FR2599423A1 - Procede et dispositif permettant de guider un forage a travers des formations geologiques. - Google Patents
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Abstract
CE DISPOSITIF COMPREND, MONTE A L'EXTREMITE INFERIEURE DE LA COLONNE DE FORAGE, UN ORGANE DE FORAGE DIRECTIF, QUI PEUT ETRE COMPOSE D'UN OUTIL DE FORAGE1 MU PAR UNE TURBINE2, MONTE SUR UN RACCORD COUDE4, UN DISPOSITIF D'ANALYSES GEOLOGIQUES DIRECTIONNELLES3 REALISANT DES MESURES SUIVANT DES DIRECTIONS BIEN DETERMINEES ET EVENTUELLEMENT UNE SONDE DE DIAGRAPHIE5, UNE SONDE DE FORAGE6, UNE SONDE DE TOPOGRAPHIE7. LE DISPOSITIF EST NOTAMMENT CARACTERISE EN CE QUE LE DISPOSITIF D'ANALYSE EST DIRECTIONNEL, QU'IL REALISE DES SERIES DE MESURES ET EN CE QU'ON EXPLOITE, AU FUR ET A MESURE DE LA PROGRESSION DU FORAGE, LES INFORMATIONS RELATIVES AUX MESURES POUR GUIDER LE FORAGE A TRAVERS DES FORMATIONS GEOLOGIQUES. L'INVENTION EST APPLICABLE A LA CONDUITE D'UN FORAGE DEVIE A TRAVERS DES FORMATIONS GEOLOGIQUES SPECIFIQUES TELLES DES FORMATIONS MINIERES, PAR EXEMPLE DES VEINES DE CHARBON OU DES GISEMENTS PETROLIERS.
Description
- 1 La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant
de conduire un forage, d'une manière quasi-interactive à L'intérieur des formations géologiques à partir d'informations concernant des formations géologiques traversées et/ou voisines du trou de forage, et éventuellement des positions de l'outil exécutant le forage. La présente invention permet notamment au cours d'un forage de suivre des formations géologiques sélectionnées, telles des formations minières comme des veines de charbon, ou des formations pétrolières spécifiques. La présente invention permet, en outre, d'exécuter des mesures géologiques intégrales ou directionnelles des terrains traversés et
des mesures topographiques du forage au cours même du forage.
On entendra par mesures géologiques intégrales, les mesures qui 15 caractérisent un espace pseudo-sphérique de terrain centré sur la sonde. On entendra par mesures géologiques focalisées, les mesures qui
caractérisent un espace pseudo-cylindrique de terrain dont l'axe correspond sensiblement à celui de la sonde, ou à celui du trou de 20 forage et dont l'épaisseur est réduite.
-2 On entendra par mesures géologiques directionnelles, les mesures qui caractérisent un pseudo-secteur angulaire étroit d'un espace pseudocylindrique de terrain dont l'axe correspond sensiblement à
celui de la sonde, ou à celui du trou de forage.
Le préfixe pseudo appliqué aux termes sphérique, cylindrique ou secteur, qui caractérise les espaces de mesures, est lié au fait que l'hétérogénéité des formations géologiques considérées, qui comprennent le terrain et le trou de forage, altère la géométrie
idéale de l'espace de mesures.
Les techniques classiques de forage utilisent, pour guider la progression d'un forage, les informations concernant les formations géologiques traversées et/ou la topographie du trou de forage et/ou les éléments mécaniques, tels l'outil de forage, qui opèrent le 15 forage.
Selon la nature des informations, celles-ci peuvent parvenir à l'opérateur conduisant le forage avec plus ou moins de retard. Ceci est dû au fait que certaines analyses, telles les analyses géologiques précises, ne sont pas faites au cours du forage proprement dit, et 20 nécessitent pour être réalisées l'arrêt du forage, éventuellement le retrait de l'outil de forage et/ou d'une partie ou de la totalité du
tube de forage.
