NO20101034A1 - Fremgangsmate med bruk av kompresjonsdata fra en dipol til a bestemme egenskaper ved en underjordisk struktur - Google Patents

Abstract

For å bestemme egenskaper ved en undergrunnsstruktur blir informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata innhentet basert på målinger tatt av et loggeverktøy i et borehull. Informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene blir analysert i flere dimensjoner (f.eks. flere akseplan langs borehullet) for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen borehullet går gjennom.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER

[0001] Denne søknaden tar prioritet fra U.S. Provisional søknad 61/230,022 med tittelen "Method of Using Dipole Compressional to Diagnose and Evaluate Formation Properties and Geomechanical Behavior", innlevert 30. juli 2009, og fra U.S. Non Provisional søknad 12/789,242 med tittelen "Method of Using Dipole Compressional Data to Determine Properties of a Subterranean Structure", innlevert 27. mai 2010, som begge inntas som referanse her i sin helhet.

BAKGRUNN

[0002] Mekaniske forstyrrelser kan anvendes for å generere akustiske bølger i jordformasjoner rundt et borehull, og egenskapene til disse bølgene kan bli målt for å fremskaffe informasjon om formasjonene bølgene har forplantet seg gjennom. Parametere for kompresjons-, skjær- og Stoneley-bølger, så som deres hastighet (eller dens inverse, sakkingen) i formasjonen og i borehullet, kan være indikatorer for formasjonstrekk som gjør det lettere å lokalisere og/eller vurdere produserbarheten av hydrokarbon eller andre ressurser.

[0003] Et loggeverktøy blir typisk kjørt inn i borehullet, der loggeverktøyet omfatter én eller flere soniske (akustiske) kilder (sendere) og flere spredte mottakere. Målinger blir gjort av mottakerne mens loggeverktøyet blir beveget langsomt i borehullet. De akustiske signalene fra den ene eller de flere senderne går inn i formasjonen ved borehullet, og ankomsttidene og eventuelt andre trekk fra mottakerresponser blir anvendt for å bestemme formasjonsparametere.

[0004] Tradisjonelt blir skjærbølgesignaler (S-bølger) detektert av mottakerne analysert. Skjærbølgedataene som blir prosessert kan omfatte dipol-skjærdata (todimensjonale i skjær) eller dipole-skjærdata pluss Stoneley-data (tredimensjonale i skjær).

[0005] Gjennomføring av tradisjonelle flerdimensjonale analyser av skjærdata for å bestemme formasjonsegenskaper gir imidlertid ikke alltid nøyaktige resultater.

OPPSUMMERING

[0006] Generelt, ifølge en utførelsesform, omfatter en fremgangsmåte for å bestemme egenskaper ved en undergrunnsstruktur det å motta informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata innhentet basert på målinger tatt av et loggeverktøy i et borehull. Informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene blir analysert i flere dimensjoner for å bestemme egenskapene til undergrunnsstrukturen som borehullet går gjennom.

[0007] Ytterligere eller alternative trekk vil tydeliggjøres av den følgende beskrivelsen, av tegningene og av kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008] Utvalgte utførelsesformer av oppfinnelsen er beskrevet med støtte i de vedlagte figurene, der: Figur 1 illustrerer et eksempel på loggeanordning som omfatter et loggeverktøy for å bestemme egenskaper ved undergrunnsstrukturer basert på dipol-kompresjonsdata, i samsvar med noen utførelsesformer; Figur 2 er et sakking-dispersjon-plott av responser i to motsvarende ulike dipol-kompresjonsmodi, ifølge en utførelsesform; Figur 3 illustrerer spenninger i forskjellige retninger innenfor en struktur som omfatter en formasjon og et borehull gjennom formasjonen; Figurene 4 og 5 er grafer som illustrerer spenningsfordelinger som funksjon av avstand fra borehullet henholdsvis langs retningen til største og minste horisontalspenning; Figur 6 er et skjematisk diagram av spenningskonturer i området nær brønnhullet som er et resultat av fjernfelt-spenninger; Figur 7 er et flytdiagram av en arbeidsflyt ifølge noen utførelsesformer; og Figur 8 er et blokkdiagram av en elektronisk anordning som innlemmer en utførelsesform av oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0009] For å bestemme egenskaper ved en undergrunnsstruktur gjennom hvilken det er boret et borehull blir dipol-kompresjonsdata innhentet basert på målinger tatt av et loggeverktøy kjørt i borehullet, analysert i flere dimensjoner { f. eks. flere akseplan langs borehullet). Innsikt i egenskapene til undergrunnsstrukturen gjør det mulig for en operatør å fastslå om undergrunnsstrukturen inneholder et fluid av interesse { f. eks. hydrokarboner, ferskvann, etc.) eller om undergrunnsstrukturen har andre ønskelige trekk eller måltrekk.

