NO161751B - Fremgangsmaate og innretning for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblaasende broenn i forhold til en avlastningsbroenn. - Google Patents

Fremgangsmaate og innretning for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblaasende broenn i forhold til en avlastningsbroenn. Download PDF

Info

Publication number
NO161751B
NO161751B NO844044A NO844044A NO161751B NO 161751 B NO161751 B NO 161751B NO 844044 A NO844044 A NO 844044A NO 844044 A NO844044 A NO 844044A NO 161751 B NO161751 B NO 161751B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
acoustic
receivers
well
sensors
relation
Prior art date
Application number
NO844044A
Other languages
English (en)
Other versions
NO844044L (no
NO161751C (no
Inventor
Bernd Christian Lehr
Thijs Koeling
Willem Broekhuizen
Original Assignee
Shell Int Research
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
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO844044L publication Critical patent/NO844044L/no
Publication of NO161751B publication Critical patent/NO161751B/no
Publication of NO161751C publication Critical patent/NO161751C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/52Structural details
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/107Locating fluid leaks, intrusions or movements using acoustic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/28Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/42Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators in one well and receivers elsewhere or vice versa

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblåsende brønn - fra hvilken det på ukontrollert måte strøm-mer ut fluida, såsom olje og gass, i forhold til en tilgrensende avlastningsbrønn.
Det er kjent i teknikken å stoppe strømmen gjennom
en utblåsende brønn ved å bore en avlastningsbrønn fra et overflatested nær den utblåsende brønn. En sådan avlastnings-brønn bores i den hensikt å avskjære den utblåsende brønn, særlig på et sted under jordoverflaten nær "kilde"-stedet i borehullet der hvor fluida kommer inn i borehullet med høy hastighet, for å muliggjøre innsprøytning av vann og/eller tunge fluida via avlastningsbrønnen inn i den utblåsende brønn.
Det er videre kjent i teknikken å gjøre bruk av lyd-bølger som har sitt utspring i eller kommer fra den utblåsende brønn, til å orientere boreretningen for avlastningsbrønnen i retning mot den utblåsende brønn. US-patentskrift 3 282 355 viser en lydbølgemottagende anordning som kan nedsenkes i en avlastningsbrønn for å detektere akustiske bølger som kommer fra en tilgrensende, utblåsende brønn, for å oppnå informasjon om brønnenes posisjoner i forhold til hverandre. US-patentskrift 3 722 605 viser et instrument for å finne
den radiale retning av en utblåsende brønn i forhold til en avlastningsbrønn. Instrumentet omfatter et antall akustiske mottakere som er montert på forskjellige, tangentialt adskilte steder på et rørformet hus, hvilket hus er innført i, eller utgjør en del av, en ikke-roterende borestreng som er beliggende i avlastningsbrønnen. Ved å sammenlikne ankomst-tidene for lydbølger som kommer fra den utblåsende brønn, i de tangentialt adskilte mottakere, oppnås en indikasjon om den radiale orientering av den utblåsende brønn i forhold til avlastningsbrønnen.
Selv om de kjente instrumenter kan tilveiebringe viktig informasjon om posisjonen til den utblåsende brønn,
er disse instrumenter ikke i stand til å indikere posisjonen av denne brønn på tilstrekkelig nøyaktig måte.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning for nøyaktig bestemmelse av pososjonen til en utblåsende brønn i forhold til en tilgrensende avlastningsbrønn.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter de trinn (a) å detektere akustiske bølger som kommer fra et sted under jordoverflaten i den utblåsende brønn, på et antall steder langs avlastningsbrønnens lengdeakse, og bestemme forskjellen i ankomsttider for bølgene på de aksialt adskilte steder, og (b) å detektere bølgende på et antall tangentialt adskilte steder langs avlastningsbrønnens borehullvegg, og måle den akustiske intensitet som skriver seg fra bølgene på hvert av de nevnte, tagentialt adskilte steder.
Innretningen ifølge oppfinnelsen omfatter en oppstilling av akustiske mottakere som bæres av en langstrakt under-støttelse, idet mottakerne er tilkoplet med forutbestemte mellomrom langs understøttelsens lengdeakse, og en ramme som bærer en sammenstilling av akustiske følere på en slik måte at hver føler er bevegelig i en i hovedsaken radial retning i forhold til en sentral akse til rammen.