Ces difficultés pour obtenir de telles informations en temps réel sont notamment sensibles dans la conduite d'un forage dirigé qui 25 nécessite des modifications fréquentes de la trajectoire de l'outil de forage. En effet, selon l'art antérieur,- lorsque par exemple, on désire, par des techniques de mesures en cours de forage désignées par les initiales MWD provenant des termes anglais de "Measurement While 30 Drilling", suivre une ou des formations géologiques spécifiques, voire très étroites (entre 1 et 5 mètres), il faut attendre que le trépan ait traversé la formation ou soit à toute proximité de la limite géologique souhaitée pour pouvoir modifier sa trajectoire. En effet, les techniques de mesures traditionnelles sont beaucoup moins - 3 sensibles aux variations de terrain que le sont les techniques d'analyse directionnelles. La raison pourrait être attribuée à la variation relative de la mesure qui est plus petite dans le premier cas que dans le second. Ceci se traduisant par des pertes de temps et des coûts tous deux importants. La présente invention remédie à ces inconvénients en utilisant des moyens d'analyse directionnels fournissant des informations de manière quasi-instantanée au pilote du forage à la place de moyens d'analyses 10 intégrales ou focalisées traditionnels qui sont en général moins sensibles et surtout dépourvus d'orientation. Ces informations et
toutes celles qui parviennent en direct à l'opérateur lui permettent d'optimiser la trajectoire de l'outil de forage et de connaître au niveau du dispositif d'analyse la pendagemétrie de la limite 15 géologique des couches.
Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de guidage d'un forage directionnel dans des formations géologiques, utilisant un dispositif d'analyse avec lequel on effectue au moins une série de mesures, o l'on fournit à partir du dispositif d'analyse, 20 des informations relatives aux mesures, et o au fur et à mesure du
déroulement du forage, l'on exploite lesdites informations pour guider ledit forage. Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce que ladite série de mesures est une série de mesures géologiques relatives aux formations traversées, et en ce que l'on effectue la série de 25 mesures selon au moins une direction connue.
On pourra effectuer au moins une série de mesures géologiques
dans trois directions connues.
Au moins une série de mesures géologiques pourra être une série
de mesures de résistivité.
On pourra effectuer au moins une série de mesures géologiques dans quatre directions connues dont au moins une série de mesures
géologiques qui pourra être une série de mesures de résistivité.
On pourra effectuer un repérage relatif ou absolu de l'orientation de ladite direction de ladite mesure et/ou de l'organe -4
de forage.
Le dispositif d'analyse pourra être animé d'une rotation
relativement à l'axe du forage.
Les informations géologiques avec ou sans les informations du ou 5 des repérages pourront influer automatiquement sur le guidage du forage.
Le procédé pourra être utilisé pour guider un forage dans une formation géologique particulière, telle une couche de charbon ou telle une formation pétrolière spécifique. 10 Le dispositif de guidage utilisant le procédé pourra comporter en combinaison: - un dispositif d'analyse directionnel des formations géologiques traversée, - un organe de forage directif tel un outil entraîné par une turbine
montée sur un raccord coudé.
Le dispositif de guidage pourra en outre comporter des moyens de repérage de l'orientation de ladite direction de ladite mesure et/ou 20 de l'orientation de l'organe de forage.
Le dispositif d'analyse pourra être situé à proximité de l'organe
de forage.
Le dispositif d'analyse directionnelle pourra fournir des
informations concernant au moins une matière contenue dans les 25 formations géologiques.
Le dispositif d'analyse pourra être un détecteur de fractures.
La direction de mesure du dispositif d'analyse pourra être sensiblement perpendiculaire à l'axe du forage au niveau du dispositif d'analyse. Le dispositif d'analyse pourra être adapté à faire des mesures
dans plusieurs directions différentes.
Le dispositif d'analyse pourra tourner en rotation par rapport à
l'axe du forage.
Le dispositif pourra comporter des moyens de commande -5
télécommandés de l'organe de forage directif.