[0010] Tradisjonelt blir skjærdata analysert i flere dimensjoner for å forstå egenskaper ved en undergrunnsstruktur. Imidlertid har det ikke vært gjort forsøk på effektivt å kvantifisere undergrunnsstrukturers egenskaper basert på analyse av dipol-kompresjonsinformasjon i flere dimensjoner (flere akseplan langs borehullet). Tradisjonell tolkning av kompresjonsdata omfatter typisk éndimensjonal tolkning.

[0011 ] Teknikker ifølge noen utførelsesformer nyttiggjør den observasjon at dipol-kompresjonshastigheter (eller deres inverse, sakkinger) oppfører seg på en isotrop måte, mye på samme måte som dipol-skjærhastigheter (eller deres inverse, sakkinger). Sakking er den inverse av hastighet. Under visse omstendigheter kan imidlertid analyse for å forstå undergrunnsstrukturers egenskaper basert på flerdimensjonal tolkning av skjærdata og éndimensjonal tolkning av kompresjonsdata være utilstrekkelig eller ikke være i stand til å gi nøyaktige resultater. I langsomme formasjoner kan det for eksempel forekomme at et skjærbølgesignal ikke kan detekteres av mottakere. Med en "langsom" formasjon menes en formasjon som har en akustisk skjærbølgehastighet som er lavere enn hastigheten i boreslammet (eller annet fluid) i borehullet.

[0012] Figur 1 viser en genrell skjematisk illustrasjon av et brønnloggingssystem som innlemmer noen utførelsesformer. Et loggeverktøy 10 er senket på en flerlederkabel 12 (som for eksempel kan være armert) inn i et borehull 14 (med eller uten et foringsrør) for å innhente soniske (akustiske) logger av en undergrunnsformasjon (mer generelt omtalt som en "undergrunnsstruktur") 16. Loggeverktøyet 10 er forsynt med minst én akustisk dipolkilde eller -sender 50, og flere akustiske mottakere 52.

[0013] Dipolkilden 50 genererer bøyningsbølger (assosiert med dispersive bøyemodi i borehullet). I noen utførelsesformer kan loggeverktøyet 10 også omfatte en unipolsender 51 som sender ut en Stoneley-bølge og en frontkompresjonsbølge i alle retninger. Mottakerne 52 kan omfatte både unipol- og dipolmottakere.

[0014] I noen utførelsesformer kan loggeverktøyet 10 også omfatte en nedihulls-styringsenhet 54 som er i stand til å motta målinger fra mottakerne 52. Nedihulls-styringsenheten 54 kan være i form av en datamaskin eller en prosessor. Nedihulls-styringsenheten 54 kan bestemme skjær- og kompresjonsbølgedata ( f. eks. sakking for skjær- og kompresjonsbølger) basert på måledataene fra mottakerne 52.1 alternative utførelsesformer, i stedet for at prosesseringen blir utført nede i hullet av nedihulls-styringsenheten 54 i loggeverktøyet 10, kan prosesseringen bli utført av en styringsenhet 32 på overflaten, som kan være i form av en datamaskin (tjenermaskin, stasjonær datamaskin, bærbar datamaskin, flerprosessor-datamaskin, personlig digital assistent, etc).

[0015] Mottakerne 52 er plassert langs lengden av verktøyet 10 i en avstand fra hverandre og fra senderen(e), og avstanden mellom hver sender og mottakeren nærmest denne er typisk mye større enn avstanden mellom mottakerne.

[0016] Loggeverktøyet 10 er innrettet for bevegelse opp og ned langs borehullet 14 etter kabelen 12, og mens verktøyet 10 blir beveget genererer senderne 50, 51, periodisk eller kontinuerlig, soniske (akustiske) signaler. De genererte lydsignalene forplanter seg gjennom borehullet 14 og/eller gjennom formasjonen 16, og mottakerne 52 detekterer energi fra de genererte signalene.

[0017] Mekanismen for å bevege verktøyet 10 i borehullet omfatter kabelen 12 som går til et trinsehjul 18 på overflaten av formasjonen, og videre til en passende trommel- og vinsjemekanisme 20 som hever og senker verktøyet 10 i borehullet som ønsket. Elektrisk forbindelse mellom senderen og mottakerne på den ene side, og overflateutstyret på den annen side, er tilveiebragt ved hjelp av en passende flerelement "slipping and brush"-kontaktanordning 22 tilknyttet trommel-og vinsjemekanismen 20. En enhet 24 inneholder verktøystyrings- og preprosesseringskretser som sender elektriske signaler til verktøyet 10 og mottar andre elektriske signaler (soniske logger) over kabelen 12 og anordningen 22. Enheten 24 samvirker med en dybderegistrator 26 som avleder dybdenivåsignaler fra et dybdemålerhjul 28 for å knytte signalene fra mottakerne 54 til respektive dybdenivåer z i borehullet 14. Utmatingene fra de soniske mottakerne 54, eventuelt etter preprosessering i enheten 24, blir sendt til et lager 30 (realisert med lagringsmedier så som platelagerbaserte lagringsmedier eller halvlederbaserte lagringsmedier), som også kan motta signaler fra eller gjennom dybderegistratoren 26 for å knytte utmatinger fra de soniske mottakerne til respektive dybdenivåer z i borehullet 14.

[0018] Lageret 30 kan lagre utmatingene fra mottakerne 52 i analog eller digital form, ett sett for hvert respektive dybdenivå z. Prosesseringen av loggmålingene blir deretter utført av overflate-styringsenheten 32, som prosesser informasjonen i henhold til teknikkene angitt nedenfor. Utmatingen fra prosesseringen kan omfatte én eller flere dispersjonskurver.

[0019] I alternative utførelser, som angitt over, i stedet for at prosesseringen blir utført i overflate-styringsenheten 32, kan prosesseringen bli utført av nedihulls-styringsenheten 54 i loggeverktøyet 10.1 slike alternative utførelser blir lageret 30 anvendt for å lagre utmatingen fra nedihulls-styringsenheten 54 (sammen med dybdeinformasjon som er registrert av dybderegistratoren 26).

[0020] Responsen til en mottaker 52 i loggeverktøyet 10 til et lydsignal fra en sender er en bølgeform av en generell type som vist i figur 2. Figur 2 viser responsen til en mottaker i forskjellige dipol-kompresjonsmodi. Figur 2 viser på den vertikale aksen sakkingsdata og amplitudedata som funksjon av frekvens (horisontal akse). Plottet vist i figur 2 er et eksempel på et plott av sakkingsdispersjon. Kurvene 200 og 202 i figur 2 viser responsen i de to forskjellige motsvarende dipol-kompresjonsmodi. Hver kurve 200, 202 vist i figur 2 illustrerer en dispersiv bølge i respons til dipolsenderen 50.

[0021] De to dipol-kompresjonsmodi henviser til dipol-avfyringer langs retningen til henholdsvis største og minste horisontalspenning. Dipol-avfyring langs en gitt horisontalspenningsretning hanviser til aktivering av en dipolsender som er parallell med den aktuelle horisontalspenningsretningen.

[0022] Retningene til største og minste horisontalspenning er illustrert i figur 3.

Figur 3 er et skjematisk diagram av et fluidfylt borehull 14 i en porøs formasjon 16 utsatt for de tre prinsipalspenningene. Pp og Pwrepresenterer henholdsvis poretrykk og brønnhullstrykk. Eksistens av et brønnhull med radius a forårsaker spenningsfordelinger nær brønnhullet kan bestemmes basert på elastisitetsteori, og er vist i figurene 4 og 5. En trykkforskjell AP beregnes som AP = Pw-Pp.

[0023] I figur 3 representerer Txx(eller SHmax) retningen til største horisontalspenning, mens Tyy (Shmin) representerer retningen til minste horisontalspenning. Tzz(Sv) representerer vertikalspenningsretningen. Retningene til største horisontalspenning og minste horisontalspenning ligger i to akseplan langs borehullet, der akseplanene langs borehullet står hovedsakelig vinkelrett på hverandre og på borehullets lengdeakse.

[0024] Figur 4 viser flere spenningsfordelinger fra nærfeltet til fjernfeltet langs retningen til største horisontalspenning (parallell med Shmax)- Tre kurver 402, 404 og 406 er vist i figur 4. Kurve 402 representerer prinsipalspenningen (OzzSom funksjon av r/a, der r representerer avstanden fra borehullet 14 i figur 3 og a representerer radien til borehullet 14 i figur 3). En større verdi for ria angir lengre avstand fra borehullet 14, og representerer fjernfeltet. En mindre verdi for r/a representerer en kortere avstand fra borehullet 14, idet r/a = 1 representerer grenseflaten mellom borehullet 14 og formasjonen 16. PrinsipalspenningenOzzer aksiell ved brønnhullet og vertikal i fjernfeltet. Mellom brønnhullet og fjernfeltet har prinsipalspenningen a^en annen retning mellom aksiell og vertikal.

[0025] Kurven 404 representerer en annen prinsipalspenning, orr, som funksjon av r/a. Kurven 406 representerer prinsipalspenningen oeesom funksjon av ria. Prinsipalspenningene ørrog øeeendrer også retning mellom brønnhullet og fjernfeltet. Som angitt over er spenningene representert av kurvene 402, 404 og 406 ved en asimut som er parallell med retningen til største horisontalspenning (Sm™*) ved et gitt dyp. Kurvene 402, 404, 406 illustrerer hvordan de tre forskjellige spenningene varierer i størrelse etter hvert som de nærmer seg borehullet 14.

[0026] Figur 5 viser kurver 502, 506 og 504 som henholdsvis representerer spenningen øzz, spenningen ørrog spenningen øee, som funksjon av ria, langs retningen til minste horisontalspenning (Shmin)-

[0027] I alminnelighet er spenningene ozzog øeestørre i området nær brønnhullet langs retningen til minste horisontalspenning (se figur 5) enn langs retningen til største horisontalspenning (se figur4). Forskjellen mellom spenningene i retning av minste horisontalspenning og de i retning av største horisontalspenning forårsaker dipol-dispersjon-crossover i tilstedeværelsen av disse spenningsfordelingene. Dipol-dispersjon-crossover er et tegn på at spenningsskapt anisotropi dominerer en eventuell egenanisotropi. Det ovennevnte er konsistent med den observasjon at dipol-kompresjonsbølgesakking oppfører seg på en anisotrop måte, mye på samme måte som dipol-skjærbølgesakkinger. Måling av dipol-kompresjonsbølgesakking kan derfor anvendes ved diagnostisering og evaluering av formasjonsegenskaper og geomekanisk oppførsel.

[0028] I tillegg til spenningsskapt anisotropi finnes det også andre årsaker til anisotropi i en formasjon. Andre årsaker til anisotropi omfatter stratifikasjonsskapt anisotropi og sprekkskapt anisotropi. Disse andre årsakene til anisotropi gir egenanisotropi. Noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan anvendes med formasjoner som utviser egenanisotropi.

[0029] Ifølge noen utførelsesformer blir dipol-kompresjonsdataene prosessert forde to ortogonale dipolsender-orienteringene for kompresjonsbølgesakking. Forskjellen mellom dipol-kompresjonsmodi blir anvendt for dipol-avfyringer langs retningen til henholdsvis største og minste horisontalspenning. Ifølge noen utførelsesformer blir både unipol- og dipol-kompresjonsmodi eksitert og registrert i langsomme formasjoner. Dipol-kompresjonsbølger kan også bli eksitert i noen raskere formasjoner. Selv om deres amplitude er forholdsvis liten, er dipol-kompresjonsbølger ofte mye større enn bakgrunnsstøyen og de kan derfor bli målt. Merk at unipol-kompresjonsmodus blir generert ved lavere frekvenser enn tilfellet er med dipol-kompresjonsmodi. Unipol-kompresjonsmodi reagerer på asimutiske gjennomsnitt av formasjonsegenskaper. Til forskjell er dipol-kompresjonsmodi i stand til å skille mellom formasjonsegenskaper i to vedsidenliggende kvadranter, som illustrert i figur 6.

[0030] Figur 6 er en spenningskonturplott representert i polarkoordinater av summen av to prinsipalspenninger i et tverrsnittsplan. Figur 6 viser spenningskonturer som følge av fjernfelt-formasjonsspenninger i tilstedeværelse av et fluidfylt borehull. Retningene til største og minste horisontalspenning er også vist i spenningskonturplottene. En dipolsender som er parallell med retningen til største horisontalspenning genererer lydbølger i to motstående kvadranter angitt som 602 og 604, mens en dipolsender som er parallell med retningen til minste horisontalspenning i hovedsak dekker to motstående kvadranter vist som 606 og 608. Figur 6 viser at de akustiske egenskapene til formasjonen 16 er følsomme for spenning.

[0031] Kompresjons- og dipolkompresjonsmodi er utstrålende modi eller lekkasjemodi fordi sakkingen deres er mindre enn skjærbølgesakkingen i formasjonen. Som følge av dette utviser registrerte bølgeformer som inneholder disse lekkasje-kompresjonsmodi amplitudedempning langs en mottakergruppe (så som gruppen av mottakere 54 illustrert i figur 1).

[0032] Dipol-kompresjonsmodus blir i hovedsak påvirket av spenningsskapte endringer i kompresjonselastisitetsmodulen C33for forplantning langs X3-retning. Basert på en akustisk-elastisk modell kan endringer i den effektive kompresjonselastisitetsmodulen C33relateres til motsvarende endringer i de effektive spenningene033, øn og022i forplantningsmediet som vist i likn. 1. Merk at 033, øn og 022henholdsvis representerer øv, øHmaxog øhmin i forplantningsmediet. der A og u er Lame's konstanter og v er Poisson's forhold i den valgte isotrope referansetilstanden, og der Cm og C155er ikke-lineære formasjonskonstanter referert til den valgte referansetilstanden. Merk at radielle variasjoner i de tre prinsipalspenningene forårsaker motsvarende endringer i kompresjonselastisitetsmodulen. Slike endringer i kompresjonselastisitetsmodulen vil i sin tur endre dipol-kompresjonsbølgehastigheter som funksjon av frekvens, hvilket resulterer i forskjellen i dispersjonene i dipol-kompresjonsmodus mellom de to ortogonale retningene.

[0033] Kort beskrevet, ifølge elastisitetsteorien, kan den elastiske responsen til et legeme til en påført last bestemmes ved hjelp av energibevaringsprinsippet, der den påførte spenningen forårsaker deformasjoner som endrer tøyningsenergien i legemet. Matematisk er spenningen ( v) i hvert punkt i et legeme uttrykt som endringen i tøyningsenergi forbundet med endringen i forskyvningsgradienten. Denne er igjen proporsjonal med den resulterende tøyningen. De resulterende uttrykkene (E1 og E2, nedenfor) svarer til den generaliserte Hookes lov (i tensornotasjon), og angir en proporsjonal sammenheng mellom spenning (r,y ) og tøyning (e..).

[0034] Proporsjonalitetskoeffisienten i (E1) og (E2) er elastisitetstensoren eller stivhetstensoren. For heterogene legemer er Cp en funksjon av posisjonen i legemet; for homogene legemer er Cp konstant og uavhengig av posisjon. Matematisk er Cp en fjerdeordens tensor som har 3<4>=81 uavhengige komponenter. Imidlertid reduserer symmetriegenskaper og betingelsen om at den er positiv definitt antallet uavhengige komponenter til 21. Antallet uavhengige komponenter i tensoren kan reduseres ytterligere avhengig av materialsymmetri. For ortotrop symmetri kjennetegnes materialresponsen ved ni uavhengige stivhetskoeffisienter, nemlig Cu, C22, C33>C44, C55>C66, C12, Ci3> C23-

[0035] For transversalt isotrop oppførsel ( dvs. rotasjonssymmetri) kjennetegnes materialresponsen ved fem uavhengige materialkonstanter, nemlig Cii<=>C22, C33, C44<=>C55, C12, Ci3=C23; idet C66er en funksjon av de andre. For isotrop symmetri er det ingen retningsforskjeller. Følgelig kan materialresponsen ved isotrop symmetri beskrives med kun to uavhengige materialkonstanter (Cii<=>C22<=>C33, Ci2<=>Ci3<=>C23, idet C44=C55=C66er funksjoner av de andre).

[0036] Basert på de ovenfor angitte symmetrier kan stivhetsmatrisen for anisotrope materialer med ortotrop symmetri uttrykkes som følger:

[0037] For et gitt sett av materialparametere i en formasjon er det klart fra likn. 1 og typiske spenningsfordelinger nær brønnhull som vist i figurene 4 og 5, at dipol-kompresjonsbølgesakkinger vil være mindre ved høyere frekvenser for en dipol orientert langs retningen til minste horisontalspenning enn tilfellet er når senderen er rettet langs retningen til største horisontalspenning. Dipol-kompresjonsbølgesakking ved høyere frekvenser kan derfor anvendes for å bestemme asimuten til retningen til største eller minste horisontalspenning. Dersom radielle undersøkelsesdyp ved lave frekvenser er hovedsakelig det samme for unipol-kompresjonsmodi og de to ortogonale dipol-kompresjonsmodi, vil lavfrekvensasymptotene til disse lekkasje-kompresjonsmodi sammenfalle med fjernfelt-kompresjonsbølgesakking i formasjonen i tilstedeværelse av treaksede spenninger.

[0038] Analyser av dipol-kompresjonsmodus gjør det også mulig å estimere én av de tre ikkelineære elastisitetskonstantene Cm som er avgjørende for å kunne estimere alle de ni spenningskoeffisientene (Cu, C22, C33, C44, C55, C66, C12, C13, C23) for plane bølgehastigheter. Vi minner om at endringer i Stoneley- og kryssdipol-dispersjon og tilhørende endringer i skjærelastisitetsmoduler gjør det mulig å estimere de to andre ikkelineære konstantene C144og Ci55-

[0039] Ankomsttidene til dipol-kompresjonsbølgene i dette eksempelet domineres av Cu og C22- Etter kvantifisering og kombinasjon med kompresjonsmålinger av C33og skjærmålinger av C44, C55og C66, måler følgelig teknikker ifølge noen utførelsesformer nå 6 av de 9 ortonormale ukjente. Med denne teknikken er det faktisk prosentvis færre ukjente i en ortotrop formasjon (3 av 9) enn i en Tl (transversal isotrop) formasjon (2 av 5) med dagens teknologi.

[0040] Et annet aspekt ved noen utførelsesformer av oppfinnelsen er den observasjon at horisontale hastigheter kan bli målt på kjerner innhentet av et mekanisk sidevegg-kjerneboringsverktøy (MSCT - Mechanical Sidewall Coring Tool, utviklet av Schlumberger) eller andre kjerneprøvetakingsverktøy fra vertikale brønner med ikke-skråstilte lag. MSCT-verktøyet er innrettet for å innhente flere sideveggkjerner av høy kvalitet i harde formasjoner. Gjennopprettingen avhenger mer av kornsementering enn av formasjonens porøsitet, og er mulig for porøsiteter så høye som 30 P.U. forutsatt at kornene er godt sementert.

[0041] Resultatene fra den dipol-kompresjonsbaserte evalueringen av Cu og C22kan bli sjekket og verifisert med bruk av horisontale sidekjerner innhentet med MSCT-verktøyet eller horisontale plugger i tradisjonelle kjerner.

[0042] Figur 7 er et flytdiagram av en arbeidsflyt ifølge en utførelsesform. Det geologiske miljøet blir evaluert (ved 702). Evaluering av det geologiske miljøet omfatter én eller flere av følgende: evaluering av den strukturelle geologien til formasjonen 16; evaluering av petrofysikken til formasjonen 16; evaluering av geologien til borehullet 14; og evaluering av geomekanikken i formasjonen 16.

[0043] I tillegg blir loggemiljøet evaluert (ved 704). Evaluering av loggemiljøet omfatter én eller flere av følgende: evaluering av retningskartleggingen; evaluering av maskinvaren og programvaren; evaluering av slamsystemet; evaluering av slamloggene; evaluering av slamresistivitetsloggen; evaluering av borehullstemperaturloggen; evaluering av Stoneley-loggen; evaluering av FMI-(Formation Micro lmager)-loggen; evaluering av CDF-(Calibrated Downhole Force)-loggen; evaluering av differensialtrykkloggen; evaluering av kaliberdata; evaluering av bulktetthetsdata; og evaluering av borerapportene.