Oppfinnelsen kan realiseres på en rekke forskjellige måter, men en spesiell utførelse skal beskrives som eksempel i det følqende under henvisninq til tegningene, der fig. IA viser et sideriss av den øvre del av et instrument ifølge oppfinnelsen, fig. IB viser et sideriss av den nedre del av et instrument ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et vertikal-snitt av en utblåsende brønn og av en avlastningsbrønn i hvilken instrumentet ifølge fig. 1 er opphengt, fig. 3A illustrerer forskjellen At i ankomsttider for akustiske bølger som skriver seg fra den utblåsende brønn, mellom to akustiske mottakere i instrumentet i den stilling av dette som er vist på fig. 2, fig. 3B viser et diagram i hvilket de målte tidsforskjeller At er avsatt som funksjon av instrumentets dybdeposisjon i avlastningsbrønnen, fig. 4 viser et horisontalt tverrsnitt av avlastningsbrønnen etter linjen IV - IV på fig. 2, og fig. 5 viser et diagram i hvilket den akustiske intensitet J som er samplet av de akustiske følere i instrumentet i den stilling av dette som er vist på fig.
4, er avsatt.
Fig. IA viser den øvre del av et instrument 1 ifølge oppfinnelsen, hvilken del omfatter en oppstilling av to akustiske mottakere HI og Hil. Mottakerne er montert i be-skyttende bur 2 som er formet for å bistå ved sentralisering av mottakerne i et borehull (ikke vist). Hvert bur 2 omfatter en øvre endeseksjon 4 og en nedre endeseksjon 5, hvilke seksjoner er sammenkoplet ved hjelp av fire hule stenger 6. Burene 2 er inkludert i en langstrakt bærekabel 3 på en slik måte at mottakerne HI og HII er anordnet med et forutbestemt mellomrom langs kabelens 3 lengdeakse I. Bærekabelen 3 omfatter forskjellige effekt- og signaloverføringsledninger (ikke vist), hvilke ledninger passerer gjennom burene 2 via endeseksjonene 4 og 5 og stengene 6'. De akustiske mottakere HI og HII er piezoelektriske hydrofoner av i og for seg kjent type, hvilke hydrofoner er egnet til å omvandle akustiske bølger som detekteres av disse, til tilsvarende, elektriske signaler. Den måte på hvilken elektriske signaler som frembringes av mottakerne HI og HII, etter forsterkning og over-føring av disse via signaloverføringsledningene, blir behand-let for å bestemme avstanden mellom en utblåsende brønn og en avlastningsbrønn, skal beskrives under henvisning til fig.
2, 3A og 3B.
Fig. IB viser den nedre del av instrumentet 1, hvilken del omfatter en ramme 11 som ved sin øvre ende er forbundet med den nedre ende av bærekabelen 3. Rammen 11 består av en øvre rammeseksjon 11A og en nedre rammeseksjon llB. De to rammeseksjoner 11A og 11B har en felles, sentral akse som faller sammen med bærekabelens 3 lengdeakse I. Den nedre rammeseksjon 11B omfatter en aksialt forløpende aksel 13 som ved sin øvre ende er forbundet med den øvre rammeseksjon 11A ved hjelp av en lagermontasje (ikke vist) som til-later akselen 13, og således hele den nedre rammeseksjon 11B, å dreie om aksen I i forhold til den øvre rammeseksjon 11A (se piler II). Ved sin nedre ende bærer akselen 13 en gummi-nese 14 for beskyttelse av instrumentet 1 under nedsenkning av dette i et borehull. Tre svingarmer 15 (se også fig. 4) er ved sineøvre ender ved hjelp av hengseltapper 16 svingbart forbundet med en krage 17 som er montert på akselen 13. Ved sinenedre ender bærer armene 15 akustiske følere SI, SII og SUI (føleren SUI er ikke vist på fig. IB) . Hengsel-tappene 16 er orientert slik at armene 15 kan svinges i rotasjonsplan som hvert passerer gjennom den sentrale akse I, hvilke plan skjærer hverandre i vinkler på 120° (se fig. 4) .
Ved svinging av armene 15 beveges følerne SI, SII og SUI i i hovedsaken radiale retninger i forhold til den sentrale akse I (se piler III). Armene 15 kan svinges samtidig fra en inntrukket stilling mot en fremskjøvet stilling av armene ved hjelp av en montasje av vektarmer 20. Hver av disse vektarmer 20 er ved sin ene ende glidende forbundet med den ene av armene 15 og ved sin andre ende svingbart forbundet med akselen 13. Vektarmene 20 står i forbindelse med en glidende krage 22 ved hjelp av en montasje av stenger 21, hvilken krage kan påvirkes for å forskyves aksialt i forhold til akselen 13 ved hjelp av en passende aktuator-mekanisme (ikke vist).
Når den glidende krage 22 beveges oppover i forhold til akselen 13, svinges armene 15 samtidig til sin fremskjøvne stilling, mens armene 15 samtidig trekkes tilbake i tilfelle kragen 22 beveges nedover i forhold til akselen 13.
Hver arm 15 inneholder en signaloverføringsledning (ikke vist) for tilveiebringelse av en elektrisk forbindelse mellom den akustiske føler SI, SII eller SUI som bæres av denne, og en signalforsterkningsanordning (ikke vist) som er anordnet i den øvre rammeseksjon 11A. De akustiske følere SI, SII og SUI er triaksiale akselerometre av i og for seg kjent type, hvilke akselerometre hverter festet på fleksibel, vibrasjonsabsorberende måte til armene 15 (f.eks. ved inn-støpning i en elastomer) for å tilveiebringe akustisk av-kopling mellom akselerometrene og armene 15.
Foruten aktuatormekanismen for glidning av kragen
22 rommer den øvre rammeseksjon 11A en mekanisme for drei-ning av akselen 13 over hvilken som helst ønsket vinkel om aksen I, og en anordning for måling av akselens 13 vinkel-forskyvning i forhold til den øvre rammeseksjon 11A. Den øvre rammeseksjon 11A omfatter videre et kompass (ikke vist) hvor måling av seksjonens orientering i forhold til jordens magnetfelt. Det vil innses at ved å kombinere de data som tilveiebringes av kompasset, med de data som tilveiebringes av den nevnte anordning for måling av akselens 13 vinkel-forskyvning, tilveiebringes direkte informasjon om asimut-posisjonen av akselen 13 og av de akustiske følere SI - SUI som bæres av denne.
Med henblikk på rask forståelse skal det bemerkes
at asimut av en vektor i den foreliggende beskrivelse og i kravene defineres som vinkelen målt i et plan normalt på den sentrale akse I mellom den ortogonale projeksjon av vektoren på dette plan og den ortogonale projeksjon av jordens magnetfeltvektor på dette plan.
Fig. 2 viser en utblåsende brønn 33 gjennom hvilken brønn fluida, såsom olje og gass, strømmer på ukontrollert måte fra et i et borehull beliggende kildested S til jordoverflaten 32. En avlastningsbrønn 30 er boret fra et overflatested nær den utblåsende brønn 33, i den hensikt å avskjære den utblåsende brønn 33, fortrinnsvis nær kildestedet S, for å muliggjøre innsprøytning av vann og/eller tunge fluida via avlastningsbrønnen inn i den utblåsende brønn 33.
Etter fjerning av boreaggregatet fra avlastnings-brønnen 30 er instrumentet 1 på fig. 1 blitt nedsenket i denne brønn 30 i bærekabelen 3 som er opphengt i en spole-trommel 31 ved jordoverflaten 32. Under nedsenkningspro-sessen er rammens 11 armer 15 A-C i den inntrukne stilling.
I den situasjon som er vist på fig. 2, er instrumentet i
den operative stilling med armene i den fremskjøvne stilling, slik at de akustiske følere SI - SUI er i kontakt med borehullveggen 35, men i tilfelle av en eventuell aksial bevegelse av instrumentet 1 i borehullet eller i tilfelle den nedre rammeseksjon 11B dreies i forhold til den øvre rammeseksjon 11A, inntrekkes armene igjen for å unngå skade på følerne.
Instrumentet er sentralisert i avlastningsbrønnen
30, slik at instrumentets akse I faller sammen med avlast-ningsbrønnens lengdeakse. Punktet for tettest tilnærming mellom kilden S og aksen I er angitt som avstandsvektoren
•> ->-
Dg. Det punkt X i hvilket avstandsvektoren Dg skjærer aksen I, er beliggende på en dybde z^, mens de to akustiske mottakere HI og HII er beliggende på respektive dybder Z^. og Z^j. i avlastningsbrønnen 30.
Slik det skal beskrives nedenfor under henvisning til fig. 2 og 3, måles avstandsvektorensDg dybde z^ og lengde ved hjelp av instrumentet 1 ved å måle, i forskjellige dybde-posisjoner av instrumentet 1 i avlastningsbrønnen 30, den eventuelle forskjell mellom ankomsttidspunktene for akustiske bølger W som kommer fra kilden S, ved de to aksialt adskilte mottakere HI og HII. Slik det skal forklares under henvisning til fig. 4 og 5, bestemmes avstandsvektoren» Dg asimut ved hjelp av instrumentet 1 ved å måle den tangentiale for-deling langs borehullveggen 35 av den akustiske intensitet som skriver seg fra bølgene W, ved hjelp av de tre tangentialt adskilte, akustiske følere SI - SIII.
Den voldsomme innstrømning av fluidum fra reservoaret inn i borehullets 33 på kildestedet S forårsaker akustiske bølger W som forplanter seg gjennom jorden. Etter deteksjon av de akustiske bølger W ved hjelp av mottakerne HI og HII omvandles eller overføres de akustiske bølger til elektriske signaler. Det elektriske signal som overføres i et visst tidsintervall t av den øvre mottaker HII, er vist i det øvre diagram på fig. 3A, mens det elektriske signal som overføres i det samme tidsintervall t av den nedre mottaker HI, er vist i det nedre diagram på fig. 3A.
Slik som vist på fig. 3A, er formene på de signaler som oppnås fra mottakerne HI og HII, like, men det eksisterer en tidsforsinkelse At mellom disse signaler, hvilken tidsforsinkelse kan bestemmes nøyaktig ved å krysskorrelere de signaler som oppnås fra mottakerne HI og HII. Tidsforsin-kelsen At er lik forskjellen i ankomsttidspunkter for de akustiske bølger W i mottakerne som følge av de forskjellige avstander mellom den "akustiske" kilde S og mottakerne HI og
HII.
Når de akustiske bølger W beveger seg med en for-plantningshastighet c gjennom jorden fra kilden S til de to mottakere HI og HII, vil det innses at den nevnte tidsforsinkelse At er proporsjonal med forskjellen i avstand Ar mellom kilden S og hver av mottakerne HI og HII, da
Dersom den aksiale avstand mellom de to mottakere HI og HII defineres som 2Az, og dersom instrumentets 1 dybde i avlastningsbrønnen 30 måles ved å måle (ved hjelp av en dybdemåler ved spoletrommelen 31) dybden z^ av et referansepunkt M som er beliggende i midtpunktet mellom mottakerne HI og HII, kan avstandsforskjellen Ar uttrykkes ved hjelp av D d , z X , z M og Az ved hjelp av Pytagoras formel for rettvinklede trekanter, da:
i hvilken formel Dg er størrelsen av avstandsvektoren Dg.
Kombinasjon av formlene (1) og (2) gir:
I formel (3) er leddet Az en konstant, leddet z måles ved hjelp av dybdemåleren (ikke vist) ved spoletrommelen 31, og leddet At bestemmes, slik som foran omtalt, ved å krysskorrelere de signaler som oppnås fra mottakerne HI og HII. De andre ledd, dvs. c, Dg og z^, bestemmes senere på grunnlag av de forskjellige tidsforskjeller At som måles når instrumentet 1 er beliggende på forskjellige dybder i avlastningsbrønnen 30.
Avsetting eller plotting av de tidsforskjeller At som måles når instrumentet nedsenkes eller heves innenfor et visst dybJeintervall i avlastningsbrønnen 30 (slik at referansepunktet M er beliggende i forskjellige dybder z^), vil åpenbare et plottet diagram som vist på fig. 3B, i hvilket diagram de avsatte punkter P alle ligger - med en viss spredning - på et avsnitt av en eneste kurve C.
Senere beregnes den kurve C som passer best til de avsatte punkter P, på grunnlag av formelen (3) ved hjelp av en kjent,iterativ beregningsprosedyre som utføres av en datamaskin. Denne beregningsprosedyre gir nøyaktige verdier for leddene c, z og Dg.
På den ovenfor omtalte måte bestemmes størrelsen av avstandsvektoren D og den dybde z på hvilken denne vektor
D A
skjærer aksen I, på grunnlag av de forskjellige forskjeller i ankomsttidspunkter f°r de akustiske bølger ved de to aksialt adskilte mottakere HI og HII, når den nevnte oppstilling av mottakere plasseres på forskjellige dybder i avlastnings-brønnen 30.
I stedet for å forsyne instrumentet 1 med en oppstilling av to mttakere HI og HII, kan instrumentet også, dersom det ønskes, forsynes med en oppstilling av tre eller flere mottakere. Det vil innses at benyttelse av tre eller flere mottakere har den fordel at flere punkter P på
kurven kan avsettes samtidig, uten å nedsenke eller heve instrumentet 1 i borehullet 30.
Fremgangsmåten for bestemmelse av størrelsen av avstandsvektoren Dg er i det foregående blitt beskrevet for situasjonen med en vertikal avlastningsbrønn som er parallell med en utblåsende brønn. Det vil innses at fremgangsmåten uten vanskelighet kan anvendes i situasjoner med ikke-parallelle eller buede borehullbaner, forutsatt at avlast-ningsbrønnens bane er kjent.
Prosedyren for å finne avstandsvektorens D asimut ved hjelp av instrumentet 1 skal nå beskrives under henvisning til fig. 2, 4 og 5.
Fig. 4 viser et tverrsnitt etter linjen IV - IV på fig. 2 av den nedre del av instrumentet 1, på nivået for de akustiske følere SI - SIII. Armene 15 befinner seg i sin fremskjøvne stillinq, slik at følerne Sl - SIII er i mekanisk kontakt med borehullveqqen 35 med tangentiale mellomrom på 120°. Den ortoqonale projeksjon av jordens maqnetfeltvektor på tverrsnittsplanet er vist som N<1>, oq den ortoqonale pro-ieksjon av en posisjonsvektor R på dette plan er vist som Rg. Posisjonsvektoren Rg strekker seg fra skjæringen mellom aksen I og det nevnte plan til kildeposisjonen S (se fig. 2).