Les moyens de commande pourront comporter des moyens de traitement des informations fournies par le dispositif d'analyse directionnelle.
L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit,
illustrée par les figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement, selon l'invention, l'agencement des appareillages à l'extrémité d'une colonne de forage telle celle utilisée pour un forage dirigé, -la figure 2 schématise en section droite par rapport à l'axe d'une 15 colonne de forage, les zones de mesures dans des formations géologiques d'un dispositif d'analyse directionnelle utilisable pour guider un forage selon l'invention, - la figure 3 schématise un dispositif de mesures électriques 20 directionnelles telles que décrit dans la communication N. 20 du Centre de Recherche Géophysique du Centre National de la Recherche Scientifique, - la figure 4 représente graphiquement une évolution possible de 25 mesures d'une analyse directionnelle effectuée en cours de forage en fonction de l'avancement de la traversée rectiligne d'une interface géologique. La figure 1, représente une configuration générale selon l'invention 30 de l'extrémité d'une colonne de forage dirigé qui comporte un outil de forage 1 fixé sur un coude 4. Ce coude 4 permet d'obtenir une inclinaison angulaire, par exemple 1 ou 2 degrés, entre les axes de la colonne de forage situés de part et d'autre du coude et ainsi, par ce moyen, de modifier à tout moment la trajectoire de l'outil de forage 1 - 6 par rotation autour d'elle même de La partie du coude connectée à La portion de La colonne de forage reliée à la surface, ceci dans le cas
d'un coude à angle fixe.
L'outil de forage 1 est entraîné par une turbine ou moteur 2. Ce 5 moteur peut être alimenté par toutes sortes de sources d'énergie
telles hydraulique ou électrique.
Le plus près possible de l'extrémité du trou de forage, soit encore sur la colonne de forage le -plus près possible de l'outil de forage, 10 soit en amont (Fig. 1), soit en aval du coude, est disposé le
dispositif d'analyse directionnel 3 qui fournit à l'opérateur du forage des informations géologiques dans des directions bien déterminées, de manière à détecter les changements de formations géologiques et prévoir le plus tôt possible les modifications de 15 trajectoire.
L'opérateur peut être une personne humaine et/ou un automate programmé, réagissant aux variations des informations géologiques.
L'automate peut être placé au fond du puits comme en surface. 20 L'automate peut aussi utiliser pour son fonctionnement les informations topographiques du terrain ou du forage, ainsi que les informations mécaniques ou encore d'autres informations. L'opérateur humain pourra suivre et contrôler toutes les informations entrant et
sortant de l'automate.
Le dispositif d'analyse géologique 3 permet d'effectuer une ou plusieurs séries de mesures relatives aux formations traversées selon une ou plusieurs directions. Le type de mesures est adapté pour que la ou les variations de celles-ci caractérisent la ou les frontières 30 franches ou imprécises des formations géologiques devant être discriminées. Ainsi, sans que ce type de mesures et cette application soient limitatifs, lorsque l'on voudra caractériser une veine de charbon, on -7
pourra exécuter des mesures de résistivité. CelLes-ci ont l'avantage d'une part de manifester en général un fort contraste entre ces veines de charbon et leurs épontes, d'autre part de pouvoir être directionnelles, et aussi d'être assez pénétrantes dans les formations 5 géologiques considérées. Tous ces éléments contribuant à un guidage souple et optimisé du forage.
On pourra, pour le suivi d'autres formations géologiques, mesurer, dans une ou plusieurs directions sélectionnées, aussi la résistivité, 10 ou la radioactivité, la propagation du son, ou toutes mesures de diagraphies telles de mesures physiques et/ou chimiques dont les
valeurs typiques des formations à considérer sont distinguables.
En aval du dispositif d'analyse directionnel 3, soit avant soit après 15 le coude 4 (Fig. 1), on pourra placer des capteurs de diagraphie 5 classiquement utilisés. On pourra avec ces capteurs réaliser des mesures intégrales ou globales, telles les mesures de rayonnement, de résistivité des boues, etc. De même toujours en aval du dispositif d'analyse directionnel 3, on
pourra placer des capteurs de forage 6 tels que ceux qui mesurent le couple exercé par l'outil de forage, la charge axiale de l'outil, la température, la pression, la vitesse de rotation du moteur 2. De tels capteurs de forage ont, par exemple, fait l'objet du brevet français 25 FR-2.439.291.
Encore en aval du dispositif d'analyse directionnel 3, on pourra placer une sonde de mesures topographiques (7) comportant des capteurs directionnels permettant d'effectuer la topographie du forage et ses 30 changements d'orientation. On pourra mesurer l'azimut, l'inclinaison, l'angle d'outil. Le suivi de ces paramètres permet de calculer la trajectoire de l'outil. De telles sondes de topographie sont, par exemple, commercialisées sous le nom de AZIMBEE, par la Société
BENT-O-MATIC, filiale de la demanderesse.
-8 Certaines sondes de mesures sont adaptées à réaliser plusieurs types de mesures à la fois, comme des mesures de forage et des mesures de topographie. L'azimut est l'angle situé dans un plan terrestre horizontal et compris entre les projections orthogonales de la direction du nord
magnétique et de l'axe de la colonne de forage en aval du coude.
L'inclinaison est l'angle situé dans le plan vertical terrestre
contenant l'axe de la colonne de forage et compris entre l'axe de la 10 colonne de forage et la verticale.
L'angle d'outil est l'angle situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de la colonne de forage et compris entre la trace du plan vertical contenant l'axe de la colonne de forage (ou encore la projection de la direction du nord magnétique) et un plan de référence 15 contenant l'axe de la colonne, ce plan de référence pouvant être
défini par l'axe de la colonne de forage et l'axe de l'outil.
Dans l'exemple de réalisation décrit, les instruments de diagraphies ou de topographie sont solidaires de la colonne de forage et ne 20 nécessitent pas de manipulation au cburs du forage.
On aurait très bien pu les placer dans une sonde amovible, telle une sonde soutenue par un câble, pour exécuter les mesures. Toutefois, le mode de réalisation décrit est celui préfére, cela notamment pour des forages très déviés, voire horizontaux. 25
Les instruments de mesures de topographie, de diagraphie ou de forage peuvent être placé différemment à la suite du dispositif d'analyse directionnel. De même, que l'absence de certains de ces instruments, voire même à la limite de tous, n'empêchera pas, selon l'invention, de 30 conduire le forage avec le dispositif d'anaLyse directionnel.
Cependant la présence de ces appareils ne pourra qu'augmenter
l'intérêt d'un guidage de forage selon l'invention.
Pour pouvoir utiliser pour le guidage les informations du dispositif - 9 d'analyse directionnel, il est préférable, voire parfois indispensable
de connaître la ou les directions de mesures.
S'il existe plusieurs directions, elles pourront être situées sur un 5 même plan, et diviser l'espace de mesures en secteurs égaux, ceci ayant pour but de faciliter leur traitement, d'améliorer la définition
du terrain et de mieux guider le forage.
Lorsque ces directions de mesures sont fixes les unes par rapport aux 10 autres, il suffit d'en connaître une, soit de manière absolue, soit de
manière relative.
On pourra faire coîncider la référence d'une direction de mesures avec la référence permettant de définir l'angle de l'outil. En théorie, le 15 calage des directions de mesures par rapport aux références d'angle
d'outil permet de s'affranchir de la connaissance de l'angle d'outil.
Cependant, en pratique la connaissance de cet angle de référence est
quasi-indispensable à la conduite du forage.
Dans le cas o la ou les directions de mesures sont mobiles 20 autour de l'axe de l'outil ou de l'axe de la colonne de forage, il
sera obligatoire de connaître à chaque moment ces directions.
Dans L'exempLe de configuration décrit, on a considéré que La modification de la trajectoire s'effectue grâce à un raccord coudé par 25 variation de l'angle d'outil, c'est-à-dire par rotation autour d'elle- même de la partie du coude raccordée à La portion de la colonne
reliée à la surface.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention en utilisant un raccord à angle variable, et d'une manière générale, on pourra 30 utiliser tous les moyens appropriés qui permettent de dévier un forage, un choix préférentiel allant toutefois vers les moyens les
plus rapides de mise en oeuvre.
La manoeuvre de ces moyens de déviation, tels le raccord à angle variable, pourra être commandée par un opérateur automatique. De tels - 10 raccord à angle variable commandable depuis la surface sont par exemple commercialisés sous le nom de TELEPILOTE par la Société
BENT-O-MATIC filiale de la demanderesse.
L'ensemble de guidage du forage, qui comporte l'outil de forage 5 1, la turbine 2, le dispositif de mesures directionnel 3, les moyens de modification de la trajectoire, tels le coude 4, éventuellement les capteurs de diagraphie, de topographie et de forage, et qui fait partie intégrante de la colonne de forage, pourra être raccorder aux installations de surface, soit par un ensemble de tige de forage, soit 10 par un flexible adapté.
L'ensemble de guidage pourra, en outre, comporter des systèmes de traitement d'information, des générateurs électriques, ou tout autre
dispositif utilisable pendant ou après un forage.
Le traitement des informations peut, par exemple, utiliser un 15 multiplexage des signaux électriques provenant des différents capteurs. Les informations de l'ensemble de guidage, éventuellement traitées peuvent parvenir au pilote du forage par voie(s) électrique
(câbles), optique (fibres), ou mécanique (transmission par la boue).
Dans la mesure o les agencements de la turbine 2 et de l'outil 1 le permettent, on pourra placer les capteurs d'analyse directionnelle 3
encore plus à l'extrémité de la colonne de forage.
La figure 2 schématise le principe de l'analyse directionnelle, en 25 section droite par rapport à l'axe de la colonne de forage, au niveau
des capteurs d'analyse directionnelle 3.
La référence 10 indique la formation géologique traversée par le trou en cours de forage 9 dans lequel se trouve la colonne de forage et 30 plus particulièrement le dispositif d'analyse directionnelle 3.
La colonne de forage est séparée des parois du trou de forage 9 par la boue de forage 8 dont l'épaisseur autour de la colonne n'est
pas forcément constante.
La formation géologique voisine 11, telle une éponte, est séparée - 11 de la formation géologique 10 traversée par La limite 16. Cette limite de formations géologiques n'est en général ni plane, ni franche, car les formations géologiques adjacentes s'interpénêtrent en-fait sur une
certaine épaisseur qui peut aller jusqu'à quelques décimètres.
Plus précisément, la figure 2 schématise un dispositif d'analyse directionnelle qui permet des mesures de diagraphie, de résistivité suivant quatre secteurs de mesures 12a, 13a, 14a, 15a dont chacun est situé dans l'axe des électrodes de mesures respectives 12, 13, 14, 15. 10 Ces axes des électrodes sont places en quadrature dans un même plan.
Le placement des axes en quadrature a l'avantage de définir un système de repérage simple permettant, à partir d'un nombre réduit de capteurs: d'obtenir une bonne définition géologique du terrain dans 15 un plan et autour de la sonde, de détecter des anomalies de terrain dans des directions complémentaires. En effet, il peut très bien se produire, par exemple, qu'au cours d'un forage descendant à travers une formation minière spécifique, l'éponte supérieure se rapproche anormalement du trou de forage. La connaissance de ces mesures permet 20 de redresser rapidement le forage, alors qu'autrement, s'il n'y avait eu qu'une seule direction de mesures située selon le secteur plan
intérieur contenant Le coude, la détection aurait été plus tardive.