[0044] Slamsakkingen blir også estimert (ved 706). Slamsakkingen (sakkingen i fluidet i borehullet 14) blir bestemt basert på slamtetthet, dispersjonsanalyse samt inversjon av Stoneley- og bøyningsbølger. Slamtettheten blir så korrelert med slamsakkingen, og variasjonen i slamsakkingen blir estimert basert på temperatur, trykk og salinitet. Alle dataene blir så integrert i en slamsakkingslogg.

[0045] Deretter blir de soniske bølgeformene innhentet av loggeverktøyet 10 prosessert (ved 708), der de soniske bølgeformene omfatter dipoldata (og muligens unipoldata) vedrørende kompresjonsbølger og skjærbølger. Prosesseringen av de akustiske bølgeformene omfatter således prosessering av kompresjonsbølgesakking, dipol-kompresjonsbølgesakking i retningene til største og minste spenning, prosessering av dipol-skjærbølgesakking, prosessering av Stoneleybølgesakking og prosessering av den tredimensjonale anisotropimodulen.

[0046] De tre skjærmodulene blir deretter evaluert (ved 710). Etter evaluering av de tre skjærelastisitetsmodulene blir slamsakkingen evaluert på nytt, og prosessen returnerer til trinn 708 dersom slamsakkingen må korrigeres.

[0047] Trinnene 708-712 i arbeidsflyten i figur 7 blir så gjentatt (ved 714) inntil estimatet av slamsakkingen er stabilt.

[0048] Forskjellige trinn i noen utførelsesformer kan bli utført av en elektronisk anordning, så som nedihulls-styringsenheten 54 eller overflate-styringsenheten 32 vist i figur 1. Et eksempel på en elektronisk anordning 800 er vist i figur 8. Den elektroniske anordningen 800 omfatter en prosessor 802 som er koblet til lagringsmedier 804. Den elektroniske anordningen 800 omfatter også analyseprogramvare 806 som kan bli kjørt på prosessoren 802. Videre kobler et nettverksgrensesnitt 808 den elektroniske anordningen 800 til et kommunikasjonsmedium for å motta informasjon fra loggeverktøyet 10 vist i figur 1.

[0049] Selv om analyseprogramvaren 806 er vist i den elektroniske anordningen 800, skal det bemerkes at i alternative utførelser, de forskjellige prosesseringstrinnene ifølge noen utførelsesformer i sin helhet kan bli utført i maskinvare, eller av en kombinasjon av maskinvare og fastvare.

[0050] Instruksjoner i programvaren 806 blir lastet for eksekvering på prosessoren 802. Prosessoren kan omfatte én eller flere mikroprosessorer, én eller flere mikrokontrollere, én eller flere prosessormoduler eller delsystemer (omfattende én eller flere mikroprosessorer eller mikrokontrollere), eller andre styrings- eller databehandlingsanordninger eller integrerte kretsanordninger. Med en "prosessor" menes her én enkelt komponent eller flere komponenter ( f. eks. én CPU eller flere CPU'er).

[0051] Data og instruksjoner (i programvaren) er lagret i tilhørende lagringsanordninger, som er realisert som ett eller flere datamaskinlesbare eller datamaskin-anvendelige lagringsmedier. Lagringsmediene omfatter forskjellige former for minne, omfattende halvlederbaserte minneanordninger så som dynamisk eller statisk direkteaksessminne (DRAM eller SRAM), slettbart og programmerbart leseminne (EPROM), elektrisk slettbart og programmerbart leseminne (EEPROM) og flashminne; magnetplatelagre, så som permanente og flyttbare platelagre og disketter; andre magnetiske medier, omfattende lagringsbånd; og optiske medier så som CD eller DVD. Merk at instruksjonene i programvaren omtalt over kan være tilveiebragt på ett datamaskinlesbart eller datamaskin-anvendelig lagringsmedium, eller kan alternativt være tilveiebragt på flere datamaskinlesbare eller datamaskin-anvendelige lagringsmedier distribuert i et stort system muligens med flere noder. Slike datamaskinlesbare eller datamaskin-anvendelige lagringsmedier anses som en del av et produkt (eller en produksjonsartikkel). Et produkt eller en produksjonsartikkel kan referere til en hvilken som helst tilvirket enkeltkomponent eller flere komponenter.

[0052] I den foregående beskrivelsen er en rekke detaljer angitt for å gi en forståelse av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid vil det forstås av fagmannen at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljene. Selv om oppfinnelsen er beskrevet med støtte i et begrenset antall utførelsesformer, vil fagmannen se en rekke modifikasjoner og variasjoner av disse. Det er meningen at de vedføyde kravene skal dekke slike modifikasjoner og variasjoner som faller innenfor den virkelige idéen og rammen til oppfinnelsen.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for å bestemme egenskaper ved en undergrunnsstruktur, omfattende det å: motta, ved en datamaskin, informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata innhentet basert på målinger tatt av et loggeverktøy i et borehull; og analysere, ved datamaskinen, informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene i flere dimensjoner for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen borehullet går gjennom.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der de flere dimensjonene omfatter flere akseplan langs borehullet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, der det å analysere informasjonen omfatter det å analysere informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdata i to ortogonale aksielle plan som henholdsvis inneholder retningen til største horisontalspenning og retningen til minste horisontalspenning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der det å analysere informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdata omfatter det å analysere informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsbølgesakking.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der det å motta informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene omfatter det å motta informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata avledet fra målinger innhentet av mottakere på loggeverktøyet som reaksjon på akustiske signaler generert gjennom aktivering av minst én dipolsender i loggeverktøyet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, der det å aktivere den minst ene dipolsenderen omfatter det å aktivere den minst ene dipolsenderen som er parallell med retningen til største horisontalspenning og aktivere den minst ene dipolsenderen som er parallell med retningen til minste horisontalspenning.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å: motta skjærdata innhentet basert på målinger av loggeverktøyet; og analysere skjærdataene sammen med informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å: motta ytterligere informasjon innhentet basert på eksitasjon av loggeverktøyet i en unipol-kompresjonsmodus; og analysere den ytterligere informasjonen sammen med informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, der det å motta informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene omfatter det å motta informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata innhentet i to forskjellige dipol-bøyemodi.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å: anvende dipol-kompresjonsbølgesakkinger ved høyere frekvenser for å bestemme asimuten til retningen til største horisontalspenning og retningen til minste horisontalspenning.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å: estimere sakking i fluid i borehullet; og avgjøre om den estimerte sakkingen i fluidet er nøyaktig, der gjennomføringen av analysen gjentas basert på en justert sakking i fluidet i borehullet som reaksjon på at det bbestemmes at den estimerte sakkingen i fluidet ikke er nøyaktig.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, videre omfattende det å justere sakkingen i fluidet basert på prosessering av skjærbølgedata.

13. System for å bestemme egenskaper ved en undergrunnsformasjon, omfattende: en styringsenhet med en prosessor innrettet for å: motta dipol-kompresjonsdata innhentet basert på senderaktivering langs minst to retninger under en loggeoperasjon i et borehull; og analysere dipol-kompresjonsdataene for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen borehullet går gjennom.

14. System ifølge krav 13, der dipol-kompresjonsdataene innhentet basert på senderaktivering langs de minst to retningene omfatter dipol-kompresjonsdata innhentet basert på senderaktivering langs i hvert fall retningene til største og minste horisontalspenning.

15. System ifølge krav 14, der styringsenheten er innrettet for videre å: motta unipol-kompresjonsdata basert på aktivering av en akustisk unipolsender; analysere unipol-kompresjonsdataene sammen med dipol-kompresjonsdataene for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen.

16. System ifølge krav 15, der unipol-kompresjonsdataene er basert på senderaktivering av minst én akustisk dipolsender.

17. System ifølge krav 14, der styringsenheten er innrettet for videre å: motta skjærdata basert på aktivering av en sender; analysere skjærdataene sammen med dipol-kompresjonsdataene for å bestemme egenskapene ved undergrunnsstrukturen.

18. System ifølge krav 13, videre omfattende et loggeverktøy for å innhente målinger som dipol-kompresjonsdataene blir basert på.

19. System ifølge krav 18, der styringsenheten er en del av loggeverktøyet.

20. System ifølge krav 18, der styringsenheten er en styringsenhet på overflaten.

21. Produkt omfattende minst ett datamaskinlesbart lagringsmedium som lagrer instruksjoner som ved eksekvering bevirker en styringsenhet med en prosessor til å: motta informasjon vedrørende dipol-kompresjonsdata innhentet basert på målinger av et loggeverktøy i et borehull; og analysere informasjonen vedrørende dipol-kompresjonsdataene i flere dimensjoner for å bestemme egenskaper ved en undergrunnsstruktur borehullet går gjennom.