Når det gjelder posisjonsvektorens Rg retning, dvs. dens projeksjon R<g> på tverrsnittsplanet, kan borehullveggen 35 oppdeles i to halvdeler, nemlig et "frontområde" 35F som er orientert i retning mot kilden S, og et "skyggeområde"
35S som er orientert bakover i forhold til kilden S. Dersom frekvenskomponentene av de akustiske bølger W som detekteres ved hjelp av følerne SI - SUI, begrenses, f.eks. ved hjelp av elektroniske filtreringsanordninger, til et frekvensbånd for hvilket de tilsvarende bølgelengder er av samme størrelsesorden som avlastningsbrønnens 30 diameter, er den akustiske intensitet J ved borehullveggen 35 som skriver seg fra disse bølger W, alltid vesentlig større i frontområdet 35F enn i skyggeområdet 35S, med et tydelig maksimum i ret-ningen for posisjonsvektorens projeksjon Rg. Som et resultat av dette er den akustiske intensitet J-- som detekteres av den andre føler SII, som er beliggende i frontområdet 35F, vesentlig større enn de akustiske intensiteter J T og Jjjj som detekteres av de andre følere SI og SUI som er beliggende i skyggeområdet 35S.
I diagrammet på fig. 5 er den akustiske intensitet
J som detekteres av hver av følerne, avsatt langs den verti-kale akse, mens den tangentiale posisjon, dvs. følernes asimut 6, er avsatt langs dette diagrams horisontale akse.
Når den tangentiale posisjon av den første føler SI i føler-oppstillingen angis ved dens asimut 6.J., kan de tangentiale posisjoner av de andre følere SII og SUI i sammenstillingen angis ved henholdsvis (Bj + 120°) og (Øx + 240°) .
Senere dreies sammenstillingen av følere SI - SUI ved å dreie den nedre rammeseksjon 11B, som bærer følerne,
i forhold til den øvre rammeseksjon 11A (se pilene II på
fig. IB og 4) over en begrenset vinkel, hvoretter de akustiske intensiteter J x - J^ T som detekteres av følerne SI - SUI, og de nye asimutposisjoner av disse avsettes i diagrammet på fig. 5.
Ved å gjenta den ovennevnte dreinings/avsettings-prosedyre flere ganger, fremkommer et diagram som vist på fig. 5, i hvilket diagram de fortløpende avsatte intensiteter J som detekteres av følerne SI - SUI, ligger på en kurve S som har sitt maksimum beliggende ved en asimut Øg--Den asimutverdi 0' som finnes på denne måte, angir asimut-orienteringen av posisjonsvektorerP Rg projeksjon Rg pa tverrsnittsplanet (planet IV -IV).
I den situasjon som er vist på fig. 2, er avlast-ningsbrønnen 30 rett. I denne situasjon er avstandsvektorens 5 asimut, dvs. dens ortogonale projeksjon D' på planet IV - IV, identisk med posisjonsvektorens Rc asimut 8', dvs. dennes projeksjon Rg på planet IV -IV.
Det skal bemerkes at dersom avlastningsbrønnen er buet, kan den asimut9<g> som bestemmes på den foran omtalte måte og som svarer til posisjonsvektorens 5 asimut, være forskjellig fra avstandsvektorens D asimut. Det vil innses at i denne situasjon kan avstandsvektorens D asimut bestemmes på enkel måte på grunnlag av asimutverdien 8g, enten ved å bestemme avlastningsbrønnens 30 bane ved hjelp av separate loggingsoperasjoner, eller ved å nedsenke eller heve instrumentet 1 til en slik dybde i avlastningsbrønnen 30 at føler-sammenstillingen SI - SUI er beliggende på den dybde z ->• x hvor avstandsvektoren D skjærer brønnens 30 sentrale akse -y b ->
slik at vektoren Dg faller sammen med Rg.
Ved å kombinere den informasjon som oppnås ved hjelp av sammenstillingen av tangentialt adskilte følere SI - SUI
-v
angående avstandsvektorens Dg asimut, med den informasjon som oppnås ved hjelp av sammenstillingen av aksialt adskilte mottakere HI og HII angående størrelsen av avstandsvektoren -»■
D og den dybde z xpå hvilken denne vektor skjærer avlast-ningsbrønnens sentrale akse, er kildestedets S posisjon blitt bestemt på nøyaktig måte.
Det vil innses at ved å detekterteakustiske bølger
i et passende frekvensbånd, kan også akustiske bølger som skriver seg fra andre bestemte, akustiske kilder i den utblåsende brønn enn kildestedet S, detekteres ved hjelp av instrumentet 1. Sådanne bestemte, akustiske kilder kan ut-gjøres av ventiler, krumninger i brønnen, brønnrørender, eller andre strømbegrensninger. På denne måte kan instrumentet også benyttes til å finne posisjonen av deler av avlastningsbrønnen over kildestedet S.
Videre vil det innses at det, dersom det ønskes,
i stedet for å benytte en følersammenstillinq med tre følere, oqså kan benyttes sammenstillinger med hvilket som helst antall av følere. Benyttelsen av tre følere har imidlertid den fordel at det også i et borehull med ikke-sirkulært
tverrsnitt også kan etableres en god akustisk kontakt mellom hver av følerne og borehullveggen. Dersom det ønskes, kan armene være konstruert slik at hver av følerne i sin operative stilling er beliggende på en liten avstand fra borehullveggen. Avstanden mellom hver av følerne og borehullveggen bør fortrinnsvis ikke overstige 2 cm.
Endelig vil det innses at i stedet for å montere rammen 11 som bærer følerne SI - SUI, på den nedre ende av den stålline som bærer mottakerne HI - HII, kan rammen også være montert på en annen, separat stålline som kan kjøres ned i avlastningsbrønnen når den stålline som bærer mottakerne HI - HII, er fjernet fra denne. På denne måte kan bestemmel-sen av avstandsvektorens D asimut ved hjelp av de tangentialt adskilte følere SI - SUI utføres adskilt fra bestem-melsen , ved hjelp av oppstillingen av aksialt adskilte mottakere HI - HII, av størrelsen av avstandsvektoren 5*s og den dybde z på hvilke denne vektor skjærer avlastningsbrønnens lengdeakse.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblåsende brønn i forhold til en avlast-ningsbrønn, karakterisert ved at den omfatter de trinn (a) å detektere akustiske bølger som kommer fra et underjordisk sted i den utblåsende brønn, på et antall steder langs avlastningsbrønnens lengdeakse, og bestemme forskjellen i ankomsttider for bølgene på de aksialt adskilte steder, og (b) å detektere bølgene på et antall tangentialt adskilte steder langs avlastningsbrønnens borehullvegg, og måle den akustiske intensitet som skriver seg fra bølgene på hvert av de nevnte, tangentialt adskilte steder.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at deteksjonen av akustiske bølger på de aksialt adskilte steder utføres ved hjelp av en oppstilling av akustiske mottakere, idet mottakerne er opphengt med forutbestemte mellomrom langs avlastningsbrønnens lengdeakse .
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det signal som frembringes av hver av mottakerne som reaksjon på deteksjonen av akustiske bølger, overføres til en databehandlingsenhet i hvilken a) det signal som frembringes av hver mottaker, registreres, b) de således oppnådde, registrerte signaler korreleres for, på grunnlag av tidsforsinkelser mellom disse signaler, å bestemme forskjellene i ankomsttider for de akustiske bølger ved de forskjellige mottakere, og c) avstanden mellom brønnene beregnes på grunnlag av de således bestemte ankomsttidsforskjeller.
4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at deteksjonen av akustiske bølger på de tangentialt adskilte steder utføres ved hjelp av en sammenstilling av akustiske følere som er i kontakt med avlastningsbrønnens borehullvegg.
5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at deteksjonen av akustiske bølger på de tangentialt adskilte steder utføres ved hjelp av akustiske "følere som hver er beliggende på en avstand som er mindre enn 2 cm fra borehullveggen.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at asimut av beliggenheten av hver av følerne bestemmes og relateres til intensiteten av akustiske bølger som detekteres av disse, for å finne den radiale retning av den utblåsende brønn i forhold til avlastningsbrønnen.
7. Innretning for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblåsende brønn i forhold til en avlastnings-brønn, karakterisert ved at den omfatter en oppstilling av akustiske mottakere som bæres av en langstrakt understøttelse, idet mottakerne er tilkoplet med forutbestemte mellomrom langs understøttelsens lengdeakse, og en ramme som bærer en sammenstilling av akustiske følere på en slik måte at hver føler er bevegelig i en i hovedsaken radial retning i forhold til en sentral akse til rammen.
8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at understøttelsen består av en bærekabel, idet rammen er forbundet med bærekabelens nedre ende, slik at rammens sentrale akse faller sammen med lengdeaksen av bærekabelens nedre del.
9. Innretning ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at de akustiske mottakere er hydrofoner.
10. Innretning ifølge ett av kravene 7-9, karakterisert ved at de akustiske følere er akselerometre som er egnet for måling av akselerasjoner i tre innbyrdes vinkelrette retninger.
11. Innretning ifølge ett av kravene 7-10, karakterisert ved at rammen består av en øvre og en nedre rammeseksjon, idet seksjonene er dreibare i forhold til hverandre om den sentrale akse, idet den nedre rammeseksjon omfatter et antall svingarmer, idet hver arm bærer en akustisk føler og er svingbar i et rotasjonsplan som krys-ses av den sentrale akse.
12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at den nedre rammeseksjon omfatter tre armer som er sving-bare i rotasjonplan som skjærer hverandre i vinkler på 120°.
13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at armene nær sine nedre ender er forsynt med legemer av vibrasjonsabsorberende materiale, idet de akustiske følere er innstøpt i de nevnte legemer.
14. Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved at den øvre rammeseksjon omfatter et kompass og en anordning for måling av den relative vinkel mellom rammeseksjonene, idet måleanordningen og kompasset står i forbindelse med en anordning for bestemmelse av asimutstillingen av de akustiske følere som bæres av den nedre rammeseksjon.
NO844044A 1983-10-11 1984-10-09 Fremgangsm te og innretning for bestemmelse av den rdiske posisjon tisende broenn i forhold til en a vlastningsbroenn. NO161751C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08327178A GB2148002B (en) 1983-10-11 1983-10-11 Method and means for determining the subsurface position of a blowing well with respect to a relief well

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO844044L NO844044L (no) 1985-04-12
NO161751B true NO161751B (no) 1989-06-12
NO161751C NO161751C (no) 1989-09-20

Family

ID=10550009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO844044A NO161751C (no) 1983-10-11 1984-10-09 Fremgangsm te og innretning for bestemmelse av den rdiske posisjon tisende broenn i forhold til en a vlastningsbroenn.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4711303A (no)
EP (1) EP0138271B1 (no)
JP (1) JPS60100711A (no)
CA (1) CA1235471A (no)
DE (1) DE3477612D1 (no)
DK (1) DK161161C (no)
ES (1) ES8605071A1 (no)
GB (1) GB2148002B (no)
MY (1) MY100321A (no)
NO (1) NO161751C (no)
SG (1) SG47887G (no)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8528821D0 (en) * 1985-11-22 1985-12-24 Shell Int Research Acoustic logging device
JPS6332085A (ja) * 1986-07-23 1988-02-10 東北大学長 坑井掘削監視方法
FR2609100B1 (fr) * 1986-12-24 1990-09-14 Inst Francais Du Petrole Sonde et son dispositif d'ancrage multidirectionnel dans un puits
FR2622303B1 (fr) * 1987-10-27 1990-03-02 Schlumberger Prospection Procede et dispositif pour la detection de vibrations acoustiques dans un puits
GB2233454A (en) * 1989-05-19 1991-01-09 Coal Ind Locating the source of a seismic disturbance
US5086645A (en) * 1990-04-10 1992-02-11 Halliburton Logging Services, Inc. Multiple caliper arms capable of independent movement
US5429190A (en) * 1993-11-01 1995-07-04 Halliburton Company Slick line casing and tubing joint locator apparatus and associated methods
US5747750A (en) * 1994-08-31 1998-05-05 Exxon Production Research Company Single well system for mapping sources of acoustic energy
US5960370A (en) * 1996-08-14 1999-09-28 Scientific Drilling International Method to determine local variations of the earth's magnetic field and location of the source thereof
GB9621236D0 (en) 1996-10-11 1996-11-27 Schlumberger Ltd Apparatus and method for borehole seismic exploration
FR2763701B1 (fr) * 1997-05-22 1999-08-27 Inst Nat Environnement Ind Sonde de type sismique a dispositif de detection des composantes du champ magnetique terrestre dans un repere lie a la sonde en vue de la determination precise de sa position geophysique
US6026913A (en) * 1997-09-30 2000-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic method of connecting boreholes for multi-lateral completion
AU744200B2 (en) * 1998-09-25 2002-02-21 Robert Patrick Appleton An apparatus for facilitating the connection of tubulars using a top drive
US7348894B2 (en) 2001-07-13 2008-03-25 Exxon Mobil Upstream Research Company Method and apparatus for using a data telemetry system over multi-conductor wirelines
US7026951B2 (en) 2001-07-13 2006-04-11 Exxonmobil Upstream Research Company Data telemetry system for multi-conductor wirelines
US9038746B2 (en) 2008-04-07 2015-05-26 Schlumberger Technology Corporation Method for determining wellbore position using seismic sources and seismic receivers
US10227862B2 (en) 2008-04-07 2019-03-12 Schlumberger Technology Corporation Method for determining wellbore position using seismic sources and seismic receivers
US8570834B2 (en) 2010-08-26 2013-10-29 Schlumberger Technology Corporation Method of acoustic ranging
WO2012027105A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Smith International, Inc. Method of acoustic ranging
JP5665054B2 (ja) * 2011-03-28 2015-02-04 日鐵住金建材株式会社 立坑内壁調査装置
US9243489B2 (en) * 2011-11-11 2016-01-26 Intelliserv, Llc System and method for steering a relief well
US10816683B2 (en) * 2013-12-12 2020-10-27 Westerngeco L.L.C. Seismic data recording units
BR112017012769A2 (pt) * 2015-01-13 2017-12-26 Halliburton Energy Services Inc método e sistema para detectar uma ou mais fontes acústicas subterrâneas.
