (en) * 2013-01-17 2017-01-10 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. System and method for formation angle of incidence quick assessment

Also Published As

Publication number Publication date
EA200700137A1 (en) 2007-08-31
EA011963B1 (en) 2009-06-30
BRPI0519425A2 (en) 2009-01-20
EA200701411A1 (en) 2007-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7557581B2 (en) Method for imaging subterranean formations
US9784886B2 (en) Real-time downhole processing and detection of bed boundary
US7538555B2 (en) System and method for locating an anomaly ahead of a drill bit
RU2596080C2 (en) Detecting boundary locations of multiple subsurface layers
US20070256832A1 (en) Method of analyzing a subterranean formation and method of producing a mineral hydrocarbon fluid from the formation
US10125546B2 (en) Apparatus and methods for geosteering
US10330818B2 (en) Multi-component induction logging systems and methods using real-time OBM borehole correction
NO335564B1 (en) Method and apparatus for determining resistivity anisotropy in conductive borehole environments
AU2017263252B2 (en) Methods and systems employing look-around and look-ahead inversion of downhole measurements
US10317560B2 (en) Systems and methods of robust determination of boundaries
US9360584B2 (en) Systems and methodology for detecting a conductive structure
Irving et al. Effect of antennas on velocity estimates obtained from crosshole GPR data
EA010068B1 (en) Method for imaging subterranean formations
AU2005278066B2 (en) Method for imaging subterranean formations
US10508535B2 (en) Method for steering a well path perpendicular to vertical fractures for enhanced production efficiency
EA013189B1 (en) A method and an apparatus for determination of a distance to anomaly in a formation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU