NL9201056A

NL9201056A - Werkwijze voor het boren van een gerichte boorput.

Info

Publication number: NL9201056A
Application number: NL9201056A
Authority: NL
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1993-01-04
Also published as: NO922309D0; NO306640B1; GB2256715B; GB2256715A; US5230386A; NO922309L; GB9212469D0; USRE35386E

Description

Werkwijze voor het boren van een gerichte boorput.

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op apparatuur voor het evalueren van de formatie van een boorgat en werkwijzen voor het gebruiken van dergelijke apparatuur bij het boren van een gerichte boorput. Meer in het bijzonder betreft de uitvinding een werkwijze voor het meten van de positie van een boorserie tijdens het boren van een horizontaal boorgat en voor het houden van de boorserie binnen de gewenste grenzen met behulp van bodemformatie-evaluatiein-strumenten die zijn gebaseerd op elektromagnetische voortplanting.

Instrumenten voor het evalueren van de boorgatforma-tie zijn bekend, waarbij de fase en/of amplitude wordt gemeten van elektromagnetische golven voor het bepalen van een elektrische eigenschap (zoals soortelijke weerstand of diëlektri-sche constante) van een sectie van een boorgat. De bestaande instrumenten die voor dit doel worden gebruikt, zijn gewoonlijk samengesteld uit één of meer zendantennes die op een afstand liggen van één of meer paren ontvangantennes. Een elektromagnetische golf plant zich voort van de zendantenne in de formatie die het boorgat omgeeft en wordt gedetecteerd bij het passeren van de twee ontvangantennes. Bij een instrument voor het meten van de soortelijke weerstand worden magnetische di-polen gebruikt die werken in het middenfrequente en lagere hoogfrequente spectrum. Instrumenten die de diëlektrische constante meten, gebruiken daarentegen elektrische dipolen in het VHF- of UHF- en microgolfgebied.

Bij een bekende sensor voor de soortelijke weerstand van het hierboven beschreven type, welke wordt gebruikt door Teleco Oilfield Services, Inc., meet de sensor zowel een faseverschil als een amplitudeverhouding voor het verkrijgen van twee soortelijke weerstanden met verschillende onderzoeksdiep-ten. Een signaal, dat wordt ontvangen in een eerste (ver) ont-vangantenne wordt in fase verschoven en zijn amplitude zal kleiner zijn dan het signaal dat wordt ontvangen in een tweede (nabij) ontvangantenne. Soortelijke weerstanden worden vervolgens afgeleid van het faseverschil (Rpd) en de amplitudeverhouding (]R ) van de ontvangen signalen. De verschilmeting is

ciiT

primair afhankelijk van de formatie tegenover de ontvanganten-nes en is minder gevoelig voor het boorgat en/of variaties in het gezonden signaal dan bij de bekende meetinrichtingen. Een voorbeeld van een formatie-evaluatie-instrument van dit type is beschreven in de figuren 1 en 2 van het Amerikaanse oc-trooischrift 5.001.675, waarvan de beschrijving hierin opgenomen moet worden geacht. Het formatie-evaluatie-instrument verkrijgt de gegevens betreffende de soortelijke weerstand in echte tijd en zendt deze informatie vervolgens naar de boorin-genieur door middel van elke geschikte transmissietechniek voor meting tijdens boren, zoals "mud pulse telemetry" (zie Amerikaanse octrooischriften 3.982.431, 4.013.945 en 4.021.774) of de informatie wordt in het boorgat opgeslagen voor gebruik na ophalen van het instrument.

Bij het boren van een horizontaal boorgat is het doel het boorgat zodanig te boren dat de boorput zolang mogelijk binnen de produktieve zone (dat wil zeggen een gekozen laag) blijft teneinde een hogere opbrengst te bereiken. Voor het boren van een horizontale boorput wordt een boorbaan gepland, die is gebaseerd op kennis omtrent de produktiezone en de grenzen tussen de produktiezone en de aangrenzende lagen. Vanwege de onzekerheden in de kennis omtrent de grenzen van de laag en de fouten bij het gericht boren, kan de put die wordt geboord vaak niet binnen de gewenste produktiezone blijven.

Het is derhalve van groot belang de relatieve positie van de boorbeitel en de boorput ten opzichte van de grenzen van de laag in echte tijd te weten, zodat, wanneer de boorput zich zeer dicht bij de grenzen van de laag bevindt, de juiste aktie wordt genomen om te waarborgen dat de boorput binnen de produktiezone zal blijven.

De uitvinding beoogt een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de hierboven genoemde en andere nadelen van de stand van de techniek worden ondervangen.

Volgens de uitvinding wordt een werkwijze verschaft, waarbij een althans nagenoeg verticale boorput wordt geboord (in het algemeen aangeduid als schutput) en wordt een eerste soortelijke-weerstandsdiagram als functie van de diepte opgewekt of zoals hierna zal worden besproken, wordt een verondersteld diagram opgewekt uit kennis anders dan van een verticale boorput. Met behulp van één van de vele bekende modelvormings- technieken voor een hellende laag wordt van dit eerste diagram een model gemaakt teneinde een tweede diagram te verkrijgen dat de soortelijke weerstand aangeeft van een gekozen laag in een horizontale of nagenoeg horizontale richting. Een gerichte boorput (een tweede boorput of boorgat) wordt vervolgens nabij de schutput geboord. De gerichte boorput is eerst verticaal en wordt geleidelijk horizontaal in de nagenoeg horizontale (eerder gekozen) laag. Een met elektromagnetische voortplanting werkend instrument voor meting tijdens boren (MWD) wordt gebruikt tijdens het gericht boren om een derde diagram (dat wil zeggen een horizontaal diagram) tijdens boren (dat wil zeggen in echte tijd) te verkrijgen. Het derde diagram wordt vergeleken met het tweede diagram (het horizontale modeldiagram) zodat de lokatie van de boorserie (en derhalve van de horizontale boorput) kan worden bepaald en de boorrichting dienovereenkomstig kan worden gecorrigeerd of versteld, zodat de boorserie binnen de gewenste laag wordt gehouden.

Laaggrenzen (waar aangrenzende lagen elkaar ontmoeten) veroorzaken drie onderscheidende kenmerken (dat wil zeggen scheidingen, inclinaties en uitsteeksels) in de horizontale diagrammen. Volgens de werkwijze volgens de uitvinding kunnen deze kenmerken worden gebruikt voor het detecteren van de aanwezigheid van de laaggrenzen bij het boren van horizontale of nagenoeg horizontale boorputten (dat wil zeggen de gerichte boorput).

Volgens een andere uitvoering van de onderhavige uitvinding wordt geen eerste verticale boorput geboord. In plaats daarvan worden veronderstellingen afgeleid uit de soortelijke weerstanden van de verticale lagen uit andere informatie, zoals geologische kennis van het gebied of seismische metingen. Deze veronderstelde soortelijke weerstanden worden gebruikt in het hierboven genoemde hellende-laagmodel voor het opwekken van het modeldiagram van de althans nagenoeg horizontale laag. Vervolgens wordt evenals bij de eerste uitvoeringsvorm het in echte tijd gemeten weerstandsdiagram van de gerichte boorput vergeleken met het modeldiagram voor het corrigeren of instellen van de boring teneinde de boorserie binnen een gewenste nagenoeg horizontale laag te houden.

Het modelvormen kan ook ter plaatse worden uitgevoerd met de positie van het weerstandsinstrument ten opzichte van de laaggrens als ingangsgegeven voor het model. De positie van het instrument ten opzichte van de laaggrenzen wordt gevarieerd in de modelberekeningen totdat het werkelijke weer-standsdiagram wordt gereproduceerd. Op deze wijze wordt de positie van het instrument en derhalve van de boorbeitel en de boorput ten opzichte van de laag vastgesteld.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.

Fig. 1 is een gedeeltelijk in doorsnede weergegeven aanzicht van een deel van een met elektromagnetische voortplanting werkend weerstandsinstrument in een nagenoeg verticaal boorgat;

Fig. 2 is een gedeeltelijk in doorsnede weergegeven aanzicht van het met elektromagnetische voortplanting werkende weerstandsinstrument in een nagenoeg horizontaal deel van een gericht boorgat;

Fig. 2A is een schematisch diagram van een met elektromagnetische voortplanting werkend weerstandsinstrument dat door verschillende laaggrenzen onder een gekozen hellingshoek passeert;

Fig. 3 is een schematisch diagram van het met elektromagnetische voortplanting werkende weerstandsinstrument in de gerichte boorput uit fig. 2A;

Fig. 4A-4E zijn grafieken waarin de uit het faseverschil verkregen soortelijke weerstand en de uit de amplitude-verhouding verkregen soortelijke weerstand van het met elektromagnetische voortplanting werkende weerstandsinstrument in het gerichte boorgat uit fig. 2A is weergegeven, waarbij fig. 4A de soortelijke weerstand weergeeft wanneer het instrument in en uit een 50 ohm-meterlaag beweegt in een verticaal boorgat (o° hellingshoek), fig. 4B de soortelijke weerstand weergeeft wanneer het instrument in en uit de 50 ohm-meterlaag beweegt bij een hellingshoek van 45°, fig. 4C de soortelijke weerstand weergeeft wanneer het instrument in en uit de 50 ohm-meterlaag beweegt bij een hellingshoek van 60°, fig. 4B de soortelijke weerstand weergeeft wanneer het instrument in en uit de 50 ohm-meterlaag beweegt bij een hellingshoek van 75° en fig. 4E de soortelijke weerstand weergeeft wanneer het instrument in en uit de 50 ohm-meterlaag beweegt bij een hellingshoek van 90° (horizontale boorput);

Fig. 5 is een door modelvorming verkregen responsie van een uit faseverschilmeting verkregen soortelijke weerstand en amplitudeverhoudingmeting verkregen soortelijke weerstand van het weerstandsinstrument uit fig. 2A in een 200 ohm-meter-laag bij een hellingshoek van 90°;

Fig. 6 is een grafiek met een diagram van een eerste experimentele gerichte boorput volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 7 is een grafiek met diagram van een tweede experimentele gerichte boorput volgens de onderhavige uitvinding en

Fig. 8 is een grafiek van een model van het diagram uit fig. 7.