On pourrait utiliser 3 axes de mesures définissant un plan de
mesures. Cependant, on obtient de meilleures informations en 25 augmentant le nombre d'axe de mesures ou encore le nombre de capteurs.
De même, surtout lorsque le nombre d'axes de mesures diminue, l'angle possible des secteurs de mesures à tendance à s'ouvrir. Pour certains types de mesures, l'ouverture de l'angle doit être adaptée pour réaliser le compromis sensibilité, précision et zone de mesures. 30 Pour les secteurs étroits, une certaine interpolation par
continuité peut parfois être effectuée entre chacun d'eux.
Le courant électrique, provenant d'un générateur dont un pôle est à la terre et l'autre relié aux électrodes de la sonde, et circulant dans - 12
chaque électrode, caractérise sur une certaine profondeur la résistivité du terrain situé dans les secteurs de mesures relatif à chaque électrode. La connaissance de la valeur du courant permet de déterminer la résistance, la conductivité, Le potentiel spontané des 5 formations géologiques en regard des électrodes et situées dans Les secteurs de mesures.
Le générateur employé peut être par exemple un générateur de courant alternatif de basse fréquence. Un courant de basse fréquence (150 Hz par exemple) à l'avantage sur le courant continu d'éviter les 10 phénomènes de polarisation des électrodes. Ces électrodes peuvent être
constituées d'élément conducteurs et/ou de transformateurs toriques.
La profondeur de pénétration de la mesures dans les formations
varie en fonction des conditions opératoires (appareillage, terrain).
Avec les méthodes et les appareils actuels de mesures directionnelles 15 de résistivité, on peut situer cette pénétration entre 30 centimètres et un mètre. La profondeur de pénétration augmente lorsque la
résistance du terrain croit.
Des exemples de techniques de mesures comme celles des résistivités focalisées sont exposées dans l'ouvrage de R. Desbrandes 20 "Théorie et interprétation des diagraphies" aux éditions Technip à
Paris (1968).
Les secteurs de mesures 12a, 13a, 14a, 15a ne sont en fait pas identiques à ceux illustrés sur la figure 2 qui représentent des secteurs idéaux. La boue de forage produit entre les électrodes des 25 bouclages de lignes de champs électrique et des altérations des
mesures variant selon l'épaisseur de la boue.
De plus, la disposition et l'importance des électrodes de garde ou électrodes focalisatrices qui ne sont pas représentées sur la figure influent notablement sur les secteurs de mesures. 30 La communication N. 20 de MOSNIER, au 4ème colloque de diagraphie S.A.I.D. le 21 octobre 1981 à Paris, du Centre de Recherches Géophysiques du Centre National de la Recherche Scientifique, ayant pour titre "Localisation en profondeur et en azimut de fractures - 13 conductrices dans un encaissement électriquement résistant", décrit une méthode et un dispositif permettant de réaliser des mesures
électriques directionnelles dans un puits.
L'expérience est appliquée à la détection des fractures 5 conductrices notamment celles provenant d'une fracturation hydraulique, mais peut s'appliquer à la localisation précise, dans une représentation polaire par rapport à l'axe du trou de forage, de toutes les anomalies électriques existant autour du dispositif de mesures. Comme représenté sur la figure 3, la sonde de mesures peut être notamment constituée d'une pluralité d'électrodes cylindriques allongées 17, également réparties autour de l'axe 18 de la sonde, de part et d'autre de ces électrodes de mesures est située une électrode 15 de garde 19. L'une et/ou l'autre de ces électrodes de garde peut être réalisée par une ou des parties de la colonne de forage. La ou les autres parties de la colonne pouvant réaliser la masse. Le courant circulant dans les électrodes de mesures peut être détecté, soit directement, soit par l'intermédiaire de transformateurs toriques. 20 L'information électrique peut être traitée avant de remonter aux
installations de surface.
La sonde permet donc de réaliser des diagraphies directionnelles ou polaires en mesurant les conductances radiales à partir d'un trou
de forage.