US20170350235A1 (en) * 2015-03-30 2017-12-07 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic source identification apparatus, systems, and methods
GB2557463B (en) * 2015-09-10 2021-06-09 Halliburton Energy Services Inc Passive ranging using acoustic energy originating from a target wellbore
WO2018217207A1 (en) * 2017-05-25 2018-11-29 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods to use triangulation through one sensor beamforming in downhole leak detection

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3282355A (en) * 1965-10-23 1966-11-01 John K Henderson Method for directional drilling a relief well to control an adjacent wild well
US3683326A (en) * 1970-03-02 1972-08-08 James E White Echo ranger borehole scanner
US3722605A (en) * 1971-02-03 1973-03-27 Scient Drilling Controls Apparatus and method for determining relative orientation of two wells
US4016942A (en) * 1972-06-10 1977-04-12 Trunkline Gas Company Method and apparatus for indicating the position of one well bore with respect to a second well bore
JPS5129158A (en) * 1974-09-04 1976-03-12 Japan Radio Co Ltd Choonpanyoru ichikeisokuhoshiki
FR2323990A1 (fr) * 1975-09-09 1977-04-08 Services Instr Geophysique Procede de determination des caracteristiques elastiques des terrains
JPS5242752A (en) * 1975-10-01 1977-04-02 Furuno Electric Co Ltd System for measuring relative positions
US4114721A (en) * 1977-02-28 1978-09-19 Mobil Oil Corporation Method and system for acoustic noise logging
USRE31607E (en) * 1977-07-28 1984-06-19 Shell Oil Company Circumferential acoustical detector

Also Published As

Publication number Publication date
ES8605071A1 (es) 1986-03-01
JPH056644B2 (no) 1993-01-27
NO844044L (no) 1985-04-12
DK481684D0 (da) 1984-10-09
GB2148002B (en) 1986-12-03
EP0138271B1 (en) 1989-04-05
DK161161C (da) 1991-11-25
DE3477612D1 (en) 1989-05-11
NO161751C (no) 1989-09-20
JPS60100711A (ja) 1985-06-04
GB8327178D0 (en) 1983-11-09
ES536619A0 (es) 1986-03-01
DK161161B (da) 1991-06-03
CA1235471A (en) 1988-04-19
US4711303A (en) 1987-12-08
DK481684A (da) 1985-04-12
SG47887G (en) 1987-08-28
MY100321A (en) 1990-08-11
EP0138271A1 (en) 1985-04-24
GB2148002A (en) 1985-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO161751B (no) Fremgangsmaate og innretning for bestemmelse av den underjordiske posisjon til en utblaasende broenn i forhold til en avlastningsbroenn.
AU712209B2 (en) Rate gyro wells survey system including nulling system
US20090145661A1 (en) Cuttings bed detection
NO342382B1 (no) Fremgangsmåte for logging av jordformasjoner under boring av et brønnborehull
NO328922B1 (no) Transduser for sonisk logging under boring
NO333602B1 (no) Dannelse av vertikale seismiske profiler i et boreverktoy
EA023355B1 (ru) Уклонение от пересечения скважины с использованием распределенных акустических измерений
NO301912B1 (no) Fremgangsmåte til stöyreduksjon i borestrengsignaler
US10612360B2 (en) Ring assembly for measurement while drilling, logging while drilling and well intervention
US9443504B2 (en) Active attenuation of vibrations resulting from firing of acoustic sources
WO2012166111A1 (en) Azimuthal brittleness logging systems and methods
US6526818B1 (en) Seabed analysis
NO20160966A1 (en) Downhole Sonar
WO2023140872A1 (en) Adaptive control of rotating or non-rotating transducer and sensor casing stand-off supported by casing centralizers
US11215047B2 (en) Iterative borehole shape estimation of CAST tool
EP3033488A1 (en) Downhole measurement and survey tools with conformable sensors
EP3277922B1 (en) Acoustic source identification apparatus, systems, and methods
WO2015050836A1 (en) Downhole inspection, detection, and imaging using conformable sensors
NO173255B (no) Fremgangsmaate for bestemmelse av akustisk hastighet i en borestreng i et borehull
BRPI0516444B1 (pt) Method, and apparatus for a surface instrumentation configuration for operations with drilling equipment
NL8000761A (nl) Systeem voor het meten van krachten in het benedenste deel van een boorgat.
WO2017199104A1 (en) Method for improving drilling direction accuracy and knowledge of drilling direction
EP0224285B1 (en) Acoustic logging device
WO2003074836A1 (en) Conductor system
SU922270A1 (ru) Устройство дл измерени азимутального положени отклонител