Natuurlijke gevormde geologische laaggrenzen zijn niet noodzakelijkerwijs horizontaal en behoeven niet perfect vlak te zijn. Tijdens een gerichte boring (bij voorbeeld horizontale boring) kan een vooraf bepaalde boorbaan niet waarborgen dat de boorput die wordt geboord, binnen de produktielaag blijft. Bij horizontaal boren is het derhalve van belang vroegtijdig de laaggrens te detecteren, zodat de boorput in de koolwaterstof producerende laag kan worden gehouden.

In fig. 1 is een althans nagenoeg verticale boorput 10 (dat wil zeggen boorgat of hellende laag) geboord nabij een gewenste boorputlokatie volgens algemeen bekende methoden. De boorput is een verticale schutput van waaruit informatie omtrent de soortelijke weerstand van de formatie wordt verzameld (een diagram) . Een met elektromagnetische voortplanting werkend instrument 12 voor het meten van de soortelijke weerstand (gewoonlijk opgenomen in een boorserie 14) voor meting tijdens boren) is in de boorput 10 geplaatst. Het instrument 12 werkt gewoonlijk bij 2 MHz. De boorput 10 verloopt door verschillende formaties die zijn aangegeven met 15, 16, 17 en 18. In de boorput 10 stroomt een boorspoeling 19. Het instrument 12 omvat een zenderantenne 20, een nabij-ontvangerantenne 22 en een ver-ontvangerantenne 24. Bij dit voorbeeld bedragen de afstanden tussen de zenderantenne 20 en de nabij- en ver-ontvangerantennes 22, 24 resp. 70 en 88 cm. De antennes 20, 22 en 24 zijn op een verzwaringsstang aangebracht waarin de elektronica is ondergebracht voor het zenden van een elektromagnetische golf door de antenne 20 die moet worden gedetecteerd door de antennes 22 en 24. Het instrument 12 is bekend en be- schreven in fig. 1 van het genoemde Amerikaanse octrooischrift 5.001.675.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de soortelijke weerstand als functie van de diepte gemeten door het instrument 12 zodat de soortelijke weerstanden in de formaties 15-18 en de laaggrenzen die deze scheiden, kunnen worden bepaald. Deze weerstandsmeting wordt vervolgens gebruikt bij de modelvorming voor hellende lagen om de responsie van het instrument 12 te benaderen tijdens een horizontale boring. Zoals aan de hand van fig. 2 zal worden beschreven, worden tijdens het feitelijk boren van een horizontale of nagenoeg horizontale boorput met een boor serie waarin het instrument 12 is opgenomen, metingen van de soortelijke weerstand van het instrument 12 met het model vergeleken en gebruikt om de laaggrenzen in horizontale en nagenoeg horizontale boorputten te detecteren. Op basis van deze vergelijkingen kunnen veranderingen in het gericht boren worden aangebracht om de boorserie te houden binnen de gewenste produktiezone of laag.

Het model benadert de antennes 20, 22, 24 als dipolen (de invloeden van de stalen boorserie 14 en het boorgat worden niet meegerekend). De dipoolbenadering vormt een goede benadering behalve wanneer het instrument zich binnen enkele centimeters van een laaggrens (bijvoorbeeld tussen de lagen 17 en -18) bevindt en de hellingshoek groot is (zoals hierna wordt beschreven). Er zijn verschillende algemeen bekende methoden die kunnen worden gebruikt voor het uitvoeren van berekeningen van de modelvorming voor een hellende laag. Bij het hiernavolgende voorbeeld wordt het model gebruikt dat is beschreven in een artikel "Computation of Induction Loge in Multiple-Layer Dipping Formation", IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 27, No. 3 (1989), p. 259, door Ming Huang en Liang C. Shen, waarvan de gehele inhoud hier opgenomen moet worden geacht.

In fig. 2 wordt een tweede boorput.of boorgat 26 (een gerichte boorput) geboord, welke aanvankelijk verticaal is en vervolgens in hoofdzaak horizontaal wordt gericht in een produktiezone (dat wil zeggen een koolwaterstoffen producerende laag 17) die is gekozen uit het soortelijke-weerstandsdiagram van de schutput 10 of op andere wijze. Door vergelijken van de door modelvorming verkregen instrumentresponsie met de wer kelijke instrumentresponsie gedurende het horizontaal boren, kan bij benadering worden bepaald waar het instrument 12 in de boorput 26 is en daardoor de lokatie van het boorgat. De richting van het boren is door een pijl 28 aangeduid. Op basis van deze vergelijking kan de boormeester de gerichte boring verstellen en/of corrigeren om de boorserie in een gewenste laag te houden. Fig. 2A is een schematische weergave van de gerichte boorput onder een hoek 0 waarbij fig. 2 het speciale geval is waarin 0 gelijk is aan 90 graden.

Voorbeelden

Bij dit voorbeeld bedraagt de dikte van de koolwaterstoffen producerende laag 17 1830 cm. De soortelijke weerstand van de laag 17 en de grensstroken bedragen resp. 50 en 2 ohm-meter. Een schematische afbeelding van de formatiegeometrie en het instrument is in fig. 3 weergegeven. De werkelijke verticale diepte 32 is gedefinieerd als de afstand tussen de bovenste laaggrens 34 en het middelpunt tussen de twee ontvangeran-tennes (het meetpunt van het instrument). Een negatieve werkelijke verticale diepte betekent dat het middelpunt zich in de bovenste grensstrook van de laag bevindt. In het hierna volgende is de afstand tussen het instrument en de laaggrens de grootte van de werkelijke verticale diepte.

In de fig. 4A-4E zijn schijnbare soortelijke weerstanden getekend als functies van de verticale diepte voor hellingshoeken van resp. 0°, 45°, 60°, 75° en 90°. De hel-lingshoek 38 (fig. 3) is gedefinieerd als de hoek tussen het boorgat en de verticaal op het laagvlak. Bij een tekening van de verticale diepte is de invloed van een helling verwaarloosbaar voor hellingshoeken van 0° tot ongeveer 45° (fig. 4A en 4B) . Bij ongeveer 60° (fig. 4C) verschijnen pieken of uitsteeksels 40 in de schijnbare soortelijke weerstanden (dat wil zeggen faseverschil-soortelijke weerstand en amplitudeverhou-ding-soortelijke weerstand) rond de laaggrenzen. De pieken 40 worden geproduceerd door interferentie tussen de elektromagnetische golf die wordt opgewekt door de zenderantenne 20 en het merendeel van de wervelstromen en de elektromagnetische golf die wordt opgewekt door de oppervlakteladingen op de laaggrens, veroorzaakt door de discontinuïteit. Een getrokken lijn 42 geeft de faseverschil-soortelijke weerstand weer en een onderbroken lijn 44.komt overeen met de amplitudeverhouding-soortelijke weerstand. Wanneer de hellingshoek 38 toeneemt, komen de pieken 40 sterker tot uitdrukking (bijvoorbeeld bij 75°, zie fig. 4D). Bij 90° (fig. 4E) vallen de waarden van de pieken 40 buiten de schaal en de breedte van de faseverschil-piek bedraagt ongeveer 46 cm. In de buurt van 90° verandert de responsie niet veel in afhankelijkheid van de hellingshoek. De responsie bij 85° is bijvoorbeeld nagenoeg identiek aan die bij 90° als functie van de werkelijke verticale diepte. Bij een horizontale boorput 26 binnen een laag met relatief hoge soortelijke weerstand daalt de meting van de faseverschil-soortelijke weerstand wanneer het instrument ongeveer 120 cm verwijderd is van de geleidende grens en neemt vervolgens sterk toe wanneer het instrument de laaggrens nadert. Fase- en amplitude-soortelijke weerstand scheiden van elkaar wanneer het instrument zich ongeveer op 3 m van de grens bevindt. De scheiding wordt aanmerkelijk wanneer de afstand tussen het instrument en de grens 180 cm bedraagt.

Bij dit bijzondere voorbeeld kunnen drie kenmerken worden gebruikt voor het detecteren van een geleidende laaggrens in een horizontale boorput; weerstandspieken 40; weer-standsdalen en scheiding van fase- en amplitude-weerstand. De pieken 40 in de fase-soortelijke weerstand zijn detecteerbaar wanneer het instrument zich op ongeveer 30 cm van de laaggrens bevindt. De weerstandsdalen kunnen de aanwezigheid van de laaggrens markeren wanneer de instrumenten zich op een afstand van ongeveer 120 cm bevinden. Grenzen veroorzaken een aanmerkelijke scheiding tussen fase- en amplitude-soortelijke weerstand wanneer de instrumenten zich op ongeveer 180 cm bevinden.

Het kenmerk van scheiding van fase- en amplitude-soortelijke weerstand verdient de voorkeur voor het markeren van de laaggrens, aangezien dit de vroegste detectie oplevert. Wanneer het instrument zich op ongeveer 200 cm van de laaggrens bevindt, bedraagt de scheiding tussen de fase- en amplitude-soortelijke weerstanden ongeveer 20% van de werkelijke soortelijke weerstand van de laag. Indien de scheiding tussen fase- en amplitude-soortelijke weerstand, welke wordt veroorzaakt door andere factoren (bijvoorbeeld invasie, excentriciteit van het instrument of dielektrische effecten) kleiner is dan 20%, kan de grens worden gedetecteerd op een afstand van circa 200 cm. Bij een hellingshoek van 87. of 93° komt een verticale diepte van 200 cm overeen met circa 40 m in gemeten gatdiepte. Indien een criterium van 30% scheiding wordt gebruikt, kan de laaggrens worden gedetecteerd, wanneer het instrument zich op circa 150 cm van de laag bevindt. In de praktijk kunnen echter vele factoren scheidingen tussen fase- en amplitude-soortelijke weerstand veroorzaken. Metingen van de amplitude-soortelijke weerstand van het instrument 12 kunnen minder betrouwbaar zijn bij zeer hoge soortelijke weerstand. Hierdoor kan scheiding van fase- en amplitudekroramen slechts in een beperkt aantal gevallen een vroege detectie van de laaggrens verschaffen.

Wanneer meting van de amplitude-soortelijke weerstand niet betrouwbaar is, verdient het kenmerk van de daling van de fase-soortelijke weerstand de voorkeur voor het detecteren van geleidende laaggrenzen. De fase-soortelijke weerstand is 8% lager dan de soortelijke weerstand van de laag indien het instrument zich op circa 120 cm van de laaggrens bevindt. Indien een criterium van 20% daling wordt gebruikt, kan de laaggrens worden vastgesteld wanneer het instrument 12 zich op ongeveer 75 cm afstand bevindt. Bij 87 of 93° komt 75 cm verticale diepte overeen met 15 m gemeten diepte. Indien de boorbeitel 6 m voorloopt op het instrument, kan de laaggrens worden gedetecteerd wanneer de boorbeitel zich op 30 cm van de laaggrens bevindt.

De pieken in de meting van de soortelijke weerstand verschaffen het meest duidelijke kenmerk van de aanwezigheid van een laaggrens, aangezien geen ander bekend fysisch effect een piek van deze grootte kan veroorzaken in de metingen van schijnbare soortelijke weerstand. Het instrument dient zich echter op ongeveer 45 cm of dichterbij de laaggrens te bevinden om deze pieken te detecteren. In de meeste gevallen heeft, wanneer een piek 40 zich voordoet in het weerstandsdiagram, de boorbeitel de grens reeds gepasseerd. In situaties waarin de straf op het passeren van de laaggrens door de beitel gering of nul is, kunnen pieken 40 worden gebruikt als detectie voor de laaggrens. In elk geval duiden pieken 40 op weerstandsdia-grammen met zekerheid de aanwezigheid van een laaggrens aan.

In een tweede, met het eerste voorbeeld overeenkomend voorbeeld zijn de soortelijke weerstanden van de laagdikte en de grensstrook hetzelfde als die van het eerste voorbeeld. De soortelijke weerstand van de laag is 200,ohm-meter. In fig. 5 zijn de fase- en amplitude-soortelijke weerstanden 42', 44' getekend als functie van de werkelijke verticale diepte. De hellingshoek bedraagt 90°. De drie kenmerken komen overeen met die van het eerste voorbeeld (fig. 4A-B) met slechts kwantitatieve verschillen. De scheiding van fase- en amplitude-soorte-lijke weerstanden is 20% van de soortelijke weerstand van de laag wanneer het instrument zich op 360 cm van de grens bevindt. Bij 3 m bedraagt de scheiding 30%. De daling in fasesoortelijke weerstand is 20% bij 120 cm. De piekbreedte is ongeveer hetzelfde als die in het eerste voorbeeld.

Derhalve kunnen pieken, weerstandsdalingen en scheiding in fase- en amplitude-soortelijke weerstand worden gebruikt voor het detecteren van de aanwezigheid van de laag-grens. Het zal duidelijk zijn dat deze werkwijze voor het in een laag houden van een gericht boorgat (dat wil zeggen door detectie van laaggrenzen) kan worden toegepast zonder de schutput en derhalve zonder de diagrammen voor de verticale soortelijke weerstand voor de vergelijking. De pieken verschaffen de meest betrouwbare detectie, doch het instrument moet op ongeveer 45 cm van de grens liggen. Het kenmerk van de scheiding van fase- en amplitude-soortelijke weerstand kan de grens detecteren op een relatief grote afstand. Dit kenmerk kan niet worden gebruikt wanneer andere factoren grote scheidingen tussen fase- en amplitude-soortelijke weerstand veroorzaken of wanneer de meting van amplitude-soortelijke weerstand niet betrouwbaar is.

Veldtest

Volgens fig. 6 geeft bij een eerste veldtest een staaldraad-inductiediagram 46 van een verticale boorput (in overeenstemming met een eerste stap van de werkwijze volgens de uitvinding en overeenkomstig het verticaal boren volgens fig. 1) aan dat zich een gasproducerende zandlaag van 18 m dik bevindt op ongeveer 518 m onder zeeniveau. De bovenste grensstrook is kleischalie waarvan de soortelijke weerstand ongeveer 2 ohm-meter bedraagt. De onderste grensstrook is een water- en zandlaag met een soortelijke weerstand van 0,6 ohm-meter. De inductie-soortelijke weerstand in de laag varieert aanmerkelijk. Het gemiddelde is ongeveer 50 ohm-meter zonder correctie voor de invloed van de grensstrooklaag. De laag is niet geheel horizontaal doch de hellingshoek bedraagt ten hoogste enkele graden.

Teneinde het kegelvormig opdringen van water te vermijden is het gewenst dat de horizontale boorputten binnen het bovenste derde deel van de produktielaag blijven. Bij het boren van horizontale delen van de boorputten worden meetinstrumenten voor meten tijdens boren voor het bij 2 MHz langs elektromagnetische weg meten van de soortelijke weerstand gebruikt van het type zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 5.001.675.

Het diagram 46 van de soortelijke weerstand toont de faseverschil-soortelijke weerstand (RPD), de amplitudeverhou-ding-soortelijke weerstand (RAR), de werkelijke verticale diepte (TVD), natuurlijke gammastraling en helling, die zijn getekend als functie van de gemeten gatdiepte. Twee pieken zijn aanwezig op de kromme 48 voor de fase-soortelijke weerstand. Uit de meting van de verticale diepte blijkt dat beide pieken de bovenste laaggrensovergang bij 40 aangeven. De eerste piek 52 duidt het punt aan waar het instrument de produktielaag binnentreedt vanuit de bovenste grensstrook. De tweede piek 54 geeft het instrument aan bij het verlaten van de laag en binnentreden van de bovenste grensstrook. Aangezien.200 ohm-meter buiten het bereik van de meting van de amplitudever-houding-soortelijke weerstand ligt, kan het kenmerk van de scheiding van de fase- en amplitude-soortelijke weerstand helaas niet worden gezien. Het kenmerk van de daling in de fase-soortelijke weerstand is aanwezig. Aangezien de meting van de fase-soortelijke weerstand in de laag enigszins fluctueert, moet men voorzichtig zijn bij het gebruik van het kenmerk van de daling van de fase-soortelijke weerstand voor het detecteren van de laaggrens in dit soort situaties.

In fig. 7 is putdiagram 56 van een tweede veldtest weergegeven. Evenals bij het eerste putdiagram (fig. 6) trad het instrument de laag binnen vanuit de bovenste grensstrook en verliet het bed weer naar de bovenste grensstrook. Twee pieken 58 treden op wanneer het instrument de bovenste laaggrens passeert. De dubbele pieken worden vermoedelijk veroorzaakt door een andere zandlaag in de bovenste grensstrook.

Volgens een tweede stap van de onderhavige uitvinding wordt het diagram 56 uit fig. 7 door modelvorming omgezet in een hellende-laagmodel (zoals het hierboven genoemde model van Huang en Shen).-Fig. 8 toont de modelresponsie die is verkregen met een zandlaag van 30 cm gelegen op 90 cm boven de zand laag van 18 m. Het boorgat treedt de produktiezandlaag binnen onder 87° en verlaat de produktiezandlaag onder 93°. De gat-diepte- offset is willekeurig gekozen. De baan van het boorgat als functie van de gatdiepte is eveneens weergegeven. Zoals is opgemerkt, levert de modelresponsie uit fig. 8 althans kwalitatief het diagram 56 uit fig. 7 op. De amplitude-soortelijke weerstand onder de eerste piek in de fase-soortelijke weerstand bij het model is meetbaar, doch deze ligt niet rond 20 ohm-meter welke in diagram 56 is weergegeven.

Het diagram 56 (fig. 7) is in wezen symmetrisch rond een middelpunt met een gemeten diepte van 10.500 m. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt door het feit dat deze diepte overeenkomt met de diepste stratigrafische penetratie in het produktiezand. Bij gemeten diepten beneden 10.500 m is het boorgat omhoog gebogen (een helling groter dan 90°) en verloopt het boren stratigrafisch omhoog uit de bovenlaag van het produktiezand. De sectie beneden 10.500 m is samengedrukt ten opzichte van de sectie boven dit punt tengevolge van een grotere schijnbare hellingshoek tussen het boorgat en de formatie. Een overeenkomstige symmetrie kan worden gezien in het diagram 46 (fig. 6), welke de diepste stratigrafische penetratie bereikt bij ongeveer 11.000 m gemeten diepte. Gewezen wordt ook op de overeenkomst tussen deze werkelijke diagrammen 46, 56 en de door modelvorming verkregen diagramresponsie uit fig. 8.

Het onderzoek van de modelresponsie laat zien dat de pieken, de weerstandsdalingen en de scheidingen in fase- en amplitude-soortelijke weerstand in diagrammen van horizontale boorputten het gevolg zijn van de aanwezigheid van laaggren-zen. De drie kenmerken (pieken, dalen en scheidingen) kunnen worden gebruikt voor het detecteren van de aanwezigheid van laaggrenzen. De weerstandspieken en de fase-soortelijke weerstandsdalingen zijn aanwezig in beide diagrammen 46, 56 van horizontale boorgaten.

Wanneer een laaggrens wordt gedetecteerd, wordt deze informatie doorgegeven aan de boormeester die de boorparame-ters zal veranderen om de boorrichting te veranderen en daardoor de boorserie binnen de gewenste horizontale laag te houden.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm van deze uitvinding is geen verticaal boorgat vereist. In plaats daarvan wor den veronderstellingen gedaan omtrent de soortelijke weerstanden van de verticale lagen op basis van andere informatie, zoals geologische kennis van het gebied of seismische metingen. Deze veronderstelde soortelijke weerstanden worden gebruikt in het hierboven genoemde hellende-laagmodel voor het vormen van het modeldiagram van de ongeveer horizontale laag. Vervolgens wordt evenals bij het eerste uitvoeringsvoorbeeld het soortelijke-weerstandsinstrument benut in het gerichte boorgat om een diagram van de soortelijke weerstand in echte tijd van de ongeveer horizontale laag te verkrijgen. Dat diagram wordt vervolgens vergeleken met het modeldiagram, waarbij de vergelijking wordt gebruikt voor het verstellen of corrigeren van de boring teneinde de boorserie binnen de gewenste laag te houden.

Volgens een derde uitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt of het werkelijke hellende-laagmodel of een bibliotheek van soortelijke-weerstandsdiagrammen van het hellende-laagmodel voor variërende omstandigheden gebruikt in echte tijd terwijl het boorgat werkelijk wordt geboord. De term "bibliotheek" betekent een groep van eerder gevormde uitgangswaarden van een hellend-laagmodeldiagram voor verschillende verwachte omstandigheden in de put (overeenkomende met een "opzoek" tabel) . Wanneer het diagram van de soortelijke weerstand in echte tijd wordt gevormd, wordt dit vergeleken met het oog of door een computer met de in echte tijd gevormde soortelijke-weerstand modeldiagrammen of met de bibliotheek van soortelij-ke-weerstandmodeldiagrammen. Ingangsparameters voor het model of de bibliotheek worden dan gewijzigd totdat de uitgangswaarden overeenkomen of passen bij het soortelijke-weerstandsdia-gram in echte tijd. Op dat moment wordt aangenomen dat de ingangsparameters juist zijn. De ingangsparameters bestaan uit een gekozen combinatie van de soortelijke weerstanden van de laag, de laagdikten, en de hellingshoek. De ingangsparameters van het bijpassende modeldiagram kunnen worden gebruikt ter assistentie van de boormeester bij het binnen de gekozen laag houden van de boorserie.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd.

Claims

1. Werkwijze voor het lokaliseren van een althans nagenoeg horizontale, van belang zijnde laag in de formatie en voor het houden van een boorserie in deze laag tijdens het boren, waarbij de boorserie is voorzien van een sensor voor meten tijdens boren (MWD) met elektromagnetische voortplanting voor het meten van de soortelijke weerstand, met het kenmerk, dat een althans nagenoeg verticale schutput wordt geboord in een formatie met tenminste één gekozen althans nagenoeg horizontale laag daarin, waarbij de soortelijke weerstand in de formatie bij de schutput wordt gemeten voor het verkrijgen van een eerste soortelijke-weerstandsdiagram als functie van de diepte, waarbij een model wordt gevormd van de althans nagenoeg horizontale laag voor het verkrijgen van een soortelijke-weerstand modeldiagram dat overeenkomt met de soortelijke weerstand over de horizontale laag, waarbij het model vormen is gebaseerd op het eerste soortelijke-weerstandsdiagram, waarbij een gerichte boorput in de formatie wordt geboord nabij de schutput, waarbij een deel van de gerichte boorput zich in de horizontale laag bevindt, waarbij de soortelijke weerstand in de gerichte boorput wordt gemeten met de MWD-sensor voor het verkrijgen van een tweede diagram van de soortelijke weerstand gezien in althans nagenoeg horizontale richting, waarbij het tweede diagram wordt vergeleken met het modeldiagram voor het bepalen van de lokatie van de gerichte boorput en de gerichte boring wordt versteld teneinde de boorserie binnen de horizontale laag te houden tijdens het boren van de gerichte boorput aan de hand van de uitgevoerde vergelijking.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram tenminste één weer-standspiek omvatten die een grens aangeeft tussen de genoemde laag en een aangrenzende laag.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de piek een faseverschil-soortelijke weerstandspiek is.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de piek een amplitudeverhouding-soortelijke weerstandspiek is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram diagrammen zijn van de faseverschil-soortelijke weerstand.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram diagrammen zijn van de amplitudeverhouding-soortelijke weerstand.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat bij het verstellen de boorserie binnen het bovenste deel van de genoemde laag wordt gehouden tijdens het boren van de gerichte boorput.

8. Werkwijze voor het lokaliseren van een althans nagenoeg horizontale van belang zijnde laag in een formatie en voor het houden van een boorserie in deze laag tijdens het boren, welke boorserie is voorzien van een sensor voor meten tijdens boren (MWD) met elektromagnetische voortplanting voor het meten van de soortelijke weerstand, met het kenmerk, dat een althans nagenoeg verticale schutput wordt geboord in een formatie met tenminste één gekozen ongeveer horizontale laag daarin, waarbij de soortelijke weerstand in de formatie wordt gemeten bij de put voor het verschaffen van een eerste soortelijke weerstandsdiagram als functie van de diepte, waarbij van de horizontale laag een model wordt gevormd voor het verschaffen van een soortelijke-weerstandsmodeldiagram dat de soortelijke weerstand over de horizontale laag aangeeft, waarbij de modelvorming is gebaseerd op het eerste soortelijke-weer-standsdiagram, waarbij een althans nagenoeg horizontale boorput wordt geboord binnen de althans nagenoeg horizontale laag, waarbij de soortelijke weerstand wordt gemeten in de horizontale boorput met behulp van de sensor voor het verkrijgen van een tweede weerstandsdiagram in althans nagenoeg horizontale richting, waarbij het tweede diagram met het modeldiagram wordt vergeleken voor het bepalen van de lokatie van de horizontale boorput en waarbij de horizontale boring wordt versteld teneinde de boorserie binnen de althans nagenoeg horizontale laag te houden tijdens het boren van de boorput aan de hand van de uitgevoerde vergelijking.

9. Werkwijze voor het lokaliseren van een althans nagenoeg horizontale van belang zijnde laag in een formatie en voor het houden van een boorserie in deze laag tijdens het boren, welke boorserie is voorzien van een sensor voor meten tijdens boren (MWD) met elektromagnetische voortplanting voor het meten van de soortelijke weerstand, met het kenmerk, dat een eerste soortelijke-weerstandsdiagram wordt gevormd voor een althans nagenoeg horizontale laag, waarbij aangenomen soortelijke-weerstandswaarden voor een gewenst verloop van de boring in een vooraf gekozen hellend-bedmodel worden gebruikt voor het verkrijgen van een soortelijke-weerstandsmodeldiagram dat overeenkomt met de soortelijke weerstand over de althans nagenoeg horizontale laag in een formatie, waarbij een gerichte boorput in deze formatie wordt geboord, waarbij een deel van de gerichte boorput zich binnen de genoemde horizontale laag bevindt, waarbij de soortelijke weerstand in de gerichte boorput wordt gemeten met behulp van de sensor voor het verkrijgen van een tweede soortelijke-weerstandsdiagram in althans nagenoeg horizontale richting, waarbij het tweede diagram wordt vergeleken met het eerste modeldiagram voor het bepalen van de lokatie van de gerichte boorput en waarbij de gerichte boring wordt versteld teneinde de boorserie binnen de genoemde horizontale laag te houden tijdens het boren van de gerichte boorput aan de hand van de uitgevoerde vergelijking.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram tenminste één soor-telijke-weerstandspiek omvatten die een grens aangeeft tussen de genoemde laag en een aangrenzende laag.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de piek een faseverschil-soortelijke-weerstandspiek is.

12. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de piek een amplitudeverhouding-soortelijke-weerstandspiek is.

13. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram diagrammen zijn van de faseverschil-soortelijke weerstand.

14. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het tweede diagram en het modeldiagram diagrammen zijn van de amplitude verhouding-soortelijke weerstand.

15. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat bij het verstellen de boorserie binnen het bovenste deel van de genoemde laag wordt gehouden tijdens het boren van de gerichte boorput.

16. Werkwijze voor het lokaliseren van een althans nagenoeg horizontale van belang zijnde laag in een formatie en voor het handhaven van een boorserie in deze laag tijdens het boren, welke boorserie is voorzien van een sensor voor meten tijdens boren (MWD) met elektromagnetische «voortplanting voor het meten van de soortelijke weerstand, met het kenmerk, dat een groep van hellende-laagmodeldiagrammen wordt gevormd voor verschillende verwachte boorgatomstandigheden, waarbij een gerichte boorput in een formatie wordt geboord, waarbij een deel van de gerichte boorput zich in een althans nagenoeg horizontale laag bevindt, waarbij de soortelijke weerstand in de gerichte boorput wordt gemeten met behulp van de sensor voor het verschaffen van een diagram in echte tijd van de soortelijke weerstand in althans nagenoeg horizontale richting, waarbij het diagram in echte tijd wordt vergeleken met tenminste één van de modeldiagrammen van de groep van diagrammen totdat één van de modeldiagrammen althans nagenoeg past bij het diagram in echte tijd, waardoor een bijpassend modeldia-gram wordt bepaald, waarbij ingangsparameters van het bijpassende modeldiagram worden gebruikt voor het bepalen van de lokatie van de gerichte boorput en waarbij de gerichte boring wordt versteld teneinde de boorserie binnen de althans nagenoeg horizontale laag te houden tijdens het boren van de gerichte boorput aan de hand van de uitgevoerde vergelijking.

17. Werkwijze voor het lokaliseren van een althans nagenoeg horizontale, van belang zijnde laag in een formatie en voor het handhaven van een boèrserie in deze laag tijdens het boren, welke boorserie is voorzien van een sensor voor meten tijdens boren (MWD) met elektromagnetische voortplanting voor het meten van de soortelijke weerstand, met het kenmerk, dat een gerichte boorput in een formatie wordt geboord, waarbij een deel van de gerichte boorput is gelegen in een althans nagenoeg horizontale laag, waarbij de soortelijke weerstand in de gerichte boorput wordt gemeten met behulp van de sensor voor het verschaffen van een diagram in echte tijd van de soortelijke weerstand in althans nagenoeg horizontale richting, waarbij een modeldiagram voor de soortelijke weerstand wordt gevormd uit een vooraf gekozen hellend-laagmodel voor een althans nagenoeg horizontale laag met behulp van ingangs-waarden die zo zijn gekozen dat het modeldiagram althans nagenoeg zal passen bij het diagram in echte tijd, waardoor een bijpassend modeldiagram wordt bepaald, waarbij ingangsparameters van het bijpassende modeldiagram worden gebruikt voor het bepalen van de lokatie van de gerichte boorput en het gericht boren wordt versteld teneinde de boorserie binnen de althans nagenoeg horizontale laag te houden tijdens het boren van de gerichte boorput aan de hand van de uitgevoerde vergelijking.