Ce dispositif sera utilisable lorsque l'on pourra discriminer par des mesures électriques, telles que celles permises par ce dispositif, deux formations géologiques adjacentes, dont l'une seulement doit être
traversée par le forage.
Ce dispositif est notamment utilisable pour caractériser les formations carbonifères o il existe en général un fort contraste de
résistivité entre la veine de charbon et ses épontes.
Par ce moyen et dans ce cas, la connaissance de la direction et de la proximité d'une éponte permettra d'agir avantageusement sur L'outil de 14 forage grâce aux moyens de déviation de manière à pouvoir rester dans
la veine et d'optimiser la trajectoire de l'outil.
La figure 4 représente graphiquement et schématiquement une évolution 5 possible de mesures d'une analyse directionnelle effectuée en cours de forage en fonction de l'avancement de la traversée d'une interface géologique. Dans cet exemple, on a supposé que les secteurs d'analyse étaient 10 étroits et appartenaient à un plan sensiblement perpendiculaire à l'interface 20 des deux formations géologiques 24, 25. Ces deux formations pouvaient être caractérisées par des valeurs de mesures
distinctes M1 et M2.
Le plan XOH représente schématiquement le plan dans lequel se déplace
l'outil de forage et est perpendiculaire à l'interface. L'ordonnée H représente la distance à l'interface 20 lui-même représenté par l'axe X. L'axe du forage 21 coupe le plan XOH en 0. Les zones 22 et 23 correspondent aux espaces de mesures des capteurs directionnels situés 20 dans le plan XOH.
On observe que pour un mouvement de l'outil de forage dirigé comme l'axe orienté 21, le capteur qui a la zone d'investigation 23 détecte bien plus tôt l'interface 20 et la formation géologique 25 que
ne peut le faire le capteur qui à la zone d'investigation 22.
Pratiquement, les zones d'investigations représentées varient
selon La résistivité de la formation explorée.
Le plan XOM représente schématiquement l'évolution des valeurs de mesures 26 et 27 des capteurs directionnels ayant respectivement les 30 zones d'investigations 22 et 23 en fonction de l'abscisse X à l'interface 20. La valeur M1 est caractéristique de la formation
géologique 24, alors que la valeur M2 l'est de la formation 25.
On observe que l'évolution de mesures 27 précède de beaucoup l'évolution 26 lorsque l'on se déplace suivant l'axe orienté 21. De -
cette manière, si les valeurs M1 et M2 sont très distinctes, on pourra détecter très rapidement une variation de terrain sur un capteur tel celui ayant l'évolution 27 et modifier la trajectoire de l'outil. Par contre, avec l'utilisation d'un dispositif intégral ou focalisateur, 5 l'évolution serait retardée, le bruit de fond nuisant de plus à la détection.
L'exemple de réalisation décrit utilise préférentiellement quatre capteurs directionnels qui ont, non seulement l'avantage de donner une 10 bonne définition de mesures dans des directions complémentaires, mais encore celui de permettre le relevé de l'inclinaison des couches géologiques. Il est possible d'augmenter ou de réduire le nombre de capteurs, mais au risque d'avoir de la confusion ou un manque d'information. On 15 pourrait n'avoir que 2 ou 3 capteurs et à la limite n'en avoir qu'un seul dont la zone d'investigation encadrerait le secteur plan intérieur défini par l'axe du forage et l'axe de l'outil lorsque ce dernier est monté sur un raccord coudé. Cette zone serait identique à
la zone d'investigation 24 représentée sur la figure 5.
Cependant, l'usage d'un seul capteur directionnel ne permet pas de faire des mesures comparatives entre capteurs et peut conduire à des erreurs d'interprétation, notamment à cause des épaisseurs variables de boue lorsque l'on exécute des mesures électriques et
ainsi à des erreurs de manoeuvre.
Il sera de même possible, si on le désire, de réaliser des mesures toutautour de la colonne de forage grâce à un capteur directionnel
qui pourrait tourner autour de l'axe de la colonne.
Ce moyen d'analyse peut être utilisé pour réduire l'encombrement 30 ou le coût du dispositif d'analyse directionnelle. Ceci peut être notamment le cas des sondes de mesures de radioactivité ou d'analyse
des matériaux.
Ce type d'appareillage nécessite obligatoirement, comme il a été
préalablement décrit, une mesures angulaire absolue ou relative de la 35 direction d'analyse.
- 16
Claims (18)
1. - Procédé de guidage d'un forage directionnel dans des formations géologiques, utilisant un dispositif d'analyse (3) avec lequel on effectue au moins une série de mesures, o l'on fournit à partir dudit dispositif d'analyse (3), des informations relatives auxdites mesures, 5 et o au fur et à mesure du déroulement du forage, l'on exploite lesdites informations pour guider ledit forage, caractérisé en ce que ladite série de mesures est une série de mesures gédlogiques relatives aux formations traversées, et en ce que l'on effectue la série de
mesures selon au moins une direction connue.
2. - Procédé de guidage d'un forage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue au moins une série de mesures
géologiques dans trois directions connues.
3. - Procédé de guidage d'un forage selon l'une des revendications 1
et 2, caractérisé en ce qu'au moins une série de mesures géologiques
est une série de mesures de résistivité.
4. - Procédé de guidage d'un forage selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que L'on effectue au moins une série de mesures géologiques dans quatre directions connues et en ce qu'au moins une
série de mesures géologiques est une série de mesures de résistivité.
5. - Procédé de guidage d'un forage selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que l'on effectue un repérage relatif ou absolu de l'orientation de ladite direction de ladite mesure et/ou de l'organe
de forage.
6. - Procédé de guidage d'un forage selon la revendication 5, 30 caractérisé en ce que ledit dispositif d'analyse est animé d'une
rotation relativement à l'axe du forage.
- 17
7. - Procédé de guidage d'un forage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites informations géologiques avec ou sans les informations dudit ou desdits repérages influent
automatiquement sur le guidage du forage.
8. - Utilisation du procédé selon l'une des revendication I à 7, suivant laquelle ledit guidage du forage s'effectue dans une formation géologique particulière, telle une couche de charbon ou telle une
formation pétrolière spécifique.
9. - Dispositif de guidage utilisant le procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison: - un dispositif d'analyse selon au moins une direction (3) des 15 formations géologiques traversée, - un organe de forage directif tel un outil (1) entraîné par une
turbine (2) montée sur un raccord coudé (4).
10. - Dispositif de guidage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de repérage de l'orientation (7) de ladite direction de ladite mesure et/ou de l'orientation de
l'organe de forage.
11. - Dispositif de guidage selon l'une des revendications 9 et 10,
caractérisé en ce que le dispositif d'analyse (3) est situé à
proximité dudit organe de forage (1, 2, 4).
12. - Dispositif de guidage selon l'une des revendications 9, 10 et 30 11, caractérisé en ce que le dispositif d'analyse directionnelle (3)
fournit des informations concernant au moins une matière contenue dans
les formations géologiques.
- 18
13. - Dispositif de guidage selon l'une des revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce que Le dispositif d'analyse (3) est un détecteur
de fractures.
14. - Dispositif de guidage selon l'une des revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce que ladite direction de mesure dudit dispositif d'analyse est sensiblement perpendiculaire à l'axe du forage au niveau
dudit dispositif d'analyse.
15. - Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 14, caractérisé
en ce que ledit dispositif d'analyse (3) est adapté à faire des
mesures dans plusieurs directions différentes.
16. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le 15 dispositif d'analyse (3) tourne en rotation par rapport à l'axe du forage.
17. - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande télécommandés dudit organe de 20 forage directif (1, 2, 4).
18. - Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comportent des moyens de traitement des informations au moins fournies par ledit dispositif d'analyse 25 directionnelle (3).
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